减重30%以上,国产碳纤维材料首次应用于国内客船

碳材谈科技 2024-08-05 14:44:41

近日,香港新渡轮500客位混合动力喷水推进碳纤维高速船“新明珠6”号在广州南沙下水。

“新明珠6”号是目前亚太区域最为复杂的混动客船,集成了新材料、新能源、新混动型式,将为粤港澳大湾区水上交通发展提供绿色节能环保的示范应用。

该船上层建筑全部采用中国船舶集团旗下中国重工子公司双瑞控股双瑞橡塑与七二五所第三研究室共同研发制造的高新材料船用国产碳纤维织物及配套树脂,是国产碳纤维材料首次应用于国内客船,在国外材料供应“卡脖子”问题上取得关键突破及应用。

在“新明珠6”号建设过程中,双瑞橡塑安排专业技术人员到船厂参与工艺试验,解决了国产材料应用及成型优化等问题,使其满足船舶设计指标与建造工艺需求。

碳纤维复合材料船舶相比于铝制船减重30%以上,具有质轻高强等特点,相比传统船舶,使用该型材料能为船东进一步节省燃油,提高航速,缩短通行时间,降低维护费用,具有显著的节能减排,低碳环保优势。

该船总长44.75米,型宽11米,服务航速26节,最大载客量为500客位,是中国香港首艘碳纤维混合动力高速客船。全船采用先进的碳纤维高新材料制造,具有重量轻、耐腐蚀、噪音低等技术优势。

“新明珠6”号设置了2个电池舱,共配置约645千瓦时磷酸铁锂动力电池,可在纯电模式下以10节航速连续航行约21海里,完全满足维多利亚港零排放区域的环保要求。当船舶进出维多利亚港航行时,可完全采用纯电动模式推进,从而实现污染物“零”排放,最大程度减少对港口和城市的污染。

该船采用的混合动力能量管理系统可在船舶航行时对供电系统的能效进行削峰填谷,确保供电系统始终保持在高效的工作区间,从而实现能源效率最大化。并可实现柴油机推进模式和电池推进模式一键切换,在由低速切换为高速或高速切换低速时,可平滑过渡,给乘客更好的乘坐体验。

据悉,广州船舶工业有限公司总承包的中国香港新渡轮离岛项目共包括11艘船舶,此前交付的“新明珠2”号和“新明珠8”号已于3月投入运营,其绿色船舶技术、人性化设施等获得了各方的一致好评。目前,后续8艘新船的设计建造工作正有序推进。此外,该公司承接的中国澳门消防救援船项目开工在即。该公司港澳市场小船经营开拓不断取得新进展,进一步巩固了其在港澳地区小船总包项目持续发展的基础。

“新明珠6”号的吉水,标志着第三研究室与双瑞橡塑在船舶制造领域打破了进口技术垄断,实现了新的突破,为国家水上公共交通实现绿色低碳、环保节能的目标再添新动能!未来,双方将继续践行双碳目标,致力于碳纤维复合材料在船舶海洋领域的推广应用,助力内河船舶绿色转型。

2024年中国碳纤维市场规模分析

碳纤维是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维,在可量产纤维材料中性能最佳,是目前工程上可以大规模应用的比强度最高的材料。

中商产业研究院发布的《2024-2029年中国碳纤维行业市场调查与投资前景研究报告》显示,2022年中国碳纤维市场规模为128.1亿元,同比增长20.69%,2023年市场规模约为153.7亿元。中商产业研究院分析师预测,2024年碳纤维市场规模将达171.4亿元。

需求结构

随着风电与体育两大应用主导市场的飞速发展,以及碳碳复材和压力容器市场的迅猛发展,近年来,中国碳纤维复合材料市场需求持续增长,2022年中国碳纤维复合材料需求量达11.45万吨,同比增长19.3%,且未来仍将继续保持良好的增长趋势。从产品价格来看,树脂碳纤维复合材料产品价格呈震荡上行趋势,2022年中国树脂碳纤维复合材料均价增至75.5万元/吨,而其他碳纤维复合材料产品价格呈缓慢下滑趋势,2022年中国其他碳纤维复合材料均价降至78.5万元/吨。

碳纤维特性决定了其可以广泛运用于航天航空、军工、汽车、先进装备制造业、大型工程建设。目前,碳纤维主要应用于体育休闲和风电叶片领域,占比分别为30.9%和23.5%。航天军工、碳碳复材、压力容器,占比分别为10.5%、9.1%、8.1%。

我们也应该清醒认识到,我国碳纤维产业仍然面临一些挑战。首先,与美国和日本等传统碳纤维制造强国相比,我国在碳纤维高端技术和品质控制方面仍有差距。其次,碳纤维的生产成本较高,需要进一步降低成本,以提高市场竞争力。同时,由于碳纤维行业的快速发展,环境保护和可持续发展的问题也亟待解决。

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