文/陳雪

1 實(shí)施重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)的必要性

關(guān)鍵核心技術(shù)是國(guó)之重器，對(duì)推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì) 高質(zhì)量發(fā)展、保障國(guó)家安全具有十分重要的意義。為加快解決廣東省新材料產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)、關(guān)鍵零部件、重大裝備受制于人的瓶頸問(wèn)題，將“大國(guó)重器”牢牢掌握在自己手中，開(kāi)展重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)的編制研究勢(shì)在必行。

為全面貫徹落實(shí)黨的十九大精神和習(xí)近平總書(shū)記關(guān)于加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)的重要講話(huà)精神，按照廣東省委十二屆二次、三次、四次全會(huì)和全省科技創(chuàng)新大會(huì)部署，落實(shí)《“十三五” 廣東省科技創(chuàng)新規(guī)劃（2016－2020 年）》等提出的任務(wù)，推動(dòng)廣東省新材料領(lǐng)域創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，開(kāi)展“碳纖維及高性能高分子基復(fù)合材料”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)工作十分必要。推進(jìn)該專(zhuān)項(xiàng)的順利實(shí)施，對(duì)于解決碳纖維及高性能高分子基復(fù)合材料原創(chuàng)性技術(shù)和核心技術(shù)不足問(wèn)題，補(bǔ)齊廣東省碳纖維及高性能高分子基復(fù)合材料短板，攻克碳纖維及高性能高分子基復(fù)合材料核心技術(shù)和工藝，實(shí)現(xiàn)碳纖維及高性能高分子基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，促進(jìn)廣東省高端制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重要意義。

2 發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 全球碳纖維與高分子基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

“曲高和寡”“貴族材料”是碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期的“標(biāo)簽”，隨著日本、歐美等國(guó)外大型企業(yè)碳纖維及高性能高分子基復(fù)合材料技術(shù)的快速發(fā)展及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用更為廣泛和深入，目前其已占據(jù)全球95%以上碳纖維市場(chǎng)，其中日本、美國(guó)占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)。

相對(duì)于小絲束碳纖維，大絲束碳纖維是未來(lái)發(fā)展的制高點(diǎn)。大絲束碳纖維主要應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域，如汽車(chē)、軌道交通、風(fēng)電葉片、能源建筑等，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年需求增速每年超過(guò) 16%以上，到2020年，全球需求預(yù)計(jì)達(dá)到15萬(wàn)噸以上，我國(guó)需求將達(dá)到7.7萬(wàn)噸以上。歐洲地區(qū)由于勞動(dòng)力成本、環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)比美國(guó)和亞洲等其他地區(qū)更高，在熱塑性復(fù)合材料加工及工藝上獨(dú)占鰲頭，具體情況見(jiàn)表1。

2.2 國(guó)內(nèi)碳纖維與高分子材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步不算晚，碳纖維企業(yè)有30多家，但是總體研發(fā)水平和生產(chǎn)水平落后，在市場(chǎng)上仍無(wú)法與美日公司競(jìng)爭(zhēng)。一方面，“一窩蜂”對(duì)標(biāo)在軍品碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域，而軍品市場(chǎng)目前容量?jī)H僅為200噸～300噸的規(guī)模，這種混亂狀況不僅不利于軍品的發(fā)展，反而對(duì)有限的軍品市場(chǎng)形成了沖擊；另一方面，工業(yè)應(yīng)用的碳纖維需求迅猛發(fā)展，2016年起，僅經(jīng)過(guò)短短幾年發(fā)展的風(fēng)電葉片對(duì)碳纖維的需求總量就超過(guò)經(jīng)過(guò)幾十年發(fā)展的航空航天應(yīng)用，壓力容器、汽車(chē)及高鐵等工業(yè)對(duì)碳纖維的需求也在迅猛發(fā)展。工業(yè)應(yīng)用碳纖維的核心要素是“低成本”與“大絲束”，在工業(yè)應(yīng)用碳纖維領(lǐng)域，我國(guó)強(qiáng)大的腈綸工藝已經(jīng)可以提供具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的原絲，只需要做好碳化環(huán)節(jié)，就可能形成具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的碳纖維產(chǎn)業(yè)。

表1 國(guó)際碳纖維及高性能高分子基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

2.3 廣東省碳纖維與高分子材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

廣東省碳纖維高分子基復(fù)合材料在多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用已具有較強(qiáng)的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化制備能力，處于國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)地位，擁有金發(fā)科技、亞太新材料、廣州賽奧碳纖維以及宏毅公司等碳纖維材料研發(fā)企業(yè)。在碳纖維制備方面，雖然廣東優(yōu)勢(shì)不明顯，但是發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，2018年1－7月全省碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料產(chǎn)量同比增長(zhǎng)37.4%，但是，這樣的產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，碳纖維及復(fù)合材料在新興應(yīng)用市場(chǎng)需求巨大。從我國(guó)碳纖維消費(fèi)量來(lái)看，2017年廣東依然保持第一，達(dá)0.56萬(wàn)噸，特別在汽車(chē)、高速列車(chē)等交通運(yùn)輸工具輕量化方面有特殊需求。發(fā)展碳纖維及碳纖維復(fù)合材料，推進(jìn)高強(qiáng)度碳纖維的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，已被列入《廣東省先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃（2016－2020 年）》的重點(diǎn)發(fā)展方向。

3 問(wèn)題與技術(shù)瓶頸

3.1 現(xiàn)階段發(fā)展中主要問(wèn)題

目前，日本等國(guó)家大型企業(yè)占據(jù)全球95%以上碳纖維市場(chǎng)，并利用其技術(shù)和規(guī)模優(yōu)勢(shì)壓低價(jià)格，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)企業(yè)被迫降價(jià)。受?chē)?guó)外企業(yè)低價(jià)傾銷(xiāo)和惡意競(jìng)銷(xiāo)的影響，下游復(fù)合材料企業(yè)成本波動(dòng)很大，加上我國(guó)碳纖維行業(yè)存在自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)、關(guān)鍵技術(shù)落后、復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)薄弱和市場(chǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)滯后等問(wèn)題，碳纖維行業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用相互脫節(jié)，產(chǎn)業(yè)鏈不暢通已成為制約我國(guó)碳纖維及其樹(shù)脂基復(fù)合材料行業(yè)健康發(fā)展的一大瓶頸。因此，通過(guò)開(kāi)展專(zhuān)項(xiàng)研究，解決“卡脖子”核心技術(shù)，相關(guān)重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)設(shè)立的必要性不言而喻。

3.2 主要技術(shù)瓶頸

國(guó)家“十三五”規(guī)劃中明確指出碳纖維復(fù)合材料是關(guān)鍵戰(zhàn)略材料之一。廣東省在高性能熱塑性樹(shù)脂材料及其碳纖維復(fù)合材料的工業(yè)應(yīng)用方面，具有較強(qiáng)的技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)制造能力，處于國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)地位，但在碳纖維制造方面優(yōu)勢(shì)不明顯。碳纖維及其復(fù)合材料的新興應(yīng)用市場(chǎng)需求巨大，特別在汽車(chē)、高速列車(chē)等交通運(yùn)輸工具輕量化方面有特殊需求，但目前占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位的碳纖維熱固性復(fù)合材料存在著一系列問(wèn)題，如成型周期長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低、自動(dòng)化程度低、成本較高、沖擊性能差、工藝過(guò)程釋放揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）且回收困難、配套生產(chǎn)線(xiàn)用關(guān)鍵設(shè)備昂貴等，導(dǎo)致應(yīng)用遇到很大的局限性，影響復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈的完善與提升。連續(xù)纖維熱塑性復(fù)合材料能夠全面解決熱固性復(fù)合材料的難題，已成為國(guó)外輕量化技術(shù)的主要發(fā)展方向之一。

3.2.1 碳纖維復(fù)合材料用高性能熱塑性高分子材料合成技術(shù)

重點(diǎn)針對(duì)汽車(chē)輕量化方向，研發(fā)熱塑性樹(shù)脂與碳纖維界面技術(shù)、碳纖維熱塑性高分子復(fù)合材料批量制備成型技術(shù)和碳纖維高性能熱塑性高分子復(fù)合材料應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，解決碳纖維與熱塑性樹(shù)脂在成型過(guò)程中的界面結(jié)合、完全浸潤(rùn)這一國(guó)內(nèi)外工業(yè)界尚未完全克服的核心技術(shù)瓶頸難題。

3.2.2 低成本高性能碳纖維產(chǎn)業(yè)化技術(shù)與裝備國(guó)產(chǎn)化

針對(duì)我國(guó)碳纖維生產(chǎn)成本高、有效供給嚴(yán)重不足的現(xiàn)狀，建立全新高效低成本氧化碳化理論體系，研發(fā)出自主的、國(guó)際領(lǐng)跑的，以高效低成本預(yù)氧化技術(shù)為代表的低成本碳化線(xiàn)技術(shù)及裝備體系。

3.2.3 碳纖維增強(qiáng)高性能熱塑性高分子復(fù)合材料成型及應(yīng)用技術(shù)

重點(diǎn)研究制備碳纖維片增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料，突破長(zhǎng)纖增強(qiáng)成型工藝復(fù)雜、難以連續(xù)化的難題和短纖增強(qiáng)強(qiáng)度不高的瓶頸。

4 發(fā)展建議

4.1 注重基礎(chǔ)創(chuàng)新，加快關(guān)鍵共性技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展

結(jié)合廣東省產(chǎn)業(yè)在高性能高分子基復(fù)合材料等領(lǐng)域的特色發(fā)展需求，著力推動(dòng)核心裝備、關(guān)鍵材料及集成技術(shù)攻關(guān)。突破高強(qiáng)碳纖維高效低成本制備及應(yīng)用的共性關(guān)鍵技術(shù)，包括開(kāi)展低成本碳纖維材料、高性能熱塑性高分子材料、碳纖維增強(qiáng)高性能熱塑性高分子復(fù)合材料、高性能復(fù)合材料應(yīng)用產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)技術(shù)研究；開(kāi)展碳纖維與熱塑性高分子材料高效充分浸潤(rùn)技術(shù)、碳纖維展紗技術(shù)、復(fù)合材料仿真智能集成化設(shè)計(jì)、復(fù)合材料制備自動(dòng)化連續(xù)化等關(guān)鍵技術(shù)研究；開(kāi)展以汽車(chē)結(jié)構(gòu)件/半結(jié)構(gòu)件為主的復(fù)合材料制備及應(yīng)用技術(shù)研究。

4.2 凝練組織關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目

圍繞攻關(guān)方向和重點(diǎn)領(lǐng)域，組織省內(nèi)骨干企業(yè)，進(jìn)一步凝練核心技術(shù)攻關(guān)課題，特別是龍頭骨干企業(yè)已經(jīng)投入力量開(kāi)展前期研究的課題，系統(tǒng)設(shè)計(jì)攻關(guān)項(xiàng)目。根據(jù)近年來(lái)海關(guān)進(jìn)口數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)分析主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)、骨干企業(yè)大宗國(guó)際采購(gòu)的核心零部件、關(guān)鍵設(shè)備，高校院所、大型實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買(mǎi)的高附加值進(jìn)口儀器設(shè)備等，梳理需要攻克的關(guān)鍵零部件和重大裝備；通過(guò)對(duì)“瓦森納協(xié)議”、美國(guó)“301調(diào)查”的分析，從西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我國(guó)實(shí)施出口管制的技術(shù)和產(chǎn)品清單中凝練攻關(guān)項(xiàng)目；對(duì)目標(biāo)清晰、研究力量相對(duì)明確的攻關(guān)項(xiàng)目，采用主動(dòng)組織的方式定向委托優(yōu)勢(shì)單位牽頭開(kāi)展。

4.3 多領(lǐng)域典型應(yīng)用，搶占行業(yè)話(huà)語(yǔ)權(quán)

通過(guò)開(kāi)展重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)，爭(zhēng)取達(dá)到技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先、產(chǎn)業(yè)并跑水平。在碳纖維復(fù)合材料用高性能熱塑性高分子材料合成技術(shù)方面，解決碳纖維與熱塑性樹(shù)脂在成型過(guò)程中的界面結(jié)合、完全浸潤(rùn)這一國(guó)內(nèi)外工業(yè)界尚未完全克服的核心技術(shù)瓶頸難題，突破成套生產(chǎn)裝備技術(shù)，創(chuàng)造性建成國(guó)內(nèi)首條低成本連續(xù)化制備碳纖維熱塑性復(fù)合材料生產(chǎn)線(xiàn)；在低成本高性能碳纖維產(chǎn)業(yè)化技術(shù)與裝備國(guó)產(chǎn)化方面，建立全新高效低成本氧化碳化理論體系，研發(fā)出自主的、國(guó)際領(lǐng)跑的以高效低成本預(yù)氧化技術(shù)為代表的低成本碳化線(xiàn)技術(shù)及裝備體系；在碳纖維增強(qiáng)高性能熱塑性高分子復(fù)合材料成型及應(yīng)用技術(shù)方面，制備碳纖維片增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料，突破長(zhǎng)纖增強(qiáng)成型工藝復(fù)雜、難以連續(xù)化的難題和短纖增強(qiáng)強(qiáng)度不高的瓶頸，解決高性能熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料高效浸潤(rùn)“卡脖子”問(wèn)題。攻克碳纖維及其樹(shù)脂基復(fù)合材料全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)低成本碳纖維復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)化。發(fā)揮碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈特色，結(jié)合省內(nèi)、聯(lián)合國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)研發(fā)條件，布局低成本碳纖維材料、高性能熱塑性高分子樹(shù)脂、碳纖維熱塑性復(fù)合材料、碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用制品、裝備與制造、應(yīng)用與量產(chǎn)等重點(diǎn)方向，以確保最終成果轉(zhuǎn)化以及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

4.4 加強(qiáng)省部合作，主動(dòng)對(duì)接國(guó)家重大科技項(xiàng)目

聚焦國(guó)家和廣東省戰(zhàn)略需求，加強(qiáng)與科技部、教育部、工信部、中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)工程院等國(guó)家部委和相關(guān)機(jī)構(gòu)單位的對(duì)接，吸引集聚國(guó)家戰(zhàn)略創(chuàng)新資源，主動(dòng)承接國(guó)家重大科技項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)與國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目的銜接。對(duì)領(lǐng)域內(nèi)已完成驗(yàn)收的國(guó)家重大科技項(xiàng)目，能在廣東開(kāi)展后續(xù)研究或產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的，給予接續(xù)支持；對(duì)廣東省優(yōu)勢(shì)技術(shù)領(lǐng)域，爭(zhēng)取與國(guó)家部委共同組織實(shí)施一批重點(diǎn)項(xiàng)目，給予聯(lián)動(dòng)支持；對(duì)國(guó)家已立項(xiàng)但經(jīng)費(fèi)未能足額資助，或可結(jié)合廣東省實(shí)際情況進(jìn)行拓展延伸項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容的，給予補(bǔ)齊支持；對(duì)申報(bào)國(guó)家項(xiàng)目且評(píng)審結(jié)果靠前但未獲立項(xiàng)的，若項(xiàng)目由廣東省內(nèi)單位牽頭或參與申報(bào)，或者省外申報(bào)團(tuán)隊(duì)愿意到廣東省內(nèi)開(kāi)展研究、進(jìn)行轉(zhuǎn)化落地的，給予補(bǔ)充支持。

4.5 引入并行資助模式或“揭榜制”增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)動(dòng)力

在前沿性、引領(lǐng)性和顛覆性技術(shù)攻關(guān)領(lǐng)域，可引入并行資助模式，經(jīng)過(guò)行業(yè)專(zhuān)家的咨詢(xún)論證，在重點(diǎn)攻關(guān)領(lǐng)域可資助兩個(gè)或多個(gè)評(píng)估結(jié)果排名靠前、技術(shù)路線(xiàn)不同的項(xiàng)目，鼓勵(lì)科研團(tuán)隊(duì)間開(kāi)展競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)一步激發(fā)創(chuàng)新動(dòng)力，為核心技術(shù)精準(zhǔn)突破提供更有力的保障。針對(duì)目標(biāo)清晰的重大行業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)，采用“揭榜制”面向全社會(huì)征集最優(yōu)研發(fā)團(tuán)隊(duì)、最佳解決方案。鼓勵(lì)行業(yè)骨干企業(yè)結(jié)合自身需求倍增“揭榜獎(jiǎng)勵(lì)金”，通過(guò)市場(chǎng)匹配確定攻關(guān)項(xiàng)目，有能力的科研單位和研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)公開(kāi)應(yīng)答的方式主動(dòng)揭榜，項(xiàng)目實(shí)施以結(jié)果“論英雄”，政府委托專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)會(huì)同技術(shù)產(chǎn)品需求方驗(yàn)證項(xiàng)目成果，通過(guò)市場(chǎng)檢驗(yàn)提出“揭榜獎(jiǎng)勵(lì)金”的分期撥付和最終給付意見(jiàn)；對(duì)企業(yè)出大部分獎(jiǎng)勵(lì)資金，或企業(yè)出資達(dá)到一定比例的項(xiàng)目，由該企業(yè)牽頭或參與動(dòng)態(tài)考核，并優(yōu)先使用其項(xiàng)目成果。