赵永霞
新材料是新工业革命的物质基础。作为国家战略性新兴产业 —— 新材料产业的重要组成部分,我国高新技术纤维产业近年来受到了包括政府等在内的多方关注。以碳纤维为例,近几年受市场需求、产业政策支持等多因素驱动,国内碳纤维相关项目在数量上发展很快,市场竞争激烈。作为我国碳纤维产业的发源地之一,吉林省吉林市从事碳纤维的研发生产已有近40年历史。凭借扎实的工业基础、丰富的原材料、腈纶产业多年的技术积淀以及完善的综合配套设施,吉林碳纤维产业在提高加工深度、延长产品链条、改善产品质量等方面具有极大的潜力。近日,本刊记者应邀前往吉林,探寻吉林碳纤维产业的“中国碳谷”之路。
政府:集中优势资源,打造新服务模式,全力推进产业发展
碳纤维产业技术密集度高、研发投入大、风险较高,因此在产业发展初期非常需要政府的扶持与推进。据吉林经济技术开发区管委会主任郑国学介绍,吉林省委省政府、吉林市委市政府、吉林经开区党工委及管委会等一直高度重视碳纤维产业的发展,从政策、环境、资金等方面提供了有力支撑,推动当地碳纤维产业取得了有效进展。一是通过制定优惠政策,鼓励企业发展碳纤维产业,极大地调动了相关企业发展碳纤维产业的积极性与主动性;二是突出抓好重点项目建设,对碳纤维产业链的关键节点项目,集中优势资源全力予以推进,如吉林碳谷碳纤维有效公司的5 000 t原丝项目经过短短13个月的建设期便实现了竣工投产;三是加强碳纤维关键技术的研究和开发,不断完善政府引导、企业主体、产学研结合的技术创新体系。
除此之外,当地政府特别重视公共服务平台的建设和利用,如吉林经开区投资建设了碳纤维公共应用研发服务平台项目,一期工程11 200 m2的 3 栋孵化厂房已完工,下一步将重点建设碳纤维制品工程示范线,加大应用研究,延伸产业链,扩大招商引资。目前吉林方大江城碳纤维有限公司已正式进驻该平台,年产50 t短切丝示范线也已投产;另外,吉林千翔电力科技发展有限公司、吉林省润能高新技术纤维有限公司等 4 家企业也将进驻平台,进行年产300 km碳纤维复合芯导线、碳纤维建筑补强材料等工程示范线的建设。
针对企业发展面临的科研、融资等问题,吉林经开区积极践行“保姆式、跑步式、精准式”的新型服务理念,为碳纤维企业提供专项资金补助、产学研合作对接、公共应用研发服务平台资源共享、技术与人才引进、政府提供担保等多层次、多渠道的有效服务。
高新技术纤维的开发应用是一个系统工程,单凭一家企业、一个学科或一个行业可能无法获得飞跃式发展,需要跨学科融合和集成创新。碳纤维产业链具有功能和结构一体化制造的特点,尤其需要纵横向协同创新。吉林经济技术开发区依托当地在腈纶生产中积淀多年的技术优势,组建了吉林省碳纤维产业技术创新战略联盟,有效推动了骨干企业与下游用户、高校、科研院所的联合开发、专利共享、示范应用,为产业的集成创新和学科融合搭建了首屈一指的技术交流合作平台。
除了搭建平台,吉林市还构建了高效、紧密的碳纤维产学研用合作体系与合作机制,全方位为产业发展保驾护航。据介绍,目前吉林经开区已与中科院一院五所以及东华大学、山东大学、长春工业大学、吉林省纺织工业设计研究院等高校和科研院所签订了碳纤维主题产学研合作协议,为促进科研成果快速转化、推进新项目持续生成、增强产业发展后劲奠定了坚实基础。在即将召开的2014(吉林)高新技术纤维材料产业创新论坛暨高新技术纤维专业委员会年会期间,吉林经开区还将与北京化工大学、吉林大学签订碳纤维主题产学研合作协议,向全国碳纤维产业的“智库”又迈进了一步。
在基地建设方面,吉林经开区重点围绕当地碳纤维产业链缺失环节,加大招商引资力度,重点引进了一批科技成果转化能力强、带动作用大、产业关联度高的项目。特别是在下游制品方面,碳纤维预浸料、碳纤维复合芯导线、碳纤维汽车零部件等碳纤维制品生产企业正陆续进驻基地和碳纤维公共应用研发服务平台。
企业:控制成本,提升品质,转变角色
碳纤维作为新材料性能出色,其应用前景有目共睹。但目前我国碳纤维行业与日本、美国等发达国家的差距仍很大,高端产品尚未实现大批量生产,低端产品又受国际碳纤维巨头的倾销冲击,陷入“两难”境地。现阶段,国内碳纤维的产能正处于上升期,但缺少碳纤维应用市场的培育,在工业领域大量使用碳纤维还需经历一个过程,国产碳纤维下游市场的开发应用迫在眉睫,而且任重道远。
据介绍,目前吉林经济技术开发区内从事碳纤维及其制品研发与生产的企业有10余家,覆盖了从原丝-纤维-下游制品的完整产业链,初步形成了碳纤维规模化、集群化发展态势。从技术水平来看,以吉林碳谷碳纤维有限公司为代表的相关生产企业近年来在碳纤维技术领域取得了重大突破,基本掌握了稳定生产T400碳纤维的核心技术,拥有多项国家专利,其碳纤维原丝和碳纤维生产的技术水平处于国内领先水平,具有进一步研发新技术、新产品和新工艺的良好基础。
面对缺人才、缺装备、缺标准、缺应用等诸多不利因素,同时考虑到行业工艺技术难度大、涉及领域广泛等特点,以碳纤维为代表的高性能纤维从业者开始转变发展思路。作为国内碳纤维原丝生产领域的领先企业,吉林碳谷碳纤维有限公司副总工程师周宝庆认为,一方面,企业对于高端产品的研制需持续投入,另一方面,对于常规产品,企业须以务实的心态不断推动产品的高效和稳定化生产,控制成本,提高产品的性价比,争取使同类产品在国际市场上具有较强的竞争力。而对于如何平衡中低端产品的生产和高端产品的研发,下游产业的支撑才是关键,因为无论是高端产品还是低档产品,都有其存在和发展的理由,重要的是找到各自适销的领域。
现阶段,碳纤维等高性能纤维领域的知名生产商已突破传统的纤维生产和销售角色,转而凭借一流的产品、技术实力以及管理服务能力为终端应用搭建先进实用的新产品开发平台,通过紧密跟踪下游用户的需求,及时发现问题、解决问题,实现自身产品的不断改进和完善,以及对客户的技术支持和定制化服务。另一方面,从终端应用来说,一些终端品牌商为了降低成本,同时开发出更满足市场和自身发展需求的产品,也正寻求从源头进行资源优化配置,比如宝马等国际著名品牌与国际知名碳纤维制造商组建了产业联盟并成立了合资公司。这也正是吉林碳纤维从业者努力的方向之一。
据介绍,在目前入驻吉林经济技术开发区的企业中,一些原先只从事碳纤维生产的企业为提高产品附加值,不断加大下游制品的研发生产力度。如碳谷碳纤维公司正联合长安汽车、北京化工大学等单位联合开发“国产低成本碳纤维复合材料关键技术及其在汽车、建筑领域应用示范工程项目”;方大江城碳纤维公司正在实施“50吨短切丝、10万平方米碳布及下游制品项目”等。与此同时,碳纤维制品企业也加大了投入,积极探索和拓展下游应用,扮演好碳纤维与终端应用良性互动和对接的桥梁。据介绍,目前吉林已规模化生产的碳纤维下游制品主要涉及碳纤维自行车、碳纤维发热制品、碳纤维模塑料、碳/碳复合材料以及在硬质复合碳毡、医疗器械等产品。
目标:打造中国“碳谷”
吉林国家碳纤维高新技术产业化基地正在“中国碳谷”的道路上边探索边前进。据介绍,目前吉林碳纤维基地内碳纤维原丝年产能达到了5 400 t/a,碳丝产能达到了818 t/a,产品规格涵盖 1 K、3 K、6 K、12 K、24 K、48 K等,其目标是到2020年,基地内形成碳纤维原丝生产能力1.5万t/a,碳纤维生产能力0.6万t/a,实现产值100亿元。届时,吉林经开区有望成为国内生产规模最大、品种规格最全的民用碳纤维产品生产基地,技术水平最高的国防军工用碳纤维生产基地,自主创新能力最强的技术研发基地和国家碳纤维产业化人才培养基地。