碳纤维解决方案
我们正在创新非金属材料解决方案，以应对全球能源与材料需求。碳纤维增强产品正是其中之一：它轻质、耐用，并具有优异的耐腐蚀性和耐高温性能。我们正在开发新技术，有望降低碳纤维或碳纤维基产品的成本，从而拓展其在新兴领域的应用前景。
什么是碳纤维？
碳纤维比人的头发还要细，比铝更轻，却比钢更强。其卓越的强度与多功能性，使其成为众多行业理想的制造材料。
碳纤维通常由一种名为聚丙烯腈（PAN）的有机合成聚合物制成，呈长丝状或线状。当这些单丝被捻合在一起时，便获得了高强度，随后可织成织物，或与树脂混合后模压成型。每家碳纤维制造商都设计有独特的纤维特性，因此其生产工艺通常被视为商业机密。
碳纤维有哪些优势？
在保证强度的前提下大幅减重，这一特性尤为重要。例如，在汽车领域，车辆减重可在不牺牲性能或安全性的前提下，降低燃油消耗并减少排放。与金属相比，碳纤维具有更高的比强度和比刚度；而采用碳纤维增强的复合材料制品，则能带来一系列实际效益：安装更快捷、完全耐腐蚀，以及更低的维护与运营成本，从而实现整体成本节约。
正因如此，凡是需要轻量化部件、更高结构刚度、更长维护周期以及更高生产效率的行业，都被碳纤维极其优异的性能所吸引。
碳纤维的主要优势
高比强度
高强度重量比
耐腐蚀
耐腐蚀、耐化学物质
耐高温
耐高温
系数低
热膨胀系数低
耐用
耐用且更具可持续性
哪些行业使用碳纤维？
高端自行车车架、一级方程式赛车底盘、螺旋桨叶片、无人机零部件、飞机机翼、管材、汽车部件、储能装置以及风力涡轮机叶片，仅仅是采用碳纤维增强复合材料制造的常见产品中的一小部分。
自20世纪60年代末以来，飞机就已开始采用碳纤维增强部件。
由于碳纤维材料卓越的减重性能，航空航天业成为最早采用碳纤维的行业之一。在油气行业，碳纤维被用于增强管道和套管，以减少腐蚀，并降低因频繁更换带来的高昂成本及环境影响。在体育休闲用品领域，如运动器材和乐器等产品，制造商已将碳纤维作为传统木材的替代品——它更稳定、更轻便。而在豪华汽车和赛车运动中，碳纤维则被用来打造更轻、更安全、燃油效率更高的车辆。
然而，碳纤维的制造工艺复杂且成本相对较高，导致其在部分大众消费市场领域的普及速度较慢。因此，通过进一步降低成本，碳纤维有望应用于非高端市场，如普通乘用车及多种能源场景，成为切实可行的解决方案。沙特阿美正通过相关研发项目，致力于缓解碳纤维材料成本过高的问题。
沙特阿美正在做什么？
碳纤维价格昂贵的主要原因是其生产过程需消耗大量能源。目前，生产碳纤维需要将炉子加热到 1500°C (2730°F) 的高温。
降低碳纤维或碳纤维制品的成本，为沙特阿美提供了一个契机，使其能够探索并成为推动这一特殊商品新市场发展的重要力量。
我们正与多家合作伙伴携手，致力于降低碳纤维生产所需的能源消耗，目标是将某些等级碳纤维的生产成本降低 50%。如果这一目标得以实现，将有助于加速碳纤维在高端行业以外的普及应用。
沙特阿美如何在运营中使用碳纤维？
自 2017 年以来，我们一直在使用碳纤维复合材料。目前，这些材料已应用于公司运营的多个领域，包括管道和井下套管的修复。
热塑性复合管
井口立管是一种管道系统，对于按时开启新钻油井至关重要，但其制造周期通常较长。2018 年，我们部署了一种碳纤维增强粘合非金属管道——热塑性复合管 (TCP)——作为井口立管。与传统的非金属复合管或旧式钢制管道相比，TCP 具有更高的耐压能力。此外，它还具有更佳的柔韧性和隔热性能，以及更高的抗渗透性和抗二氧化碳、硫化氢侵蚀能力。
控制腐蚀
控制金属腐蚀对地面管道和井下套管的影响可能面临高昂的成本。 2018年，我们开始使用碳纤维进行修复，以恢复因腐蚀而强度降低的表面套管的结构完整性。
增强型热固性树脂
在非导电的非金属管道中输送柴油和石油等精炼产品时，会产生无法沿管道消散的静电积聚。2020年，我们试用了一种碳纤维增强型热固性树脂（RTR）管道，该管道成功减少了电荷积聚，并提高了整个系统的完整性。
展望未来：提升沙特阿拉伯碳纤维产量
作为我们下游战略的一部分，旨在成为全球石化行业的领导者，我们正与道达尔能源公司（TotalEnergies）和英力士（INEOS）合作开展 Amiral 项目。该项目将为英力士在阿拉伯湾朱拜勒新建的工厂供应丙烯。丙烯用于生产丙烯腈——丙烯腈是许多塑料（包括聚丙烯腈（PAN））的重要组成部分，而聚丙烯腈又是碳纤维最常用的原材料。英力士的丙烯腈产品将降低聚丙烯腈的生产成本，进而降低碳纤维的成本。
鉴于碳纤维材料对沙特阿拉伯的重要性，沙特阿美碳纤维制造投资团队正与潜在的国际合作伙伴携手，通过Namaat计划在沙特阿拉伯建立碳纤维制造工厂。碳纤维的应用有助于扩大和加速非金属产品在许多工业领域的部署，同时解决一些技术难题，并支持本地化和创造就业机会。