未来产业特征鲜明 高性能纤维魅力绽放

本文转自：中国工业报

发展新质生产力 推进新型工业化 行业篇

未来产业特征鲜明 高性能纤维魅力绽放 ■ 中国工业报记者 马 艳

科技强国，材料先行。作为新材料产业的重要组成部分，作为产业升级和技术创新的关键领域，高性能纤维及复合材料直接关系到制造业的转型提级，关系到新材料领域中新质生产力的培育。现实生活中，高性能纤维的魅力随处可见、可触摸，只不过它隐身在飞机、火车、汽车、家电、手机等物体之中。日前，在江苏省连云港市召开的首届中复神鹰·2024国际高性能纤维及复合材料 （连云港）高端论坛上，中国化学纤维工业协会副会长吕佳滨说：“高性能纤维产品丰富，已广泛应用于航空航天、国防军工、风力发电、土木建筑、汽车工业、轨道交通、海洋工程、光缆通信、安全防护、环境保护、体育休闲等领域，并已形成特定领域的稳定应用。”

大显身手的材料

“当前，我国已经完成了航空用国产碳纤维评价、复合材料应用研究和考核验证，实现了300级、700级碳纤维批量在航空的应用，完成国产800级碳纤维评价、验证，复合材料应用研究和装机考核验证工作，进入小批生产应用。”中航复合材料有限责任公司研究员廖子龙向中国工业报记者透露，高性能纤维及复合材料正在航空航天领域 “大显身手”，而其轻质、耐腐蚀等性能优势被越来越多的应用领域关注到。

中国工程院院士孙以泽表示，我国高性能纤维及其复合材料行业通过狠抓关键技术攻关，着力拓展下游应用，在产业规模、技术进步、体系建设等方面取得了明显成就。

孙以泽说：“特别是突破了高性能特种编织物的设计与精确成型、自动化编织、大尺寸结构件三维编织成型方法，系列装备及产品已成功应用于国家战略需求领域，为我国制造业核心竞争力提升注入新动力。”

中复神鹰碳纤维股份有限公司技术专家张定金介绍，风电叶片使用碳纤维及其复合材料，能延长寿命，而且直径可以扩大到100米以上。风电装置的发电能力与叶片长度的平方成正比，叶片大幅变长后，单位发电量大幅增加。与燃煤和燃油发电 （燃煤和燃油发电的平均值）相比，如果该风机使用25年，每台风机可减少31.8万吨二氧化碳当量。

张定金表示，汽车尤其是在电动汽车领域使用碳纤维及其复合材料，也具有明显的减排效果。与主要由高强度钢和铝制成的车身相比，如果在中型电动SUV车身中使用16%的碳纤维及其复合材料，可以使车身减轻16%、减少13%的电池，汽车油耗将会改善……

中国化学纤维工业协会有关负责人告诉记者，经过多年发展和积累，我国高性能纤维及复合材料技术实现重大突破，进入先进国家行列。目前，我国已成为全球品种覆盖面最广、规模最大的高性能纤维生产国，在全球范围内占有重要地位。

据中国化学纤维工业协会2023年的统计数据，目前国产碳纤维产能占全球总产能约28%，芳纶约占23%，超高分子量聚乙烯纤维约占66%。整体上看，我国高性能纤维已成为全球产品覆盖面及应用范围最广的国家，碳纤维、芳纶和超高分子量聚乙烯纤维、玄武岩纤维生产规模位居世界前三，主流产品技术水平、产量和质量已居世界先进水平。

未来产业特征鲜明

随着技术的不断进步及绿色低碳发展成为全球共识，高性能纤维及其复合材料有望在更多领域得到应用，也迎来广阔的应用市场，为行业提供了新的市场机遇，推动碳纤维行业进入快速发展阶段。

“因具有质轻高强、损伤容限高，耐疲劳、耐化学腐蚀和耐候性好、加工成型方便等特点，复合材料具有广阔的应用市场。”中国复合材料工业协会秘书长孟弋洁表示，先进复合材料正朝着高性能化、多功能化、环保化和智能化等方向发展，未来高性能纤维增强复合材料将在先进高效航空装备、人形机器人、深部资源勘探开发装备、高端文旅装备和6G网络设备等领域有广阔的应用市场。

吕佳滨指出，我国高性能纤维技术进步明显，T1000级、T1100级、M55J级、M60J级、M40X级碳纤维关键技术实现突破，建立起自主技术体系；对位芳纶、间位芳纶取得新技术突破，规模持续扩大，应用领域不断拓展；超高分子量聚乙烯纤维行业位居全球先进行列；连续玄武岩纤维行业技术稳步提升，达到国际先进水平；其他高性能纤维发展也取得积极成效。

基于对高性能纤维的需求分析，吕佳滨表示：“高性能纤维需求较分散，具有非常广阔的成长性。随着纤维材料技术提升，性价比优势显现，应用领域不断拓展，市场天花板将不断上移。”吕佳滨建议，从强化科技创新核心作用、促进产业链协同发展、积极推进数字化升级等方面着力推动行业高质量发展。

廖子龙同样对先进复合材料的发展抱有期待。廖子龙说：“未来，先进复合材料用量及应用领域将不断增加，复合材料制造将向整体化、智能化、低成本化和快速工业化批产发展，航空发动机用复合材料、陶瓷基复合材料将有新的机遇，建议下一步应关注复合材料规范、材料通用数据库、测试与评价机构等。”

在工信部联合相关部门先后印发的 《化纤工业高质量发展的指导意见》《纺织工业提质升级实施方案 （2023-2025年）》中，进一步提升高性能纤维生产及应用水平都被列入重点专项工程。可见，高性能纤维及复合材料未来仍将是国家关注、支持的重点行业，支持的重点方向将聚焦在国家重大战略急需和产业发展瓶颈领域。

经过多年发展与积累，我国培育了一批各行业的骨干龙头企业，形成了如江苏、吉林和山东等高新纤维及其制品的产业集聚地，出现了中复神鹰、烟台泰和、九州星际、四川安费尔、江苏奥神、浙江石金等代表企业。

高端产品仍待突破

当前，我国高性能纤维及复合材料行业在全球的地位正在稳步上升，不仅体现在日益扩大的产业规模，同时在技术创新和应用开发等方面也展现出强劲的动力，但也面临着诸多挑战。据了解，我国合成纤维产业经历了从无到有、从小到大60多年发展，现在产量已占全球70%以上，但部分高性能纤维还受制于人。

中复神鹰董事长张国良表示：“产业实现自主可控与高质量发展的路径，关键在于坚持不懈地进行技术迭代和协同创新。国产碳纤维要进一步提高性能，比如开发高强碳纤维是重要发展方向，要不断降低生产成本。同时，要致力于解决行业共性问题，不断突破关键技术，探索上下游企业间更紧密的合作方式，不断拓展应用场景，提升产业链的整体竞争力。”

孙以泽则建议，一是加强基础创新，提升自主创新能力，增强自主配套能力和自主保障能力，维护产业链供应链安全稳定，这也是新阶段培育发展行业新质生产力的重要支撑。二是强化产业协同，促进产业链优化升级。三是关注重点技术，培育产业新增长极。

孙以泽说：“要重点关注碳纤维三维编织装备、大尺寸自动铺丝、铺带装备、自动模压装备等技术，形成碳纤维复合材料全产业链智能制造装备技术体系。同时，也要关注其他高性能纤维及复合材料的智能装备技术的研发和应用，提高设备的智能化水平，如设备稳定性、生产效率、数据采集和分析等，这将是未来高性能纤维材料产业的重要增长极。”