對我國高性能纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考

商龔平 馬琳

高性能纖維是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)不可或缺的戰(zhàn)略性新材料。近年來，我國高性能纖維在產(chǎn)業(yè)化技術(shù)、產(chǎn)品品種質(zhì)量、市場化應(yīng)用等方面取得快速發(fā)展，高性能纖維已成為制造業(yè)提升的新動(dòng)力，全面滲透到汽車輕量化、航空航天、風(fēng)力發(fā)電、國防軍工、土木建筑、船舶纜繩等領(lǐng)域，我國已成為全球品種覆蓋面最廣的高性能纖維生產(chǎn)國。但我國高性能纖維產(chǎn)業(yè)總體自主創(chuàng)新能力不足，技術(shù)開發(fā)、基礎(chǔ)研究、市場應(yīng)用協(xié)同性不夠，在高品質(zhì)性能產(chǎn)品和規(guī)模化應(yīng)用方面還有很大差距。因此，掌握核心技術(shù)，打破國外壟斷局勢是我國高性能纖維發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

1 發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境良好

為突破高性能纖維產(chǎn)業(yè)技術(shù)瓶頸、緩解產(chǎn)業(yè)供需矛盾、加快推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國家層面出臺(tái)一些列產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了良好的發(fā)展氛圍和空間。國務(wù)院在《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中指出，要強(qiáng)化重點(diǎn)領(lǐng)域關(guān)鍵環(huán)節(jié)的重大技術(shù)開發(fā)，發(fā)展高性能纖維及復(fù)合材料等先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料。工業(yè)和信息化部制定的《石化和化學(xué)工業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016—2020年）》中，將高性能纖維作為化工新材料創(chuàng)新發(fā)展工程之一?！痘w工業(yè)“十三五”發(fā)展指導(dǎo)意見》中也提出將進(jìn)一步提升與突破高性能纖維重點(diǎn)品種關(guān)鍵生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)，拓展高性能纖維作為戰(zhàn)略性新興材料在先進(jìn)軌道交通、新能源汽車、航天裝備、海洋工程和電力等領(lǐng)域的應(yīng)用。高性能纖維的科技攻關(guān)、產(chǎn)業(yè)化及重點(diǎn)市場開拓也被列入國家“973”計(jì)劃、“863”計(jì)劃、國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、中央預(yù)算內(nèi)投資補(bǔ)助和貼息項(xiàng)目、科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目等。國防科工委和總裝備部對具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國防軍工用重點(diǎn)技術(shù)和產(chǎn)品給予資金支持。

1.2 技術(shù)裝備水平提升

依托良好發(fā)展環(huán)境的支撐和引導(dǎo)，高性能纖維產(chǎn)業(yè)技術(shù)裝備水平快速提升。碳纖維干噴濕紡工藝技術(shù)難關(guān)和高強(qiáng)高模碳纖維關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，原絲生產(chǎn)工藝更加多元化，高端產(chǎn)品品種逐步豐富。中復(fù)神鷹碳纖維有限責(zé)任公司建設(shè)的國內(nèi)首條千噸級T800碳纖維生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)，吉林化纖集團(tuán)攻克低成本大絲束碳纖維（48K）生產(chǎn)技術(shù)。高強(qiáng)高模聚酰亞胺纖維制備技術(shù)取得新進(jìn)展，超高分子量聚乙烯超高強(qiáng)、高模、細(xì)旦纖維及新一代纖維專用樹脂實(shí)現(xiàn)新突破，技術(shù)均處于國際領(lǐng)先水平。煙臺(tái)泰和千噸級對位芳綸工程化項(xiàng)目突破了關(guān)鍵技術(shù)裝備，率先在國內(nèi)生產(chǎn)出高強(qiáng)型對位芳綸長絲，形成了系列產(chǎn)品。

1.3 產(chǎn)品質(zhì)量顯著提高

高強(qiáng)型、高模型對位芳綸產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，且高強(qiáng)型對位芳綸與國外Kevlar49、Kevlar129產(chǎn)品水平相當(dāng)，并在個(gè)體防護(hù)裝備上完成應(yīng)用驗(yàn)證。碳纖維產(chǎn)品已開發(fā)出多個(gè)系列和牌號(hào)，系列化程度發(fā)展到高強(qiáng)高模系列、高強(qiáng)中模系列、高強(qiáng)系列等，初步實(shí)現(xiàn)T300級和T700級碳纖維產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，其中T300級碳纖維系列性能基本達(dá)到國際水平。我國創(chuàng)新開發(fā)的濕法紡絲T700級碳纖維產(chǎn)品已應(yīng)用于航空領(lǐng)域，T800級處于工程化研制階段，T1100級高性能碳纖維已突破關(guān)鍵制備技術(shù)。我國高性能纖維產(chǎn)品的質(zhì)量、系列化、差別化水平有了較大提高。

1.4 市場規(guī)模穩(wěn)步發(fā)展

高性能纖維各細(xì)分領(lǐng)域市場保持穩(wěn)定。碳纖維2017年國內(nèi)產(chǎn)量約7 000t，較2016年的4 600t有大幅提升，2017年我國碳纖維實(shí)際用量增長到約2.2萬t，碳纖維企業(yè)銷售額超過20億元，國內(nèi)市場對碳纖維的需求仍保持增長。從應(yīng)用市場來看，我國體育休閑領(lǐng)域的碳纖維用量超過1萬t/a，居各應(yīng)用領(lǐng)域首位，風(fēng)電領(lǐng)域碳纖維用量增長迅猛，超過3 000t/a，建筑補(bǔ)強(qiáng)和壓力容器領(lǐng)域碳纖維用量也分別超過1 600t/a和1 000t/a。國內(nèi)間位芳綸和對位芳綸行業(yè)發(fā)展總體保持平穩(wěn)，間位芳綸產(chǎn)品應(yīng)用仍以過濾材料和防護(hù)材料為主，對位芳綸主要由儀征化纖股份有限公司、泰和新材和中藍(lán)晨光化工研究院有限公司3家企業(yè)保持正常生產(chǎn)。超高分子量聚乙烯纖維在繩網(wǎng)領(lǐng)域、手套領(lǐng)域、民用市場等保持增長態(tài)勢，手套領(lǐng)域仍以出口為主。

2 存在問題

高性能纖維技術(shù)和生產(chǎn)一直被日本、美國和歐盟國家等所壟斷，我國高性能纖維產(chǎn)業(yè)雖然取得快速發(fā)展，但高強(qiáng)度、高模量及航空航天、國防、軍工等重要領(lǐng)域所用高性能纖維依然長期依賴進(jìn)口。與發(fā)達(dá)國家相比，我國高性能纖維產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)業(yè)化技術(shù)裝備、品種類別、標(biāo)準(zhǔn)檢測、應(yīng)用推廣、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同等方面尚有較大差距，產(chǎn)業(yè)整體處于由“由研究試制型”向“規(guī)模產(chǎn)業(yè)型”突破發(fā)展的關(guān)鍵窗口期，產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合不緊密，產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品類別少、產(chǎn)能分散、技術(shù)裝備相對落后、產(chǎn)品性能產(chǎn)量無法滿足市場需求等問題。

2.1 產(chǎn)業(yè)集中度低，原始創(chuàng)新能力不足

我國高性能纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展缺乏合理布局，多個(gè)高性能纖維品種出現(xiàn)產(chǎn)能一哄而上的局面，行業(yè)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)不高，存在低水平重復(fù)建設(shè)、生產(chǎn)規(guī)模較小的現(xiàn)象，生產(chǎn)企業(yè)多且水平參差不齊，導(dǎo)致同質(zhì)化競爭嚴(yán)重，不利于產(chǎn)業(yè)體系的形成和發(fā)展，影響行業(yè)整體水平的提升。不利的發(fā)展環(huán)境使得行業(yè)基礎(chǔ)、體系研究相對薄弱，復(fù)合型人才、創(chuàng)新型人才、專業(yè)管理人才相對匱乏，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)明顯不足，大規(guī)模高效低成本產(chǎn)業(yè)化核心技術(shù)仍未完全突破，高性能纖維產(chǎn)品“質(zhì)次價(jià)高、不好用”。

2.2 產(chǎn)業(yè)配套能力不強(qiáng)，產(chǎn)需銜接不緊密

目前我國高性能纖維產(chǎn)業(yè)鏈不完整，關(guān)鍵裝備、重要原材料和配套材料以及檢測評價(jià)環(huán)節(jié)薄弱。我國大多數(shù)高性能纖維生產(chǎn)企業(yè)只關(guān)注生產(chǎn)環(huán)節(jié)，在標(biāo)準(zhǔn)化、監(jiān)測評價(jià)方面缺少技術(shù)支撐和專業(yè)化管理機(jī)構(gòu)，下游使用規(guī)范、法規(guī)認(rèn)證、數(shù)據(jù)庫與標(biāo)準(zhǔn)等也未建立，與國外先進(jìn)水平相比設(shè)備在生產(chǎn)效率、穩(wěn)定性上存在較大差距，制約產(chǎn)品檔次提升。產(chǎn)業(yè)配套支撐能力的不足，不利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應(yīng)用推廣，也成為阻礙我國高性能纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。我國高性能纖維跨領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展機(jī)制尚未形成，下游認(rèn)知度和產(chǎn)業(yè)鏈話語權(quán)有待提高，市場應(yīng)用拓展困難，大多數(shù)應(yīng)用行業(yè)缺乏高性能纖維及其復(fù)合材料設(shè)計(jì)-評價(jià)-驗(yàn)證能力，“不會(huì)用、用不好”問題突出。

2.3 補(bǔ)短板仍需加快，國際競爭力亟待提高

我國高新能纖維上下游領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不協(xié)調(diào)，制造與應(yīng)用技術(shù)銜接不緊密，導(dǎo)致無法形成纖維開發(fā)推動(dòng)和應(yīng)用推廣拉動(dòng)的雙向互動(dòng)作用，高端產(chǎn)品仍存在結(jié)構(gòu)性缺失和短板。此外，行業(yè)對品牌的培育和推廣認(rèn)知不足，對終端消費(fèi)領(lǐng)域引導(dǎo)和服務(wù)能力較弱，參與國際標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，同類產(chǎn)品進(jìn)出口的價(jià)格差距長期得不到有效改善，制約了行業(yè)在“2個(gè)市場”的共同發(fā)展。

3 發(fā)展建議

3.1 加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，優(yōu)化創(chuàng)新機(jī)制

加強(qiáng)財(cái)稅金融政策對高性能纖維研發(fā)應(yīng)用的支持和引導(dǎo)，科學(xué)制定高性能纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)入條件，提高產(chǎn)業(yè)進(jìn)入門檻，規(guī)范市場秩序。健全行業(yè)運(yùn)行監(jiān)測和預(yù)警機(jī)制，結(jié)合對中長期市場的科學(xué)預(yù)測，優(yōu)先保障具有優(yōu)勢的產(chǎn)能達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)，嚴(yán)格控制中低端產(chǎn)品新建產(chǎn)能，杜絕低水平重復(fù)建設(shè)。鼓勵(lì)具有較強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)力、發(fā)展?jié)摿?、?guī)模優(yōu)勢的骨干企業(yè)加快發(fā)展，通過開展兼并重組，提高產(chǎn)業(yè)集中度，培育產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，優(yōu)化資源配置。支持高性能纖維產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)的研發(fā)，推動(dòng)企業(yè)進(jìn)入高附加值的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，推動(dòng)企業(yè)自主創(chuàng)新成果的產(chǎn)業(yè)化、知識(shí)產(chǎn)權(quán)化、商品化，提高市場競爭力。

3.2 加大技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)，強(qiáng)化科技支撐作用

通過科技創(chuàng)新和體制創(chuàng)新，突破高性能纖維大規(guī)模高效低成本成套工藝與裝備技術(shù)等產(chǎn)業(yè)化核心技術(shù)，以及典型行業(yè)復(fù)合材料設(shè)計(jì)-制備-評價(jià)-考核等共性關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建先進(jìn)完整的高性能纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈，解決好國產(chǎn)高性能纖維“質(zhì)次價(jià)高、不好用、不會(huì)用”和“部分品種受制于人”等問題，加快發(fā)展高性能纖維及其復(fù)合材料前沿技術(shù)，搶占領(lǐng)域前沿并實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新。對高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和民生產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需重要高性能纖維品種予以、政策傾斜、高度關(guān)注、重點(diǎn)支持、優(yōu)先發(fā)展，顯著提高其市場占有率和國際競爭力，結(jié)合國防和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展重大需求，對碳纖維、芳綸等高性能纖維材料開展有效科研攻關(guān)，使我國高性能纖維的科技創(chuàng)新能力與快速發(fā)展的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相匹配。加強(qiáng)與國外交流，通過與國外發(fā)達(dá)國家合作實(shí)現(xiàn)人才和技術(shù)引進(jìn)。

3.3 構(gòu)建多元化合作體系，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展

建立產(chǎn)學(xué)研用上下游之間持續(xù)、穩(wěn)定的合作關(guān)系，充分發(fā)揮國家工程實(shí)驗(yàn)室、國家級工程研發(fā)中心、國家知識(shí)服務(wù)平臺(tái)、工程技術(shù)研究中心、企業(yè)技術(shù)中心等國家級研發(fā)平臺(tái)和專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)的作用，結(jié)合各類產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)程、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)基礎(chǔ)和我國市場需求特征，推動(dòng)多類型技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)體系建立。推動(dòng)上下游企業(yè)間的加強(qiáng)合作，積極拓寬高性能纖維在風(fēng)力發(fā)電、新能源汽車、建筑補(bǔ)強(qiáng)、輸電電纜、防護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用，推進(jìn)高性能纖維研發(fā)制備與應(yīng)用需求相結(jié)合，建立若干高性能纖維與下游產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉豆こ?，搭建高性能纖維與汽車輕量化等下游應(yīng)用領(lǐng)域的設(shè)計(jì)制造技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)鏈體系，形成從纖維及其復(fù)合材料到零部件再到最終產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)及檢測體系。推動(dòng)建設(shè)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，整合行業(yè)力量，在關(guān)鍵技術(shù)及配套裝備研發(fā)、行業(yè)企業(yè)交流互動(dòng)、反傾銷應(yīng)訴、開展國際合作等方面發(fā)揮作用。

3.4 建立完善標(biāo)準(zhǔn)體系，積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)制定

借鑒國際高性能纖維產(chǎn)品特征，結(jié)合我國實(shí)際情況，建立高性能纖維及其復(fù)合材料國家級產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，針對高性能纖維建立和完善相關(guān)檢測、標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證體系，促進(jìn)高性能纖維產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)配套，提高現(xiàn)有檢測專業(yè)水平和認(rèn)證等級，完善檢測標(biāo)準(zhǔn)和手段，提升標(biāo)準(zhǔn)整體水平。鼓勵(lì)我國高性能纖維企業(yè)積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)制定，制定有利的競爭規(guī)則，同時(shí)整合國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)我國高性能纖維行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的國際化。