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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(biāo)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(zé)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(biāo)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(biāo)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(xué)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(biāo)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(fēng)帆順利起航
6月24日，中復(fù)連眾制造的旋筒風(fēng)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(fēng)帆散貨船的記錄，推動了船用風(fēng)力助推技術(shù)的實際應(yīng)用。旋筒風(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)帆相比，它占用更少的甲板空間，能有效抵御惡劣風(fēng)況，對側(cè)向風(fēng)的效果尤為顯著。旋筒風(fēng)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(fēng)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)暮诵囊兀瑸楹Ｑ蠊こ毯秃竭\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(fēng)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(fēng)電葉片在中材科技風(fēng)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(fēng)電葉片長度記錄。是繼風(fēng)電葉片先行者TPI和LM風(fēng)電之后第三家使用熱塑性樹脂生產(chǎn)全尺寸風(fēng)電葉片的專業(yè)企業(yè)。中材科技風(fēng)電葉片股份有限公司作為連續(xù)十余年全球風(fēng)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(biāo)志著項目取得了階段性成果。在近20年里，我國風(fēng)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(fēng)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(fēng)電葉片的可持續(xù)發(fā)展給風(fēng)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(fēng)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(fēng)電葉片的成功下線，為風(fēng)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(biāo)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(biāo)。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)?；瘧?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