对我国高性能纤维产业发展的思考

商龚平 马琳

高性能纤维是我国国民经济发展和国防建设不可或缺的战略性新材料。近年来，我国高性能纤维在产业化技术、产品品种质量、市场化应用等方面取得快速发展，高性能纤维已成为制造业提升的新动力，全面渗透到汽车轻量化、航空航天、风力发电、国防军工、土木建筑、船舶缆绳等领域，我国已成为全球品种覆盖面最广的高性能纤维生产国。但我国高性能纤维产业总体自主创新能力不足，技术开发、基础研究、市场应用协同性不够，在高品质性能产品和规模化应用方面还有很大差距。因此，掌握核心技术，打破国外垄断局势是我国高性能纤维发展的当务之急。

1 发展现状

1.1 产业发展环境良好

为突破高性能纤维产业技术瓶颈、缓解产业供需矛盾、加快推进产业发展，国家层面出台一些列产业发展政策，为产业发展提供了良好的发展氛围和空间。国务院在《“十三五”国家科技创新规划》中指出，要强化重点领域关键环节的重大技术开发，发展高性能纤维及复合材料等先进结构材料。工业和信息化部制定的《石化和化学工业发展规划（2016—2020年）》中，将高性能纤维作为化工新材料创新发展工程之一。《化纤工业“十三五”发展指导意见》中也提出将进一步提升与突破高性能纤维重点品种关键生产和应用技术，拓展高性能纤维作为战略性新兴材料在先进轨道交通、新能源汽车、航天装备、海洋工程和电力等领域的应用。高性能纤维的科技攻关、产业化及重点市场开拓也被列入国家“973”计划、“863”计划、国家高技术产业化示范工程项目、国家重点研发计划项目、中央预算内投资补助和贴息项目、科技支撑计划项目等。国防科工委和总装备部对具有自主知识产权的国防军工用重点技术和产品给予资金支持。

1.2 技术装备水平提升

依托良好发展环境的支撑和引导，高性能纤维产业技术装备水平快速提升。碳纤维干喷湿纺工艺技术难关和高强高模碳纤维关键技术实现突破，原丝生产工艺更加多元化，高端产品品种逐步丰富。中复神鹰碳纤维有限责任公司建设的国内首条千吨级T800碳纤维生产线实现投产，吉林化纤集团攻克低成本大丝束碳纤维（48K）生产技术。高强高模聚酰亚胺纤维制备技术取得新进展，超高分子量聚乙烯超高强、高模、细旦纤维及新一代纤维专用树脂实现新突破，技术均处于国际领先水平。烟台泰和千吨级对位芳纶工程化项目突破了关键技术装备，率先在国内生产出高强型对位芳纶长丝，形成了系列产品。

1.3 产品质量显著提高

高强型、高模型对位芳纶产品实现国产化，且高强型对位芳纶与国外Kevlar49、Kevlar129产品水平相当，并在个体防护装备上完成应用验证。碳纤维产品已开发出多个系列和牌号，系列化程度发展到高强高模系列、高强中模系列、高强系列等，初步实现T300级和T700级碳纤维产业化规模生产，其中T300级碳纤维系列性能基本达到国际水平。我国创新开发的湿法纺丝T700级碳纤维产品已应用于航空领域，T800级处于工程化研制阶段，T1100级高性能碳纤维已突破关键制备技术。我国高性能纤维产品的质量、系列化、差别化水平有了较大提高。

1.4 市场规模稳步发展

高性能纤维各细分领域市场保持稳定。碳纤维2017年国内产量约7 000t，较2016年的4 600t有大幅提升，2017年我国碳纤维实际用量增长到约2.2万t，碳纤维企业销售额超过20亿元，国内市场对碳纤维的需求仍保持增长。从应用市场来看，我国体育休闲领域的碳纤维用量超过1万t/a，居各应用领域首位，风电领域碳纤维用量增长迅猛，超过3 000t/a，建筑补强和压力容器领域碳纤维用量也分别超过1 600t/a和1 000t/a。国内間位芳纶和对位芳纶行业发展总体保持平稳，间位芳纶产品应用仍以过滤材料和防护材料为主，对位芳纶主要由仪征化纤股份有限公司、泰和新材和中蓝晨光化工研究院有限公司3家企业保持正常生产。超高分子量聚乙烯纤维在绳网领域、手套领域、民用市场等保持增长态势，手套领域仍以出口为主。

2 存在问题

高性能纤维技术和生产一直被日本、美国和欧盟国家等所垄断，我国高性能纤维产业虽然取得快速发展，但高强度、高模量及航空航天、国防、军工等重要领域所用高性能纤维依然长期依赖进口。与发达国家相比，我国高性能纤维产业在产业化技术装备、品种类别、标准检测、应用推广、产业链协同等方面尚有较大差距，产业整体处于由“由研究试制型”向“规模产业型”突破发展的关键窗口期，产学研用结合不紧密，产业化产品类别少、产能分散、技术装备相对落后、产品性能产量无法满足市场需求等问题。

2.1 产业集中度低，原始创新能力不足

我国高性能纤维产业发展缺乏合理布局，多个高性能纤维品种出现产能一哄而上的局面，行业准入标准不高，存在低水平重复建设、生产规模较小的现象，生产企业多且水平参差不齐，导致同质化竞争严重，不利于产业体系的形成和发展，影响行业整体水平的提升。不利的发展环境使得行业基础、体系研究相对薄弱，复合型人才、创新型人才、专业管理人才相对匮乏，具有自主知识产权的核心技术明显不足，大规模高效低成本产业化核心技术仍未完全突破，高性能纤维产品“质次价高、不好用”。

2.2 产业配套能力不强，产需衔接不紧密

目前我国高性能纤维产业链不完整，关键装备、重要原材料和配套材料以及检测评价环节薄弱。我国大多数高性能纤维生产企业只关注生产环节，在标准化、监测评价方面缺少技术支撑和专业化管理机构，下游使用规范、法规认证、数据库与标准等也未建立，与国外先进水平相比设备在生产效率、稳定性上存在较大差距，制约产品档次提升。产业配套支撑能力的不足，不利于产业发展和应用推广，也成为阻碍我国高性能纤维产业发展的重要因素。我国高性能纤维跨领域产业融合发展机制尚未形成，下游认知度和产业链话语权有待提高，市场应用拓展困难，大多数应用行业缺乏高性能纤维及其复合材料设计-评价-验证能力，“不会用、用不好”问题突出。

2.3 补短板仍需加快，国际竞争力亟待提高

我国高新能纤维上下游领域标准规范不协调，制造与应用技术衔接不紧密，导致无法形成纤维开发推动和应用推广拉动的双向互动作用，高端产品仍存在结构性缺失和短板。此外，行业对品牌的培育和推广认知不足，对终端消费领域引导和服务能力较弱，参与国际标准化程度不高，同类产品进出口的价格差距长期得不到有效改善，制约了行业在“2个市场”的共同发展。

3 发展建议

3.1 加强顶层设计，优化创新机制

加强财税金融政策对高性能纤维研发应用的支持和引导，科学制定高性能纤维产业发展规划和产业准入条件，提高产业进入门槛，规范市场秩序。健全行业运行监测和预警机制，结合对中长期市场的科学预测，优先保障具有优势的产能达产达标，严格控制中低端产品新建产能，杜绝低水平重复建设。鼓励具有较强创新实力、发展潜力、规模优势的骨干企业加快发展，通过开展兼并重组，提高产业集中度，培育产业集聚区，优化资源配置。支持高性能纤维产业关键共性技术的研发，推动企业进入高附加值的产业链环节，推动企业自主创新成果的产业化、知识产权化、商品化，提高市场竞争力。

3.2 加大技术创新引领，强化科技支撑作用

通过科技创新和体制创新，突破高性能纤维大规模高效低成本成套工艺与装备技术等产业化核心技术，以及典型行业复合材料设计-制备-评价-考核等共性关键技术，构建先进完整的高性能纤维及其复合材料产业链，解决好国产高性能纤维“质次价高、不好用、不会用”和“部分品种受制于人”等问题，加快發展高性能纤维及其复合材料前沿技术，抢占领域前沿并实现自主创新。对高新技术产业和民生产业发展急需重要高性能纤维品种予以、政策倾斜、高度关注、重点支持、优先发展，显著提高其市场占有率和国际竞争力，结合国防和国民经济发展重大需求，对碳纤维、芳纶等高性能纤维材料开展有效科研攻关，使我国高性能纤维的科技创新能力与快速发展的国民经济发展水平相匹配。加强与国外交流，通过与国外发达国家合作实现人才和技术引进。

3.3 构建多元化合作体系，推动产业链协同发展

建立产学研用上下游之间持续、稳定的合作关系，充分发挥国家工程实验室、国家级工程研发中心、国家知识服务平台、工程技术研究中心、企业技术中心等国家级研发平台和专业技术团队的作用，结合各类产品研发进程、产业化技术基础和我国市场需求特征，推动多类型技术联合攻关体系建立。推动上下游企业间的加强合作，积极拓宽高性能纤维在风力发电、新能源汽车、建筑补强、输电电缆、防护等领域的应用，推进高性能纤维研发制备与应用需求相结合，建立若干高性能纤维与下游产业链示范工程，搭建高性能纤维与汽车轻量化等下游应用领域的设计制造技术体系和产业链体系，形成从纤维及其复合材料到零部件再到最终产品的标准及检测体系。推动建设产业联盟，整合行业力量，在关键技术及配套装备研发、行业企业交流互动、反倾销应诉、开展国际合作等方面发挥作用。

3.4 建立完善标准体系，积极参与国际标准制定

借鉴国际高性能纤维产品特征，结合我国实际情况，建立高性能纤维及其复合材料国家级产品标准，针对高性能纤维建立和完善相关检测、标准、认证体系，促进高性能纤维产业链上下游之间的标准协调配套，提高现有检测专业水平和认证等级，完善检测标准和手段，提升标准整体水平。鼓励我国高性能纤维企业积极参与国际标准制定，制定有利的竞争规则，同时整合国内标准和国际标准，促进我国高性能纤维行业标准的国际化。