摘要 “我们用过去十年的时间,缩短了与发达国家30年的差距,如今,我们和发达国家的差距差不多是15年,”说到中国高性能纤维的现状问题,中国化纤行业协会会长端小平直...
“我们用过去十年的时间,缩短了与发达国家30年的差距,如今,我们和发达国家的差距差不多是15年,”说到中国高性能纤维的现状问题,中国化纤行业协会会长端小平直言不讳,“追赶是中国的长项,从这个角度讲,中国高性能纤维发展空间巨大。”高性能纤维比常规材料有很大的优越性,以碳纤维为例,碳纤维的比重是钢材的1/4,强度却是钢材的10倍,这是碳纤维被大量用于飞机制造的原因。高性能纤维的卓越性能注定了它必然成为发达国家必争的领域。
未来十年是产业发展关键期
中国高性能纤维的发展时间极短,从2006年有部分产品进入产业化以来算起,发展不到十年时间。目前两大类最主要的高性能纤维——碳纤维和芳纶——的世界总产能,前者为12.3万吨,后者为12万吨,但中国的产能前者为1.5万吨,后者为1.86万吨,加上其他种类非主要的高性能纤维,中国的产能超过全球的三分之一,“但是实际上中国的有效产能估计只能占到全球的十分之一,因为中国这个产业尚处于起步阶段,”端小平说,“未来5~10年是这个产业发展的关键期。”
如果硬要给中国高性能纤维一个世界评级,端小平认为是“世界二流水平”:“在常规纤维的范围,中国无疑是世界第一,无论是生产还是销售,排名第二的国家(印度)的产量不到我们的十分之一;欧美日是高性能纤维生产的主要国家和地区,中国无论是从产能、产量、品质、档次都与他们有较大的差距。从综合实力上,我们高性能纤维是排在欧、美、日之后,属于世界第四位,世界二流水平。”
但是端小平强调,追赶是中国的长项,从这个角度来讲,中国高性能纤维发展空间巨大,况且从全球来看,高性能纤维也是出于发展期,“这给了中国追赶的机遇。”
从分品种看,芳香族的聚酰胺纤维,其典型代表是芳纶纤维,特别是对位芳纶(芳纶1414)。世界上对位芳纶是由美国杜邦和日本帝人占据着全球85%的生产,2014年全球芳纶的产量为12万吨,预计到2020年全球需求能到23万吨,从消费结构来看,汽车对芳纶的需求将达到45%。中国间位芳纶(芳纶1313)的发展比较成熟,已经实现产业化稳定生产,产品近一半出口。端小平认为,在没有别的指标可以参照的情况下,出口是衡量纤维质量的一个重要标准,“从这个角度讲,我国的间位芳纶和高效聚乙烯基本达到了国际水平。”
在日前于杭州萧山举办的“高性能纤维及复合材料科技论坛”上,玄武岩纤维的生产企业也一致认为中国的玄武岩纤维的水平达到了世界领先。在高性能纤维领域,玄武岩纤维是个小品种。“把火山喷发出来冷却沉积的玄武岩经过1500~1600摄氏度的高温融化,然后拉成长丝,织成布,这就是玄武岩纤维。”浙江石金玄武岩纤维有限公司副董事长胡显奇这样给大家做着科普。玄武岩纤维具有很好的性能:抗拉强度与碳纤维T300相当,耐低温、高温强度为-269~650度,还有极强的耐核辐射、耐酸碱等性能,使玄武岩纤维成为军工、核电、核潜艇、风力叶片、汽车等高技术领域的材料首选。“从技术上讲,玄武岩纤维是目前我国惟一领先于世界同行的高性能纤维,产量也是世界最大,中国产量甚至超过世界其他国家总产量的总和。去年产量为4500吨,预计今年能到6000吨,2020年将达到3万吨。”
总结中国高性能纤维的发展状况,端小平用了四句话:第一,我们用了不到10年的时间,缩短了与发达国家30年的差距,现在与发达国家的差距是15年;第二,各种高性能纤维齐步发展,几乎覆盖所有的高性能领域,虽然水平上与发达国家有较大差距,但是没有哪一个国家像中国这样全面开花;第三,部分品种达到了国际中等或者以上水平,比如芳纶1313和高强聚乙烯;第四,打破了国外的垄断和封锁,大幅降低了市场价格,凡是中国人自己能做的纤维,价格全部腰斩,这为下游行业的发展创造了难得的战略发展机遇。
全产业链各个突破
中复神鹰,这个中国碳纤维老大,7月初,其具有自主知识产权的“千吨级高强型、高强中模型干喷湿纺高性能碳纤维关键技术及其产业化项目”,被确定为国内领先、达到国际同类产品水平。目前国际上同类碳纤维用量最大、最主流的品种是日本东丽和美国赫氏的产品,主要用于波音777/787、和空客A350、A380及其他高端航空航天装备上,用量占到了波音和空客上述机型总重量的一半,中复神鹰是继日美之后的第三家实现高性能干喷湿纺碳纤维产业化的企业。这意味着国产高端碳纤维技术获得重大突破。
但是由于日本东丽和美国赫氏打压中国国内市场,中国的碳纤维销售价格非常低,甚至低于成本价。在中国,碳纤维行业几乎整体处于亏损状态。就连中复神鹰这样的优势企业,也仍然逃脱不了连年亏损的命运。据中复神鹰的代表介绍,中复神鹰从投产到现在已经销售6000吨碳纤维,占到了中国产量的一半,“我们在亏损状态下还在坚持做,企业非常困难。”
中国化纤协会会长端小平指出,其实这正是中国高性能纤维发展的现实。由于国外的封锁,处于追赶地位的中国购买的所有国外设备几乎都是非标准类的,各家的设备千差万别,造成中国没有办法集中统一攻关,致使国家不得不采取广种薄收的方式,让企业各自攻关,然后选取其中几家给予重点支持。但是一旦技术成熟,立马就会招致国外厂家的价格打压。而我们的企业因为起步太晚,还不具备下游应用指导的能力和意识,下游市场开发滞后,致使高性能纤维即使开发出来也卖不出去,往往导致全行业亏损。
解决之道是必须搞好全产业链。硅谷新材料公司的代表提出,碳纤维本身再好不是好,上游原材料的树脂一定要好,下游还要帮助客户开发产品,让碳纤维全产业链活起来,才能带动碳纤维的良性发展。“碳纤维的开发必须是全产业链,纤维、上浆、油剂、树脂等,一整套的全产业链研发必须同时启动,才可能提高碳纤维的质量。同时,这个全产业链的概念还包括:由原材料的供应到设计、制造等整个工艺的技术服务,包括为下游客户提供产品解决方案或者思路。比如轨道交通上使用的碳纤维,你不开发别人不会为你开发,汽车用碳纤维也一样。我们不是与我们的下游客户抢市场,而是帮他们开发产品,教他怎么做,从应用的角度开发产品。这就是发展我们这个产业的思路。”基于这个思路,据悉,作为原材料的树脂目前已经研发出了20多种,都是特殊用途的树脂。
重点发展领域
无论在哪个国家,发展高性能纤维的初衷无一例外是用于国防军工,所以国家财政的支持是通行的方式。中国也不例外。中复神鹰就是国家发改委和工信部重点支持的企业之一。而中央财政的支持发挥了重要作用,达到了四两拨千斤的效果:过去10年,中央财政支持了10亿元发展高性能纤维,调动了社会投资150亿元,其中70%是民间资本。而且中央财政是一次性投入,其他资本还在持续不断地投入。“我们几乎所有实现了产业化大规模生产、达到国际水平的产品,都得到过这10亿元中央财政的支持,可见国家支持的效果是非常明显的。”端小平说。
未来,全球高性能纤维发展的潜力巨大,预计到2030年,全球高性能纤维需求量将超过50万吨,是目前15万吨的3倍多;而在中国制造2025重点支持的十大领域中,与高性能纤维密相关的就有七大行业之多,因此,如何科学健康地发展中国高性能纤维产业,是非常重要的话题。
为此,端小平提出几个建议:从应用领域来看,要结合中国实情重点发展三大领域:汽车,因为量大、相对品质要求不太高,可以考虑建立一个国家级的汽车轻量化的平台;耐高温材料,因为中国迫切需要解决大气污染的问题;航空航天和国防军工,这是体现中国水平的。
而对于行业的整体发展,端小平提出必须加强产学研合作,因为有些企业为了保密,切断了与高校的合作,“这是不明智的,它会导致我们知其然不知其所以然,而不知其所以然会使进一步的提升变得非常困难。如何把保密与合作结合起来,是必须面对的问题。”此外,一定要加强同行间的合作,因为每一家都有自己的优势,同行间合作可以集大成,有利于行业的进步和发展。