碳纖維復材迎頭趕上靠什么？上下游產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)動，尋找中國式解決方案

　　近年來，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)持續(xù)高速發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)能力和材料應用不斷實現(xiàn)新的突破。一批在碳纖維行業(yè)持續(xù)深耕的本土優(yōu)秀企業(yè)，研發(fā)能力和市場競爭力持續(xù)增強。但碳纖維復材的性能以及應用等多方面與國際先進水平相比仍有差距。未來怎樣通過上下游產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)動，形成系列化的中國式解決方案？在4月3日的第十屆全國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展(廊坊·安次)大會上，來自碳纖維生產(chǎn)、復材生產(chǎn)以及下游應用領(lǐng)域的專家進行了研討。

　　碳纖維產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進入承上啟下關(guān)鍵期

　　2021年，中國碳纖維需求達6.24萬噸，高于全球平均水平，且進口產(chǎn)品依存度較高，主要源自日本、美國等國家的碳纖維龍頭企業(yè)。未來隨著航空航天、風電葉片、碳/碳復合材料等。新興產(chǎn)業(yè)的需求帶動，預計2023年中國碳纖維總需求將達9.16萬噸，國產(chǎn)碳纖維的市場占比也將逐漸提高。中國碳纖維市場規(guī)模一直保持增長趨勢，從2017年的38.1億元增長至2021年的106.4億元，年均復合增長率達29.3%。預計2023年中國碳纖維市場規(guī)模將達153.7億元。

　　隨著新能源、風電、光伏等碳纖維下游熱點行業(yè)市場規(guī)模持續(xù)高速增長，碳纖維行業(yè)國產(chǎn)化替代的進程在不斷加速。然而，相比全球領(lǐng)先企業(yè)，國產(chǎn)碳纖維在生產(chǎn)技術(shù)、應用技術(shù)、產(chǎn)品性能、質(zhì)量以及成本的競爭力方面仍然有較大差距。國內(nèi)碳纖維行業(yè)低水平建設(shè)的問題突出，產(chǎn)業(yè)規(guī)模大而不強，技術(shù)和應用原始創(chuàng)新基礎(chǔ)仍然較為薄弱，高端應用對外依賴度較高等問題依然突出。

　　碳纖維行業(yè)作為新能源、高端裝備、航空航天等戰(zhàn)略新興行業(yè)的重要基礎(chǔ)材料，需要進一步加大創(chuàng)新，實現(xiàn)自立自強，自主可控，通過上下游互通、產(chǎn)學研用共建，跨越難關(guān)，推動碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　中國石化上海石油化工股份有限公司副總經(jīng)理黃翔宇表示，碳纖維及其復合材料的應用前景廣，技術(shù)含量高，是保障國防安全和產(chǎn)業(yè)高端發(fā)展的重要基礎(chǔ)，是要不來、買不來、討不來的關(guān)鍵核心技術(shù)，是我國新材料產(chǎn)業(yè)亟需迎頭趕上的重點方向。

　　當前中國碳纖維產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進入了承上啟下的關(guān)鍵戰(zhàn)略發(fā)展期，黃翔宇建議碳纖維企業(yè)堅持以國家戰(zhàn)略需求和產(chǎn)業(yè)升級需要為牽引，充分發(fā)揮中國碳纖維產(chǎn)業(yè)的人才優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢、品牌優(yōu)勢，以產(chǎn)業(yè)鏈布局創(chuàng)新鏈，以創(chuàng)新鏈延伸產(chǎn)業(yè)鏈，積極推進高校科研院所碳纖維上下游企業(yè)之間的協(xié)同創(chuàng)新，加快碳纖維生產(chǎn)工藝關(guān)鍵裝備等技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新和產(chǎn)品迭代升級。同時加快碳纖維復合材料在各個領(lǐng)域的應用研究和示范推廣，共同形成從原絲、碳纖維到中間體、復合材料制件系列化的中國式解決方案，以推動碳纖維產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，助力中國式現(xiàn)代化。

　　碳纖維復材需要不斷發(fā)展和創(chuàng)新

　　中國科學院院士、東華大學材料科學與工程學院院長朱美芳表示，碳纖維是國家需求的關(guān)鍵材料，其應用水平反映國家核心競爭力。目前在工業(yè)化生產(chǎn)當中，用于大飛機、高鐵的高性能PAN基碳纖維占比較大(92%)，高純耐燒蝕粘膠基碳纖維和高模量瀝青/木質(zhì)素基碳纖維分別僅占比1%和7%。

　　據(jù)科學技術(shù)部高技術(shù)研究發(fā)展中心技術(shù)總師史冬梅介紹，發(fā)達國家高度重視新材料的基礎(chǔ)支撐、先導引領(lǐng)作用，積極制定新材料發(fā)展戰(zhàn)略，包括材料基因組計劃(美國)、工業(yè)2050戰(zhàn)略(英國)、納米技術(shù)和材料科技研發(fā)戰(zhàn)略(日本)、2030材料戰(zhàn)略(俄羅斯)。發(fā)達國家對高端材料壟斷加劇，集成化、集群化發(fā)展態(tài)勢突出；布局前沿新材料，繼續(xù)主導材料原始創(chuàng)新，搶占制高點；重視關(guān)鍵材料供應鏈安全，關(guān)鍵礦產(chǎn)資源成為大國競爭焦點；持續(xù)強化新材料創(chuàng)新支撐體系，注重產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式、人才培養(yǎng)。從技術(shù)發(fā)展趨勢看，更加依賴計算科學、人工智能等新方法，形成了以數(shù)據(jù)驅(qū)動的新材料研發(fā)新范式，加快了技術(shù)創(chuàng)新速度，新材料迭代周期大幅縮減；新材料向個性化、復合化、多功能化、更耐極端環(huán)境、更趨近于性能極限發(fā)展；新材料的發(fā)現(xiàn)與性能提升更依賴基礎(chǔ)科學突破、學科交叉、技術(shù)融合；低碳可持續(xù)發(fā)展理念深植于材料開發(fā)各個方面，更加突出環(huán)境友好、綠色節(jié)能、成分簡約、一材多用、循環(huán)利用等。

　　纖維復合材料作為國家的戰(zhàn)略性先進材料，在航空航天、軌道交通、能源、建筑、生活等領(lǐng)域具有廣闊的應用空間。相比于傳統(tǒng)材料，碳纖維復合材料具有更低的密度和更高的強度，并且隨著碳纖維復合材料制造技術(shù)的不斷進步。碳纖維復合材料技術(shù)的不斷發(fā)展和在多領(lǐng)域的廣泛應用，如輕量化技術(shù)通過減輕產(chǎn)品重量，降低能耗；循環(huán)利用技術(shù)通過再生利用，減少對自然資源的消耗，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟。可以進一步實現(xiàn)降低能耗、減少環(huán)境污染，對綠色經(jīng)濟的發(fā)展具有重要的意義。

　　中國化工信息中心專家表示，在綠色發(fā)展的背景下，碳纖維復合材料也需要不斷發(fā)展和創(chuàng)新:從源頭上看，碳纖維復合材料的生產(chǎn)需要大量的能源和原材料，因此綠色發(fā)展的關(guān)鍵在于開發(fā)新的生產(chǎn)技術(shù)和替代原材料。例如，利用生物質(zhì)制造碳纖維，采用可再生能源進行生產(chǎn)，將有機廢棄物轉(zhuǎn)化為原材料等。

　　從過程上看，碳纖維復合材料的生產(chǎn)過程會產(chǎn)生大量的廢水、廢氣和廢固體，對環(huán)境造成負面影響。因此，綠色發(fā)展的重點在于開發(fā)新的生產(chǎn)工藝和減少廢棄物的產(chǎn)生。例如，采用循環(huán)經(jīng)濟模式，將廢棄的碳纖維進行回收利用，開發(fā)高效的廢氣處理設(shè)備等。

　　從應用上看，碳纖維復合材料的應用也需要考慮環(huán)保因素。例如，采用碳纖維復合材料制造的產(chǎn)品需要具備可持續(xù)性和環(huán)保性，例如采用可再生能源驅(qū)動的電動車、采用可降解材料制造的運動器材等。

　　據(jù)悉，全國多個地方都在興建碳纖維產(chǎn)業(yè)基地。湖南岳陽經(jīng)開區(qū)將打造“中國碳谷”，新建國內(nèi)領(lǐng)先的高性能碳基復合材料產(chǎn)業(yè)園，成立碳基復合材料產(chǎn)業(yè)研究院，創(chuàng)建國家級、省級碳基復合材料工程研究中心，有望填補我國高性能碳基新材料領(lǐng)域空白，力爭成為國內(nèi)競爭力強的高性能碳基復合材料設(shè)計制造企業(yè)和供應商。而河北廊坊高新區(qū)以總投資50億元的長盛科技高性能碳纖維、總投資31億元的飛澤復材碳纖維復合材料項目為龍頭的新材料產(chǎn)業(yè)集群已初具規(guī)模。正在打造的京津冀“碳谷”產(chǎn)業(yè)基地將以現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)和重點項目為依托，利用3~5年時間，培育引入20家以上具有較強自主創(chuàng)新能力和品牌競爭優(yōu)勢的重點企業(yè)及若干配套上下游企業(yè)，逐步形成從“碳纖維一中間材料一復合材料一多元制品”的完整碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈條，在關(guān)鍵助劑、關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)，以及下游材料應用等方面實現(xiàn)突破趕超，努力打造主營業(yè)務收入超百億級、具有核心競爭力的戰(zhàn)略性全鏈產(chǎn)業(yè)。

免責聲明：

免責聲明：本站發(fā)布的有些文章部分文字、圖片、音頻、視頻來源于互聯(lián)網(wǎng)，并不代表本網(wǎng)站觀點，其版權(quán)歸原作者所有。如果您發(fā)現(xiàn)本網(wǎng)轉(zhuǎn)載信息侵害了您的權(quán)益，如有侵權(quán)，請聯(lián)系我們，我們會盡快更改或刪除。