對碳纖維及其復合材料產業鏈發展現狀的反思――3

5　充分整合國際優質資源，建立較高水平的技術裝備平臺

　　西方嚴格實施對碳纖維及其復合材料領域的技術與裝備出口的管制，主要是針對軍事用途的。當我們大部分企業把目標市場定義在工業應用領域后，我們就可以整合大量成熟的國際資源為我們服務。
5.1　充分借鑒成熟腈綸工業的成果，發展工業級大絲束碳纖維
　　國際上幾乎所有的碳纖維巨頭，都曾經有強大的腈綸工業做支撐。在實驗室或小試線制備研發原絲時，似乎與腈綸工業關系不大，但在碳纖維工業化和商業化的進程中，腈綸工業的技術基礎就現得尤為重要。目前，我們國內還存在著一種莫明的現象：搞原絲的人似乎不太看得起腈綸工業的“粗獷”，而搞腈綸的人則覺得搞原絲的人“不懂工業”。我國有第二和第三規模的腈綸產業基地，我們也有很多科研單位與廠家以小試規模做出了類似T700和T800性能的原絲，我們能否形成“科研部門等技術單位繼續研發小絲束原絲滿足軍工需求，腈綸廠則在腈綸技術基礎上研發工業應用大絲束原絲的互利互助的分工合作格局”?改造和采用腈綸大規模的生產及工程系統經驗，生產工業級大規模和低成本的大絲束原絲技術，是生產低成本大絲束碳纖維的重要方向：可以充分借助腈綸廠現有的公用工程和廢物處理系統，減少項目投資；可以充分借助腈綸廠熟練的技術工人和管理經驗，保證生產的連續與品質；可以充分借助腈綸廠對生產成本和對經濟產能的嚴格要求，保證低的成本；腈綸科技人員要充分尊重原絲的技術生產特點，要把原絲技術有機地融入腈綸工業體系，這可能是我國碳纖維突破眼前困境的重大思路。
5.2　大絲束、大規模和低成本的碳化線
　　整體上講，大絲束碳纖維的預氧化和碳化工藝比小絲束復雜。目前，我國絕大多數碳化線是按12k小絲束為基準來設計的。對大絲束的預氧化和碳化也缺乏工藝經驗，對整個生產線的低成本運營更是沒有經驗。而SGL在美國投資的產能1500 t／a碳化線，從土建奠基到碳纖維產出，只用了一年的時間，足以證明該公司的大絲束碳化線技術、工程與系統十分成熟和穩定。這類成熟和可靠的經驗平臺，值得我們學習與借鑒。在對待發展大絲束碳纖維的產業觀念上，人必須要從航空航天和國防軍工定義的小絲束碳纖維概念的束縛中擺脫出來：大絲束不是“低檔貨”的代名詞，大絲束不僅是過去的T300級別，目前也有T700強度的，將來還有中高模量的。配合原絲技術的提升，精確設計碳化的各段工藝與技術裝備，實現每千克纖維的公用工程消耗小化，是碳化線技術平臺努力的方向。
5.3　熱熔性預浸料整體解決方案
　　如前面所提及，對于新上預浸料的投資者，一定要充分重視預浸生產核心競爭力的準備，不要認為買一臺好的設備，就自然可以做出合格的預浸料。所以這類新投資者，需要購買整體解決方案。借助有經驗預浸專家的幫助，建立良好的系統，才能獲得有回報的投資。而對于現有國產碳纖維企業投資預浸料設備，若必須要進口預浸機來加工本廠的碳纖維，這也需要有經驗專家和后續應用的支持，否則待浪費了大量的國產材料和折騰了時間后，終仍不得不采用進口的碳纖維。
5.4　各類碳纖維復合材料應用解決方案
　　國外經過長期的發展，對很多碳纖維復合材料的應用已經有非常成熟的解決方案。比如碳纖維復合材料風電葉片梁、大型碳纖維復合材料桅桿、碳纖維復合材料芯導線等。引進這些成熟解決方案，是我們快速推動和擴大碳纖維復合材料應用的捷徑。
5.5　國際市場成熟的碳纖維用戶與市場
　　目前，每年約消耗10000 t碳纖維，是國際上碳纖維消耗大國。但是，我們的復合材料市場并不強大，如很多客戶根本就沒有材料的設計能力，換一個品種的碳纖維后，就不知道該怎么做了。相比之下，發達的碳纖維用戶顯然有更強的技術能力，不光在產品上善于創新，也比較容易接受新鮮的事物。建議國內較成熟的碳纖維企業要敢于走到國際市場，利用國際市場開發使用我們的碳纖維，并得以機會逐步提升國產碳纖維品質。

6　轉變觀念，提升產學研的合作效益

　　我國碳纖維及其復合材料產業的一般發展模式是專家與企業的結合。其中不乏專家與企業成功合作的范例，但也有不少合作矛盾重重。如有些企業的工程技術人員看不起專家，認為他們說什么技術都頭頭是道，但現場遇到問題就束手無策，很多現場的問題全靠工程技術人員解決；反之，有些專家看不起企業的工程技術人員，認為你連碳纖維的基本知識都不懂，怎么可能把碳纖維搞好?還有一些企業，在解決了一定的工程技術難題后就盲目自信，認為自己已經是碳纖維專家了，什么都明白?？茖W與工程的矛盾，演變成專家與企業的矛盾，這對我國碳纖維的發展是極為不利的。
　　一方面，由于各國對碳纖維技術的保密，要在國際人才市場上引進有系統經驗的真正的專家非常困難。所以，國內為數不多的專家是稀有的寶貴財富，是企業發展碳纖維的技術支撐。從聚丙烯腈到原絲，從原絲到碳纖維，再從碳纖維到廣泛應用的復合材料，形成了一個既龐大又復雜的碳纖維及其復合材料產業鏈，還有很多類似機理方面的基礎研究科學問題尚未得到很好的理論解釋，光靠企業的工程實踐經驗是無法破解的。值得注意的是，我們一些企業家曾經在傳統工業領域取得了輝煌的成功，帶著強烈的愛國情懷，全身心投入碳纖維事業，天天蹲在生產線旁邊研究問題，這種精神值得欽佩，但是如果能有效地激勵科技人員攀登科學高峰的激情，形成持續和不斷擴大的研發實力，恐怕比你身體力行更有效益。因此，企業家們必須胸襟豁達，目光放遠，力戒浮躁，尊重科技人員，努力建立一個好的分享機制，推動專家們悉心去研究，不斷攻克技術難關，并用他們的研究成果去指導工程實踐。
　　另一方面，在碳纖維及其復合材料的整個產業鏈中，除了基礎科學研究的學術和理論，也依然有大量工程實踐的經驗與技術，尤其是大規模工業生產線，我國的專家也極少有實際工程方面的經驗。畢竟當前整個還沒有一條能高效、穩定、連續和低成本的碳纖維工業化裝置成功運行，所以專家們也無從去積累經放大或成熟后的工程經驗。主要的經驗只能靠企業的工程技術人員和專家一起在實踐過程中去摸索。這些寶貴的經驗，應該成為專家們科學理論的驗證數據和進一步深入研究的基礎數據，所以也理應得到專家的尊重與認可。
　　只有科學研究與工程實踐的相互促進和螺旋式提升，才能真正形成一個既有科學理論和又有工程實踐經驗的完整的技術體系。這是我國碳纖維及其復合材料產業鏈可持續發展，趕超發達的必要條件。

7　借鑒國外成功經驗，加強我國復合材料共享數據庫建設

　　復合材料與其說是材料，更是一種結構，這個特點給結構設計人員帶來難題，他們期望能有一個像金屬材料設計手冊一樣的材料性能數據庫，以便于復合材料更容易被各個工業領域所采用。美國航天局(NASA)和美國航空管理局(FAA)一直在推動航空領域內共享復合材料數據庫的建設，主要經歷了3個階段的發展：
　　個階段，傳統模式。對于一個新的飛機型號，設計者先要向適航當局申請適航型號合格證(TC)，TC申請人對復合材料供應商開展Qualification(合格性鑒定)，并將所有文件和數據整理報適航當局有關機構進行適航符合性審查。審查通過后，TC申請人會將該供應商列入其合格供應商目錄。實施過程形成的數據庫、材料規范、工藝規范等知識產權一般歸TC申請人所有，TC申請人一般不愿將這些數據和知識與其他航空型號設計和制造商共享。其他TC申請人即使使用同一種材料也必須重復材料鑒定工作，這就造成了經費的浪費和時間的耽誤，對于小型航空器設計和制造公司來講，這些浪費幾乎是不可接受的。
　　第二個階段，AGATE階段。從1994年開始在NASA、FAA和美國70家企業、學術機構與政府機構組織開展了AGATE(AdVanced General Aviation Tectnology Experiments)項目。在通用航空領域內，發展一種通用的復合材料鑒定和性能等同判斷方法和規則，建立共享的數據庫，大幅度降低材料鑒定的成本和時間，加快通用飛機設計、發展進程和適航審定。
　　第三個階段，NCAMP階段。2005年NASA的技術人員認識到AGATE的方法應該從通用航空領域推廣到整個航空行業，平是建立了一個永久性機構(National Center for Advanced Materials Performance，NCAMP)，與復合材料手冊CMH―17(之前叫MIL―HDBK―17，由美國軍方管理)一起來繼續優化這些方法，并致力于這些方法的發展和應用，同時也成為共享數據庫的運行維護者和服務提供者。
　　根據上述美國在航空航天領域復合材料數據庫的創建和發展經驗，我們認為：我國航空航天部門要加快對上述經驗的學習與吸收，積極發揮“后發優勢”，不走歷史老路，盡快成立類似于“NCAMP”的機構；美國的大量復合材料數據是基于本國或日本、歐洲廠家的數據，我們要積極鼓勵我們本土的纖維企業、復合材料企業及復合材料用戶提供各類數據，加大對這些數據在復合材料用戶中的推廣宣傳，用翔實的實驗數據打消應用單位采用國產復合材料的顧慮和擔憂，并積極鼓勵他們敢用與多用；復合材料共享數據庫不應該僅僅限于航空航天領域，應該擴展到其他所有應用領域；復合材料數據庫不應該僅限于國內，也要做國際推廣，讓國外的用戶了解復合材料的發展進展和標準規范，讓數據庫成為數據庫的組成部分。這個工作同時可以起到幫助推銷我國碳纖維及其復合材料產業鏈企業的產品和技術，且是一種極為有效和的推銷思路和手段；本共享數據庫的建設，也是維系行業團結與共同進步的紐帶，充分發揮“我為人人，人人為我”的團體優勢，摒棄低水平血拼式惡性競爭方式，用技術與品質為復合材料產業在國際上贏得一席之地。

8　加強行業宏觀管理，強力推進整個產業鏈的脫困與發展

8.1　回顧歷史和以鄰為鑒
　　先有必要回顧一下碳纖維的發展史。1960年代，我們幾乎是與日本和美國同時起步研發碳纖維。1970年代，日本與美國在碳纖維領域有一個迅猛的發展；而我國張愛萍將軍組織的“7511會戰”也取得了很大成績。1980年代，東麗就宣布開發出其頂級產品T1000；而臺塑、Zoltek等公司剛起步；我國已經投資為吉林化學工業公司(現中石油吉化公司)引進了英國產能100 t／a的工程線，隨后北京化工學院(現北京化工大學)利用聯合國的資助引進了英國產能10 t／a的實驗裝置。1990年代，碳纖維格局發生巨大變化，Cytec收購Amoco碳纖維部門進入碳纖維領域，Hexcel收購Hecules碳纖維進入碳纖維領域，SGL收購RK Carbon進入碳纖維領域，Zoltek收購匈牙利腈綸廠，為低成本碳纖維打下原絲基礎；而我國的碳纖維事業卻基本處于停滯狀態。2001年，兩院院士師昌緒先生給江澤民主席寫了“關于加速開發高性能碳纖維的請示報告”，重新點燃了碳纖維的發展之炬，尤其自2007年起(十一五期間)，進入了如火如茶般的碳纖維投資期，短短幾年間即誕生了大量的碳纖維廠家，但絕大部分均處于低水平的重復建設項目。各地先后至少4～5個城市和6～7家企業在上項目時宣稱產能上1萬t／a，更有甚者，有家企業以碳纖維技術方名義，竟前后分別與4～5家央、國企或民企合作，不惜巨資和重復投資，在各地建“萬噸級碳纖維項目”，甚至在當下碳纖維產業已整體陷入困境的情況下，還與某市緊鑼密鼓合作，聲稱要在該市投30億元巨資上1萬t／a產能的小絲束碳纖維項目，雖然其技術水平低下，更沒有PAN原絲技術，但卻妄稱自己是的“碳纖維之父”，屢次三番得到某些政府和投資企業的青睞，竟然也不斷得到某些知名專家、的支持和吹捧，真乃咄咄怪事!也足見這種“燒錢”的投資行為已瘋狂到無以復加的地步!
　　通過這段歷史的簡單回顧，可以斷定我國碳纖維及其高性能復合材料的產業管理嚴重缺失。早期，我們依靠組織會戰；后期，我們依靠著名科學家去呼吁，去推動；再后來，就各自為陣，大干快上，相互復制。今天，30多家企業(除了極個別軍工定點的企業)集體陷入了空前的困境：一方面，千軍萬馬蜂涌而上“獨木橋”，但技術不過關，又無創新能力，產品品質不如人且成本過高，以前期盼的碳纖維及其復合材料的廣闊應用愿景，好多在并不存在和不現實，價格被國際市場打壓在嚴重虧損的區間，導致國產碳纖維甚至虧本還難賣，希望正在化為泡影。而另一方面，  “獨木橋”下仍不斷有新的項目、巨資和熱情在躍躍欲試。整個產業的宏觀管理堪稱亂象叢生!有人對此卻不以為然，認為市場經濟就應該經歷這種群雄混戰和優勝劣汰的過程。但是試問：我國對碳纖維的投資難道是真正的市場經濟行為嗎?答案和事實是絕大部分項目背后都有和地方政府、銀行和央企支撐的身影，這顯然又是典型特色的“市場經濟”產物!
　　而與我國碳纖維發展模式大相徑庭和不可思議的是，2007年時，一家土耳其的AKSA腈綸公司初涉碳纖維領域，僅短短幾年工夫就成了一匹驚愕于世的“黑馬”，其Aksaca碳纖維性能品級從A-42(相當于東麗T300)一下子突破A-49(相當于東麗T700)，總產能躍升至3500 t／a，從2010年搶灘市場至今僅兩年半時間，就在市場創造了銷售1500 t碳纖維的奇跡，年銷售量比全部碳纖維企業年實際銷售總量(指合格品產品)還多!僅此為鑒，難道還不足以令我們以碳纖維舉國戰略的泱泱大國震驚和汗顏嗎?接下來，韓國的Taekwang和Hyostmg，還有沙特、印度等國近年來相繼介入的碳纖維企業，也一定會快速在國際碳纖維領域崛起，屆時我們又將情何以堪?
8.2　創建“碳纖維及其復合材料產業鏈聯合會”或將是擺脫困境之上策
　　對于30多家已進入碳纖維領域并集體陷入困境的企業，誰應該來引導和支持他們集體脫困?按目前的發展態勢，幾年后，緊隨其后的碳纖維復合材料產業或將成為一個更大的“爛尾樓”?我國還要不要這個“新興的戰略產業”?誰該來拯救這個“剛出生就面臨夭折的孩子”?
　　在此我們向業界呼吁：直面現實，須以鳳凰涅磐和浴火重生的勇氣，銳意改革，敢于創新，開辟出一條具有特色的碳纖維及其復合材料產業通衢。建議在創建一個由“官、產、學、研、用”等組成的碳纖維及其復合材料產業鏈聯合會組織。該聯合會至少應由5個方面群體組成：
　　大群體，自然是已投入巨資的碳纖維企業，他們是困境陷入者，對擺脫困境有迫切需求；
　　第二大群體，為碳纖維復合材料的終端用戶或潛在用戶，如航空航天、體育器材、風電葉片、高鐵汽車、電網、深海油田、建筑補強等應用部門。這類群體原本是重要的，是碳纖維的終端需求市場，將圍繞碳纖維形成跨行業、跨界和龐大的高新技術產業鏈，有待于下大力氣培育壯大；
　　第三大群體，為介于碳纖維到復合材料制品的中間材料制造企業，如預浸料、織物、短切纖維等原材料以及型材等復合材料加工企業，這個群體是碳纖維到終應用必須過渡的技術和物質橋梁；
　　第四大群體，為研究碳纖維及其復合材料的設計和工程技術專家，以及服務于這個行業的技術及裝備企業，還有服務于這個行業的樹脂企業和其他復材耗材企業。這個群體是服務于整個產業鏈的各個環節，并提供技術、材料和裝備支持的。
　　第五大群體，為具有對各行業發展規劃和協調的公權力及影響力的政府領導部門、兩院院士和著名專家。這個群體需要去深入和客觀地了解行業的真相，運用其卓越的洞察力、智慧和公權力及影響力，去為整個產業鏈健康有序發展制定政策環境。
　　上述聯合會組織不等同于一般的民間協會，從聯合會的組織結構、功能職能、制度機制、運轉方式等都是一種前所未有的創新之舉，無論外延與內涵都明顯與數年前曾創立的“碳纖維產業聯盟”或近期各地相繼成立的區域或行業性類聯盟組織有很大區別。要把能調動上述5個群體積極性的政策，如政府支持的建議權，甚至經費分配的建議權歸到這個組織中。使之對整個聯合會形成強有力的支配力量。以各家參與企業在市場上產生的績效或潛在績效劃分話語權，采取集體協商與決策制度。
　　以目前碳纖維及其復合材料的現狀和管理體制，靠任何單個企業或產業鏈段是無法改變局面和擺脫困境的。在關乎興衰的戰略性產業面前，風云變幻的國際競爭很可能出現強勢聯手將“新生兒”扼殺于搖籃之舉，而且“殺手們”往往都采用國際慣例的商業規則，防不勝防。我國“舉國機制”是一大特色，往往會創造出令世人瞠目的奇跡。  “水能覆舟更能載舟”，如“特色”不慎導致碳纖維及其復合材料產業鏈走入困境，不妨仍用“特色”來突破重圍。但愿創建“碳纖維及其復合材料產業鏈聯合會”之舉措，或將是解決當前和相當長時間內碳纖維及其復合材料產業鏈轉危為安和健康、有序發展的有益思路。