「上天入地」的國產碳纖維怎麼變強？200多名業內大咖匯聚威海獻計策

記者 同黎娜

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若要問哪種纖維非常有「家國情懷」，在很大程度上將「企業自身的夢想與國家的強國夢想」緊緊聯繫在一起？那得是既能用在國防軍工，又能用在高鐵和汽車民用領域的高性能纖維「老大」——碳纖維。

碳纖維產業突破日本和美國等傳統碳纖維強國的碳纖維「巨頭」的技術壟斷和封鎖已有數年，目前仍在繼續努力攻克更多的關鍵技術。承受著來自國際競爭對手的技術封鎖和巨大競爭壓力，經受著發展初期的虧損，一批國產碳纖維企業卻始終「不忘初心，砥礪前行」，這絕不是一句簡單的口號。在國產碳纖維企業老闆的內心深處，大都埋藏著一個「讓碳纖維更強」的夢想。

正因如此，國產碳纖維企業懂得抱團協作，也很重視彼此間的交流與溝通，每年一度的碳纖維分會年會便是大家探討產業發展情況、探索未來突破思路的平台。7月20日，「2017年化學纖維工業協會碳纖維分會年會暨碳纖維及複合材料產業鏈創新發展論壇」山東威海召開。

本次會議的主題為「提質、協同、融合」，由化學纖維工業協會主辦，碳纖維製備及工程化國家工程實驗室（光威拓展）化學纖維工業協會碳纖維分會承辦。會議就國產碳纖維產業發展的實際情況，遇到的發展困難和應對思路，碳纖維及複合材料如何抓住汽車輕量化機遇擴大應用，如何擴大碳纖維及複合材料在軍工領域的應用，如何推進國產碳纖維產業持續發展等熱點問題進行了深入討論。

紡織工業聯合會副會長、化學纖維工業協會會長端小平，工程院院士蔣士成、俞建勇，工信部消費品工業司調研員陳新偉，工信部原材料司調研員韓敬友，國家質檢總局質量管理司相關負責人劉傑，威海市臨港區工委委員管委會副主任蔡曙光，威海市經信委副主任孫玉忠，化學纖維工業協會副會長賀燕麗、王玉萍，化學纖維工業協會碳纖維分會輪值會長、威海拓展纖維有限公司董事長李書鄉，北京化工大學材料科學與工程學院副院長、國家碳纖維工程技術研究中心主任徐樑華，兵器工業集團第53研究所總工程師魏化震等嘉賓，以及來自兵器集團、中石油、中復神鷹、吉林碳谷等國內知名碳纖維及其複合材料企業，長城華冠汽車等下游應用企業的相關代表約200人蔘會。

行業整體情況向好

企業效益有所改善

端小平在會上指出，新材料技術目前已成為世界各國重要的戰略性新興產業，而碳纖維是新材料產業的重點。目前，國產千噸級碳纖維生產線已經投產，衡量指標是30天連續生產、產量超過800噸，而不應該是連續365天生產。單線規模是考量一個國家碳纖維生產水平的重要標誌。已經成為碳纖維生產大國，但還不是碳纖維生產強國。目前，單個碳纖維企業的年產能突破1000噸，多家企業突破干噴濕紡技術，T700也開始產業化生產，部分龍頭企業的研發達到國際水平，相關企業開始贏利，獲得了市場的認可。

2016年，PAN基碳纖維的產量約為4000噸，較2015年增長了500噸，生產情況有一定好轉，並實現了小幅增長，威海拓展等龍頭企業保持了穩定發展。

隨著技術水平不斷進步，國產碳纖維的質量有較大提高，產品系列化、差別化水平持續提升。碳纖維產品已覆蓋高強、高強中模、高強高模等多個系列，其中T700級碳纖維已具備較強市場競爭力，T800級碳纖維性能基本與國外同類產品一致，M30、M35、M40級碳纖維可滿足國內市場應用需要。

在企業經營方面，重點碳纖維企業的經營效益有所改善，個別企業已經實現贏利，行業整體的生產經營狀況有所好轉。比如，威海拓展已經連續多年實現贏利，中復神鷹碳纖維公司2016年實現贏利。江蘇恆神股份、吉林化纖集團碳谷公司成為新三板掛牌企業，碳纖維企業正在進入資本市場，以獲得更多的資金支持。

在應用方面，國內市場對碳纖維的需求仍保持增長，建築補強領域的碳纖維用量與上年相比基本保持穩定，約為1200噸左右。風力發電、汽車零部件、管道需求增長較大。碳纖維預浸料需求也保持一定增長，原因是體育休閑領域的碳纖維用量有小幅上升，雖然球拍、高爾夫球杆、漁具等傳統體育休閑領域的碳纖維應用市場雖已趨於飽和，發展速度有所減緩，但隨著消費結構不斷升級，消費者對個性化產品提出更高要求，從而使碳纖維新產品的更新速度加快，比如，碳纖維在手機和筆記本外殼、滑雪產品、戶外產品、箱包、小型無人機等新興休閑領域的用量逐漸增多。

端小平指出：「偉大都是熬出來的，高性能纖維的培育期一般要5~10年。日本東麗在碳纖維領域的成就是通過幾十年的發展才取得的。碳纖維產業能獲得快速發展的背後凝聚著淚水和汗水，離不開老一輩碳纖維人的辛勤付出。碳纖維產業自2007年開始快速發展，至今已經發展了10年，取得的成績給了大家信心。同時也得認識到，碳纖維產業仍存在一些短板，今後仍有很長的路要求，比如市場應用仍有待拓展，企業生產的穩定性需要加強。希望通過大家的共同努力，凝聚碳纖維全行業的發展共識，促進產業鏈協調發展，為下一個10年國產碳纖維產業的發展理清思路，打好基礎。」

與碳纖維強國的差距猶存

技術突破與模式創新都要抓

在國家多個部委相關重要科技項目和多項政策的支持下，國產碳纖維這些年已經突破了「從無到有」，並在關鍵技術、裝備、產業化生產及下游應用等方面都取得了重大進展，比如高強型碳纖維千噸級產業化裝置陸續建成並投產，千噸級的碳纖維生產線已有10條，分佈在威海拓展等6家企業中。整體來看，目前有碳纖維生產企業30多家，總產能約為2萬噸/年。

但是，也必須正視一個現實，碳纖維產業與發達國家的碳纖維產業相比仍存在著不小的差距。

徐樑華指出，國產碳纖維目前更多地突破了1k、3k、6k等產品的生產技術，今後還應繼續突破更高的製造技術。由於國產碳纖維的產業化技術仍不那麼成熟，整體性價比距離用戶的期望值仍存在一些差距。往往，碳纖維企業總覺得生產了產品賣不出去，下游用戶總覺得買不到好的國產碳纖維，這期間的癥結就在於「性價比」。

威海拓展纖維有限公司董事長李書鄉指出，在全球碳纖維市場上，日本、美國等高性能纖維生產強國一直主導著該領域的技術創新和發展方向，佔領著全球碳纖維市場的制高點。2016年，全球碳纖維總產能約為14萬噸，日本、美國的碳纖維產能佔比高達61%，處於明顯的主導地位。而且，日本東麗、美國赫氏（Hexel）等全球幾大碳纖維「巨頭」目前仍在積極擴充產能並加快了收購，以進一步擴大競爭優勢，比如2014年東麗收購了卓爾泰克，增大了其低成本、大絲束碳纖維的供應能力。目前，日本東麗、美國赫氏（Hexel）的碳纖維及其相關業務的年銷售額都在百億元以上，但碳纖維企業的銷售規模仍相對較小，領頭企業的年銷售額約幾億元。「碳纖維產業目前主要存在的問題包括：產業集中度相對較低，技術路線相對單一，主要集中於小絲束碳纖維生產，上下游之間的合作也有待加強等。」李書鄉說道。

▲威海拓展生產的碳纖維產品。

對此俞建勇也指出，碳纖維企業與國際企業的差距體現在技術水平、產用對接、應用拓展等方面。總體看，碳纖維產業的發展仍處於初級階段，仍需要不斷提升和成熟，遇到的難題也屬於發展中的問題，要正確看待。

那麼，下一步，碳纖維企業應從哪些方面尋求突破？

在技術上，應突破低成本、大絲束碳纖維製備技術。

吉林碳谷碳纖維有限公司總經理張海鷗指出，大絲束碳纖維製備技術已成為碳纖維低成本化的關鍵技術之一，是碳纖維在工業領域大面積應用的主要技術路徑。但目前，生產的碳纖維全是小絲束。下一步，亟待突破大絲束碳纖維製備技術。從國際市場看，碳纖維知名企業基本是從腈綸企業轉型成大絲束碳纖維企業，濕法紡絲是製備大絲束、低成本碳纖維的途徑之一。目前吉林化纖擁有腈綸年產能38萬噸，在大絲束碳纖維研發上具有資金投入少、時間短、建設快的特點。接下來，「低成本、大絲束、高品質」是吉林碳谷的努力方向。

「國產大絲束碳纖維最有希望從擁有腈綸工藝的吉林碳谷身上實現。」現場有專家這麼評價。

在研發和市場拓展上，可以嘗試強強聯合模式。

吉林精功碳纖維有限公司總經理庄海林介紹，2016年9月，浙江精功集團與吉林化纖合作，投資組建了吉林精功碳纖維有限公司，形成了一條集碳纖維原絲、碳化、複合材料及碳纖維設備製造於一體的完整碳纖維產業鏈條。目前，依託精功集團2016年研製出的千噸級碳纖維生產線，吉林精功正在開發24K碳纖維原絲。

「總說產品同質化，但同質化原因是什麼？因為碳纖維原絲生產企業和製品企業的需求脫節，大家沒有從產業一體化的角度去考慮發展。今後企業需要有針對性地去開發產品，實現一體化發展。我們兩家企業實行強強聯合，就是希望能發揮各自的優勢，提高效率，促進產業鏈發展。」庄海林說道。

提高產業化水平和產品性價比

擴大汽車、軍工等重點應用市場

碳纖維的需求量近五六年快速增長，2016年，需求量增長到2.13萬噸。

「這幾年，大家更關注如何把國產碳纖維用出去，只有通過應用才能能加快產業發展。要想提升國產碳纖維產業的成熟度，促進產業進一步發展，就要提高碳纖維的製造技術和應用技術水平，提高碳纖維製造和應用的協同水平，實現『軍民融合』以及協同發展。同時，要關注產業技術研發平台，以及製造和應用的示範平台的技術。」徐樑華說道。

具體看，碳纖維及其複合材料的「威力」在於，在軍工領域應用廣泛。

兵器工業集團第53研究所總工程師魏化震指出，在軍用領域，碳纖維及其複合材料用量已成為裝備先進性的重要標誌，複合材料將與鋁合金和特種鋼並列，成為武器裝備的主體結構材料，也將成為最為關鍵的結構/功能一體化材料。其應用領域包括直升機、運載火箭、衛星、教練機、神舟飛船、炮彈彈托等。其中，軍機和民用飛機是碳纖維最大的應用市場。

以碳纖維及其複合材料應用在坦克裝甲車輛上的應用為例，可以用作裝甲複合材料、結構裝甲複合材料、結構/隱身裝甲複合材料。在裝甲複合材料中，可用於正面、頂、底、側複合裝甲、披掛裝甲、防碎片、抗爆轟衝擊波多功能內襯。由於碳纖維及其複合材料具有很高的防護效益，與裝甲鋼相比，在相同重量下防護效能更高，在相同防護效能下重量更輕，並更易於實現隱身化。

「兵器行業將是軍工碳纖維最大的應用市場。武器裝備要向著更輕、更快、更遠、更猛、 更堅、更靈，以及更可靠、長壽命、低成本化的方向發展，在這些大趨勢下，碳纖維及其複合材料在武器裝備上的用量將會顯著增加。」魏化震說道。

在民用領域，現階段，汽車輕量化為國產碳纖維拓展下游應用市場帶來了很好的契機。

常州宏發縱橫新材料科技股份有限公司總經理談昆倫指出，汽車輕量化在全球領域有兩種思路，一種是特斯拉使用的鋁合金，另一種是寶馬使用的碳纖維複合材料。江蘇澳盛複合材料科技有限公司技術總監嚴兵介紹，寶馬i3、i8、以及7系列汽車大量使用了碳纖維複合材料（CFRP），包括30多種零部件。大量運用了碳纖維複合材料的寶馬i3的整備質量僅為1195千克，其中乘員艙重150千克，加上蓄電池，使其在純電動模式上的續航里程可達到160公里。

北京長城華冠汽車科技股份有限公司複合材料室室主任張璽介紹，超級跑車需要有優良的動力性能、加速性能、操控性能和續航能力，這些要求都需要汽車減重，實現輕量化，而碳纖維及其複合材料是目前認為的最佳的輕量化材料。2016年10月，長城華冠汽車獲批新能源汽車製造牌照，旗下前途汽車（蘇州）有限公司將於2018年3月進行前途K50等車型的批量生產。K50使用碳纖維複合材料結構製造部件（約27個部件），可比鋼減重50%左右，比鋁合金減重20%左右，還能提升車的科技感。要注意的是，碳纖維複合材料要用在合適位置，不然會影響汽車的性價比。

此外，在擴大碳纖維及其複合材料應用的過程中，如何高效回收、減少對環境的壓力也至關重要。上海交通大學化學化工學院副教授、高模新材料研究中心主任楊斌在會上提出了對於碳纖維回收、環境影響性評價及發展的思考和建議。

對於行業接下來的突圍方向，徐樑華指出，接下來，國產碳纖維企業要注重規模與創新，要提高投入產出比，日本東麗和美國赫氏（Hexel）的碳纖維生產裝備的投入產出比約為42%~48%，而碳纖維裝備的投入產出比失衡。要推進研發精益化，因為高科技產品碳纖維能有好的利潤就需要技術提升。同時，企業不只要關注規模，還要關注高端領域應用，要賣碳纖維的價值而不是價格，不能「糟蹋了碳纖維」，不能打價格戰，也要繼續推進生產低成本，提高產品的性價比。

俞建勇指出，下一步，從國家層面看，在重大戰略材料領域要緊盯世界前沿發展技術，重點關注涉及國家重大戰略需求的產品。從企業角度看，擴大碳纖維應用是核心，但講究重點領域重點突破，比如航空用和汽車用碳纖維的差別比較大。企業只有關注應用的專註性，才能走出不同的發展路線。蔣士成指出，行業要實現有序發展，應避免同質化競爭，要結合市場實際需求，發展「具有特色」的碳纖維產業。