藍白相間的船身，形似一只騰躍于水面的海豚，獨具創新的艏艉對角左右對稱設計，讓這艘雙體高速碳纖維船 “新明珠39”輪，成為維多利亞港上一道亮麗的風景線。

近期，全國首艘整船采用國產碳纖維材料建造、純電動力推進系統的客渡船“新明珠39”輪，從廣州南沙貨運碼頭前往香港交付測試，后續在維港投入使用。該船全船采用先進的碳纖維高新材料制造，具有重量輕、耐腐蝕、噪聲低等技術優勢，打破了高端碳纖維進口材料在國產客船的技術壟斷局面。

該船從廣東中威復合材料有限公司（以下簡稱“中威公司”）出廠，國產碳纖維材料在“新明珠39”號的成功應用，推動了國產碳纖維客渡輪向更輕量化、更綠色環保的方向邁出關鍵一步。

粵港澳大灣區水系發達，高速客船能夠快速往返于各個港口之間，結合新能源技術，獲得更高的安全性和可靠性，減少運營成本，在內河航運和近遠海域，有望逐步取代傳統燃料船舶，成為主流船舶。

顛覆式造船：碳纖維船整船建造

走進位于南沙區黃閣鎮小虎島北端的中威公司碳纖維船舶整船制造車間，鋪在技術工人前的，不是玻璃纖維、鋁合金材料或鋼板，而是一卷柔軟的黑色碳纖維“布”材。他們仔細地將布料延展開，并利用獨有工藝快速浸潤一層特殊的樹脂材料。

“這個步驟叫真空導流，這匹柔軟的布可以跟樹脂更好地結合、同時粘結芯材，形成具有‘三明治’夾層結構、強度遠超鋼材的復合材料，整體超過40米的船體可以一次性真空導流成型制造。”廣東中威復合材料有限公司總經理黃盛開介紹，由于碳纖維表面是惰性的類石墨結構，每一束碳纖維中都包含著成千上萬根碳纖維單絲，且單絲很容易斷裂，在與樹脂粘合前，碳纖維表面包覆一層薄薄的上漿劑樹脂層，就能起到保護碳纖維和增加纖維與樹脂基體相互粘合的作用，降低復合材料的孔隙率。

在傳統的船舶制造車間內，鋼鐵、鋁合金等金屬材料是造船的“主角”，但在中威公司的車間里，一匹匹碳纖維布才是造船的核心原材料。

用碳纖維復合材料造船，是中威公司的立業之本。2016年，中威公司所屬的廣東省港航集團在投資收購了挪威知名船廠Brdrene Aa AS（以下簡稱BrAa）的部分股權后，引進該船廠在碳纖維商用船舶領域的技術，于2017年10月在南沙成立了中威公司。

作為船舶建造領域的一種理想材料，碳纖維復合材料具有重量輕、耐疲勞、抗腐蝕等特點，相比傳統船用材料，用碳纖維建造的船舶，航速快、油耗低、維護便捷成本低，低碳環保優勢明顯，船體還可以更好地抵抗海浪的沖擊和扭曲，減少船體的振動和搖晃，提高船舶的舒適性和安全性。

但在過去，受制于技術、材料供應等因素，在船舶建造領域，國內多在船長20米以下的小艇或游艇領域，使用T300級別（T代表拉伸強度，數字越大碳纖維的力學性能指標越高）的碳纖維原絲配套需要熱固化的環氧樹脂。同一時期，國外已將研制出的民船用碳纖維及配套乙烯基樹脂應用在40米以上級別客船、客滾船、高速艇等各類船型超過22年，無論是技術還是市場都已十分成熟。

碳纖維因其高昂的價格一直被業界稱為“黑黃金”，長時間被國外企業壟斷。過去，國內造船企業一直依賴進口國外碳纖維及樹脂建造船舶，供應鏈成本高且穩定性難以保證。

黃盛開介紹，為了打破高端碳纖維進口材料在國產高速客船的技術壟斷局面，在中國船舶集團廣州船舶工業有限公司的牽頭組織和大力推動下，2023年6月9日，中國船舶集團廣州船舶工業有限公司與中國船舶集團旗下第七二五研究所、中威公司三方共同簽訂了《船用碳纖維國產化研發及推廣項目合作框架協議》，開展船用碳纖維國產化攻關工作。

經過一年多的共同努力，研發團隊在2024年4月取得了船舶領域碳纖維復合材料自主生產的重大突破，全面實現國產化T700碳纖維織物及樹脂國產化。

“在這次產學研協作中，院所在實驗室里突破了上漿劑與高性能樹脂的研發，改進碳纖維單絲的編織工藝，自主改造更新了編織設備，我們則在工業化體系中調整各類參數，使產品能夠從小范圍中試拓展到在大型尺度上建造應用。”黃盛開表示，由于該技術在前置的研發環節就已經將實際工業化應用中的效率問題考慮在內，通過前端研發和后端產業的密切配合，最終成功實現將實驗室部組級的應用拓展到船舶分段應用，再到整船制造應用的突破。

中威公司歷經從與挪威知名碳纖維船舶制造商BRAA船廠合作建造，到實現整船自主建造的蛻變，全面掌握“真空成型”船體一次成型制造技術，填補國內40米以上碳纖維船舶整船建造的技術空白，具備碳纖維船整船設計與建造以及大型復合材料制造能力。

加速拓展全球綠色船舶市場

工信部數據顯示，今年1—9月，中國造船完工量、新接訂單量、手持訂單量——造船業三大指標繼續穩步增長，分別同比增長18.2%、51.9%、44.3%，造船大國地位進一步穩固。更為亮眼的是，中國新接綠色船舶訂單國際份額達到74.7%，“綠色船舶中國造”正在被越來越多的國家認可。

實際上，近年來全球市場對綠色船舶的需求持續上升，目前該市場規模已超過4000億元。

克拉克森統計數據顯示，今年全球綠色船舶新船訂單量顯著增長。1—7月，全球總計1234艘6530萬總噸的新船訂單中，多達440艘3120萬總噸為綠色船舶，占比達47.8%，超過去年全年的40.3%。以訂單價值來算，綠色船舶訂單金額突破4100億元人民幣，同比上漲58%。

而據國際海事組織的預測，到2030年，全球綠色船舶市場的規模將達到千億美元以上。

而“新明珠39”輪最大的特點就是綠色化。該船船頂層甲板上鋪設了太陽能光伏發電系統，能保障船舶在靠泊時的照明及空調用電。滿足每天夜間充電6小時、白天連續運營12小時的要求，交付后將為香港地區綠色環保貢獻力量。

輕量化、高強度的碳纖維船體和高效的純電推進技術相結合，在能源儲備相同的情況下具有更長的續航能力，在同等航速下碳排放更低。

“同樣都是500客位碳纖維高速客船船型，‘新明珠2’號采用傳統動力，‘新明珠6’號進一步實現了混合動力，我們在進出港口驅動時就可以采用更加環保的純電動模式推進，降低噪音、震動和排放給城市、海島、碼頭帶來的污染。”黃盛開說。

2024年1月1日起，航運業被納入歐盟碳排放交易體系。歐盟要求所有進出歐盟港口且超過5000總噸的大型客貨船舶監測、報告其二氧化碳排放數據，并為每噸二氧化碳當量支付相應的碳排放費用。

黃盛開認為，這對碳纖維船舶而言是一個巨大的發展機遇。在全球航運業向綠色、低碳轉型的大趨勢下，越來越多的傳統船舶正在被更新型、更環保的船舶所取代，運營者應用更高效率的碳纖維船，能夠在新興的綠色經濟中占據有利地位，在減少碳稅支出的同時，推動船舶制造業的可持續發展，助力“雙碳”目標實現。

“未來幾年內，高能效的新型船舶在歐洲地區的占比將繼續增加，中威公司也會集中資源開拓國外市場，實現產品出海。目前因為國內法規限制碳纖維在其它船型的應用，國內主要應用在高速船，類似‘新明珠39’的普通客船尚未開放使用碳纖維進行建造，公司暫時無法通過規?；a降低造船成本，因此目前碳纖維在國內船舶領域的應用還面臨著成本較高、應用較少等挑戰。”黃盛開表示。

“船舶制造歸根到底是個資金密集型，技術密集型、勞動密集型產業。”黃盛開補充，在公司創業的前5年，中威公司實現了技術自主化的蛻變；在市場拓展方面，積極與中國船舶集團廣州船舶工業有限公司合作承接訂單，熬過了最艱難的時期，獲評廣東省科技型中小企業，近日獲得2024年“國家高新技術企業”稱號。

“隨著技術創新和市場需求的增長，以及國內各方積極推進國產化進程，這些難點將逐漸得到克服。”黃盛開對碳纖維船舶的發展前景十分樂觀，預計今年底將實現資產由負轉正，公司發展勢頭一路向好，但當下仍處于關鍵節點，亟需資金注入。

黃盛開表示，在高速船領域，除了將現有產品打造成為核心支柱產品外，中威公司未來還將拓展更大尺寸、更高航速、更綠色化的碳纖維船，同時發揮自身在碳纖維材料領域的技術優勢，拓展“水翼船”等前沿技術的差異化探索。

“粵港澳大灣區地處亞熱帶沿海，復合材料船舶應用空間廣闊，特別是在沿海、大灣區客船等領域，未來，碳纖維有望得到更廣泛的應用，開啟綠色航運的新時代。”黃盛開認為，目前中威公司已在引進和發展碳纖維船舶技術方面打通了所有的商業的路徑，在技術上實現國產化，也已經豐富了船型發展。下一步隨著碳纖維技術更大規模的應用，整體的成本能夠下降，必然會為中國造船帶來新的發展機遇。

第三屆船舶與復合材料新船型、新技術、新工藝、新模式產業化發展大會暨船廠工藝現場演示交流會邀請函

復材網將于2025年3月13-15日在廣東•廣州召開“第三屆船舶與復合材料新船型、新技術、新工藝、新模式產業化發展大會暨船廠工藝現場演示交流會”。會議期間，中威復合材料有限公司總經理黃盛開先生帶來《碳纖維復合材料在船舶領域的最新應用發展》的報告，歡迎大家聆聽！

黃盛開

中威復合材料有限公司總經理

報告題目

碳纖維復合材料在船舶領域的最新應用發展

 

報告大綱

• 為什么選用碳纖維？
• 1.碳纖維復合材料應用于船舶領域的優勢分享；
• 2.分析碳纖維船舶建造技術的主要特點；
• 3.探討碳纖維體系國產化的應用替代情況。

• 碳纖維船舶在船舶領域的最新應用發展

會議期間安排參觀廣東中威復合材料有限公司的真空灌注車間（主要是船體成型車間，講解40米級碳纖維船體一次性真空成型）、舾裝車間（主要進行船體的拼裝和整船的舾裝建造，還有碳纖維平板的制造）以及參觀亞洲最大的的40米級全碳纖維純電渡輪 ，提問交流，探討相關工藝技術問題。誠邀國內外船舶行業專家、各大船廠代表、學者、和行業同仁蒞臨大會，共謀復材新未來!

展位預定中