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2024-01-12
2023年度中国复合材料行业十大新闻揭晓

时光荏苒,2023年,在飞速发展的科技浪潮中,中国复合材料行业再次迎来新的挑战与机遇。中国复合材料工业协会评选出了“2023年度复合材料行业十大新闻”,对关键事件进行深入梳理和分析,为行业同仁提供更全面、更深刻的行业洞见,还能为预见未来的变革和趋势提供参考。

01、碳纤维复合材料助力载客船舶碳中和:节能减排近40%

11月9日,广东中威复合材料有限公司为中国香港的新渡轮离岛项目制造了首艘500客位的碳纤维高速客船“新明珠2号”,并举行了吉水仪式。这标志着中国在制造大型船舶方面使用先进复合材料技术取得了显著成就。中国复合材料在海洋工程领域的应用正在迅速增长,尤其在深海探测和海洋平台建设等方面。碳纤维复合材料具有轻量化、高强度和耐腐蚀性强的优点,正推动着产业的低碳环保转型。中国海洋新材料市场规模已超过万亿元大关,未来5年国内的需求预计将以每年17%左右的速度增长。复合材料为海洋工程的创新和发展提供了更多发展空间。随着海洋工程复合材料技术的不断成熟和发展,海洋工程用复合材料的市场占比将越来越高。

02、中国商飞面向社会扩大高性能纤维材料需求征集

11月17日,中国商用飞机有限责任公司在“2023中国复合材料工业协会年会暨第五届碳纤维复合材料产业创新发展高峰论坛”上发布了“大飞机产业对高性能纤维材料需求征集令”,标志着中国航空复合材料发展的一个重要里程碑。这一征集令旨在推进航空复合材料国产化,集中体现在新材料、新工艺和新技术三大方面。新材料中包含了多种高强度碳纤维、高性能环氧树脂和高性能热塑性复合材料;新工艺涵盖了胶接自动化表面处理和低碳成型工艺;而新技术方面则聚焦于结构焊接和多尺度虚拟试验技术等。通过征集令的方式,扩大了细分领域先进材料在大飞机上的应用潜力,而专精特新企业的参与将进一步提升航空材料的先进水平。2023年,随着C919客机产业体系的完备,国产化比率已达约60%,极大地带动复合材料行业及相关技术的发展。东方航空作为C919的主要运营商,截至2023年底,已执行655个商业航班,运送近8.2万旅客。到2023年,C919共向东航交付了4架,预计到2025累计交付20架。C919飞机交付数量的逐年增加预示着民用航空领域复合材料行业的新增长点。这不仅标志着C919从试运行阶段向规?;擞淖?,也充分展示了中国航空技术已达到国际先进水平。随着越来越多创新合作的推进,中国航空复合材料产业有望在全球航空领域中占据更加重要的地位。

03、104米!国内最长碳纤维复合材料斜拉索亮相

位于江阴市黄山路的斜拉桥建设工程完成了一个关键阶段,斜拉索的挂设吊装全部完工。这座桥使用了48根超高强度斜拉索,其中包括两根长约104米的碳纤维复合材料斜拉索,这在国内尚属首次?;粕铰沸崩抛艹?48米,宽36.5米,主要由分离式钢箱梁、人字形桥塔和马鞍形双索面斜拉索构成,是滨江路快速化改造项目的重要组成部分。碳纤维复合材料的应用不仅提高了桥梁的承载效率和跨径,还解决了传统钢丝缆索的腐蚀和疲劳问题,为建造更轻质、长寿命的高性能桥梁结构提供了先进方案。全国建材生产阶段碳排放占总碳排放量的约28%,其中钢材、水泥和铝材能耗占比超过90%。复合材料在建筑领域,除了在桥梁工程中得到应用,在建筑外围护、以塑代钢的锚杆中,复合材料展现出其轻质高强、耐腐蚀和设计灵活性的独特优势。这些特性不仅提升了建筑的安全性和耐久性,也为现代建筑设计提供了更广阔的创新空间,为未来的城市建设和建筑美学开辟了新的可能。

04、国产碳纤维复合材料助力神舟载人飞船升空

中国建材集团所属北玻院、南玻院和哈玻院的研发成果在航天领域取得重要应用。5月30日,南玻院研发的高强纱被用于长征二号F遥十六运载火箭和神舟十六号载人飞船的防热结构和隔热层,为航天器发射和对接提供了关键保障。北玻院则为神舟十六号飞船的关键部位提供了中密度预混料和高性能耐烧蚀树脂等材料。10月26日,搭载神舟十七号的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。神舟十七号飞船的承力薄壁加筋截锥,是我国载人航天史上首次使用的大型碳纤维复合材料制品,标志着中国在航天复合材料领域的重大进步。航天领域的先进复合材料以其轻质、高强度和耐烧蚀等特性,显著提升了载人飞船的性能和安全性。随着复合材料新型原材料、设计技术和制备工艺的不断进步,复合材料在航天领域的应用将得到进一步拓展,航天器的安全性和承载效率将进一步提升。

05、海洋工程新应用:全球最大旋筒风帆顺利起航

6月24日,中复连众制造的旋筒风帆在船厂顺利安装,创造了全球首艘配备直径5米、高35米旋筒风帆散货船的记录,推动了船用风力助推技术的实际应用。旋筒风帆利用马格努斯效应,通过旋转产生压力差以提供推力,减少燃油消耗,是航运业节能减排的重要创新。装配有新型旋筒风帆的货船,能在特定航线上节省5%以上的燃油,10万吨散货船安装1套风帆助推系统,测算下来每天可节约燃油1.5吨,减少二氧化碳排放4.65吨。与传统风帆相比,它占用更少的甲板空间,能有效抵御恶劣风况,对侧向风的效果尤为显著。旋筒风帆在制造过程中采用了集束式干湿层合缠绕成型技术,实现了复杂受力条件下大型高精度旋筒风帆的高效制备,为国内外首创。随着海洋工程复合材料技术的不断创新和应用拓展,正逐渐成为推动船舶设计革新和环保高效运输的核心要素,为海洋工程和航运业带来了革命性的变化。展望未来,海洋复合材料的发展有望在海洋探索、深海作业以及海洋环境?;さ榷喔隽煊蚍⒒痈庸丶淖饔?。

06、国内近百米热塑性复合材料风电叶片成功下线

采用了阿科玛集团Elium?热塑性树脂的近百米级热塑性复合材料风电叶片在中材科技风电叶片股份有限公司阜宁公司成功下线,刷新了全球热塑性复合材料风电叶片长度记录。是继风电叶片先行者TPI和LM风电之后第三家使用热塑性树脂生产全尺寸风电叶片的专业企业。中材科技风电叶片股份有限公司作为连续十余年全球风电叶片制造的行业龙头,从2019年开始与国内知名主机厂签署了热塑性叶片的联合开发合作协议。该只叶片的成功下线标志着项目取得了阶段性成果。在近20年里,我国风电装机容量迅速增长,从2010年4182.7万千瓦跃居世界之首,至2023年突破4亿千瓦,为全球可持续能源发展做出了重要贡献,带动风电领域复合材料实现了从跟随到超越的巨大飞跃。同样在这20年里,传统热固性复合材料风电叶片的可持续发展给风电人带来了很多的困扰。预计到2030年,面临着退役、需要无害化处理的风电复合材料固废达到了惊人的80万吨。热塑性复合材料风电叶片的成功下线,为风电叶片向绿色产品转型提供了可行方案。

07、低碳可持续发展趋势下,复材行业清洁生产箭在弦上

国务院发布《空气质量持续改善行动计划》,强调加速淘汰重污染行业落后产能,推动产业向清洁生产转型。清洁生产,即在设计、原料选择、工艺技术、管理和综合利用等方面采取措施,从源头减少污染和提高资源效率,减轻对环境和人类健康的影响。2023年9月中国环科院清洁生产中心在枣强召开了玻璃钢行业清洁生产审核试点创新项目启动会和技术交流会,研讨了复合材料清洁生产方案和相关政策。自2003年起,国内针对不同产业制定清洁生产标准,重点关注重污染行业。到2016年底,超过1万家企业被纳入清洁生产审核范围,涵盖了重污染和清洁行业。党的十九大和二十大报告强调清洁生产的重要性,推动《“十四五”全国清洁生产推行方案》的颁布,为企业自主研发清洁生产技术与设备提供政策支持。复合材料行业存在附加值低、研发能力弱、机械化程度不高、企业规模小且分散,以及产品质量粗糙等行业问题,影响了行业的形象,限制了行业发展。在产业转型升级、可持续发展的大背景下,行业面临着机遇和挑战,清洁生产已箭在弦上。唯有通过工艺技术和装备的更新,从根本上实现清洁生产,从而提高复合材料行业的经济效益和市场竞争力。

08、国产碳纤维产能突破10万吨

年初,新疆隆炬新材料有限公司启动了年产5万吨高性能碳纤维的一期项目,两条生产线年产6000吨碳纤维产品已供不应求。此次发展将使其成为国内继上海石化之后第二家生产48K碳纤维的企业,建成后将成为全球最大的碳纤维原料基地之一。项目计划包括8个碳化车间,16条生产线,分四期完成,最终实现年产5万吨目标。截至2023年3月,中国碳纤维年产能已突破10万吨,相比2021年末增长65%,在全球范围内占比达43.3%。中国在碳纤维及其复合材料领域的快速发展,带动了相关技术和产品质量的不断进步,增强了中国在全球高性能复合材料市场的竞争力,国内碳纤维龙头企业也逐步实现扭亏为盈。但面对产能过剩、库存积压和价格下跌等因素的影响,碳纤维企业再次面临生存的压力,在碳纤维复合材料应用市场未成熟前,希望市场回归理性,练好“内功”,做好产品研发和市场应用开拓。

09、生物基复合材料助力新质生产力:千亿级合成生物产业集群正在崛起

凯赛生物在2023年实现了生物基复合材料领域的重要突破,成功研发了一步法生物基高温聚酰胺制备方法,并在5000吨中试线上进行验证。这一创新技术大幅降低了聚合时间至传统工艺的1%以下,同时实现产品熔点在290-310℃范围的可控调节,克服了传统高温尼龙工艺中的能耗高、时间长、出料难等问题。此外,公司还以此技术为基础,生产出含超70%玻纤的高性能生物基热塑性纤维复合材料,并应用于半挂车底板、集装箱、建筑模板、冷藏箱、物流托盘等产品的商业化试制,为物流运输、新能源、建筑等领域提供绿色低碳解决方案。与此同时,2023年12月的中央经济工作会议强调生物制造作为战略性新兴产业的重要性,提出要打造生物制造等新产业,并广泛应用数智技术、绿色技术以加快传统产业的转型升级。生物基复合材料在实现可持续发展和低碳转型中显示出巨大潜力。到2023年,全球生物基复合材料市场规模预计将突破300亿美元,未来五年内预计以超过15%的年复合增长率持续增长。国内生物基复合材料规?;τ闷鸩浇贤?,需要加大有针对性的政策扶持,扩大生物基复合材料的应用。

10、复合材料优势显著,助力我国氢气长输管道发展

"西氢东送"输氢管道项目,作为中国氢气长途输送的一个关键里程碑,象征着国内跨区域氢气输送管网建设步入一个新纪元。此管道起始于内蒙古乌兰察布市,终点为北京燕山石化,全程超过400公里。预计此举将有效缓解京津冀地区绿氢的供需不均问题,从而推动能源结构的转型升级。该项目不仅增强了西部地区绿氢的利用潜力,也代表着一种更为经济、高效的氢气输送方式,对于提升氢气在终端使用的可获得性和降低成本具有重大意义。在输氢管道的建设上,复合材料的使用起到了至关重要的作用。与传统钢管道相比,复合材料制成的输氢管道更轻、耐腐蚀性更强、且具有更优异的耐高压性能,特别适合长距离和高压的输送环境。2022年国家发展改革委和国家能源局共同发布了《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,提出到2060年氢能在中国终端能源体系中的占比至少达到20%,市场规模扩大8至10倍。在新能源领域,复合材料已广泛用于电池盒、电解槽、储氢瓶和光伏组件等新产品,成为复合材料行业新的增长点。

来源:复材工业协会

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