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時光荏苒，2023年，在飛速發(fā)展的科技浪潮中，中國復(fù)合材料行業(yè)再次迎來新的挑戰(zhàn)與機遇。中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會評選出了“2023年度復(fù)合材料行業(yè)十大新聞”，對關(guān)鍵事件進行深入梳理和分析，為行業(yè)同仁提供更全面、更深刻的行業(yè)洞見，還能為預(yù)見未來的變革和趨勢提供參考。
01、碳纖維復(fù)合材料助力載客船舶碳中和：節(jié)能減排近40%
11月9日，廣東中威復(fù)合材料有限公司為中國香港的新渡輪離島項目制造了首艘500客位的碳纖維高速客船“新明珠2號”，并舉行了吉水儀式。這標志著中國在制造大型船舶方面使用先進復(fù)合材料技術(shù)取得了顯著成就。中國復(fù)合材料在海洋工程領(lǐng)域的應(yīng)用正在迅速增長，尤其在深海探測和海洋平臺建設(shè)等方面。碳纖維復(fù)合材料具有輕量化、高強度和耐腐蝕性強的優(yōu)點，正推動著產(chǎn)業(yè)的低碳環(huán)保轉(zhuǎn)型。中國海洋新材料市場規(guī)模已超過萬億元大關(guān)，未來5年國內(nèi)的需求預(yù)計將以每年17%左右的速度增長。復(fù)合材料為海洋工程的創(chuàng)新和發(fā)展提供了更多發(fā)展空間。隨著海洋工程復(fù)合材料技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，海洋工程用復(fù)合材料的市場占比將越來越高。
02、中國商飛面向社會擴大高性能纖維材料需求征集
11月17日，中國商用飛機有限責任公司在“2023中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會年會暨第五屆碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇”上發(fā)布了“大飛機產(chǎn)業(yè)對高性能纖維材料需求征集令”，標志著中國航空復(fù)合材料發(fā)展的一個重要里程碑。這一征集令旨在推進航空復(fù)合材料國產(chǎn)化，集中體現(xiàn)在新材料、新工藝和新技術(shù)三大方面。新材料中包含了多種高強度碳纖維、高性能環(huán)氧樹脂和高性能熱塑性復(fù)合材料；新工藝涵蓋了膠接自動化表面處理和低碳成型工藝；而新技術(shù)方面則聚焦于結(jié)構(gòu)焊接和多尺度虛擬試驗技術(shù)等。通過征集令的方式，擴大了細分領(lǐng)域先進材料在大飛機上的應(yīng)用潛力，而專精特新企業(yè)的參與將進一步提升航空材料的先進水平。2023年，隨著C919客機產(chǎn)業(yè)體系的完備，國產(chǎn)化比率已達約60%，極大地帶動復(fù)合材料行業(yè)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。東方航空作為C919的主要運營商，截至2023年底，已執(zhí)行655個商業(yè)航班，運送近8.2萬旅客。到2023年，C919共向東航交付了4架，預(yù)計到2025累計交付20架。C919飛機交付數(shù)量的逐年增加預(yù)示著民用航空領(lǐng)域復(fù)合材料行業(yè)的新增長點。這不僅標志著C919從試運行階段向規(guī)?；\營的轉(zhuǎn)變，也充分展示了中國航空技術(shù)已達到國際先進水平。隨著越來越多創(chuàng)新合作的推進，中國航空復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)有望在全球航空領(lǐng)域中占據(jù)更加重要的地位。
03、104米！國內(nèi)最長碳纖維復(fù)合材料斜拉索亮相
位于江陰市黃山路的斜拉橋建設(shè)工程完成了一個關(guān)鍵階段，斜拉索的掛設(shè)吊裝全部完工。這座橋使用了48根超高強度斜拉索，其中包括兩根長約104米的碳纖維復(fù)合材料斜拉索，這在國內(nèi)尚屬首次。黃山路斜拉橋總長248米，寬36.5米，主要由分離式鋼箱梁、人字形橋塔和馬鞍形雙索面斜拉索構(gòu)成，是濱江路快速化改造項目的重要組成部分。碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用不僅提高了橋梁的承載效率和跨徑，還解決了傳統(tǒng)鋼絲纜索的腐蝕和疲勞問題，為建造更輕質(zhì)、長壽命的高性能橋梁結(jié)構(gòu)提供了先進方案。全國建材生產(chǎn)階段碳排放占總碳排放量的約28%，其中鋼材、水泥和鋁材能耗占比超過90%。復(fù)合材料在建筑領(lǐng)域，除了在橋梁工程中得到應(yīng)用，在建筑外圍護、以塑代鋼的錨桿中，復(fù)合材料展現(xiàn)出其輕質(zhì)高強、耐腐蝕和設(shè)計靈活性的獨特優(yōu)勢。這些特性不僅提升了建筑的安全性和耐久性，也為現(xiàn)代建筑設(shè)計提供了更廣闊的創(chuàng)新空間，為未來的城市建設(shè)和建筑美學開辟了新的可能。
04、國產(chǎn)碳纖維復(fù)合材料助力神舟載人飛船升空
中國建材集團所屬北玻院、南玻院和哈玻院的研發(fā)成果在航天領(lǐng)域取得重要應(yīng)用。5月30日，南玻院研發(fā)的高強紗被用于長征二號F遙十六運載火箭和神舟十六號載人飛船的防熱結(jié)構(gòu)和隔熱層，為航天器發(fā)射和對接提供了關(guān)鍵保障。北玻院則為神舟十六號飛船的關(guān)鍵部位提供了中密度預(yù)混料和高性能耐燒蝕樹脂等材料。10月26日，搭載神舟十七號的長征二號F遙十七運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。神舟十七號飛船的承力薄壁加筋截錐，是我國載人航天史上首次使用的大型碳纖維復(fù)合材料制品，標志著中國在航天復(fù)合材料領(lǐng)域的重大進步。航天領(lǐng)域的先進復(fù)合材料以其輕質(zhì)、高強度和耐燒蝕等特性，顯著提升了載人飛船的性能和安全性。隨著復(fù)合材料新型原材料、設(shè)計技術(shù)和制備工藝的不斷進步，復(fù)合材料在航天領(lǐng)域的應(yīng)用將得到進一步拓展，航天器的安全性和承載效率將進一步提升。
05、海洋工程新應(yīng)用：全球最大旋筒風帆順利起航
6月24日，中復(fù)連眾制造的旋筒風帆在船廠順利安裝，創(chuàng)造了全球首艘配備直徑5米、高35米旋筒風帆散貨船的記錄，推動了船用風力助推技術(shù)的實際應(yīng)用。旋筒風帆利用馬格努斯效應(yīng)，通過旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生壓力差以提供推力，減少燃油消耗，是航運業(yè)節(jié)能減排的重要創(chuàng)新。裝配有新型旋筒風帆的貨船，能在特定航線上節(jié)省5%以上的燃油，10萬噸散貨船安裝1套風帆助推系統(tǒng)，測算下來每天可節(jié)約燃油1.5噸，減少二氧化碳排放4.65噸。與傳統(tǒng)風帆相比，它占用更少的甲板空間，能有效抵御惡劣風況，對側(cè)向風的效果尤為顯著。旋筒風帆在制造過程中采用了集束式干濕層合纏繞成型技術(shù)，實現(xiàn)了復(fù)雜受力條件下大型高精度旋筒風帆的高效制備，為國內(nèi)外首創(chuàng)。隨著海洋工程復(fù)合材料技術(shù)的不斷創(chuàng)新和應(yīng)用拓展，正逐漸成為推動船舶設(shè)計革新和環(huán)保高效運輸?shù)暮诵囊?，為海洋工程和航運業(yè)帶來了革命性的變化。展望未來，海洋復(fù)合材料的發(fā)展有望在海洋探索、深海作業(yè)以及海洋環(huán)境保護等多個領(lǐng)域發(fā)揮更加關(guān)鍵的作用。
06、國內(nèi)近百米熱塑性復(fù)合材料風電葉片成功下線
采用了阿科瑪集團Elium?熱塑性樹脂的近百米級熱塑性復(fù)合材料風電葉片在中材科技風電葉片股份有限公司阜寧公司成功下線，刷新了全球熱塑性復(fù)合材料風電葉片長度記錄。是繼風電葉片先行者TPI和LM風電之后第三家使用熱塑性樹脂生產(chǎn)全尺寸風電葉片的專業(yè)企業(yè)。中材科技風電葉片股份有限公司作為連續(xù)十余年全球風電葉片制造的行業(yè)龍頭，從2019年開始與國內(nèi)知名主機廠簽署了熱塑性葉片的聯(lián)合開發(fā)合作協(xié)議。該只葉片的成功下線標志著項目取得了階段性成果。在近20年里，我國風電裝機容量迅速增長，從2010年4182.7萬千瓦躍居世界之首，至2023年突破4億千瓦，為全球可持續(xù)能源發(fā)展做出了重要貢獻，帶動風電領(lǐng)域復(fù)合材料實現(xiàn)了從跟隨到超越的巨大飛躍。同樣在這20年里，傳統(tǒng)熱固性復(fù)合材料風電葉片的可持續(xù)發(fā)展給風電人帶來了很多的困擾。預(yù)計到2030年，面臨著退役、需要無害化處理的風電復(fù)合材料固廢達到了驚人的80萬噸。熱塑性復(fù)合材料風電葉片的成功下線，為風電葉片向綠色產(chǎn)品轉(zhuǎn)型提供了可行方案。
07、低碳可持續(xù)發(fā)展趨勢下，復(fù)材行業(yè)清潔生產(chǎn)箭在弦上
國務(wù)院發(fā)布《空氣質(zhì)量持續(xù)改善行動計劃》，強調(diào)加速淘汰重污染行業(yè)落后產(chǎn)能，推動產(chǎn)業(yè)向清潔生產(chǎn)轉(zhuǎn)型。清潔生產(chǎn)，即在設(shè)計、原料選擇、工藝技術(shù)、管理和綜合利用等方面采取措施，從源頭減少污染和提高資源效率，減輕對環(huán)境和人類健康的影響。2023年9月中國環(huán)科院清潔生產(chǎn)中心在棗強召開了玻璃鋼行業(yè)清潔生產(chǎn)審核試點創(chuàng)新項目啟動會和技術(shù)交流會，研討了復(fù)合材料清潔生產(chǎn)方案和相關(guān)政策。自2003年起，國內(nèi)針對不同產(chǎn)業(yè)制定清潔生產(chǎn)標準，重點關(guān)注重污染行業(yè)。到2016年底，超過1萬家企業(yè)被納入清潔生產(chǎn)審核范圍，涵蓋了重污染和清潔行業(yè)。黨的十九大和二十大報告強調(diào)清潔生產(chǎn)的重要性，推動《“十四五”全國清潔生產(chǎn)推行方案》的頒布，為企業(yè)自主研發(fā)清潔生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備提供政策支持。復(fù)合材料行業(yè)存在附加值低、研發(fā)能力弱、機械化程度不高、企業(yè)規(guī)模小且分散，以及產(chǎn)品質(zhì)量粗糙等行業(yè)問題，影響了行業(yè)的形象，限制了行業(yè)發(fā)展。在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、可持續(xù)發(fā)展的大背景下，行業(yè)面臨著機遇和挑戰(zhàn)，清潔生產(chǎn)已箭在弦上。唯有通過工藝技術(shù)和裝備的更新，從根本上實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，從而提高復(fù)合材料行業(yè)的經(jīng)濟效益和市場競爭力。
08、國產(chǎn)碳纖維產(chǎn)能突破10萬噸
年初，新疆隆炬新材料有限公司啟動了年產(chǎn)5萬噸高性能碳纖維的一期項目，兩條生產(chǎn)線年產(chǎn)6000噸碳纖維產(chǎn)品已供不應(yīng)求。此次發(fā)展將使其成為國內(nèi)繼上海石化之后第二家生產(chǎn)48K碳纖維的企業(yè)，建成后將成為全球最大的碳纖維原料基地之一。項目計劃包括8個碳化車間，16條生產(chǎn)線，分四期完成，最終實現(xiàn)年產(chǎn)5萬噸目標。截至2023年3月，中國碳纖維年產(chǎn)能已突破10萬噸，相比2021年末增長65%，在全球范圍內(nèi)占比達43.3%。中國在碳纖維及其復(fù)合材料領(lǐng)域的快速發(fā)展，帶動了相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量的不斷進步，增強了中國在全球高性能復(fù)合材料市場的競爭力，國內(nèi)碳纖維龍頭企業(yè)也逐步實現(xiàn)扭虧為盈。但面對產(chǎn)能過剩、庫存積壓和價格下跌等因素的影響，碳纖維企業(yè)再次面臨生存的壓力，在碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用市場未成熟前，希望市場回歸理性，練好“內(nèi)功”，做好產(chǎn)品研發(fā)和市場應(yīng)用開拓。
09、生物基復(fù)合材料助力新質(zhì)生產(chǎn)力：千億級合成生物產(chǎn)業(yè)集群正在崛起
凱賽生物在2023年實現(xiàn)了生物基復(fù)合材料領(lǐng)域的重要突破，成功研發(fā)了一步法生物基高溫聚酰胺制備方法，并在5000噸中試線上進行驗證。這一創(chuàng)新技術(shù)大幅降低了聚合時間至傳統(tǒng)工藝的1%以下，同時實現(xiàn)產(chǎn)品熔點在290-310℃范圍的可控調(diào)節(jié)，克服了傳統(tǒng)高溫尼龍工藝中的能耗高、時間長、出料難等問題。此外，公司還以此技術(shù)為基礎(chǔ)，生產(chǎn)出含超70%玻纖的高性能生物基熱塑性纖維復(fù)合材料，并應(yīng)用于半掛車底板、集裝箱、建筑模板、冷藏箱、物流托盤等產(chǎn)品的商業(yè)化試制，為物流運輸、新能源、建筑等領(lǐng)域提供綠色低碳解決方案。與此同時，2023年12月的中央經(jīng)濟工作會議強調(diào)生物制造作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要性，提出要打造生物制造等新產(chǎn)業(yè)，并廣泛應(yīng)用數(shù)智技術(shù)、綠色技術(shù)以加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。生物基復(fù)合材料在實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和低碳轉(zhuǎn)型中顯示出巨大潛力。到2023年，全球生物基復(fù)合材料市場規(guī)模預(yù)計將突破300億美元，未來五年內(nèi)預(yù)計以超過15%的年復(fù)合增長率持續(xù)增長。國內(nèi)生物基復(fù)合材料規(guī)模化應(yīng)用起步較晚，需要加大有針對性的政策扶持，擴大生物基復(fù)合材料的應(yīng)用。
10、復(fù)合材料優(yōu)勢顯著，助力我國氫氣長輸管道發(fā)展
"西氫東送"輸氫管道項目，作為中國氫氣長途輸送的一個關(guān)鍵里程碑，象征著國內(nèi)跨區(qū)域氫氣輸送管網(wǎng)建設(shè)步入一個新紀元。此管道起始于內(nèi)蒙古烏蘭察布市，終點為北京燕山石化，全程超過400公里。預(yù)計此舉將有效緩解京津冀地區(qū)綠氫的供需不均問題，從而推動能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級。該項目不僅增強了西部地區(qū)綠氫的利用潛力，也代表著一種更為經(jīng)濟、高效的氫氣輸送方式，對于提升氫氣在終端使用的可獲得性和降低成本具有重大意義。在輸氫管道的建設(shè)上，復(fù)合材料的使用起到了至關(guān)重要的作用。與傳統(tǒng)鋼管道相比，復(fù)合材料制成的輸氫管道更輕、耐腐蝕性更強、且具有更優(yōu)異的耐高壓性能，特別適合長距離和高壓的輸送環(huán)境。2022年國家發(fā)展改革委和國家能源局共同發(fā)布了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》，提出到2060年氫能在中國終端能源體系中的占比至少達到20%，市場規(guī)模擴大8至10倍。在新能源領(lǐng)域，復(fù)合材料已廣泛用于電池盒、電解槽、儲氫瓶和光伏組件等新產(chǎn)品，成為復(fù)合材料行業(yè)新的增長點。
來源：復(fù)材工業(yè)協(xié)會