【中國(guó)科學(xué)報(bào)】呂春祥：見證國(guó)產(chǎn)碳纖維從自立到自強(qiáng)
呂春祥?受訪者供圖
■本報(bào)記者 李清波
2022年對(duì)于碳纖維領(lǐng)域而言是極其特殊的一年。這一年，國(guó)產(chǎn)碳纖維終于成為市場(chǎng)主流，國(guó)產(chǎn)份額首次超越進(jìn)口量。
作為碳纖維領(lǐng)域的學(xué)術(shù)帶頭人，中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所（以下簡(jiǎn)稱山西煤化所）研究員、碳纖維制備技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室主任呂春祥預(yù)測(cè)，碳纖維國(guó)產(chǎn)替代的趨勢(shì)將會(huì)越來越強(qiáng)，中國(guó)大陸企業(yè)占據(jù)全球產(chǎn)能半壁江山指日可待。
“很多人低估了碳纖維研發(fā)的難度。過去，我們一直跟著日本的腳步走，始終慢一拍，而第三代高強(qiáng)高模高延伸率碳纖維的研發(fā)競(jìng)賽，才是我們實(shí)現(xiàn)從跟蹤仿制到自主技術(shù)體系跨越的標(biāo)志。”近日，呂春祥接受了《中國(guó)科學(xué)報(bào)》的專訪。
從“跟跑”到“并跑”
碳纖維被稱為“黑黃金”，具有力學(xué)性能優(yōu)異、耐高溫腐蝕的特性，是實(shí)現(xiàn)運(yùn)載火箭、航天器、大飛機(jī)、兵器艦船等國(guó)家重大工程和高端裝備建設(shè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是推動(dòng)新能源、交通運(yùn)輸、體育健康等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)升級(jí)的引擎。
自20世紀(jì)90年代以來，我國(guó)碳纖維生產(chǎn)技術(shù)一直被國(guó)外壟斷，甚至不得不承受每公斤數(shù)千元甚至上萬元的高價(jià)。2005年以來，西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我國(guó)碳纖維技術(shù)和產(chǎn)品實(shí)行更嚴(yán)格的禁運(yùn)，導(dǎo)致我國(guó)高端碳纖維領(lǐng)域陷入“無糧可用”的境地。
困境之際，山西煤化所接過碳纖維研發(fā)的重任。2005年到2008年3年間，呂春祥帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)與時(shí)間賽跑，攻克T300碳纖維工程化關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)出集生產(chǎn)工藝和關(guān)鍵裝備于一體的國(guó)產(chǎn)化技術(shù)，打破了國(guó)外的技術(shù)封鎖。隨后，團(tuán)隊(duì)又相繼突破了T700、T800等系列高性能聚丙烯腈碳纖維產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，并成功實(shí)現(xiàn)了技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。
呂春祥表示，每一代碳纖維技術(shù)迭代周期都非常長(zhǎng)，第二代碳纖維T800產(chǎn)品1984年誕生于日本，直到2009年才在波音787、空客A380客機(jī)上大規(guī)模應(yīng)用，市場(chǎng)應(yīng)用端足足對(duì)其考驗(yàn)了25年。在打破技術(shù)封鎖到并駕齊驅(qū)的過程中，呂春祥團(tuán)隊(duì)將極長(zhǎng)的研發(fā)時(shí)間大幅度縮短。
“最近幾年，我國(guó)和日、美先后提出研發(fā)第三代碳纖維，這一次有望徹底扭轉(zhuǎn)國(guó)產(chǎn)碳纖維發(fā)展的被動(dòng)局面。”呂春祥說。
山西煤化所是中國(guó)碳纖維技術(shù)研發(fā)的一支重要力量。2012年，該所與太鋼集團(tuán)合作從事高端碳纖維及復(fù)合材料生產(chǎn)、研發(fā)。2017年，習(xí)近平總書記曾專程視察了太鋼集團(tuán)山西鋼科T800級(jí)碳纖維生產(chǎn)線。
每次來北京參會(huì)，呂春祥都會(huì)帶上一些碳纖維羽毛球拍、碳纖維頭盔等新產(chǎn)品，這些產(chǎn)品的原材料碳纖維很多出自山西本地。碳纖維也成為山西的一張高科技名片。呂春祥表示，碳纖維領(lǐng)域的艱辛探索是我國(guó)加快實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)的一個(gè)縮影。
特殊領(lǐng)域技術(shù)攻關(guān)要發(fā)揮舉國(guó)體制的優(yōu)勢(shì)
最近，呂春祥又一次聚焦碳纖維產(chǎn)業(yè)和技術(shù)。他表示，我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展與國(guó)防建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的需求還有很大差距，產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng)、重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重、行業(yè)缺乏全產(chǎn)業(yè)鏈均衡發(fā)展、國(guó)際化經(jīng)營(yíng)還未起步的問題亟待解決。
呂春祥認(rèn)為，繼2010年第一輪碳纖維產(chǎn)業(yè)熱潮后，近年來又出現(xiàn)第二輪產(chǎn)業(yè)高潮，但社會(huì)資本的“過熱”進(jìn)入，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)技術(shù)“同質(zhì)化”現(xiàn)象嚴(yán)重，低端產(chǎn)品產(chǎn)能擴(kuò)張加劇，加上國(guó)外對(duì)我國(guó)民用碳纖維產(chǎn)品不定期的禁運(yùn)和傾銷，惡性競(jìng)爭(zhēng)的風(fēng)險(xiǎn)加大。
“而這種惡性競(jìng)爭(zhēng)的風(fēng)險(xiǎn)，不利于碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大，急需國(guó)家相關(guān)部門介入。”呂春祥說。他回憶，2008年前后碳纖維國(guó)產(chǎn)化攻關(guān)大會(huì)戰(zhàn)時(shí)，在國(guó)家層面的高度關(guān)注下，才打破了以前各自為政的局面。
呂春祥表示，山西煤化所揚(yáng)州碳纖維生產(chǎn)基地掛著“發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，大力協(xié)同，鍥而不舍，不辱使命”的標(biāo)語(yǔ)，把當(dāng)年的會(huì)戰(zhàn)心得凝聚成為科研文化，特別是在當(dāng)前與歐美等西方國(guó)家的市場(chǎng)、技術(shù)脫鉤風(fēng)險(xiǎn)加大的情況下，“大力協(xié)同”這個(gè)法寶更應(yīng)該拿起來。
扎實(shí)調(diào)研才能提出科學(xué)意見
作為全國(guó)人大代表，平日里，呂春祥除了要組織課題攻關(guān)外，還密切關(guān)注近期落地山西的碳纖維企業(yè)，圍繞新材料、科技、能源、環(huán)保話題開展視察、執(zhí)法檢查、調(diào)研活動(dòng)。
2018年起，呂春祥每年都要到多個(gè)省份開展執(zhí)法檢查，每年一個(gè)檢查主題。“對(duì)待不熟悉的領(lǐng)域，在學(xué)習(xí)了解之前不能輕易下結(jié)論。”調(diào)研路上的學(xué)習(xí)，讓呂春祥在材料研究之外掌握了更多知識(shí)，也讓他將目光投入到煤炭、能源等關(guān)鍵領(lǐng)域。
針對(duì)科技成果轉(zhuǎn)化率不高的現(xiàn)狀，呂春祥有自己的思考。他被邀請(qǐng)擔(dān)任科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目的評(píng)審專家，經(jīng)常“斃掉”自己認(rèn)為技術(shù)成熟度不高的產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目。
呂春祥表示，科技成果轉(zhuǎn)化要有一套完整的技術(shù)成熟度評(píng)估體系，簡(jiǎn)單來說，技術(shù)成熟度分9級(jí)，實(shí)驗(yàn)室級(jí)別的一般為1~3級(jí)，工業(yè)化的項(xiàng)目在6級(jí)以上，如果達(dá)不到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，這時(shí)就要捫心自問“支持的這個(gè)項(xiàng)目時(shí)機(jī)到底對(duì)不對(duì)、市場(chǎng)成熟不成熟”。呂春祥認(rèn)為，提出專家意見，必須要有一把實(shí)事求是的標(biāo)尺放在心間。
呂春祥表示，科技項(xiàng)目投資一定要有國(guó)際眼光和站位，篩選出有前景的科技領(lǐng)域，特別是立足于山西省內(nèi)，科技經(jīng)費(fèi)花在刀刃上，這需要科學(xué)思維。
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