科技強國 材料先行 | 首屆中復神鷹?2024 國際高性能纖維及復合材料(連云港)高端論壇成功召開(kāi)
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,高性能纖維及復合材料直接關(guān)系到制造業(yè)的轉型提升,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,首屆中復神鷹?2024 國際高性能纖維及復合材料(連云港)高端論壇在江蘇省連云港市召開(kāi)。論壇由中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì )、中國復合材料工業(yè)協(xié)會(huì )、中復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(kāi)發(fā)區支持。
中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì )副會(huì )長(cháng)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(huì )會(huì )長(cháng)陳新偉,副會(huì )長(cháng)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;中國復合材料工業(yè)協(xié)會(huì )秘書(shū)長(cháng)孟弋潔;連云港市委常委、連云港開(kāi)發(fā)區黨工委書(shū)記商振江;連云港開(kāi)發(fā)區黨工委委員、管委會(huì )副主任殷元;中復神鷹碳纖維股份有限公司董事長(cháng)張國良、總經(jīng)理劉芳,以及連云港市發(fā)改局、連云港開(kāi)發(fā)區管委會(huì )相關(guān)部門(mén)、國內外高性能纖維及復合材料的生產(chǎn)及應用企業(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(cháng)極
高性能纖維及其復合材料行業(yè)在全球范圍內呈現出快速發(fā)展的態(tài)勢。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展和積累,我國高性能纖維及復合材料技術(shù)實(shí)現重大突破,進(jìn)入先進(jìn)國家行列,目前我國已成為全球品種覆蓋面最廣、規模最大的高性能纖維生產(chǎn)國,在全球范圍內占有重要地位。
“我國高性能纖維及其復合材料行業(yè)通過(guò)狠抓關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),著(zhù)力拓展下游應用,在產(chǎn)業(yè)規模、技術(shù)進(jìn)步、體系建設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計與精確成型、自動(dòng)化編織、大尺寸結構件三維編織成型方法,系列裝備及產(chǎn)品已成功應用于國家戰略需求領(lǐng)域,為我國制造業(yè)核心競爭力提升注入新動(dòng)力。”中國工程院院士孫以澤表示。
▲孫以澤
當前我國高性能纖維及復合材料行業(yè)在全球的地位正在穩步上升,不僅體現在日益擴大的產(chǎn)業(yè)規模,同時(shí)在技術(shù)創(chuàng )新和應用開(kāi)發(fā)方面展現出強勁的動(dòng)力,但也面臨著(zhù)諸多挑戰。
在工業(yè)和信息化部聯(lián)合相關(guān)部門(mén)先后印發(fā)的《化纖工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導意見(jiàn)》《紡織工業(yè)提質(zhì)升級實(shí)施方案(2023—2025年)》中,進(jìn)一步提升高性能纖維生產(chǎn)及應用水平都被列入重點(diǎn)專(zhuān)項工程。可見(jiàn),高性能纖維及復合材料未來(lái)仍將是國家關(guān)注、支持的重點(diǎn)行業(yè),支持的重點(diǎn)方向將更為聚焦在國家重大戰略亟需和產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸領(lǐng)域。
對于未來(lái)高性能纖維如何發(fā)展,孫以澤給出三點(diǎn)建議:一是加強基礎創(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)鏈供應鏈安全穩定,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(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化升級。三是關(guān)注重點(diǎn)技術(shù),培育產(chǎn)業(yè)新增長(cháng)極。“要重點(diǎn)關(guān)注碳纖維三維編織裝備、大尺寸自動(dòng)鋪絲、鋪帶裝備、自動(dòng)模壓裝備等技術(shù),形成碳纖維復合材料全產(chǎn)業(yè)鏈智能制造裝備技術(shù)體系。同時(shí)也要關(guān)注其他高性能纖維及復合材料的智能裝備技術(shù)的研發(fā)和應用,提高設備的智能化水平,如設備穩定性、生產(chǎn)效率、數據采集和分析等。這將是未來(lái)高性能纖維材料產(chǎn)業(yè)的重要增長(cháng)極。”
新材料蘊育產(chǎn)業(yè)強區
因其優(yōu)異的性能,高性能纖維及其復合材料正日益成為多個(gè)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(kāi)發(fā)區是首批國家級經(jīng)濟技術(shù)開(kāi)發(fā)區,是連云港市對外開(kāi)放的主窗口和工業(yè)發(fā)展的主陣地。近年來(lái),連云港開(kāi)發(fā)區堅持“產(chǎn)業(yè)+城市”雙輪驅動(dòng),大力發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力,聚力打造了新醫藥、新材料、新能源、高端裝備制造為主導產(chǎn)業(yè)的“4+N”產(chǎn)業(yè)體系。連云港市委常委,連云港開(kāi)發(fā)區黨工委書(shū)記商振江在致辭時(shí)表示,依托國家級新材料產(chǎn)業(yè)基地等載體,連云港開(kāi)發(fā)區大力發(fā)展高性能纖維及復合材料產(chǎn)業(yè),出臺了一批極具吸引力的優(yōu)惠政策,推動(dòng)國家“強基工程”碳纖維復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),正全力打造國內領(lǐng)先的碳纖維產(chǎn)業(yè)基地,加快建設“雙千億”產(chǎn)業(yè)強區。
▲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(lái),在董事長(cháng)張國良的帶領(lǐng)下,中復神鷹心系“國之大者”,打造“國之大材”,在碳纖維及其復合材料領(lǐng)域不斷提升自主創(chuàng )新能力,在國內率先實(shí)現碳纖維干噴濕紡關(guān)鍵技術(shù)突破和核心裝備自主化,建成國內首條千噸級干噴濕紡碳纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線(xiàn)和首個(gè)萬(wàn)噸級碳纖維生產(chǎn)基地,系統掌握T700-T1100級和M系列碳纖維規模化生產(chǎn)技術(shù),產(chǎn)品性能達到國際先進(jìn)水平。中復神鷹建有連云港、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(wàn)噸,產(chǎn)品被廣泛應用于航空航天、壓力容器、碳碳復材、風(fēng)電葉片、交通建設、體育休閑等領(lǐng)域。中復神鷹還以第一完成單位榮獲2017年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎,西寧萬(wàn)噸碳纖維項目入選了國資委央企十大超級工程。
“中復神鷹長(cháng)期深耕于碳纖維及其復合材料的技術(shù)創(chuàng )新與市場(chǎng)應用,深刻理解產(chǎn)業(yè)自主可控與高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)現路徑,在于不懈的技術(shù)迭代與廣泛的開(kāi)放合作。”張國良由衷地說(shuō),得益于政策支持和市場(chǎng)需求的雙重驅動(dòng),我國在高性能纖維及復合材料領(lǐng)域取得了顯著(zhù)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(gè)高效、務(wù)實(shí)的交流平臺,促進(jìn)技術(shù)、信息、資源的共享;通過(guò)深度對話(huà),解決行業(yè)共性問(wèn)題,推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)瓶頸的突破;并進(jìn)一步探索上下游企業(yè)更加緊密的合作方式,拓展應用場(chǎng)景,提升產(chǎn)業(yè)鏈的整體競爭力。
▲殷元
會(huì )上,連云港開(kāi)發(fā)區管委會(huì )副主任殷元圍繞區位優(yōu)勢、“4+N”產(chǎn)業(yè)體系等方面對該開(kāi)發(fā)區新材料產(chǎn)業(yè)進(jìn)行推介,重點(diǎn)就產(chǎn)業(yè)基礎、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(kāi)發(fā)區將基于高性能纖維及復合材料、電子信息材料、功能膜材料、生物醫用材料四大產(chǎn)業(yè),打造國內一流的新材料產(chǎn)業(yè)基地。高性能纖維及復合材料產(chǎn)業(yè)方面,將以發(fā)展高性能纖維增強復合材料為主,以碳纖維復合材料等先進(jìn)復合材料為龍頭,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(jìn)行重點(diǎn)布局。
為進(jìn)一步深化國內高校、科研院所和企業(yè)對高性能纖維材料的理解和認識,提高高性能纖維復合材料設計應用能力,加快拓展高性能纖維應用場(chǎng)景,開(kāi)發(fā)出更多高品質(zhì)高性能纖維復合材料制品,會(huì )上,“中國高性能纖維制品設計大賽”舉行了啟動(dòng)儀式。
應用需求牽引產(chǎn)業(yè)未來(lái)成長(cháng)
隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步及綠色低碳發(fā)展成為全球共識,高性能纖維及其復合材料有望在更多領(lǐng)域得到應用,如航空航天、建筑和基礎設施、衛星部件、汽車(chē)應用等各種領(lǐng)域越來(lái)越多地開(kāi)始使用先進(jìn)的輕質(zhì)機構材料及部件,高性能纖維及其復合材料正迎來(lái)廣闊的應用市場(chǎng),這為行業(yè)提供了新的市場(chǎng)機遇。
▲孟弋潔
會(huì )上,中國復合材料工業(yè)協(xié)會(huì )秘書(shū)長(cháng)孟弋潔介紹了中國及全球復合材料行業(yè)的最新發(fā)展情況,分享了高性能纖維及其復合材料在航空航天、汽車(chē)制造、建筑、能源等領(lǐng)域的應用案例。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(diǎn),復合材料具有廣闊的應用市場(chǎng)。目前,先進(jìn)復合材料正朝著(zhù)高性能化、多功能化、環(huán)保化和智能化等方向發(fā)展;未來(lái)高性能纖維增強復合材料將在先進(jìn)高效航空裝備、人形機器人、深部資源勘探開(kāi)發(fā)裝備、高端文旅裝備和6G網(wǎng)絡(luò )設備等領(lǐng)域有廣闊的應用市場(chǎng)。
對于高性能纖維復合材料未來(lái)發(fā)展,孟弋潔表示,未來(lái)行業(yè)應從三個(gè)方面發(fā)力:一是材料質(zhì)量與定制化設計,注重原材料本身質(zhì)量,并從分子結構層面對目標材料體系進(jìn)行設計,特別關(guān)注使用溫度、韌性、工藝特性和浸潤特性。二是結構一體化,智能制造化,加強復材設計方法和基于制造的工程的設計研究,按復材的特性進(jìn)行設計,重視自動(dòng)化技術(shù)并控制成本。三是人員團隊政策三位一體,建立適應復材未來(lái)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(huì )副會(huì )長(cháng)呂佳濱介紹了我國高性能纖維行業(yè)的發(fā)展現狀、需求及趨勢。當前,我國高性能纖維技術(shù)進(jìn)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(shí)現突破,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(dòng)規模持續擴大,應用領(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(jìn)行列;連續玄武巖纖維行業(yè)技術(shù)穩步提升,達到國際先進(jìn)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,已廣泛應用于航空航天、國防軍工、風(fēng)力發(fā)電、土木建筑、汽車(chē)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)域的穩定應用。
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(cháng)性,隨著(zhù)纖維材料技術(shù)提升,性?xún)r(jià)比優(yōu)勢顯現,應用領(lǐng)域不斷拓展,市場(chǎng)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(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展、積極推進(jìn)數字化升級等方面著(zhù)力推動(dòng)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,中復神鷹碳纖維股份有限公司技術(shù)專(zhuān)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(lái)的技術(shù)發(fā)展趨勢和應用前景。2023年,全球碳纖維市場(chǎng)競爭加劇。一是銷(xiāo)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(xiāo)量約為5萬(wàn)噸。二是行業(yè)和企業(yè)面臨庫存壓力。相關(guān)數據顯示,截至2023年11月,碳纖維庫存量達到12260噸,為2020年以來(lái)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(cháng)相對緩慢。
張定金還重點(diǎn)介紹了碳纖維及其復合材料在飛機、風(fēng)電葉片、汽車(chē)等領(lǐng)域的應用前景。如飛機上使用碳纖維及其復合材料,具有明顯的減排效果。如果飛機機身結構的50%采用碳纖維及其復合材料,會(huì )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(wàn)噸。風(fēng)電葉片使用碳纖維及其復合材料,能延長(cháng)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(cháng)度的平方成正比,葉片大幅變長(cháng)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(wàn)噸二氧化碳當量。汽車(chē)尤其是在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域使用碳纖維及其復合材料,也具有明顯的減排效果。與主要由高強度鋼和鋁制成的車(chē)身相比,如果在中型電動(dòng)SUV車(chē)身中使用16%的碳纖維及其復合材料,可以使車(chē)身減輕16%,減少13%的電池,汽車(chē)油耗將會(huì )改善。未來(lái),飛機、風(fēng)力發(fā)電、壓力容器、汽車(chē)等行業(yè)對碳纖維的需求量將繼續增長(cháng),預計全球碳纖維需求量2050年為50萬(wàn)噸。
對于碳纖維行業(yè)的未來(lái)發(fā)展,張定金表示,行業(yè)要進(jìn)一步提高碳纖維性能,比如開(kāi)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(jìn)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,比如導入全生命周期評估(LCA),進(jìn)一步推進(jìn)節能降耗,建立并擴大碳纖維再利用的供應鏈,實(shí)現可持續發(fā)展。
會(huì )議同期,航天航空用高性能纖維及復合材料論壇、新能源用高性能纖維及復合材料論壇、高性能纖維及復合材料技術(shù)創(chuàng )新論壇成功舉辦,行業(yè)專(zhuān)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合材料的技術(shù)、市場(chǎng),以及其在復合氣瓶、風(fēng)電葉片、土木工程、汽車(chē)輕量化等領(lǐng)域的應用等內容。
▲參觀(guān)中復神鷹、江蘇奧神、連云港神特新材、碳纖維復合材料試驗公共服務(wù)平臺。
▲中復神鷹碳纖維股份有限公司董事長(cháng)張國良接受媒體采訪(fǎng),探討了2023年碳纖維行業(yè)整體市場(chǎng)情況及應用領(lǐng)域拓展前景,中復神鷹碳纖維生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、不同生產(chǎn)基地的技術(shù)迭代及綠色發(fā)展等話(huà)題。