对碳纤维及其复合材料产业链发展现状的反思――3

5　充分整合国际优质资源，建立较高水平的技术装备平台

　　西方严格实施对碳纤维及其复合材料领域的技术与装备出口的管制，主要是针对军事用途的。当我们大部分企业把目标市场定义在工业应用领域后，我们就可以整合大量成熟的国际资源为我们服务。
5.1　充分借鉴成熟腈纶工业的成果，发展工业级大丝束碳纤维
　　国际上几乎所有的碳纤维巨头，都曾经有强大的腈纶工业做支撑。在实验室或小试线制备研发原丝时，似乎与腈纶工业关系不大，但在碳纤维工业化和商业化的进程中，腈纶工业的技术基础就现得尤为重要。目前，我们国内还存在着一种莫明的现象：搞原丝的人似乎不太看得起腈纶工业的“粗犷”，而搞腈纶的人则觉得搞原丝的人“不懂工业”。我国有第二和第三规模的腈纶产业基地，我们也有很多科研单位与厂家以小试规模做出了类似T700和T800性能的原丝，我们能否形成“科研部门等技术单位继续研发小丝束原丝满足军工需求，腈纶厂则在腈纶技术基础上研发工业应用大丝束原丝的互利互助的分工合作格局”?改造和采用腈纶大规模的生产及工程系统经验，生产工业级大规模和低成本的大丝束原丝技术，是生产低成本大丝束碳纤维的重要方向：可以充分借助腈纶厂现有的公用工程和废物处理系统，减少项目投资；可以充分借助腈纶厂熟练的技术工人和管理经验，保证生产的连续与品质；可以充分借助腈纶厂对生产成本和对经济产能的严格要求，保证低的成本；腈纶科技人员要充分尊重原丝的技术生产特点，要把原丝技术有机地融入腈纶工业体系，这可能是我国碳纤维突破眼前困境的重大思路。
5.2　大丝束、大规模和低成本的碳化线
　　整体上讲，大丝束碳纤维的预氧化和碳化工艺比小丝束复杂。目前，我国绝大多数碳化线是按12k小丝束为基准来设计的。对大丝束的预氧化和碳化也缺乏工艺经验，对整个生产线的低成本运营更是没有经验。而SGL在美国投资的产能1500 t／a碳化线，从土建奠基到碳纤维产出，只用了一年的时间，足以证明该公司的大丝束碳化线技术、工程与系统十分成熟和稳定。这类成熟和可靠的经验平台，值得我们学习与借鉴。在对待发展大丝束碳纤维的产业观念上，人必须要从航空航天和国防军工定义的小丝束碳纤维概念的束缚中摆脱出来：大丝束不是“低档货”的代名词，大丝束不仅是过去的T300级别，目前也有T700强度的，将来还有中高模量的。配合原丝技术的提升，精确设计碳化的各段工艺与技术装备，实现每千克纤维的公用工程消耗小化，是碳化线技术平台努力的方向。
5.3　热熔性预浸料整体解决方案
　　如前面所提及，对于新上预浸料的投资者，一定要充分重视预浸生产核心竞争力的准备，不要认为买一台好的设备，就自然可以做出合格的预浸料。所以这类新投资者，需要购买整体解决方案。借助有经验预浸专家的帮助，建立良好的系统，才能获得有回报的投资。而对于现有国产碳纤维企业投资预浸料设备，若必须要进口预浸机来加工本厂的碳纤维，这也需要有经验专家和后续应用的支持，否则待浪费了大量的国产材料和折腾了时间后，终仍不得不采用进口的碳纤维。
5.4　各类碳纤维复合材料应用解决方案
　　国外经过长期的发展，对很多碳纤维复合材料的应用已经有非常成熟的解决方案。比如碳纤维复合材料风电叶片梁、大型碳纤维复合材料桅杆、碳纤维复合材料芯导线等。引进这些成熟解决方案，是我们快速推动和扩大碳纤维复合材料应用的捷径。
5.5　国际市场成熟的碳纤维用户与市场
　　目前，每年约消耗10000 t碳纤维，是国际上碳纤维消耗大国。但是，我们的复合材料市场并不强大，如很多客户根本就没有材料的设计能力，换一个品种的碳纤维后，就不知道该怎么做了。相比之下，发达的碳纤维用户显然有更强的技术能力，不光在产品上善于创新，也比较容易接受新鲜的事物。建议国内较成熟的碳纤维企业要敢于走到国际市场，利用国际市场开发使用我们的碳纤维，并得以机会逐步提升国产碳纤维品质。

6　转变观念，提升产学研的合作效益

　　我国碳纤维及其复合材料产业的一般发展模式是专家与企业的结合。其中不乏专家与企业成功合作的范例，但也有不少合作矛盾重重。如有些企业的工程技术人员看不起专家，认为他们说什么技术都头头是道，但现场遇到问题就束手无策，很多现场的问题全靠工程技术人员解决；反之，有些专家看不起企业的工程技术人员，认为你连碳纤维的基本知识都不懂，怎么可能把碳纤维搞好?还有一些企业，在解决了一定的工程技术难题后就盲目自信，认为自己已经是碳纤维专家了，什么都明白。科学与工程的矛盾，演变成专家与企业的矛盾，这对我国碳纤维的发展是极为不利的。
　　一方面，由于各国对碳纤维技术的保密，要在国际人才市场上引进有系统经验的真正的专家非常困难。所以，国内为数不多的专家是稀有的宝贵财富，是企业发展碳纤维的技术支撑。从聚丙烯腈到原丝，从原丝到碳纤维，再从碳纤维到广泛应用的复合材料，形成了一个既庞大又复杂的碳纤维及其复合材料产业链，还有很多类似机理方面的基础研究科学问题尚未得到很好的理论解释，光靠企业的工程实践经验是无法破解的。值得注意的是，我们一些企业家曾经在传统工业领域取得了辉煌的成功，带着强烈的爱国情怀，全身心投入碳纤维事业，天天蹲在生产线旁边研究问题，这种精神值得钦佩，但是如果能有效地激励科技人员攀登科学高峰的激情，形成持续和不断扩大的研发实力，恐怕比你身体力行更有效益。因此，企业家们必须胸襟豁达，目光放远，力戒浮躁，尊重科技人员，努力建立一个好的分享机制，推动专家们悉心去研究，不断攻克技术难关，并用他们的研究成果去指导工程实践。
　　另一方面，在碳纤维及其复合材料的整个产业链中，除了基础科学研究的学术和理论，也依然有大量工程实践的经验与技术，尤其是大规模工业生产线，我国的专家也极少有实际工程方面的经验。毕竟当前整个还没有一条能高效、稳定、连续和低成本的碳纤维工业化装置成功运行，所以专家们也无从去积累经放大或成熟后的工程经验。主要的经验只能靠企业的工程技术人员和专家一起在实践过程中去摸索。这些宝贵的经验，应该成为专家们科学理论的验证数据和进一步深入研究的基础数据，所以也理应得到专家的尊重与认可。
　　只有科学研究与工程实践的相互促进和螺旋式提升，才能真正形成一个既有科学理论和又有工程实践经验的完整的技术体系。这是我国碳纤维及其复合材料产业链可持续发展，赶超发达的必要条件。

7　借鉴国外成功经验，加强我国复合材料共享数据库建设

　　复合材料与其说是材料，更是一种结构，这个特点给结构设计人员带来难题，他们期望能有一个像金属材料设计手册一样的材料性能数据库，以便于复合材料更容易被各个工业领域所采用。美国航天局(NASA)和美国航空管理局(FAA)一直在推动航空领域内共享复合材料数据库的建设，主要经历了3个阶段的发展：
　　个阶段，传统模式。对于一个新的飞机型号，设计者先要向适航当局申请适航型号合格证(TC)，TC申请人对复合材料供应商开展Qualification(合格性鉴定)，并将所有文件和数据整理报适航当局有关机构进行适航符合性审查。审查通过后，TC申请人会将该供应商列入其合格供应商目录。实施过程形成的数据库、材料规范、工艺规范等知识产权一般归TC申请人所有，TC申请人一般不愿将这些数据和知识与其他航空型号设计和制造商共享。其他TC申请人即使使用同一种材料也必须重复材料鉴定工作，这就造成了经费的浪费和时间的耽误，对于小型航空器设计和制造公司来讲，这些浪费几乎是不可接受的。
　　第二个阶段，AGATE阶段。从1994年开始在NASA、FAA和美国70家企业、学术机构与政府机构组织开展了AGATE(AdVanced General Aviation Tectnology Experiments)项目。在通用航空领域内，发展一种通用的复合材料鉴定和性能等同判断方法和规则，建立共享的数据库，大幅度降低材料鉴定的成本和时间，加快通用飞机设计、发展进程和适航审定。
　　第三个阶段，NCAMP阶段。2005年NASA的技术人员认识到AGATE的方法应该从通用航空领域推广到整个航空行业，平是建立了一个永久性机构(National Center for Advanced Materials Performance，NCAMP)，与复合材料手册CMH―17(之前叫MIL―HDBK―17，由美国军方管理)一起来继续优化这些方法，并致力于这些方法的发展和应用，同时也成为共享数据库的运行维护者和服务提供者。
　　根据上述美国在航空航天领域复合材料数据库的创建和发展经验，我们认为：我国航空航天部门要加快对上述经验的学习与吸收，积极发挥“后发优势”，不走历史老路，尽快成立类似于“NCAMP”的机构；美国的大量复合材料数据是基于本国或日本、欧洲厂家的数据，我们要积极鼓励我们本土的纤维企业、复合材料企业及复合材料用户提供各类数据，加大对这些数据在复合材料用户中的推广宣传，用翔实的实验数据打消应用单位采用国产复合材料的顾虑和担忧，并积极鼓励他们敢用与多用；复合材料共享数据库不应该仅仅限于航空航天领域，应该扩展到其他所有应用领域；复合材料数据库不应该仅限于国内，也要做国际推广，让国外的用户了解复合材料的发展进展和标准规范，让数据库成为数据库的组成部分。这个工作同时可以起到帮助推销我国碳纤维及其复合材料产业链企业的产品和技术，且是一种极为有效和的推销思路和手段；本共享数据库的建设，也是维系行业团结与共同进步的纽带，充分发挥“我为人人，人人为我”的团体优势，摒弃低水平血拼式恶性竞争方式，用技术与品质为复合材料产业在国际上赢得一席之地。

8　加强行业宏观管理，强力推进整个产业链的脱困与发展

8.1　回顾历史和以邻为鉴
　　先有必要回顾一下碳纤维的发展史。1960年代，我们几乎是与日本和美国同时起步研发碳纤维。1970年代，日本与美国在碳纤维领域有一个迅猛的发展；而我国张爱萍将军组织的“7511会战”也取得了很大成绩。1980年代，东丽就宣布开发出其顶级产品T1000；而台塑、Zoltek等公司刚起步；我国已经投资为吉林化学工业公司(现中石油吉化公司)引进了英国产能100 t／a的工程线，随后北京化工学院(现北京化工大学)利用联合国的资助引进了英国产能10 t／a的实验装置。1990年代，碳纤维格局发生巨大变化，Cytec收购Amoco碳纤维部门进入碳纤维领域，Hexcel收购Hecules碳纤维进入碳纤维领域，SGL收购RK Carbon进入碳纤维领域，Zoltek收购匈牙利腈纶厂，为低成本碳纤维打下原丝基础；而我国的碳纤维事业却基本处于停滞状态。2001年，两院院士师昌绪先生给江泽民主席写了“关于加速开发高性能碳纤维的请示报告”，重新点燃了碳纤维的发展之炬，尤其自2007年起(十一五期间)，进入了如火如茶般的碳纤维投资期，短短几年间即诞生了大量的碳纤维厂家，但绝大部分均处于低水平的重复建设项目。各地先后至少4～5个城市和6～7家企业在上项目时宣称产能上1万t／a，更有甚者，有家企业以碳纤维技术方名义，竟前后分别与4～5家央、国企或民企合作，不惜巨资和重复投资，在各地建“万吨级碳纤维项目”，甚至在当下碳纤维产业已整体陷入困境的情况下，还与某市紧锣密鼓合作，声称要在该市投30亿元巨资上1万t／a产能的小丝束碳纤维项目，虽然其技术水平低下，更没有PAN原丝技术，但却妄称自己是的“碳纤维之父”，屡次三番得到某些政府和投资企业的青睐，竟然也不断得到某些知名专家、的支持和吹捧，真乃咄咄怪事!也足见这种“烧钱”的投资行为已疯狂到无以复加的地步!
　　通过这段历史的简单回顾，可以断定我国碳纤维及其高性能复合材料的产业管理严重缺失。早期，我们依靠组织会战；后期，我们依靠著名科学家去呼吁，去推动；再后来，就各自为阵，大干快上，相互复制。今天，30多家企业(除了极个别军工定点的企业)集体陷入了空前的困境：一方面，千军万马蜂涌而上“独木桥”，但技术不过关，又无创新能力，产品品质不如人且成本过高，以前期盼的碳纤维及其复合材料的广阔应用愿景，好多在并不存在和不现实，价格被国际市场打压在严重亏损的区间，导致国产碳纤维甚至亏本还难卖，希望正在化为泡影。而另一方面，  “独木桥”下仍不断有新的项目、巨资和热情在跃跃欲试。整个产业的宏观管理堪称乱象丛生!有人对此却不以为然，认为市场经济就应该经历这种群雄混战和优胜劣汰的过程。但是试问：我国对碳纤维的投资难道是真正的市场经济行为吗?答案和事实是绝大部分项目背后都有和地方政府、银行和央企支撑的身影，这显然又是典型特色的“市场经济”产物!
　　而与我国碳纤维发展模式大相径庭和不可思议的是，2007年时，一家土耳其的AKSA腈纶公司初涉碳纤维领域，仅短短几年工夫就成了一匹惊愕于世的“黑马”，其Aksaca碳纤维性能品级从A-42(相当于东丽T300)一下子突破A-49(相当于东丽T700)，总产能跃升至3500 t／a，从2010年抢滩市场至今仅两年半时间，就在市场创造了销售1500 t碳纤维的奇迹，年销售量比全部碳纤维企业年实际销售总量(指合格品产品)还多!仅此为鉴，难道还不足以令我们以碳纤维举国战略的泱泱大国震惊和汗颜吗?接下来，韩国的Taekwang和Hyostmg，还有沙特、印度等国近年来相继介入的碳纤维企业，也一定会快速在国际碳纤维领域崛起，届时我们又将情何以堪?
8.2　创建“碳纤维及其复合材料产业链联合会”或将是摆脱困境之上策
　　对于30多家已进入碳纤维领域并集体陷入困境的企业，谁应该来引导和支持他们集体脱困?按目前的发展态势，几年后，紧随其后的碳纤维复合材料产业或将成为一个更大的“烂尾楼”?我国还要不要这个“新兴的战略产业”?谁该来拯救这个“刚出生就面临夭折的孩子”?
　　在此我们向业界呼吁：直面现实，须以凤凰涅磐和浴火重生的勇气，锐意改革，敢于创新，开辟出一条具有特色的碳纤维及其复合材料产业通衢。建议在创建一个由“官、产、学、研、用”等组成的碳纤维及其复合材料产业链联合会组织。该联合会至少应由5个方面群体组成：
　　大群体，自然是已投入巨资的碳纤维企业，他们是困境陷入者，对摆脱困境有迫切需求；
　　第二大群体，为碳纤维复合材料的终端用户或潜在用户，如航空航天、体育器材、风电叶片、高铁汽车、电网、深海油田、建筑补强等应用部门。这类群体原本是重要的，是碳纤维的终端需求市场，将围绕碳纤维形成跨行业、跨界和庞大的高新技术产业链，有待于下大力气培育壮大；
　　第三大群体，为介于碳纤维到复合材料制品的中间材料制造企业，如预浸料、织物、短切纤维等原材料以及型材等复合材料加工企业，这个群体是碳纤维到终应用必须过渡的技术和物质桥梁；
　　第四大群体，为研究碳纤维及其复合材料的设计和工程技术专家，以及服务于这个行业的技术及装备企业，还有服务于这个行业的树脂企业和其他复材耗材企业。这个群体是服务于整个产业链的各个环节，并提供技术、材料和装备支持的。
　　第五大群体，为具有对各行业发展规划和协调的公权力及影响力的政府领导部门、两院院士和著名专家。这个群体需要去深入和客观地了解行业的真相，运用其卓越的洞察力、智慧和公权力及影响力，去为整个产业链健康有序发展制定政策环境。
　　上述联合会组织不等同于一般的民间协会，从联合会的组织结构、功能职能、制度机制、运转方式等都是一种前所未有的创新之举，无论外延与内涵都明显与数年前曾创立的“碳纤维产业联盟”或近期各地相继成立的区域或行业性类联盟组织有很大区别。要把能调动上述5个群体积极性的政策，如政府支持的建议权，甚至经费分配的建议权归到这个组织中。使之对整个联合会形成强有力的支配力量。以各家参与企业在市场上产生的绩效或潜在绩效划分话语权，采取集体协商与决策制度。
　　以目前碳纤维及其复合材料的现状和管理体制，靠任何单个企业或产业链段是无法改变局面和摆脱困境的。在关乎兴衰的战略性产业面前，风云变幻的国际竞争很可能出现强势联手将“新生儿”扼杀于摇篮之举，而且“杀手们”往往都采用国际惯例的商业规则，防不胜防。我国“举国机制”是一大特色，往往会创造出令世人瞠目的奇迹。  “水能覆舟更能载舟”，如“特色”不慎导致碳纤维及其复合材料产业链走入困境，不妨仍用“特色”来突破重围。但愿创建“碳纤维及其复合材料产业链联合会”之举措，或将是解决当前和相当长时间内碳纤维及其复合材料产业链转危为安和健康、有序发展的有益思路。