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【碳企研究】深度解密日本东丽公司最新碳纤维发展战略(8)从氢能寻找碳纤维发展契机

 碳纤复材 2024-04-16 发布于浙江

摘 要

东丽株式会社成立于 1926 年,其前身是东洋人造丝公司,1970 年 1 月,东丽从公司名称中去掉“人造丝”一词,更名为“东丽株式会社”,是世界著名的以有机合成、高分子化学、生物化学为核心技术的高科技跨国企业,目前东丽在23个国家和地区拥有 226 家公司。本公众号关于日本东丽公司已撰写170+篇原创类文章,更多有关东丽公司的精彩文章请点击日本东丽专辑(延伸阅读)。

2023年12月,日本东丽公司发布了年度报告,从中介绍了公司在氢能领域的布局,本文针对相关内容进行了简要的介绍

附:日本东丽公司最新发展策略专题文章
《1、2025年前有望再增1万吨产能》(原文)
《2、近中期全球碳纤维市场预测》(原文)
3、压力容器市场预测与策略(原文)
《4、风电叶片市场预测及策略》(原文)
《5、航空领域市场预测与策略》(原文)
《6、公司未来发展三大战略》(原文)
《7、碳纤维市场分析与对策》(原文)

2050年,在已实现碳中和的世界里,主要能源将从化石燃料完全转向风能、太阳能和其他可再生能源。此外,氢气将作为清洁能源、清洁能源载体和二次能源发挥重要作用。

目前,全球实施清洁氢的趋势已经在世界各国蔓延,相关项目数量超过1000个,总投资达45万亿日元。在未来十年里,将以绿氢为中心,绿氢是通过利用可再生能源通过水电解生产的,将开始取代对氨和其他原材料的现有需求。

在此之后,随着每个行业开始转向氢气使用,新的需求将出现,之后预计将扩大规模并降低成本。届时,氢能社会将进入快速扩张期,到2050年,氢能市场将达到每年5亿吨,是目前规模的五倍,绿氢预计将占总量的80%

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氢能产业链中的核心材料

东丽公司与氢相关业务的特点是,它可以在从生产到运输、储存和使用的整个供应链中提供一系列产品。例如,东丽的碳纤维是用于生产氢气的绿色电力的风力发电所必需的,而东丽水处理膜则用于生产作为原材料的水。预计未来将扩大的水电解槽包括碱性(ALK)和聚合物电解质膜(PEM)类型。东丽正致力于为这些电解槽应用其核心材料,如隔膜、聚合物电解质膜、催化剂涂层膜(CCM)、电极、亚密封膜。


在氢气运输和储存方面,东丽提供制造高压罐的碳纤维和塑料衬里,而在使用方面,东丽提供类似于燃料电池使用的核心材料。绿色氢扩张的主要驱动力是实现平价定价(可以与现有燃料竞争的定价)。因此,作为实现氢能社会努力的一部分,东丽提供先进的材料作为解决方案,有助于解决向整个供应链的广泛客户增加低成本清洁氢供应的挑战。

高效氢气分离膜

东丽通过利用其关键的聚合物和加工技术开发支持氢能社会的核心材料,从而使这些材料与竞争对手相比具有高质量优势。此外,东丽在用于储气罐的碳纤维行业占有领先地位;拥有60多年历史的东丽碳纤维最初用于天然气,其应用扩展到高压储罐领域,并将随着氢气市场的扩大而继续部署到新的领域

2022财年(2022年4月1日到2023年3月31日),东丽集团氢相关业务的销售额约为200亿日元。预计到2025财年,即中期管理计划AP-G 2025项目的最后一年,公司目标是销售额高达600亿日元氢罐用碳纤维、电极材料和CCM/MEA是主要的增长动力。这些业务的进一步增长将推动努力稳步实现氢社会的增长,目标是在2030财年实现3000亿日元的销售额


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高压储氢瓶+碳纸促进碳纤维需求高增长

东丽的碳纸(carbon paper,CP)被用作生产氢气的水电解槽的多孔运输层(porous transport layers,PTL),而碳纤维增强的高压储气罐被用于加氢站、氢气运输车和燃料电池汽车。此外,CP和由CP制成的气体扩散层(gas diffusion layer,GDL)作为燃料电池的电极基板发挥着重要作用。特别是,燃料电池汽车被认为对长途行驶的大型卡车和其他商用车有利,因为它们提供了比电池电动汽车更好的有效载荷和续航里程。

东丽公司预计,从2026年开始,高压氢气罐中使用的碳纤维需求将大幅增长。具体而言,到2025年,高压储气罐应用(包括用于天然气的高压气罐)对碳纤维的需求预计将以42%的年增长率增长,而到2030年,当氢气储气罐应用全面起飞时,碳纤维的需求预计将是2025年的四倍


此外,用于聚合物电解质膜(PEM)型水电解槽和燃料电池的CP和GDL的需求也在增长这一领域预计将迅速扩大,2030年的需求将比2025年增长3.5倍。东丽的GDL在行业中占有领先地位,在气体渗透性、水传输特性、高导电性、高强度和高表面质量方面具有优越的特性。因此,它有助于提高燃料电池汽车的产量、延长寿命和提高安全性。


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