一、 碳纤维简介

碳纤维是一种含碳量在90%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料,在沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维和其他基体材料复合,可以做成应用广泛的复合材料。

碳纤维除了具有强度、模量高、重量轻的特点,还具有诸多特殊功能。

江苏如何发挥自身优势,打造全国碳纤维产业高地-复合材料网

由于碳纤维及其复合材料优异的综合性能及高附加值,被人们称作是二十一世纪的“黑色黄金”,被列入国家“十三五”规划,作为国家重点发展的战略新兴产业。同时也是国务院政府工作报告部署的“中国制造2025”发展规划中需着重解决的“量大面广的先进基础材料”和“制约制造业发展的关键战略材料”,对重构我国新材料产业体系极为重要,在航空航天、交通运输、建筑、医疗器械、电子电气等方面有广泛的应用,可以大力推动新材料和相关重点装备领域的快速发展,对国民经济的发展产生举足轻重的影响。

近年来,随着工业4.0概念及“中国制造2025”的发布以及在节能环保绿色发展的理念不断深入,在未来数年内,碳纤维复合材料将不仅在航天航空、体育休闲等传统应用领域保持稳定增长,同时在风力发电、轨道交通、汽车轻量化、工业机器人等新的应用领域迎来爆 炸式的快速增长。

二、 国内碳纤维产业发展状况

我国的碳纤维产业发展和国外存在着较大差距,无论是碳纤维的生产和下游的应用。全球2017年的碳纤维需求量达到84200吨,相对于2016年的76500增长超过了10%。回到国内,2017年碳纤维的总需求量为23487吨,比2016年的19563吨实现了较大幅度的增长。在这些用量中过半仍然是体育用品。2017年中国大陆生产了7400吨碳纤维,台湾地区生产了4000多吨。2017年全球碳纤维产量在8万多吨左右,约为产能的60-70%,但中国的实际产量不足7000多吨,只有产能的30%。同时国外如东丽可以批量生产T300、T700、T800、T1000、M40、M55、M60等级别的碳纤维,而国内T300、T700可以满足一定的需求,T800有所突破,其他级别产品在市场上还没见到批量供应产品。

同时中国碳纤维的应用和国际上相比,也存在较大差距。目前国际上碳纤维的应用前四大领域是风电(约2.4万吨)、航空航天(约2.4万吨)、体育器材(约1.3万吨)、汽车(约9000吨)等,而中国碳纤维的应用主要在体育用品上。无论从应用领域和技术水平,都落后不少,特别是发展较快的工业领域,如汽车等。而中国的碳纤维应用主要集中在体育用品,2017年全球体育用品消耗碳纤维13200吨,而中国大陆约6000吨和中国台湾约6000吨,合计12000吨以上,占有绝对的优势,但在该领域市场上竟然没有什么知名的品牌。这与苹果产业链类似,众多代工企业在国内,但只能赚辛苦的加工费,品牌溢价只能被别人拿走。其他过千吨的主要有风电、建筑加固、压力容器和短切粒子等。无论从碳纤维应用领域和技术水平,国内都落后不少,特别是发展较快的工业领域,如汽车等。

三、 江苏在碳纤维产业的优势

长江三角洲是我国经济最发达的地区。江苏省又是我国经济最发达的省份之一,具备良好的工业基础和技术能力。而且江苏碳纤维产业发展也比较早,并取得了不错的成绩,产业基础比较好。

江苏省碳纤维产业地图

江苏如何发挥自身优势,打造全国碳纤维产业高地-复合材料网

江苏省有着比较好的碳纤维产业基础,碳纤维企业中比较有名的中复神鹰、恒神等,复合材料方面有江苏澳盛等。而且有了一定的规模,如中复神鹰2017年产量2000多吨,占全国一半以上。江苏澳盛2017年碳纤维用量超千吨,成为国内为数不多的碳纤维用量超千吨的厂家。

而且碳纤维的下游利用也具有前景,江苏沿海地区是我国三大风场,最近几年风电发展迅速,碳纤维在风机叶片上量也很大,但目前主要是国外的企业在用,国内的企业受制技术问题,还没有形成规模。包括其他的应用汽车、电子产品等,江苏也有广阔的市场前景。

江苏省是我国工业基础较完善的地区,有着良好的电子、工业装备生产能力,以及产业工人及技术人员,同时江苏也是我国教育大省,每年培养了众多人才。这些都可以满足碳纤维产业的高技术特征,并提供很好的条件。

四、江苏发展碳纤维产业的必要性

碳纤维也是江苏省重点发展的战略新材料之一,按照省政府办公厅印发的《江苏省“十三五”战略性新兴产业发展规划》指出,重点在关键技术突破、科技成果转化及产业化、产业创新平台建设和推动产业集聚发展等方面强化工作举措,全力推进我省碳纤维产业发展和创新水平提升。

经过多年的发展,江苏省形成了一定的碳纤维产业基础,碳纤维和应用在国内有一定的地位,特别是涌现出中复神鹰、丹阳恒神、宜兴天鸟、江苏澳盛、中复碳芯等一批优势企业。同时通过科技倡导成立碳纤维相关的8家省工程技术研究中心,强化碳纤维工程技术研究、试验、成套技术服务与技术辐射,带动行业技术水平提升和科技进步,并依托南京玻纤院建设了省碳纤维及复合材料检测服务平台。通过工信部强基工程,在连云港建设碳纤维复合材料试验公共服务平台。

江苏的碳纤维产业虽然比较全,上下游产业链看起来比较齐备,但是分散各地,相互协作不多,各自为战,没有形成合力。对于江苏的碳纤维产业,政府层面具体办事人员受主观或客观愿意的影响,存在对相关产业了解不够,重视不足,导致国家层面上政策具体落实不够,甚至出现在相关地方新材料产业政策中,碳纤维及其复合材料并未具体明确的列入新材料范围内,导致相关政策无法享受应有的政策扶持。

五、 碳纤维及复合材料的应用将迎来爆发性增长

在国家层面上“十三五”规划及“中国制造2025”,都把碳纤维及复合材料作为国家重点发展的战略新兴产业。而在全球范围内,2016年的标志性事件,就是风电的用量取代航空航天成为碳纤维应用最多的领域,说明工业领域的应用异军突起。在未来数年内,碳纤维复合材料将不仅在航天航空、体育休闲等传统应用领域保持稳定增长,同时在风力发电、轨道交通、汽车轻量化、工业机器人等新的应用领域迎来爆 炸式的快速增长。

一月份召开的国家科技大会上,中复神鹰碳纤维有限责任公司牵头的“干喷湿纺千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化关键技术及应用”项目荣获科技进步一等奖,大连理工大学主持的“高性能碳纤维复合材料构件高质高效加工技术与装备”荣获国家技术发明一等奖,两个和碳纤维相关项目都获得了一等奖,可见国家的重视。国务院副总理牵头的国家新材料产业发展领导小组成立后,国家发改委、工信部、科技部、财政部等部门发布《新材料产业发展指南》、《重点新材料首批次应用示范指导目录(2017)》、《新材料关键技术产业化实施方案》、《新材料产业标准化工作三年行动计划》《国家新材料生产应用示范平台建设方案》和《国家新材料测试评价平台建设方案》等政策,其中都明确提出碳纤维及复合材料相关产业的鼓励措施!

针对这种情况,威海、吉林等碳纤维产业基础较好的地区纷纷提出要建设碳纤维产业发展基地,整合上下游资源,大力推进碳纤维产业的发展。

长三角地区是我国传统制造业,特别是高端制造的中心地区。拥有包括商飞、金风科技、上汽集团在内的航空、风电、汽车行业的龙头企业,必然是未来碳纤维在工业领域快速增长的核心区域。江苏省是我国经济最发达的省份之一,同时也是碳纤维产业发达的地区,如何应对碳纤维及复合材料应用的爆发性增长,必须提前进行布局。

六、江苏发展碳纤维产业存在问题

1.江苏的碳纤维产业虽然比较全,上下游产业链比较齐备,但是分散各地,相互协作不多,各自为战,没有形成合力。

2.对于江苏的碳纤维产业,政府层面具体办事人员受主观或客观愿意的影响,存在对相关产业了解不够,重视不足,导致国家层面上政策具体落实不够,甚至出现在相关地方新材料产业政策中,碳纤维及其复合材料并未具体明确的列入新材料范围内,导致相关政策无法享受应有的政策扶持。

3.同时,在项目申报的具体工作中,由于政策归口于多个部门,还存在着政策信息宣导不足,政策信息传达不准确,准备材料要求繁杂,申报手续繁琐等问题。

4.具体办事人员对新材料的技术领域不是很了解,缺乏相关专业知识,所以无法解读国家、部位发布的政策。(例如我们就遇到,碳纤维及复合材料是国家十三五计划、中国制造2025重点支持的项目,但当我们拿出发改委、工信部的文件,具体办事人员对于什么是复合材料、树脂基复合材料、碳碳材料等就不知道)

5.江苏碳纤维行业相关大企业较多,但没有形成合力。不像东莞、厦门、威海等地,形成产业聚集群,有较高活跃度。

七、建议

1.可以邀请新材料或碳纤维行业国内外知名专家,在江苏举办相应论坛,对产业发展进行咨询,对产业发展提出建议。

2.落实贯彻国家相关产业政策,可以参考其他地区的做法,出台针对性的新材料产业政策(参照附件材料)。

3.针对新材料或碳纤维复合材料产业,统一进行归口,梳理相关项目立项、申报、审批的流程(或针对性成立一个机构?可参考国务院去年成立,并由马凯副总理任组长的新材料产业领导小组)。可以抽调具有专业背景的人,或并对涉及新材料产业的相关人员进行培训,学习的新材料技术领域和政策,提升业务水平,促进国家、部位产业促进政策的准确落实,切实推动江苏碳纤维及复合材料产业的发展。

4.倡议在江苏成立碳纤维产业联盟,整合上下游企业,高校,研究所,更好的为产业服务,促进江苏省碳纤维产业的更大进步。

5.在江苏境内选择一处或数处产业基础较好的地区,打造碳纤维产业园,完善相关配套措施,整合上下游产业链。

作者简介:

严兵,江苏澳盛复合材料科技有限公司技术总监,教育部工程教育认证专家,中国塑料加工工业协会专家组成员,中国复合材料学会会员,江苏复合材料学会常务理事,苏州大学产业导师。多年从事纤维、粉体增强的高分子基复合材料的研发、生产的技术工作,开发了多项产品投入市场,创造良好的经济效益,在科学期刊发表论文20多篇,申请专利多项,其中20多项已经授权。