科技強國 材料先行 | 首屆中復(fù)神鷹?2024 國際高性能纖維及復(fù)合材料(連云港)高端論壇成功召開
科技強國,材料先行。作為新材料產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,作為產(chǎn)業(yè)升級和技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵領(lǐng)域,高性能纖維及復(fù)合材料直接關(guān)系到制造業(yè)的轉(zhuǎn)型提升,關(guān)系到新材料領(lǐng)域中新質(zhì)生產(chǎn)力的培育。5月17日,首屆中復(fù)神鷹?2024 國際高性能纖維及復(fù)合材料(連云港)高端論壇在江蘇省連云港市召開。論壇由中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會、中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會、中復(fù)神鷹碳纖維股份有限公司主辦,國家級連云港經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)支持。
中國紡織工業(yè)聯(lián)合會副會長端小平;中國工程院院士孫以澤;中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會會長陳新偉,副會長呂佳濱、靳高嶺;國家發(fā)改委產(chǎn)業(yè)司原正司級巡視員賀燕麗;中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會秘書長孟弋潔;連云港市委常委、連云港開發(fā)區(qū)黨工委書記商振江;連云港開發(fā)區(qū)黨工委委員、管委會副主任殷元;中復(fù)神鷹碳纖維股份有限公司董事長張國良、總經(jīng)理劉芳,以及連云港市發(fā)改局、連云港開發(fā)區(qū)管委會相關(guān)部門、國內(nèi)外高性能纖維及復(fù)合材料的生產(chǎn)及應(yīng)用企業(yè)、高等院校、科研院所及媒體代表約300人參加論壇。靳高嶺主持論壇。
▲靳高嶺
新質(zhì)生產(chǎn)力培育新增長極
高性能纖維及其復(fù)合材料行業(yè)在全球范圍內(nèi)呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢。經(jīng)過多年發(fā)展和積累,我國高性能纖維及復(fù)合材料技術(shù)實現(xiàn)重大突破,進入先進國家行列,目前我國已成為全球品種覆蓋面最廣、規(guī)模最大的高性能纖維生產(chǎn)國,在全球范圍內(nèi)占有重要地位。
“我國高性能纖維及其復(fù)合材料行業(yè)通過狠抓關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),著力拓展下游應(yīng)用,在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)進步、體系建設(shè)等方面取得了明顯成就,特別突破了高性能特種編織物的設(shè)計與精確成型、自動化編織、大尺寸結(jié)構(gòu)件三維編織成型方法,系列裝備及產(chǎn)品已成功應(yīng)用于國家戰(zhàn)略需求領(lǐng)域,為我國制造業(yè)核心競爭力提升注入新動力。”中國工程院院士孫以澤表示。
▲孫以澤
當(dāng)前我國高性能纖維及復(fù)合材料行業(yè)在全球的地位正在穩(wěn)步上升,不僅體現(xiàn)在日益擴大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模,同時在技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用開發(fā)方面展現(xiàn)出強勁的動力,但也面臨著諸多挑戰(zhàn)。
在工業(yè)和信息化部聯(lián)合相關(guān)部門先后印發(fā)的《化纖工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》《紡織工業(yè)提質(zhì)升級實施方案(2023—2025年)》中,進一步提升高性能纖維生產(chǎn)及應(yīng)用水平都被列入重點專項工程。可見,高性能纖維及復(fù)合材料未來仍將是國家關(guān)注、支持的重點行業(yè),支持的重點方向?qū)⒏鼮榫劢乖趪抑卮髴?zhàn)略亟需和產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸領(lǐng)域。
對于未來高性能纖維如何發(fā)展,孫以澤給出三點建議:一是加強基礎(chǔ)創(chuàng)新,提升自主創(chuàng)新能力,增強自主配套能力和自主保障能力,維護產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定,這也是新階段培育發(fā)展行業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力的重要支撐。二是強化產(chǎn)業(yè)協(xié)同,促進產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化升級。三是關(guān)注重點技術(shù),培育產(chǎn)業(yè)新增長極。“要重點關(guān)注碳纖維三維編織裝備、大尺寸自動鋪絲、鋪帶裝備、自動模壓裝備等技術(shù),形成碳纖維復(fù)合材料全產(chǎn)業(yè)鏈智能制造裝備技術(shù)體系。同時也要關(guān)注其他高性能纖維及復(fù)合材料的智能裝備技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用,提高設(shè)備的智能化水平,如設(shè)備穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率、數(shù)據(jù)采集和分析等。這將是未來高性能纖維材料產(chǎn)業(yè)的重要增長極。”
新材料蘊育產(chǎn)業(yè)強區(qū)
因其優(yōu)異的性能,高性能纖維及其復(fù)合材料正日益成為多個行業(yè)的重要組成部分。碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維等是其中的代表性產(chǎn)品。
▲商振江
連云港開發(fā)區(qū)是首批國家級經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū),是連云港市對外開放的主窗口和工業(yè)發(fā)展的主陣地。近年來,連云港開發(fā)區(qū)堅持“產(chǎn)業(yè)+城市”雙輪驅(qū)動,大力發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力,聚力打造了新醫(yī)藥、新材料、新能源、高端裝備制造為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的“4+N”產(chǎn)業(yè)體系。連云港市委常委,連云港開發(fā)區(qū)黨工委書記商振江在致辭時表示,依托國家級新材料產(chǎn)業(yè)基地等載體,連云港開發(fā)區(qū)大力發(fā)展高性能纖維及復(fù)合材料產(chǎn)業(yè),出臺了一批極具吸引力的優(yōu)惠政策,推動國家“強基工程”碳纖維復(fù)合材料試驗平臺投用,省級高性能纖維檢驗中心具備三大高性能纖維全項目檢測能力,加速釋放了碳纖維、聚酰亞胺纖維、氨綸、超高分子量聚乙烯纖維等高性能纖維產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,培育了中復(fù)神鷹、奧神新材料、杜鐘新奧神氨綸、神特新材料等一批行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè),正全力打造國內(nèi)領(lǐng)先的碳纖維產(chǎn)業(yè)基地,加快建設(shè)“雙千億”產(chǎn)業(yè)強區(qū)。
▲張國良
從連云港飛出的“神鷹”是新材料板塊的重要一員。自2006年成立以來,在董事長張國良的帶領(lǐng)下,中復(fù)神鷹心系“國之大者”,打造“國之大材”,在碳纖維及其復(fù)合材料領(lǐng)域不斷提升自主創(chuàng)新能力,在國內(nèi)率先實現(xiàn)碳纖維干噴濕紡關(guān)鍵技術(shù)突破和核心裝備自主化,建成國內(nèi)首條千噸級干噴濕紡碳纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線和首個萬噸級碳纖維生產(chǎn)基地,系統(tǒng)掌握T700-T1100級和M系列碳纖維規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù),產(chǎn)品性能達到國際先進水平。中復(fù)神鷹建有連云港、西寧生產(chǎn)基地和上海研發(fā)基地,2023年底,其碳纖維總產(chǎn)能已達2.85萬噸,產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于航空航天、壓力容器、碳碳復(fù)材、風(fēng)電葉片、交通建設(shè)、體育休閑等領(lǐng)域。中復(fù)神鷹還以第一完成單位榮獲2017年度國家科學(xué)技術(shù)進步一等獎,西寧萬噸碳纖維項目入選了國資委央企十大超級工程。
“中復(fù)神鷹長期深耕于碳纖維及其復(fù)合材料的技術(shù)創(chuàng)新與市場應(yīng)用,深刻理解產(chǎn)業(yè)自主可控與高質(zhì)量發(fā)展的實現(xiàn)路徑,在于不懈的技術(shù)迭代與廣泛的開放合作。”張國良由衷地說,得益于政策支持和市場需求的雙重驅(qū)動,我國在高性能纖維及復(fù)合材料領(lǐng)域取得了顯著成就,但仍有可期待的巨大發(fā)展空間。為此他希望該論壇搭建一個高效、務(wù)實的交流平臺,促進技術(shù)、信息、資源的共享;通過深度對話,解決行業(yè)共性問題,推動關(guān)鍵技術(shù)瓶頸的突破;并進一步探索上下游企業(yè)更加緊密的合作方式,拓展應(yīng)用場景,提升產(chǎn)業(yè)鏈的整體競爭力。
▲殷元
會上,連云港開發(fā)區(qū)管委會副主任殷元圍繞區(qū)位優(yōu)勢、“4+N”產(chǎn)業(yè)體系等方面對該開發(fā)區(qū)新材料產(chǎn)業(yè)進行推介,重點就產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、環(huán)境、方向介紹了其新材料產(chǎn)業(yè)布局與發(fā)展情況。他表示,連云港開發(fā)區(qū)將基于高性能纖維及復(fù)合材料、電子信息材料、功能膜材料、生物醫(yī)用材料四大產(chǎn)業(yè),打造國內(nèi)一流的新材料產(chǎn)業(yè)基地。高性能纖維及復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)方面,將以發(fā)展高性能纖維增強復(fù)合材料為主,以碳纖維復(fù)合材料等先進復(fù)合材料為龍頭,在碳纖維、聚酰亞胺纖維、超高分子量聚乙烯纖維、氨綸、生物基纖維等領(lǐng)域進行重點布局。
為進一步深化國內(nèi)高校、科研院所和企業(yè)對高性能纖維材料的理解和認識,提高高性能纖維復(fù)合材料設(shè)計應(yīng)用能力,加快拓展高性能纖維應(yīng)用場景,開發(fā)出更多高品質(zhì)高性能纖維復(fù)合材料制品,會上,“中國高性能纖維制品設(shè)計大賽”舉行了啟動儀式。
應(yīng)用需求牽引產(chǎn)業(yè)未來成長
隨著技術(shù)的不斷進步及綠色低碳發(fā)展成為全球共識,高性能纖維及其復(fù)合材料有望在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用,如航空航天、建筑和基礎(chǔ)設(shè)施、衛(wèi)星部件、汽車應(yīng)用等各種領(lǐng)域越來越多地開始使用先進的輕質(zhì)機構(gòu)材料及部件,高性能纖維及其復(fù)合材料正迎來廣闊的應(yīng)用市場,這為行業(yè)提供了新的市場機遇。
▲孟弋潔
會上,中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會秘書長孟弋潔介紹了中國及全球復(fù)合材料行業(yè)的最新發(fā)展情況,分享了高性能纖維及其復(fù)合材料在航空航天、汽車制造、建筑、能源等領(lǐng)域的應(yīng)用案例。因具有質(zhì)輕高強、損傷容限高,耐疲勞、耐化學(xué)腐蝕和耐候性好、加工成型方便等特點,復(fù)合材料具有廣闊的應(yīng)用市場。目前,先進復(fù)合材料正朝著高性能化、多功能化、環(huán)保化和智能化等方向發(fā)展;未來高性能纖維增強復(fù)合材料將在先進高效航空裝備、人形機器人、深部資源勘探開發(fā)裝備、高端文旅裝備和6G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用市場。
對于高性能纖維復(fù)合材料未來發(fā)展,孟弋潔表示,未來行業(yè)應(yīng)從三個方面發(fā)力:一是材料質(zhì)量與定制化設(shè)計,注重原材料本身質(zhì)量,并從分子結(jié)構(gòu)層面對目標(biāo)材料體系進行設(shè)計,特別關(guān)注使用溫度、韌性、工藝特性和浸潤特性。二是結(jié)構(gòu)一體化,智能制造化,加強復(fù)材設(shè)計方法和基于制造的工程的設(shè)計研究,按復(fù)材的特性進行設(shè)計,重視自動化技術(shù)并控制成本。三是人員團隊政策三位一體,建立適應(yīng)復(fù)材未來發(fā)展的高素質(zhì)團隊。
▲呂佳濱
中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會副會長呂佳濱介紹了我國高性能纖維行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、需求及趨勢。當(dāng)前,我國高性能纖維技術(shù)進步明顯,碳纖維在T1000級、T1100級、M55J級、M60J級、M40X級碳纖維關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)突破,建立起自主技術(shù)體系;對位芳綸、間位芳綸取得新技術(shù)突破,推動規(guī)模持續(xù)擴大,應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展;超高分子量聚乙烯纖維行業(yè)位居全球先進行列;連續(xù)玄武巖纖維行業(yè)技術(shù)穩(wěn)步提升,達到國際先進水平;其他高性能纖維發(fā)展也取得積極成效。高性能纖維產(chǎn)品豐富,已廣泛應(yīng)用于航空航天、國防軍工、風(fēng)力發(fā)電、土木建筑、汽車工業(yè)、軌道交通、海洋工程、光纜通信、安全防護、環(huán)境保護、體育休閑等領(lǐng)域,并已形成特定領(lǐng)域的穩(wěn)定應(yīng)用。
基于對高性能纖維的需求分析,呂佳濱表示,“高性能纖維需求較分散,具有非常廣闊的成長性,隨著纖維材料技術(shù)提升,性價比優(yōu)勢顯現(xiàn),應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展,市場天花板將不斷上移。” 此外,他建議從強化科技創(chuàng)新核心作用、促進產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展、積極推進數(shù)字化升級等方面著力推動行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
▲張定金
作為高性能纖維行業(yè)的代表之一,中復(fù)神鷹碳纖維股份有限公司技術(shù)專家張定金介紹了2023年全球碳纖維行業(yè)的發(fā)展情況,以及碳纖維未來的技術(shù)發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景。2023年,全球碳纖維市場競爭加劇。一是銷量下滑。受體育用品和風(fēng)電領(lǐng)域需求下滑影響,國產(chǎn)碳纖維銷量約為5萬噸。二是行業(yè)和企業(yè)面臨庫存壓力。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,截至2023年11月,碳纖維庫存量達到12260噸,為2020年以來最高。三是供需失衡。碳纖維新建、投產(chǎn)項目較多,但下游需求增長相對緩慢。
張定金還重點介紹了碳纖維及其復(fù)合材料在飛機、風(fēng)電葉片、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。如飛機上使用碳纖維及其復(fù)合材料,具有明顯的減排效果。如果飛機機身結(jié)構(gòu)的50%采用碳纖維及其復(fù)合材料,會使機身重量減輕20%,燃油效率提高約7%,使用10年后,每架飛機的排放量可減少2.7萬噸。風(fēng)電葉片使用碳纖維及其復(fù)合材料,能延長壽命,而且直徑可以擴大到100米以上。風(fēng)電裝置的發(fā)電能力與葉片長度的平方成正比,葉片大幅變長后,單位發(fā)電量大幅增加。與燃煤和燃油發(fā)電(燃煤和燃油發(fā)電的平均值)相比,如果該風(fēng)機使用25年,每臺風(fēng)機可減少31.8萬噸二氧化碳當(dāng)量。汽車尤其是在電動汽車領(lǐng)域使用碳纖維及其復(fù)合材料,也具有明顯的減排效果。與主要由高強度鋼和鋁制成的車身相比,如果在中型電動SUV車身中使用16%的碳纖維及其復(fù)合材料,可以使車身減輕16%,減少13%的電池,汽車油耗將會改善。未來,飛機、風(fēng)力發(fā)電、壓力容器、汽車等行業(yè)對碳纖維的需求量將繼續(xù)增長,預(yù)計全球碳纖維需求量2050年為50萬噸。
對于碳纖維行業(yè)的未來發(fā)展,張定金表示,行業(yè)要進一步提高碳纖維性能,比如開發(fā)高強碳纖維(如T1200級)是碳纖維行業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要方向;要進一步降低生產(chǎn)成本;要加強對碳纖維回收技術(shù)的研究和產(chǎn)業(yè)化,比如導(dǎo)入全生命周期評估(LCA),進一步推進節(jié)能降耗,建立并擴大碳纖維再利用的供應(yīng)鏈,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
會議同期,航天航空用高性能纖維及復(fù)合材料論壇、新能源用高性能纖維及復(fù)合材料論壇、高性能纖維及復(fù)合材料技術(shù)創(chuàng)新論壇成功舉辦,行業(yè)專家、學(xué)者分享了碳纖維、芳綸、聚酰亞胺纖維、超高分子量聚乙烯纖維、玄武巖纖維等高性能纖維及其復(fù)合材料的技術(shù)、市場,以及其在復(fù)合氣瓶、風(fēng)電葉片、土木工程、汽車輕量化等領(lǐng)域的應(yīng)用等內(nèi)容。
▲參觀中復(fù)神鷹、江蘇奧神、連云港神特新材、碳纖維復(fù)合材料試驗公共服務(wù)平臺。
▲中復(fù)神鷹碳纖維股份有限公司董事長張國良接受媒體采訪,探討了2023年碳纖維行業(yè)整體市場情況及應(yīng)用領(lǐng)域拓展前景,中復(fù)神鷹碳纖維生產(chǎn)經(jīng)營、不同生產(chǎn)基地的技術(shù)迭代及綠色發(fā)展等話題。