碳纤维用“新”托举未来 我国新材料产业进入发展新阶段

　　近年来，一批蓬勃发展的新兴产业正在成长为构筑现代化产业体系的新支柱。其中，作为先进制造业的“底盘技术”，新材料是支撑高端装备和重大工程不可或缺的物质基础。

　　据测算，今年1—9月，新材料产业总产值超过5万亿元，保持两位数增长。加速爆发的新材料究竟“新”在何处？和传统材料相比，又有怎样的过人之处？今天我们就一起走近“新材料之王”——碳纤维。

　　赛场上，它助力运动员刷新纪录；生活中，它让轻装上阵成为习惯；太空里，它向金属材料发起凌厉冲击。它就是碳纤维，一束筷子粗的T1000级碳纤维，足以拉动两架C919国产大飞机。世界上具备碳纤维研发和规模化生产能力的国家屈指可数，中国便是其中之一。

　　2021年，我国首次成为全球最大的碳纤维生产国，2022年，国产碳纤维用量首次超越进口量。今年5月，全球单体最大年产2.5万吨高性能碳纤维项目在西宁全面投产，随着国产化碳纤维大规模生产，曾经被进口限制推高的价格应声回落，受限于成本的需求大量释放。

　　总台央视记者 易扬：像滑雪场一样开阔的这片区域是一支海上风电叶片的内腔，这支叶片的长度达到了123米，而悬在空中的是正在吊装的主梁，它主要由碳纤维制造而成，它在叶片当中的作用相当于人的脊梁。

　　一支叶片的碳纤维用量大约在10吨左右，碳梁占风机叶片重量的五分之一，成本则占到三分之一以上。

　　总台央视记者 易扬：这里就是碳梁的生产车间，铺在巨大的风机叶片中，像海苔片一样薄薄一层的碳梁，实际上最厚的地方是由十几层的碳板组成。我手中拿起的这块碳板大约是一千克重，它的碳纤维含量占到70%以上，在今年以前，这里一直使用的是进口碳纤维，这样一块碳板的价格在150元左右。从今年起，这里开始使用国产碳纤维，这样一块碳板的成本就下降了一半。

　　成本降低让企业有了更多选择，产品也有了更多可能。

　　中材科技风电叶片股份有限公司研发总监 李成良：我们现在量产的120米级的海上风电叶片已经是全球最长的叶片，限制叶片长度进一步增加的主要因素就是它的重量，现在这个叶片采用的是普通模量的碳纤维，如果我们采用更高性能的碳纤维，可以使得叶片的重量进一步减轻，我们的叶片将来有可能做到更长。

　　对于日后碳纤维的供应和价格，李成良从上游供应商那里得到了信心。

　　即便风电叶片已经是碳纤维用量最大的行业之一，但目前碳纤维也只用在了海上风电叶片的主梁上，李成良的团队正在计划将更高性能的碳纤维用到更多关键部件中，并尝试在陆地叶片上使用碳纤维，而陆地风电叶片的市场规模大约是海上的十倍。

　　用得起碳纤维的行业越来越多，用得上碳纤维的市场也在加速形成。在“双碳”战略的推动下，氢能作为未来国家能源体系的重要组成部分，吸引了一批未来产业的布局，储运就是亟待破解的难题。

　　总台央视记者 易扬：正在缠绕碳纤维的这只储氢瓶用于加氢站之间的氢气转运，相比传统的储氢钢瓶，它中间包裹的这只钢瓶内胆的厚度可以从两厘米下降到一厘米，在同样重量的情况下可以多运30%的氢气。

　　用更轻便的容器储存更多的氢气是行业的发展方向，也是碳纤维可以大显身手的地方。这条今年刚取得制造许可的产品批量生产线，目前正与车企联合开发氢燃料电池乘用车所需的储氢瓶。

　　这只63升的储氢瓶可以存下相当于它体积500倍的氢气，储氢瓶内壁则处于70MPa的高压状态。

　　无论是从0到1的突破，还是从1到100的深耕，以碳纤维为代表的新材料，不断通过技术创新撬动产品升级，推动产业跃迁。

　　集聚资源协同创新 我国新材料产业进入发展新阶段

　　作为新型材料领域的明星，碳纤维只是新材料飞速发展的一个缩影。数据显示，2022年我国新材料产业总产值约6.8万亿元，较2012年增长了近6倍，年均复合增长率超过20%。

　　多项关键新材料取得突破性进展的背后，离不开科技创新的力量，而新材料的发展又进一步支撑了新技术的进步，加快形成新质生产力，新材料还将如何发力？来看记者对国家新材料产业发展专家咨询委员会主任、中国工程院院士干勇的专访。

　　国家新材料产业发展专家咨询委员会主任 中国工程院院士 干勇：中国新材料这两年在爆发性地变化和增长，中国现在用了全世界60%—70%的钛合金，产能还要大。碳纤维也不得了，中国这两年就增加了4万—5万吨，真是难以想象，这种重要材料就过关了。

　　干勇告诉记者，一代材料决定一代技术，新材料是一个底盘技术，同时更是一个先行技术。近年来，正是在关键材料上的一个个突破，有力支撑了我国轨道交通、载人航天、能源工程、电子信息、生物技术等新一代技术的发展，并对上下游产业形成了有力推动。

　　国家新材料产业发展专家咨询委员会主任 中国工程院院士 干勇：比如新的钢铁材料、特种合金材料，我们见证了全世界最长的4.2万公里的高铁，还有新材料发展推动了新能源汽车在全世界引领整个技术发展。信息材料也是，特别是化合物半导体，我们已经突破了很多，所以这些材料的支撑，对制造强国在高质量发展中进入高质量阶段已经打下了比较好的基础。

　　目前，我国新材料产业面临重大战略需求，进入发展关键窗口期。以纳米材料、碳基材料、涂层材料、先进纤维材料、第三代第四代半导体等先进新材料为代表的关键核心领域，正成为全球未来竞争的焦点。

　　国家新材料产业发展专家咨询委员会主任 中国工程院院士 干勇：特别是在集成电路14纳米、22纳米以下，甚至到7纳米（以下），这方面一些材料我们要跟上。在前沿材料的布局上，很重要的一种材料就是信息新材料，它是国家整体算力底座的能力与未来人工智能时代的国力之争。所以，现在量子通信、量子显示、量子计算、量子检测都在布局，包括未来6G材料、信息的存储材料等等。那么这样，实际上对未来产业的发展也提供了基础。

　　近年来，在新材料领域，全球竞争越来越激烈。干勇认为，通过国家重大专项集聚创新资源，打造多主体、全链条、系统化的新材料体系，可以实现从材料大国向材料强国的转变。目前，我国新材料领域的专业技能人才数量位居世界第一，其中，中科院和工程院院士200多名，材料科技人才超过115万人，新材料的全国重点实验室超过60个，近期启动的新材料重大专项逐步实施，这些都将成为全面推动我国新材料产业高质量发展的支撑。

　　国家新材料产业发展专家咨询委员会主任 中国工程院院士 干勇：形成若干长久稳定的高水平的研发平台，去全面推动中国新材料向高端发展。我感觉在新质生产力的新阶段下，新材料会进入一个蓬勃发展的阶段，而且有些材料由于巨大（需求），通过超大市场的拖动，发展速度会超越常规，我们自主国产化的材料品种就越来越多，在高端材料上的突破能力就越来越强。

　　转自：央视网

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