现场直击︱行业目光齐聚威海，碳纤维及复合材料产业链如何创新发展成焦点

7月20日下午，碳纤维及复合材料产业链创新发展论坛在威海召开。中国工程院院士蒋士成，国家质检总局质量管理司刘杰，威海市临港区工委委员管委会副主任蔡曙光，中国化学纤维工业协会副会长贺燕丽、王玉萍等专家领导出席论坛。会议吸引了碳纤维产业链上下游企业、研究院所等相关单位代表近150人参加。 

碳纤维等高性能纤维是航空、航天、国防建设、经济建设和科技进步等领域不可或缺的主要战略物资，也是低碳经济中轻量化的核心技术之一，碳纤维行业的持续健康发展，对推动传统产业转型升级，促进战略性新兴产业发展，满足国民经济建设需求等具有重要意义。

 ▲北京化工大学材料科学与工程学院副院长、国家碳纤维工程技术研究中心主任徐樑华主持会议

我国对碳纤维的研究起步于1962年，但在很长一段时间内发展缓慢，直到近十年来，在国家相关政策的推动下，碳纤维行业才得以快速发展，在产业化和规模化发展方面取得了不错的成绩。那么，时至今日，我国碳纤维发展现状如何？目前行业存在哪些问题？面临哪些困难？业内普遍关注的大丝束低成本碳纤维发展及应用情况如何？碳纤维及复合材料的轻量化和功能化应用情况如何？碳纤维产业链如何做到优势互补、合作共赢？这些正是本次论坛众嘉宾所要探讨的议题。

国内碳纤维产业发展及趋势

▲威海拓展纤维有限公司董事长李书乡

李书乡介绍了2016年全球及国内主要碳纤维生产企业碳纤维产能和需求情况、原丝工艺路线，国内碳纤维发展历程、国产碳纤维系列化发展及应用情况，分析了国内碳纤维行业存在的问题及面临的困难。他还特别介绍了威海拓展的碳纤维生产线、产能情况及碳纤维产品系列、性能，回顾了拓展的碳纤维系列化之路，并对碳纤维产业发展提出建议。

指出，日本、美国等高性能纤维生产强国一直主导着全球碳纤维技术领域的创新和发展方向，占领着全球碳纤维市场的制高点。从全球碳纤维市场份额看，2016年日美两国合计拥有全球61%的碳纤维生产能力，处于明显的主导地位，其业务规模、资金成本、产业集中度等方面均优势明显，我国碳纤维企业与之相比还有一定差距，但我们也要看到国内碳纤维的进步，近年来在国家多个部委重大科技项目和政策支持下，在全国碳纤维企业的共同努力下，国产碳纤维已经成功解决了“从无到有”的问题，并在关键技术、装备、产业化生产及下游应用等方面均取得重大进展：如高强型碳纤维千吨级产业化装置陆续建成并投产；高强中模型工程化关键技术获得突破，百吨级生产线陆续投产并进入应用验证阶段；高模型碳纤维随着超高温石墨化炉的技术突破，也已进入工程化应用验证阶段。未来希望增加政府通过项目的牵引，进一步加强产、学、研、用的深度合作等，促进我国碳纤维及其复合材料持续健康发展。

国产大丝束低成本碳纤维发展及应用

▲吉林碳谷碳纤维股份有限公司副经理张海鸥

张海鸥分析了开发大丝束低成本碳纤维必要性、可行性及大丝束原丝开发技术难点，介绍了湿法大丝束低成本碳纤维原丝工艺及大丝束低成本碳纤维的应用情况。他指出，目前大丝束碳纤维制备技术已成为碳纤维低成本化的关键技术之一，是碳纤维在工业领域大面积应用的主要技术路径。但我国所生产的碳纤维全部小丝束，亟待突破大丝束碳纤维制备技术。德国西格里、日本三菱和卓尔泰克(东丽) 等国外主要大丝束碳纤维生产企业均是以民用腈纶工程为依托生产大丝束碳纤维，这是当前最有效的低成本路线。

吉林化纤是目前全球最大的腈纶制造商，且碳谷公司拥有碳纤维原丝聚合、纺丝两个最关键工序的发明专利，碳谷在制备24K、48K大丝束碳纤维原丝过程中，解决了纺丝过程中纺丝原液制备技术、纺丝原液凝固成型技术、纺丝不同区域牵伸比分配，产业化大规模生产中大丝束水洗洁净度，丝束生产过程中产生毛丝、纤度不匀三大技术难点。碳谷24K、48K大丝束原丝的研发成功与产业化，标志着国产碳纤维大K数原丝生产制备技术质的突破，从2016年12月批量生产至今，得到了威海光威、浙江精功、甘肃兰星等客户的一致好评，产品已经销售600吨，主要用于海上风力发电、高速铁路领域、汽车轻量化、体育休闲等领域。

碳纤维与汽车轻量化

▲常州宏发纵横新材料科技股份有限公司总经理谈昆伦

谈昆伦分析了汽车产业的发展趋势，以宝马i系列、奥迪汽车等为例，介绍了碳纤维在汽车工业中的应用情况，并对应用中的难题进行解析。在工业和信息化部、发展改革委、科技部发布的《汽车产业中长期发展规划》中提出，未来10年，我国汽车市场仍将保持适度稳定增长，到2020年，我国汽车生产将达到3000万辆左右，其中新能源汽车生产200万辆，新能源汽车等低碳绿色产业总值将突破10万亿元，成为支柱产业；到2025年，我国汽车生产将达到3500万辆左右，其中新能源汽车生产700万辆。当前，随着环保排放标准趋严及低碳生活被人们普遍接受，节能减排已成为汽车工业的重要研究课题，整车轻量化成为实现节能减排、提升产品竞争力的重要途径。汽车每减重100kg，油耗降低约0.4L/km； 0-100km/h加速性提升8%-10%制动距离缩短2-7m；新能源汽车续航里程可提升10%-11%，电池成本减少20%，日常损耗成本减少20% 。

最后，谈昆伦介绍了常州宏发纵横新材料科技股份有限公司的发展历程、国内外布局、研发实力，并从低成本材料及工艺、装备制造、结构设计及验证、测试评价、数据平台等方面展示了宏发纵横汽车轻量化解决方案的独到之处。他还特别提到了公司的先进展纤技术，通过这种特殊的技术工艺可将大丝束碳纤维展成小丝束，极大地降低了原材料的使用成本。目前，这种技术在日本、欧洲处于领先水平。

碳纤维复合材料的轻量化和功能化应用

▲江苏澳盛复合材料科技有限公司技术总监严兵

严兵分享了碳纤维的定义、分类、性能，以及碳纤维及复合材料在航空轻量化、汽车轻量化、风机叶片、医疗保健、交通、体育等方面的应用情况，特别指出，采用碳纤维复合材料制造的飞机、卫星、火箭等宇宙飞行器，不但推力大，噪音小；而且由于其质量较轻，所以动力消耗少，可节约大量燃料。据报道，航天飞行器的质量每减少lkg，就可使运载火箭减轻500kg;复合材料的大量应用大幅减轻了飞机的结构重量，并使飞机的燃油效率提高20％。同时他还分析了碳纤维及复合材料在应用中存在的价格高、工艺复杂、不适合量产等问题，并针对碳纤维及复合材料在不同部位的性能要求，提出了一些降低成本的解决方案，评估出了适合量产的工艺，如缠绕、拉挤、模压、RTM工艺。最后他对江苏澳盛复合材料科技有限公司管理及技术团队、技术和研发能力、自主研发的碳纤维制品工艺等作了介绍。

强强联合、优势互补、合作共赢 打造精品碳纤维产业链

▲吉林精功碳纤维有限公司总经理庄海林

庄海林介绍，碳纤维产业链核心环节包括上游原丝生产、中游碳化环节、下游复合材料及其应用。2016年9月，精功集团与吉林化纤集团合作，在吉林经开区投资组建了吉林精功碳纤维有限公司，形成了一条集碳纤维原丝、碳化、复合材料及碳纤维设备制造于一身的全新碳纤维产业链。

吉林碳谷公司目前拥有5000吨/年碳纤维原丝的生产产能，以其独有的湿法两步法纺丝生产工艺，不仅生产出了1K、3K、6K、12K传统产品，还研发出了24K、 48K优质碳纤维产品，占据国内50%以上的市场份额。多年来，精功集团利用其自主研发的年产500T国产碳化设备，摸索出了一套与吉林碳谷原丝相匹配的碳化工艺。目前500T国产碳化线的碳丝指标稳定在T400以上；并于2016年成功研制国内首条千吨级碳纤维生产线，单线年产能达到1200-1800吨，生产的高性能碳纤维可应用于航空航天、国防工业、高速轨道交通等高端领域。

两大知名企业强强联合，其目的在于从根本上解决我国碳纤维市场长期依赖进口的局面，满足国防及下游民用企业对高性能、低成本碳纤维及其制品的大量需求，助推我国碳纤维产业链的良性发展。

前途K50汽车CFRP轻量化应用介绍

▲北京长城华冠汽车科技股份有限公司复合材料室室主任张玺

张玺介绍了纯电动汽车轻量化的意义、途径及K50汽车CFRP的应用情况，探讨了CFRP材料在汽车上应用的可行性及优缺点。他谈到，根据产品市场定位，超级跑车需要有优良的动力性能、加速性能、操控性能以及续航能力，这些要求都指向一个目标—轻量化，而碳纤维及复合材料是目前已知的最佳轻量化材料。

2016年10月，北京长城华冠汽车科技股份有限公司获批新能源汽车制造牌照，旗下前途汽车（苏州）有限公司将于2018年3月进行前途K50等车型的批量制造，K50使用碳纤维复合材料结构制造部件，可比钢减重50%左右，比铝合金减重20%左右。

对于未来汽车CFRP轻量化应用，张玺提出几点建议：材料、设备供应商和制件供应商、车企协作，致力于低成本高效率CFRP制造技术的开发，尽可能降低CFRP使用成本；建立针对汽车行业关于CFRP复合材料的行业标准；材料和制造企业联合，完成材料性能数据数据库建设，为车企复合材料设计开发提供便利。

碳纤维的回收、环境影响性评价及发展思考和建议

▲上海交通大学化学化工学院副教授、高模新材料研究中心主任杨斌

杨斌表示，碳纤维及其复合材料生产制造过程中产生的废料非常多，比如碳纤维生产中的废丝、复合材料过程中的零部件。废料如果与树脂复合，很难回收。碳纤维废料的价值非常高。传统的回收方法是通过掩埋焚烧来回收碳纤维，少量的是进行机械粉碎后作为添加剂，但是没有发挥然纤维的价值。今后，更科学的方法应该是需要采用分离方法回收。

碳纤维行业的回收再利用非常迫切，也非常有必要，从节省能源、遵守相关法律法规和经济效益方面看，都具有重要意义。国家产业政策对此有支持，行业对这方面也开始关注。

碳纤维回收技术能否工业化的要点，是回收成本要低，再利用的价值要高。综合来看，目前裂解技术是比较可行的技术。全球回收碳纤维实现了产业化的公司，包括英国EMG公司，该公司1992 年开始从事研究，目前年回收能力为200吨。日本也拥有100吨的年回收生产线，他们采取的都是裂解技术。国内目前也有四五家企业开始从事这方面研究。 

▲中国化学纤维工业协会副会长王玉萍

最会，王玉萍副会长在总结发言中表示，今天的论坛分享了很多技术、信息、市场等内容，碳纤维产业在“十二五”期间收获颇丰，为“十三五”期间产业的发展打下了坚实的基础，当前国家对行业有很好的扶持政策，“十三五”碳纤维发展会发生很大的变化，希望业界同仁坚守、坚持，继续努力，在“十三五”期间取得更好的成绩。

▲威海光威复合材料股份有限公司董事长李书乡向演讲者提问（左）、江苏澳盛复合材料科技有限公司董事长许文前向演讲嘉宾提问（右）

▲威海拓展纤维有限公司部分展示产品

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