中國碳纖維及制品產業鏈創新發展論壇在常州召開

　　2024年9月13-14日，中國碳纖維及制品產業鏈創新發展論壇暨2024年中國化學纖維工業協會碳纖維分會年會在江蘇省常州市召開。本次會議由中國化學纖維工業協會、中國產業用紡織品行業協會主辦，中國化學纖維工業協會碳纖維分會、新創碳谷集團有限公司、常州市宏發縱橫新材料科技股份有限公司承辦。

　　中國紡織工業聯合會副會長端小平，中國工程院院士、東華大學校長俞建勇，中國工程院院士、北京科技大學城鎮化與城市安全研究院院長、長三角碳纖維創新中心主任岳清瑞，中國工程院院士、我國著名預應力建筑結構專家曾濱，國家發展改革委產業發展司副司長曹傳貞，中國化學纖維工業協會會長陳新偉，中國產業用紡織品行業協會會長李桂梅，國家發改委產業協調司原巡視員、中國紡織工業聯合會咨詢委委員賀燕麗，國家先進功能纖維創新中心主任王玉萍，新創碳谷集團有限公司董事長談昆倫，以及來自國家部委、行業協會，江蘇省發改委，常州市發改委、科技局等部門，國內外碳纖維生產及應用企業、高等院校、科研院所、媒體等代表參加會議。會議由中國化學纖維工業協會副會長呂佳濱主持。

▲呂佳濱

　　弱周期下 探尋可持續發展路徑

　　碳纖維是國民經濟和國防建設不可或缺的戰略性新材料，是先進復合材料最重要的增強體之一，也是化纖行業“新質生產力”的典型代表。經過多年發展，我國碳纖維行業取得了令人矚目的成就，不僅填補了國內空白，更成為全球重要的碳纖維生產國和供應國，且基本構建了具有中國特色的碳纖維自主技術體系，實現了產品、技術和產業鏈配套的多元化發展，形成了聚丙烯腈基(PAN)、粘膠基、瀝青基三種類別，高強、高強中模、高模、高強高模四大系列產品體系; 原絲形成了溶劑以DMSO為主、DMAc和NaSCN共同發展，紡絲工藝以濕法和干噴濕法并重的技術體系；同時，國產規模化成套生產裝備和關鍵零部件以及專用油劑、上漿劑和樹脂；評價表征方法等，產業鏈配套齊全。

▲俞建勇

　　“我國碳纖維整體技術水平已進入全球先進行列，涌現出了新創碳谷、中復神鷹、吉林化纖、威海光威、江蘇恒神、江蘇澳盛等重點生產及應用企業。”俞建勇院士在致辭時表示。

　　與國外相比，國產碳纖維仍存在一些差距，主要表現在產品質量穩定性、生產與加工應用同步性以及關鍵裝備、原材料和配套材料等方面的薄弱環節，這主要歸因于國產碳纖維生產應用技術成熟度不足等。新形勢下，如何提升產業技術成熟度、擴大應用規模成為未來發展的關鍵。

　　為此，俞建勇提出三點建議：一是加強基礎研究，從源頭上打通技術瓶頸，依靠高水平人才，推動理論研究與應用研究的緊密結合；二是加強產業協同，以應用需求為牽引，推動碳纖維與多學科領域的技術突破與交叉融合，實現跨領域協同研發攻關和產業化應用，提供高性價比的系統解決方案；三是加強主動創新，借鑒化纖行業技術發展經驗，提升碳纖維生產效率和產品品質，同時注重碳纖維及其復合材料的自主設計，提高原始創新能力，并順應智能化發展大趨勢，加快應用新一代信息技術，推動碳纖維行業向數字化轉型升級。

▲端小平

　　結合行業目前存在的階段性產能過剩、供需失衡等風險以及中國化纖協會發布的《中國化纖行業投資敏感度分析》中的相應分析，端小平就碳纖維的現狀和未來分享了自己的觀點和思考：

　　一是高端制造業產能承壓已成為新常態，與光伏等行業類似，碳纖維也需警惕量增價減、盈利承壓的問題。行業發展的關鍵在于增品種、提品質、創品牌，讓碳纖維助力更多下游領域實現產業升級，進而逐步承接碳纖維產能的不斷釋放。

　　二是弱周期下，要在“抱團取暖”的同時力爭“競爭出清”，一方面要解決關鍵裝備、原輔料的卡脖子問題，共同推動碳纖維的應用拓展，提升產業鏈綜合競爭力；另一方面，要讓市場加速淘汰低效產能，使資源向更有效率、更優質的企業集中。“我們要特別注意，作為單個企業來說，在短時間內，過度過快增長產能的潛在風險是有可能錯過技術進步。一步一個腳印發展才是硬道理。”

　　三是苦修內功，找準定位，堅定信心。行業應集中資源提升產品質量穩定性，突破關鍵技術和裝備國產化難題，進一步完善纖維及制品的檢測評價方法，切實提升我國碳纖維的核心技術創新能力。“未來，碳纖維仍將是國家重點關注、持續支持的行業，但支持方向已經從‘大水漫灌’向‘精準扶持’轉變。”

▲曹傳貞

　　近年來，我國碳纖維行業的快速發展得益于國家有關部委特別是國家發展改革委給予的高度重視和全方位支持，如完善產業政策、調整產業目錄及實施相關專項等。國家發展改革委產業發展司副司長曹傳貞在致辭時提到，2023年，我國碳纖維產能接近14萬噸，同比增長21%，產量約7萬噸，同比增長53%，產業規模穩居全球前列，且產品性能穩步提升，國產碳纖維在高端領域得到逐步應用。

　　對于行業在新時期面臨的發展機遇與挑戰，曹傳貞表示，國家發展改革委產業司將結合國家戰略需求和國民經濟發展需要，持續推動我國碳纖維產業高質量發展。具體可從三方面著力：一是提升產業基礎能力，針對薄弱環節持續推進聯合攻關，深入打好碳纖維基礎的高級化、產業鏈現代化攻堅戰，推動提升我國碳纖維產業的整體技術和產業化水平；二是加快培育碳纖維產業生態鏈，支持龍頭企業發揮鏈長作用，帶動上下游企業協同創新發展；三是統籌推進產業持續健康發展，更好發揮市場、政府、行業協會各自的重要作用，優化產業布局，避免過度投資和低水平重復建設，推動碳纖維行業規范、有序發展。

　　分會換屆 談昆倫當選為第五屆輪值會長

▲新創碳谷集團有限公司董事長談昆倫當選為第五屆輪值會長

　　會上，舉行了中國化學纖維工業協會碳纖維分會的換屆儀式。分會自2014年成立，已產生了四屆組織機構，此次新創碳谷集團有限公司董事長談昆倫當選為新一屆輪值會長。談昆倫表示，“碳纖維分會自成立以來，為領導和促進我國碳纖維行業的發展，做出了積極的貢獻，積累了豐富的經驗。作為分會的新一屆輪值會長，我深感責任重大、使命光榮。我將把各位的厚愛轉化為動力，視大家的信任為責任，在中國化纖協會的指導下，緊緊圍繞分會辦會宗旨，全力協同各項工作部署，依靠會員企業的智慧與力量，凝聚發展共識，匯聚上下游企業合力，搭建行業交流合作平臺，促進我國碳纖維關鍵技術的突破和下游市場的應用，進一步推動行業高質量發展。”

▲新任碳纖維分會輪值會長談昆倫

　　應用風口 要看準并做好準備

　　“用出去”是碳纖維產業良性發展的關鍵之一。隨著國防軍工、航空航天、軌道交通、風力發電、新能源汽車等行業的深入發展，對應用材料體系提出了輕量化、低成本、高效率制備的市場需求，碳纖維復合材料是滿足這一要求的最佳解決途徑之一。

▲岳清瑞

　　在多種新型高性能土木工程材料中，碳纖維復合材料因具有輕質、高強、耐腐蝕、抗疲勞、低溫度變形和可設計性強等突出優點，用于結構加固技術已趨于成熟，應用日益廣泛。中國工程院院士、北京科技大學城鎮化與城市安全研究院院長、長三角碳纖維創新中心主任岳清瑞介紹了碳纖維復合材料在土木工程領域的相關應用。

　　面向綠色發展和“雙碳”目標的戰略需求，使用高性能土木工程材料，對保障我國土木工程行業可持續發展意義重大。相比其他傳統建材，用碳纖維復材可以實現減量化，有效實現碳減排。在重大工程需求中，如建設“交通強國”“海洋強國”等，碳纖維復材能突破工程建造技術瓶頸，維護國家戰略安全和資源安全。例如，在2500米級以上的跨度橋梁中，碳纖維作斜拉索具有顯著優勢，三亞體育場和常泰長江大橋等工程也采用了碳纖維復材結構。

　　岳清瑞強調，土木工程的重大進展基于材料的突破，以碳纖維復材為代表的纖維復材具有廣闊前景。目前，我國在碳纖維復材工程應用領域已領先世界。未來，在超大跨度空間結構、大科學裝置、地標性建筑、海洋工程及復雜地下工程等領域，對碳纖維復材有大量的應用需求。如果在這些領域的應用難點能得到突破，碳纖維復材在工程應用領域將迎來爆發性增長。

▲陳南梁

　　當前復合材料發展也存在一些技術瓶頸，如增強織物品種單一、高性能纖維成本高、復合材料加工效率低等，結合大絲束碳纖維“多軸向織造-復材成型-加工應用”產業化項目，東華大學教授、產業用紡織品教育部工程研究中心主任陳南梁介紹了大絲束碳纖維多軸向經編技術及其應用情況。

　　多軸向織物由一層或多層平行伸直排列、具有不同取向角度的紗線層組成，通過線圈固定形成穩定的表面結構。與傳統機織物相比，多軸向經編織物結合了針織和機織的技術特點，展現出更高的抗拉強力和彈性模量（分別提升20%），懸垂性好，編織過程中對紗線損傷小，具有準各向同性特點。此外，該織物能顯著改善復合材料的工藝性能，層間性能優越，纖維含量高，樹脂用量減少，成本效益顯著。

　　在技術創新方面，項目團隊在碳纖/玻纖高速多軸向經編機核心技術和裝備、碳纖/玻纖及混編多軸向織物/編織、碳纖維熱塑/熱固編織復合材料快速成型等方面取得突破，如研發了30個獨立控制系統的經編裝備，進行了了展纖、鋪緯、儲紗、監測等全鏈創新，實現了紗線精確鋪設等。這些創新技術不僅提高了生產效率，還賦予了產品輕量化、低成本、可設計等優點，滿足了特殊需求。

　　“與國內外同類產品經濟技術指標對比，項目產品生產效率達到國際先進水平，具有明顯價格優勢，且已廣泛應用于風電葉片、新能源汽車等領域，并獲得了多家知名客戶的認可。如用于中車380BL碳纖維復材結構設備艙整體減重38%，在軌道交通大斷面復雜多腔體織物拉擠裙板、風電T型梁等中應用效果良好。”陳南梁說道。未來，大絲束碳纖維多軸向經編增強織物在航空航天、風電葉片、高鐵列車、新能源汽車等應用領域的持續拓展，將為相關行業帶來更多的機遇和發展空間。

▲劉衛平

　　碳纖維復合材料具有較高的比強度與比模量、可設計性好、可整體成型、耐疲勞性能好等優點，已成為民用飛機的關鍵結構材料。中國商用飛機有限責任公司復合材料中心復材工藝總師、副總工程師劉衛平介紹了碳纖維復合材料在民用飛機上的應用現狀及發展趨勢。

　　“大量應用碳纖維復合材料已成為衡量新一代民機技術水平先進性的重要標志，是降低成本、提高性能和市場競爭力的重要因素之一，也是是研制與發展大型民用飛機的必由之路。”劉衛平介紹，空客A350中復合材料的用量占比達到52%，波音B787復合材料的用量占比達到50%。碳纖維復合材料的占比，提升了飛機的性能和經濟性等。據不完全統計，現在空客和波音兩大公司生產飛機所使用的碳纖維用量約為14000噸。國產大飛機C919的復合材料用量占比約為12%。部分國產供應商承擔了C919大量的復合材料制件的制造，比如水平尾翼地板、蒙皮自動鋪帶、梁的熱隔膜預成型等，但是，所用的碳纖維以進口為主。C929的復合材料的用量占比預計將到51%以上。

　　劉衛平預計，未來20年，民用飛機還將大量使用碳纖維復合材料。研究數據證明，空氣動力學的改進，比單純減重對燃油消耗產生的影響更大，下一代單通道飛機預計將會采用全復合材料機翼設計。

▲鮑雁辛

　　2023年的碳纖維市場壓力主要來自于產業鏈庫存周期和風電體育航空航天兩三大市場的周期性調整，2024年光伏行業周期性下探至最低點，但體育、風電、航空航天都呈現出新的增長空間，未來仍有亮點。產業趨勢來看，細分定位和高端產品的供需格局優勢將越來越明顯，價格優勢也會更加明顯，纖維企業更多發力制品技術的研發將成為銷售端必然的產業趨勢。國泰君安證券研究所副所長、建材行業首席分析師鮑雁辛分析了我國碳纖維市場去年以來的發展情況，以及未來發展趨勢。

　　對于2024年的市場行情，鮑雁辛指出，現階段碳纖維供需關系持續走弱。今年，T700/12K產品與T300/12K的價差明顯收窄，也就是說，T700級碳纖維正逐步成為大宗品。目前，碳纖維盈利壓力處于筑底期，雖然各廠家計劃的擴產規模仍較大，但是預計新產能釋放節奏放緩。從應用看，今年，體育、風電、航空航天應用市場呈現出新的增長空間，仍有亮點。比如，在體育休閑領域，隨著國內碳纖維企業技術進步與產能擴張，降本增效需求有望驅動下游加速碳纖維國產替代，國產碳纖維將在體育休閑領域占據更大的市場份額；在風電領域，風機大型化趨勢明顯，將助推國產碳纖維滲透率提升。總體來看，面對供需矛盾加劇，高端產品和精細降本是核心。未來，細分定位和高端產品的供需格局優勢將越來越明顯，價格優勢也會更加明顯，碳纖維企業加強下游制品技術研發將成為一種趨勢。

　　多方合力 賦能產業更多解決方案

▲李方

　　碳纖維作為低碳能源轉型的關鍵材料，其生產過程的環境影響及在風電葉片中的應用降碳效應受到關注。東華大學環境科學與工程學院副院長、國家紡織工業環境保護工程技術中心副主任李方分享了碳纖維生產過程碳排放研究情況，通過生命周期評價(LCA)，得出碳纖維生產的環境負擔主要集中在前體紡絲階段（占比達13%-91%，平均為51.11%），該過程碳排放（32.80 kg CO2 eq.）分別是聚合工段和預氧化工段的2.82和2.18倍，對氣候變化、能源消耗、人體健康及土地生態系統的影響尤為顯著。

　　為降低其環境影響，李方提出了一些可持續生產策略，包括改變蒸汽產生方式、改進生產流程提高轉化率、使用回收技術生產再生碳纖維以及改善能源結構提高清潔能源利用比例等。“盡管碳纖維生產過程中能耗較高，但其在風電葉片中的應用能顯著降低葉片重量和成本，提高發電效率，從而在長期運行中補償其能源消耗和溫室氣體排放，如在20年的時間里，它在一個月內的運行中顯著地補償了其能源消耗和溫室氣體排放。因此，從生命周期視角來看，碳纖維仍是實現可持續發展戰略中值得信賴的材料，但其生產過程的環保改進和降碳策略仍需持續探索和實施。”

▲許經緯

　　常州達姆斯檢測技術有限公司總經理許經緯介紹了風電行業材料及部件測試解決方案，分享了針對風電葉片的全面檢測架構，該架構從材料級別到全尺寸逐步驗證，以確保材料性能、結構設計和產品設計的有效性。其中，重點討論了元件和部件的實驗，包括葉片根部、主梁、副板、前沿和后沿等關鍵部分的評估，如通過玻纖拉擠楔形件評估根部性能，考察復合材料與金屬連接處性能；對主梁進行導角性能、膠粘壽命和穩定性評估；同時，對副板、型材的連接和抗曲性能進行測試；此外，還進行了工字梁和箱形梁的結構實驗，以及殼體部分的輕木與PVC連接和型材導角評估。

　　“為了適應新材料的高性能，我們對測試標準進行了改進，包括夾具設計和測試方法的優化，以確保測試的準確性。同時，我們引入多通道測量、視頻監測和圖象識別技術，實現了測試自動化和遠程實時觀察；建立了材料數據庫，通過大數據預測材料性能，可為客戶提供更全面的服務。這些措施也為風電葉片的設計和制造提供了有力支持。”許經緯說道。

▲蘇健暉

　　哈爾濱工業大學（威海）副研究員蘇健暉介紹了碳纖維及復合材料合金焊接技術的最新進展。他指出，國外熱塑性復合材料體系已成熟并在航空領域應用，而我國則以熱固性復合材料為主，對熱塑性復合材料研究不足。因此，國內熔融連接技術亟需自主研發和技術突破。

　　蘇健暉介紹，不同材料間的焊接，特別是金屬與工程塑料(復合材料)的焊接，已成為當前的熱點研究課題。其連接難點在于二者之間的熱物理性能差異大，無法直接進行熔化焊；微觀組織結構差異大，難以形成冶金結合。其解決方案是探討連接可行性及工藝優化，進行界面多尺度性能調控。

　　金屬/復材激光連接的應用成果，包括實現國際首件面向工業應用的激光焊與電阻焊的大尺寸結構樣件的連接，自主設計并搭建表面結構化設備、激光毛化、化學合成、紫外接枝等界面調控平臺，嘗試并搭建金屬/熱塑復合材料電阻焊、感應焊設備并實現二者的有效連接。

▲會后，與會代表參觀了常州市第八紡織機械有限公司、常州市新創智能科技有限公司、新創碳谷集團有限公司，對新創碳谷等的發展歷程、持續技術創新和產品開發、相關項目等情況有了更深入的了解。

　　分會閉門會

　　同期，2024年中國化學纖維工業協會碳纖維分會閉門會在常州舉行。中國紡織工業聯合會副會長端小平，中國化學纖維工業協會會長陳新偉、副會長呂佳濱，國家發改委產業協調司原巡視員、中國紡織工業聯合會咨詢委委員賀燕麗，國家碳纖維工程技術研究中心主任、北京化工大學教授徐樑華，國家先進功能纖維創新中心主任王玉萍，中材科技特種纖維復合材料國家重點實驗室主任趙謙，以及來自新創碳谷、威海拓展、中復神鷹、吉林化纖、江蘇恒神、浙江寶旌、新疆隆炬、鴻基偉業等國內主要碳纖維生產及應用企業相關負責人出席會議。

　　會上，參會代表分別介紹了各自2024年上半年的生產經營、相關項目、市場供需等情況；并針對碳纖維行業當前面臨階段性產能過剩、價格下滑、需求波動、內卷壓力等，展開了深入探討；同時聚焦于打破市場格局、提升產品質量、精準滿足客戶需求、探索新應用場景、增強產業鏈專業化、促進資源共享及推動差別化發展等關鍵議題，共同探尋行業破局與持續發展之路。

　　（來源：中國化學纖維工業協會）