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2024-01-12
2023年度中國復合材料行業十大新聞揭曉

時光荏苒,2023年,在飛速發展的科技浪潮中,中國復合材料行業再次迎來新的挑戰與機遇。中國復合材料工業協會評選出了“2023年度復合材料行業十大新聞”,對關鍵事件進行深入梳理和分析,為行業同仁提供更全面、更深刻的行業洞見,還能為預見未來的變革和趨勢提供參考。

01、碳纖維復合材料助力載客船舶碳中和:節能減排近40%

11月9日,廣東中威復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合材料技術取得了顯著成就。中國復合材料在海洋工程領域的應用正在迅速增長,尤其在深海探測和海洋平臺建設等方面。碳纖維復合材料具有輕量化、高強度和耐腐蝕性強的優點,正推動著產業的低碳環保轉型。中國海洋新材料市場規模已超過萬億元大關,未來5年國內的需求預計將以每年17%左右的速度增長。復合材料為海洋工程的創新和發展提供了更多發展空間。隨著海洋工程復合材料技術的不斷成熟和發展,海洋工程用復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中國復合材料工業協會年會暨第五屆碳纖維復合材料產業創新發展高峰論壇”上發布了“大飛機產業對高性能纖維材料需求征集令”,標志著中國航空復合材料發展的一個重要里程碑。這一征集令旨在推進航空復合材料國產化,集中體現在新材料、新工藝和新技術三大方面。新材料中包含了多種高強度碳纖維、高性能環氧樹脂和高性能熱塑性復合材料;新工藝涵蓋了膠接自動化表面處理和低碳成型工藝;而新技術方面則聚焦于結構焊接和多尺度虛擬試驗技術等。通過征集令的方式,擴大了細分領域先進材料在大飛機上的應用潛力,而專精特新企業的參與將進一步提升航空材料的先進水平。2023年,隨著C919客機產業體系的完備,國產化比率已達約60%,極大地帶動復合材料行業及相關技術的發展。東方航空作為C919的主要運營商,截至2023年底,已執行655個商業航班,運送近8.2萬旅客。到2023年,C919共向東航交付了4架,預計到2025累計交付20架。C919飛機交付數量的逐年增加預示著民用航空領域復合材料行業的新增長點。這不僅標志著C919從試運行階段向規?;\營的轉變,也充分展示了中國航空技術已達到國際先進水平。隨著越來越多創新合作的推進,中國航空復合材料產業有望在全球航空領域中占據更加重要的地位。

03、104米!國內最長碳纖維復合材料斜拉索亮相

位于江陰市黃山路的斜拉橋建設工程完成了一個關鍵階段,斜拉索的掛設吊裝全部完工。這座橋使用了48根超高強度斜拉索,其中包括兩根長約104米的碳纖維復合材料斜拉索,這在國內尚屬首次。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成,是濱江路快速化改造項目的重要組成部分。碳纖維復合材料的應用不僅提高了橋梁的承載效率和跨徑,還解決了傳統鋼絲纜索的腐蝕和疲勞問題,為建造更輕質、長壽命的高性能橋梁結構提供了先進方案。全國建材生產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%。復合材料在建筑領域,除了在橋梁工程中得到應用,在建筑外圍護、以塑代鋼的錨桿中,復合材料展現出其輕質高強、耐腐蝕和設計靈活性的獨特優勢。這些特性不僅提升了建筑的安全性和耐久性,也為現代建筑設計提供了更廣闊的創新空間,為未來的城市建設和建筑美學開辟了新的可能。

04、國產碳纖維復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成果在航天領域取得重要應用。5月30日,南玻院研發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構和隔熱層,為航天器發射和對接提供了關鍵保障。北玻院則為神舟十六號飛船的關鍵部位提供了中密度預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星發射中心成功發射。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合材料制品,標志著中國在航天復合材料領域的重大進步。航天領域的先進復合材料以其輕質、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。隨著復合材料新型原材料、設計技術和制備工藝的不斷進步,復合材料在航天領域的應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、海洋工程新應用:全球最大旋筒風帆順利起航

6月24日,中復連眾制造的旋筒風帆在船廠順利安裝,創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的實際應用。旋筒風帆利用馬格努斯效應,通過旋轉產生壓力差以提供推力,減少燃油消耗,是航運業節能減排的重要創新。裝配有新型旋筒風帆的貨船,能在特定航線上節省5%以上的燃油,10萬噸散貨船安裝1套風帆助推系統,測算下來每天可節約燃油1.5噸,減少二氧化碳排放4.65噸。與傳統風帆相比,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,實現了復雜受力條件下大型高精度旋筒風帆的高效制備,為國內外首創。隨著海洋工程復合材料技術的不斷創新和應用拓展,正逐漸成為推動船舶設計革新和環保高效運輸的核心要素,為海洋工程和航運業帶來了革命性的變化。展望未來,海洋復合材料的發展有望在海洋探索、深海作業以及海洋環境保護等多個領域發揮更加關鍵的作用。

06、國內近百米熱塑性復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全尺寸風電葉片的專業企業。中材科技風電葉片股份有限公司作為連續十余年全球風電葉片制造的行業龍頭,從2019年開始與國內知名主機廠簽署了熱塑性葉片的聯合開發合作協議。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,為全球可持續能源發展做出了重要貢獻,帶動風電領域復合材料實現了從跟隨到超越的巨大飛躍。同樣在這20年里,傳統熱固性復合材料風電葉片的可持續發展給風電人帶來了很多的困擾。預計到2030年,面臨著退役、需要無害化處理的風電復合材料固廢達到了驚人的80萬噸。熱塑性復合材料風電葉片的成功下線,為風電葉片向綠色產品轉型提供了可行方案。

07、低碳可持續發展趨勢下,復材行業清潔生產箭在弦上

國務院發布《空氣質量持續改善行動計劃》,強調加速淘汰重污染行業落后產能,推動產業向清潔生產轉型。清潔生產,即在設計、原料選擇、工藝技術、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,減輕對環境和人類健康的影響。2023年9月中國環科院清潔生產中心在棗強召開了玻璃鋼行業清潔生產審核試點創新項目啟動會和技術交流會,研討了復合材料清潔生產方案和相關政策。自2003年起,國內針對不同產業制定清潔生產標準,重點關注重污染行業。到2016年底,超過1萬家企業被納入清潔生產審核范圍,涵蓋了重污染和清潔行業。黨的十九大和二十大報告強調清潔生產的重要性,推動《“十四五”全國清潔生產推行方案》的頒布,為企業自主研發清潔生產技術與設備提供政策支持。復合材料行業存在附加值低、研發能力弱、機械化程度不高、企業規模小且分散,以及產品質量粗糙等行業問題,影響了行業的形象,限制了行業發展。在產業轉型升級、可持續發展的大背景下,行業面臨著機遇和挑戰,清潔生產已箭在弦上。唯有通過工藝技術和裝備的更新,從根本上實現清潔生產,從而提高復合材料行業的經濟效益和市場競爭力。

08、國產碳纖維產能突破10萬噸

年初,新疆隆炬新材料有限公司啟動了年產5萬噸高性能碳纖維的一期項目,兩條生產線年產6000噸碳纖維產品已供不應求。此次發展將使其成為國內繼上海石化之后第二家生產48K碳纖維的企業,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條生產線,分四期完成,最終實現年產5萬噸目標。截至2023年3月,中國碳纖維年產能已突破10萬噸,相比2021年末增長65%,在全球范圍內占比達43.3%。中國在碳纖維及其復合材料領域的快速發展,帶動了相關技術和產品質量的不斷進步,增強了中國在全球高性能復合材料市場的競爭力,國內碳纖維龍頭企業也逐步實現扭虧為盈。但面對產能過剩、庫存積壓和價格下跌等因素的影響,碳纖維企業再次面臨生存的壓力,在碳纖維復合材料應用市場未成熟前,希望市場回歸理性,練好“內功”,做好產品研發和市場應用開拓。

09、生物基復合材料助力新質生產力:千億級合成生物產業集群正在崛起

凱賽生物在2023年實現了生物基復合材料領域的重要突破,成功研發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。這一創新技術大幅降低了聚合時間至傳統工藝的1%以下,同時實現產品熔點在290-310℃范圍的可控調節,克服了傳統高溫尼龍工藝中的能耗高、時間長、出料難等問題。此外,公司還以此技術為基礎,生產出含超70%玻纖的高性能生物基熱塑性纖維復合材料,并應用于半掛車底板、集裝箱、建筑模板、冷藏箱、物流托盤等產品的商業化試制,為物流運輸、新能源、建筑等領域提供綠色低碳解決方案。與此同時,2023年12月的中央經濟工作會議強調生物制造作為戰略性新興產業的重要性,提出要打造生物制造等新產業,并廣泛應用數智技術、綠色技術以加快傳統產業的轉型升級。生物基復合材料在實現可持續發展和低碳轉型中顯示出巨大潛力。到2023年,全球生物基復合材料市場規模預計將突破300億美元,未來五年內預計以超過15%的年復合增長率持續增長。國內生物基復合材料規?;瘧闷鸩捷^晚,需要加大有針對性的政策扶持,擴大生物基復合材料的應用。

10、復合材料優勢顯著,助力我國氫氣長輸管道發展

"西氫東送"輸氫管道項目,作為中國氫氣長途輸送的一個關鍵里程碑,象征著國內跨區域氫氣輸送管網建設步入一個新紀元。此管道起始于內蒙古烏蘭察布市,終點為北京燕山石化,全程超過400公里。預計此舉將有效緩解京津冀地區綠氫的供需不均問題,從而推動能源結構的轉型升級。該項目不僅增強了西部地區綠氫的利用潛力,也代表著一種更為經濟、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。在輸氫管道的建設上,復合材料的使用起到了至關重要的作用。與傳統鋼管道相比,復合材料制成的輸氫管道更輕、耐腐蝕性更強、且具有更優異的耐高壓性能,特別適合長距離和高壓的輸送環境。2022年國家發展改革委和國家能源局共同發布了《氫能產業發展中長期規劃(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%,市場規模擴大8至10倍。在新能源領域,復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品,成為復合材料行業新的增長點。

來源:復材工業協會

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