本报记者 于新悦 代玲玲
碳纤维被称为“黑黄金”,在国防军工、航空航天及民用等方面都有重要应用。这种“外柔内刚”的战略性新材料,生产技术长期被美、日等国家控制。为实现高端碳纤维材料“中国制造”,《山东新旧动能转换综合试验区建设总体方案》将新能源新材料产业列入十强产业之一,强调要推动新材料融入高端制造供应链,建设具有国内尖端水平和全球影响力的研发、检验检测中心和产业发展高地。
2005年,威海拓展纤维有限公司首先实现了国内碳纤维的产业化生产,由此为起点,我省碳纤维产业的发展一直处于全国前列。眼下,一个以碳纤维复合材料研发制造为核心的新材料产业园区和康得碳谷碳纤维产业基地正在威海拉开建设大幕。
康得碳谷“再造一个荣成”
近日,在荣成市经济开发区荣乌高速延伸段北侧,康得碳谷高性能碳纤维项目6000多亩的工地上,锤打敲击声叮当作响,工人正在把数千条钢筋捆扎焊接,搭建车间基础承台。今年年底前后,一期工程4条碳纤维生产线将在这片土地上建成投产。
“这些钢筋扎的密密麻麻,耗时久,我之前从未见过这样的建筑方式。”荣成市经济开发区建设局副局长王春晓说,由于碳纤维生产设备自重大,安装精度高,需要数千条钢筋有序捆扎,在上面浇灌混凝土,反复两层后,建成这种特殊承台。一号线、二号线的土建工程即将进入尾声,即将开始钢结构施工,三号线和四号线也在完善图纸设计,计划8月份开工。
去年11月动工的康得碳谷是荣成市引进来的大项目,康得碳谷科技有限公司由上市公司康得新参股、康得集团控股,整个项目分为五期建设,2023年全部建成后,将为荣成市带来每年70亿的税收。“这相当于再造一个荣成。”王春晓说。
王春晓介绍,一期项目共投资70亿元,土建工程将于7月底完工,进行设备安装,12月底建成投产,预计产能可达8900吨,主要生产T700、T800等较高端的碳纤维产品,能够实现稳定的量产,成品率能达到97.5％以上。在项目指挥部的展厅里,记者看到了像黑色纱线一样的碳纤维丝束,每缕纤维不足1毫米。
康得碳谷科技项目总投资500亿元,分五期建设,2023年全部建成达产后,年产高性能碳纤维6.6万吨、高性能碳纤维复合材料3万吨。届时,康得碳谷将建成全国规模最大、品种齐全、技术领先的碳纤维及复合材料产业基地,成为全国高性能碳纤维领军企业。
减重一公斤,节省一万美元
我国碳纤维产业一直面临着产品性能较差、成本居高不下等问题,由于级别较高的T700、T800等碳纤维难以实现稳定量产,碳纤维应用市场长期集中在体育休闲等附加值领域。如今,这些难题在康得碳谷有了突破,康得碳谷有生产高性能碳纤维的能力,并拥有自主知识产权,将填补国内企业稳定批量生产T800级等高强型碳纤维和M/MJ系列高模型碳纤维的空白。
以碳纤维为源头,康得集团计划布局新能源汽车的全产业链,目前已经收购了德国雷丁公司的一个汽车研发公司设计院。康得碳谷用碳纤维复合材料代替钢材,以期实现汽车轻量化,解决新能源汽车续航能力差的问题。碳纤维复合材料已经在汽车领域崭露头角,由北汽生产的中国首辆碳纤维前机盖汽车所用的碳纤维前机盖就是由康得集团提供的。
和康得碳谷一样,威海临港碳纤维复合材料研发及产业化项目也被列入省级重大项目名单。在威海市临港区碳纤维产业园内,碳纤维领域里最前沿的T1100关键技术目前已取得突破。产业园副主任王鹏远告诉记者,对碳纤维而言,轻是它的第一要素。减重一公斤,就是节省一万美元,一个飞行器,往往都是十吨二十吨为计量单位,能够节省大量的发射费用。
碳纤维T1100关键技术的突破,让中国企业跻身国际碳纤维技术开发的“第一方阵”。如今,以拓展纤维为核心,一座千亿级碳纤维及其复合材料产业基地,已经在威海临港区展露雏形。近4000亩的产业园设置了创研与成果孵化区、碳纤维生产区、复合材料生产区、智能生活配套区四大板块,目标就是通过全产业链发展集聚资源、集成创新、集群发展,缩短与国际最前沿碳纤维材料技术开发与应用上的差距。
碳纤维产业急需破局
康得集团和拓展纤维探索碳纤维发展的背后,是中国碳纤维产业急需破局的现状。
记者梳理碳纤维历史发现,日本、美国等从上世纪60年代开始研究碳纤维,而我国碳纤维虽然也同时起步,但直到21世纪才真正有所进展。一组统计数据显示,2017年,全球碳纤维理论产能,美国和日本分别为38600吨和27200吨,位居前两名,中国以26000吨产能排在日本之后。“碳纤维生产的关键技术仍然掌握在外国人手中。”王鹏远说。
当前,不少碳纤维企业都在努力进行技术研发并取得进展,康得碳谷公司拥有完全的自主知识产权,为提高碳纤维产品质量和成品率,康得碳谷正在建设的一期项目4条生产线的主要生产设备均从国外订购,高品质的碳纤维正在逐步取代进口碳丝,成为民用航空和新能源汽车的主要供应商。
作为钢材的替代品,碳纤维材料质量轻、强度大,重量仅相当于钢材的20％到30％,硬度却是钢材的10倍以上。碳纤维材料运用于汽车制造,可以使汽车的轻量化取得突破,对于新能源汽车来说,续航时间将得以提高。专家认为,在未来市场方面,中国在大型客机、通用航空、无人机、汽车、高铁、地铁、化工防腐蚀与风电叶片等轻量化产业链拥有巨大市场,中国碳纤维产业迎来发展机遇。碳纤维材料的进一步推广应用,也将对相关产业未来轻量化的发展提供战略支撑。
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责任编辑：张婷婷1
