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【獨家】新材料,產(chǎn)業(yè)基石更堅固
2023-02-22 15:52:40來源: 人民日報

產(chǎn)經(jīng)觀察·構(gòu)建新引擎 制勝新賽道②

新材料,產(chǎn)業(yè)基石更堅固(主題)


(相關(guān)資料圖)

海邊風(fēng)場,風(fēng)電機組迎風(fēng)轉(zhuǎn)動。這些阻風(fēng)抗腐的巨大葉片,由一束束直徑僅為頭發(fā)絲1/10、強度為鋼材料7至9倍的高性能碳纖維“編織”而成;

客廳臥房,液晶電視高清超薄。置于顯微鏡下看,實現(xiàn)顯示屏幕輕薄均勻的,是每平方毫米上百粒納米微球,它們相當(dāng)于內(nèi)部骨架,撐起兩塊玻璃面板。

近年來,身量纖纖卻含金量十足的新材料,不斷擁抱千行百業(yè),加速飛入千家萬戶。數(shù)據(jù)顯示,2012年以來,我國新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速擴大,總產(chǎn)值年復(fù)合增長率近20%,到2025年產(chǎn)值有望達到10萬億元。

上海石化大絲束碳纖維生產(chǎn)線上,現(xiàn)場人員正進行碳纖維上卷操作。

李英豪攝?

數(shù)據(jù)來源:工業(yè)和信息化部

材料強則制造強。作為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵領(lǐng)域,目前我國新材料領(lǐng)域取得哪些進展?加快促進新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大,向何處發(fā)力?記者采訪了工信部有關(guān)負責(zé)人及業(yè)內(nèi)多家企業(yè)。

產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速壯大,關(guān)鍵材料相繼突破

走進中國石化上海石化碳纖維產(chǎn)業(yè)基地,48K大絲束碳纖維國產(chǎn)生產(chǎn)線正加緊生產(chǎn)。紡絲、凝固、拉絲、干燥,一束束成型的白色原絲經(jīng)過高溫碳化,最終纏繞成一軸軸高性能黑色碳纖維。

別小瞧這細細一束,其中包含了4.8萬根含碳量在95%以上的碳纖維。它們看似柔軟順滑,實則卻是全能選手,不僅強度高、密度低,還耐高溫、抗腐蝕,在高鐵動車、飛機部件、新能源等領(lǐng)域都能見到碳纖維的身影。

高性能為市場拓展打開全新空間。數(shù)據(jù)顯示,近10年來,我國碳纖維需求快速增長,2021年需求量達到6.2萬噸,同比增長27.7%。

“相對于小絲束,大絲束能在保持碳纖維優(yōu)良性能的前提下,實現(xiàn)低成本生產(chǎn),未來將有更廣闊的工業(yè)應(yīng)用?!敝袊虾J煞萦邢薰靖笨偨?jīng)理黃翔宇說,歷時6年多,去年10月,我國首套萬噸級48K大絲束碳纖維國產(chǎn)生產(chǎn)線投料開車,產(chǎn)品性能媲美國外同等級產(chǎn)品,一舉破除碳纖維生產(chǎn)和裝備受制于人的被動局面,真正實現(xiàn)自主可控。“目前正在加緊與下游客戶對接做產(chǎn)品認證,明年全部建成投產(chǎn)后,年產(chǎn)能將突破1.2萬噸?!?/p>

千里戈壁,碳纖維助力風(fēng)電葉片迎風(fēng)勁舞;城市中央,也有新材料于無聲處大顯身手。

上海徐匯,田林街道的繁榮商區(qū),在夜幕里流光璀璨。支撐其電力輸送的,是深埋地下電纜管廊里,一條全長1.2公里的35千伏超導(dǎo)電纜。

“相比于傳統(tǒng)電纜,由超導(dǎo)材料制成的電纜不僅體積重量更小,且載流量能提升5至10倍。”上海超導(dǎo)科技股份有限公司總工程師朱佳敏介紹,公司量產(chǎn)制造的核心材料——第二代高溫超導(dǎo)帶材支撐了世界首條35千伏公里級超導(dǎo)電纜的建成。投運至今,歷經(jīng)零下4攝氏度的寒冬和41攝氏度的盛夏,為約4.6萬用戶持續(xù)穩(wěn)定供電超過400天。“運行數(shù)據(jù)符合設(shè)計指標,驗證了超導(dǎo)電纜大負荷供電的可能性,達到國際領(lǐng)先水平?!?/p>

從碳纖維到高溫超導(dǎo)的快速應(yīng)用,是我國新材料產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的生動腳注?!敖?jīng)過多年攻堅,目前我國已形成全球門類最齊全、規(guī)模第一的材料產(chǎn)業(yè)體系?!惫ば挪吭牧瞎I(yè)司有關(guān)負責(zé)人說,近年來,我國新材料產(chǎn)業(yè)取得長足進步,彰顯發(fā)展活力與韌性。

產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速壯大。2022年,我國新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值約6.8萬億元,較2012年增長了近6倍。新材料領(lǐng)域國家先進制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群數(shù)量累計達到7個。

關(guān)鍵材料持續(xù)突破。復(fù)合材料主結(jié)構(gòu)件應(yīng)用于“天和號”空間站核心艙;民用大飛機用鋁合金薄板、防腐蝕環(huán)氧底漆材料等應(yīng)用于C919大飛機;0.015毫米“手撕鋼”實現(xiàn)世界首創(chuàng);超大型油輪耐蝕鋼成功用于30萬噸級油輪,我國成為全球第二個掌握該技術(shù)的國家。

創(chuàng)新體系加快布局。材料領(lǐng)域國家制造業(yè)創(chuàng)新中心數(shù)量累計達到6個,占國家制造業(yè)創(chuàng)新中心總數(shù)的25%;專精特新“小巨人”企業(yè)數(shù)量累計達到1972家,約占總數(shù)的22%,新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)日益完善。

緊緊錨定自主創(chuàng)新,后發(fā)追趕全力競速

勠力創(chuàng)新、攻堅克難。新材料產(chǎn)業(yè)茁壯成長的背后,是企業(yè)數(shù)十年如一日的研發(fā)積累和技術(shù)攻關(guān)。然而,在新材料領(lǐng)域,一旦在關(guān)鍵核心技術(shù)上實現(xiàn)了飛躍性創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化突破,市場便會做出相應(yīng)的反饋。

“新材料在許多產(chǎn)品成本中占比不高,但往往決定了下游產(chǎn)品性能的好壞,在高端材料領(lǐng)域更是贏者通吃,很容易形成‘卡脖子’局面?!碧K州納微科技股份有限公司董事長江必旺舉例道,二氧化硅納米孔道結(jié)構(gòu)微球是胰島素等藥物分離純化和分析檢測的必備材料。其制備技術(shù)壁壘高,國內(nèi)基本處于空白。如果按照國外的技術(shù)路徑仿制,設(shè)備昂貴、工藝復(fù)雜,且很難做到國外產(chǎn)品水平。

自2007年起,納微科技踏上了一場自主創(chuàng)新的跋涉。如果說,納米微球當(dāng)時的既有路徑是“海量篩選”,那么江必旺所選的道路則是“定型栽培”,這意味著新技術(shù)的質(zhì)量穩(wěn)定性更好、效率更高。

“創(chuàng)新是征程,也是苦旅?;A(chǔ)創(chuàng)新、原始創(chuàng)新很難,產(chǎn)業(yè)化也是很難的一環(huán)?!苯赝貞洠瑑赡陜?nèi)在實驗室實現(xiàn)了技術(shù)突破,但是因為進入了“無人區(qū)”,所以花費了近10年時間自研設(shè)備、優(yōu)化工藝,這才完成邁向產(chǎn)業(yè)化的艱難一躍,掌握了精準量產(chǎn)納米微球的能力。

攤開賬本,過去10年年均超過15%的研發(fā)投入強度,轉(zhuǎn)化為近5年銷售額近10倍的增長。“產(chǎn)品推向歐美后,客戶青睞有加,高性能國產(chǎn)納米新材料在國際市場上占有了一席之地?!苯赝f。

錨定自主創(chuàng)新,一些新材料產(chǎn)品已然奮躍而上、后發(fā)追趕;與此同時,更多新材料企業(yè)正在同一起跑線,與國外同類企業(yè)全力競速。

江蘇昆山,昆山協(xié)鑫光電材料有限公司外圍,一塊塊兩米見方的茶色玻璃緊密排列、在陽光下熠熠生輝?!巴ㄟ^在導(dǎo)電玻璃基材上,涂布一層鈣鈦礦薄膜,再以激光刻定特殊圖案,便能有效吸收太陽光,并轉(zhuǎn)化為電能?!倍麻L范斌介紹,相較于傳統(tǒng)晶硅,鈣鈦礦光伏材料成本更低、光電轉(zhuǎn)化效率更高,將為逼近技術(shù)天花板的光伏產(chǎn)業(yè)打開全新的增長空間,“2021年,公司百兆瓦中試線已建成,預(yù)計今年底將達產(chǎn)?!?/p>

“盡管潛力巨大,但鈣鈦礦光伏技術(shù)發(fā)展時間較短,目前與國外同類企業(yè)都處在中試階段?!北本╆啄芸萍加邢薰径麻L孫于超說,我國擁有全球最完備的光伏產(chǎn)業(yè)體系和最大的光伏應(yīng)用市場,構(gòu)成我們同臺競技的底氣和優(yōu)勢,隨著國產(chǎn)鈣鈦礦光伏技術(shù)加快成熟落地,將持續(xù)鞏固我國光伏產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先地位,有力保障能源安全。

打通產(chǎn)業(yè)協(xié)同堵點,市場發(fā)展前景可期

“一代材料,一代裝備?!惫ば挪吭牧瞎I(yè)司有關(guān)負責(zé)人表示,作為戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),新材料是未來高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石和先導(dǎo),事關(guān)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)大局。

《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出,到2025年,新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)提升,占原材料工業(yè)比重明顯提高。新材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力明顯提升,重點行業(yè)研發(fā)投入強度達到1.5%以上,掌握一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵共性核心技術(shù)。

在采訪中,記者發(fā)現(xiàn),當(dāng)前我國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨研究先行、成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)用銜接“三難”,亟待打通上下游、產(chǎn)學(xué)研合作堵點。

“從無到有的新材料突破,需要設(shè)備、原材料等上下游產(chǎn)業(yè)配套的協(xié)同推進?!狈侗蟊硎?,以鈣鈦礦光伏材料為例,其使用的導(dǎo)電玻璃的性能和加工工藝有更嚴格的要求,這就需要材料供應(yīng)商也能持續(xù)成長,推動新材料應(yīng)用快速迭代。

脫胎于上海交通大學(xué),上海超導(dǎo)科技受益于產(chǎn)學(xué)研用融合,也寄望于產(chǎn)學(xué)研用一體化?!肮镜脑技夹g(shù)來源于上海交大,目前已與學(xué)校共建了超導(dǎo)聯(lián)合研究院?!痹谥旒衙艨磥?,高校是科技創(chuàng)新的策源地,企業(yè)是技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化的主陣地,“期待更好完善產(chǎn)學(xué)研協(xié)同機制,進一步提升科技成果轉(zhuǎn)化的效率。”

有企業(yè)呼吁進一步加大新材料產(chǎn)業(yè)的資金支持和人才培育。

“新材料往往需要長期持續(xù)的研發(fā)投入,對企業(yè)經(jīng)營造成不小壓力?!苯赝ㄗh,給予更多稅收政策支持,助力企業(yè)攻克“卡脖子”技術(shù)。孫于超提出,一些新材料處在全新領(lǐng)域,缺乏現(xiàn)成人才,需要加快完善學(xué)科建設(shè)、為產(chǎn)業(yè)輸送所需優(yōu)質(zhì)人才。

據(jù)了解,針對材料產(chǎn)需銜接不暢、研制及驗證效率低等難題,目前工信部已創(chuàng)新搭建了民機材料、新能源汽車驅(qū)動電機用稀土永磁材料等重點領(lǐng)域上下游合作機制。同時,健全新材料統(tǒng)計和標準體系,完善新材料學(xué)科建設(shè)、強化各類人才培養(yǎng)。

搶抓機遇,迎接挑戰(zhàn)。新春伊始,接受采訪的新材料企業(yè)規(guī)劃清晰,滿懷信心——

跨過48K大絲束碳纖維產(chǎn)線的國產(chǎn)化門檻,中國石化上海石化正全力以赴拓展市場?!澳壳安糠之a(chǎn)品已經(jīng)過客戶認證,意向訂單不斷增加,今年預(yù)計銷售量將突破4000噸?!?/p>

乘著高溫超導(dǎo)核聚變的應(yīng)用東風(fēng),筑廠房、搞裝修、造設(shè)備馬不停蹄,“小巨人”企業(yè)上海超導(dǎo)科技迎來跨越式發(fā)展。朱佳敏告訴記者,“新廠區(qū)投資3億元,今年下半年將搬至新廠房,預(yù)計年底千公里級新產(chǎn)線將組裝完成?!?/p>

得益于鈣鈦礦光伏材料的發(fā)展?jié)撡|(zhì),創(chuàng)業(yè)公司曜能科技前不久拿到一筆大額市場投資。“今年公司團隊已擴展到數(shù)十人,預(yù)計今年下半年,兩兆瓦工業(yè)級產(chǎn)品中試試驗線將達產(chǎn),加快向百兆瓦級量產(chǎn)產(chǎn)線邁進?!睂O于超說。

“下一步將持續(xù)優(yōu)化新材料創(chuàng)新發(fā)展生態(tài),統(tǒng)籌推進短板突破和材料先行,加快促進我國新材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展,在更多新領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)追趕超越。”工信部原材料工業(yè)司有關(guān)負責(zé)人說。(記者 韓 鑫)

關(guān)鍵詞: 上海石化 有關(guān)負責(zé)人 中國石化

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