企業(yè)需要盡快形成碳纖維系列化制備技術(shù),開發(fā)高、中、低多檔次多規(guī)格的碳纖維型號,通過節(jié)能降耗技術(shù)、品質(zhì)控制,降低生產(chǎn)成本,形成價格優(yōu)勢。
被譽為“黑色黃金”的碳纖維,近年來成為國內(nèi)材料市場上的“香餑餑”。
“與傳統(tǒng)材料相比,它不僅兼具輕質(zhì)和優(yōu)秀的力學(xué)性能,比強度是超高強度鋼材的13~20倍,同時,還具有極佳的耐腐蝕、耐候、耐溫穩(wěn)定性。”中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所(以下簡稱中科院寧波材料所)纖維團隊的副研究員陳友汜在接受《中國科學(xué)報》記者采訪時表示,目前碳纖維主要集中應(yīng)用于工業(yè)、航空航天、體育器材三大領(lǐng)域。
據(jù)統(tǒng)計,2010年,我國碳纖維原絲產(chǎn)能已達12080噸,碳纖維產(chǎn)能為7081噸。2012年,我國已有30多家企業(yè)從事碳纖維的研發(fā)和生產(chǎn),建成產(chǎn)能已突破1萬噸。
隨著我國對高效清潔輸運工具需求的增加,中科院寧波材料所纖維團隊預(yù)測,碳纖維還將在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用迅猛增長,比如深海鉆井平臺、風(fēng)力發(fā)電機、汽車及天然氣儲罐等。
有困局 也有希望
其實,早在去年2月,工業(yè)和信息化部就發(fā)布了《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,將碳纖維列為高性能增強纖維的發(fā)展重點。僅隔一年后,工業(yè)和信息化部又把制訂和發(fā)布《關(guān)于促進碳纖維產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》作為本年度石化化工行業(yè)管理工作的重點之一。無疑,國家的政策支持為碳纖維行業(yè)發(fā)展注入了一針“強心劑”。
“但同時,我們也應(yīng)該看到,缺乏碳纖維生產(chǎn)與應(yīng)用的核心技術(shù),直接導(dǎo)致了我國碳纖維產(chǎn)品質(zhì)量與進口產(chǎn)品之間的明顯差距,這也極大地限制了國產(chǎn)碳纖維產(chǎn)品在高端領(lǐng)域的應(yīng)用,使其一直處于為國外碳纖維提供來料加工、成品外銷的尷尬局面。”前瞻網(wǎng)資深產(chǎn)業(yè)研究員章誦蘭直言不諱。
而中科院寧波材料所纖維團隊在研發(fā)中遇到的最大問題是:如何在一個多學(xué)科(涉及高分子化學(xué)與物理、化學(xué)工程、化學(xué)機械、材料學(xué)、表面化學(xué)與物理、應(yīng)用化學(xué)、分析化學(xué)等)交叉的領(lǐng)域中,多角度地發(fā)現(xiàn)科學(xué)與工程問題,并提出可行的解決方案,探索“裝備—工藝—結(jié)構(gòu)—性能”之間的相關(guān)性,優(yōu)化匹配關(guān)系。
盡管存在著諸多問題,但記者在采訪過程中發(fā)現(xiàn),諸多專家還是對碳纖維的發(fā)展前景充滿希望。
“有國產(chǎn)大飛機項目作為聚焦的應(yīng)用牽引,碳纖維在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用比例將趨于國際平均水平。”中科院寧波材料所纖維團隊對碳纖維的前景表示樂觀。
此外,中國飛機強度研究所研究員沈真認為,碳纖維復(fù)合材料還有可能在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用出現(xiàn)井噴式的發(fā)展。
有希望 亦需穩(wěn)健
廣闊的發(fā)展前景,讓眾多業(yè)內(nèi)人士紛紛將關(guān)注目光聚焦碳纖維領(lǐng)域。
據(jù)了解,目前世界上碳纖維的生產(chǎn),主要分化為以美國為代表的“大絲束”碳纖維和以日本為代表的“小絲束”兩大類。“我國碳纖維仍以‘小絲束’為主。從推動經(jīng)濟與產(chǎn)業(yè)升級的層面來說,我國碳纖維復(fù)合材料的發(fā)展注定要依靠‘大絲束’。”陳友汜表示,相比國內(nèi)“小絲束”單一的原絲技術(shù)路線,未來“大絲束”的原絲技術(shù)路線可能會豐富得多。不過,仍有部分業(yè)內(nèi)人士對“大絲束”的發(fā)展表現(xiàn)出謹慎的態(tài)度。
“盡管‘大絲束’是碳纖維未來的發(fā)展方向,也是一個趨勢。但如果‘小絲束’還沒做好就去做‘大絲束’,首先工藝會打不通,也會影響企業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。”中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司銷售主管李韋在接受《中國科學(xué)報》記者采訪時表示,國內(nèi)“大絲束”在相關(guān)設(shè)備、工藝技術(shù)儲備和經(jīng)驗認知方面尚未滿足其深度發(fā)展的需要。
李韋覺得,“大絲束”目前的用量并不大,技術(shù)與市場環(huán)節(jié)尚處于培養(yǎng)階段。首先還是應(yīng)該把“小絲束”做好,在此基礎(chǔ)上逐步尋求有“大絲束”合作意向的客戶,根據(jù)市場的實際需求來調(diào)度生產(chǎn)。
穩(wěn)健產(chǎn)品 才能占據(jù)市場
再好的技術(shù),如果沒有穩(wěn)定的產(chǎn)品,也就只是“空中樓閣”。
反觀國內(nèi)碳纖維各家企業(yè),他們并沒有形成獨有的拳頭產(chǎn)品,有相當(dāng)一部分生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)水平接近,或者沒有技術(shù)自我提升能力。而這大大加劇了技術(shù)同質(zhì)化的低效競爭。
“這與多數(shù)企業(yè)尚未形成明確的目標市場有直接關(guān)系。他們的設(shè)計能力大幅度高于實際產(chǎn)能,規(guī)模以上生產(chǎn)線開工率不足,生產(chǎn)成本居高不下。”陳友汜表示。而這也直接導(dǎo)致了國產(chǎn)碳纖維在與國外同類產(chǎn)品的競爭中常處于下風(fēng),出現(xiàn)了雖然國內(nèi)幾乎每個省都有碳纖維項目,但卻仍需依賴進口的尷尬局面。
“其實,這未嘗不是一件好事,因為誰都不知道究竟哪一家能把碳纖維真正做出來。多家廠商在一起競爭和發(fā)展,對于市場和國家而言,都是一個多項選擇。”李韋認為,在中國目前的技術(shù)和市場條件下,眾多企業(yè)上馬碳纖維項目是必要的。但有關(guān)部門還是采取了謹慎態(tài)度,已停止了纖維項目的審批工作,以期在未來一段時間,碳纖維企業(yè)的總體數(shù)量趨于穩(wěn)定。
那么,我國碳纖維行業(yè)該如何健康的發(fā)展呢?
“因為碳纖維用戶的需求是多元化的,所以生產(chǎn)企業(yè)需要盡快形成碳纖維系列化制備技術(shù),開發(fā)高、中、低多檔次多規(guī)格的碳纖維型號,通過節(jié)能降耗技術(shù)、品質(zhì)控制,降低生產(chǎn)成本,形成價格優(yōu)勢。”陳友汜點明了碳纖維未來發(fā)展的關(guān)鍵所在。而作為市場活動主體的企業(yè),李韋則認為,科研院校要在企業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上去不斷地完善和提高,而不是盲目地研發(fā)。“一項應(yīng)用技術(shù)從實驗室走向市場,除了考慮工程化、產(chǎn)業(yè)化,還要提升產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性,而不能一蹴而就。”陳友汜說。