中復神鷹西寧公司的員工為即將進碳化爐的原絲接絲。
何英力攝
比A4紙稍厚的0.12毫米超薄玻璃，憑藉出色的柔韌性可以實現360度彎曲；直徑僅為頭髮絲1/10的高性能碳纖維，強度是鋼的7至10倍；一顆顆不起眼的黑色氮化硅陶瓷軸承球，能耐得住每分鐘60萬次的摩擦以及上千攝氏度高温的炙烤……這些“身材”小卻作用大、叫得響的新材料，正是今年以來市場銷售快速增長的中高端產品。
數據顯示，我國新材料產業產值從2011年的0.8萬億元增至2019年的4.5萬億元，年均複合增速超過20%。預計到2025年產業總產值將達到10萬億元。產業高速增長的背後，有哪些因素在起作用？記者採訪了產業鏈上下游企業以及行業專家。
供需雙發力 市場有活力
新材料“加速跑”，產業正形成更高水平動態平衡
總產能2.5萬噸！9月8日，我國首個萬噸碳纖維生產基地在青海西寧投產。車間內，一束束白色原絲經過1000多攝氏度的高温碳化，纏繞成一軸軸高性能黑色碳纖維。
不要小看這相當於錄音磁帶粗細的一束，它包含了1.2萬多根碳纖維，把一軸碳纖維的每根單絲連接起來，可以繞地球一圈半。它還能夠承受130公斤左右的重量，具有耐高温、抗摩擦、耐腐蝕等優點，可用於航空航天、風力發電等戰略性新興產業，被稱為“材料黑金”。
“從原材料到產品出廠的生產線大約1公里長，涉及3000多個工藝參數，難度非常大。項目的投產，也實現了單線年產3000噸高性能碳纖維生產線設計和高端成套技術自主可控。”中復神鷹西寧公司常務副總經理連峯介紹，今年碳纖維的訂單量預計是去年的3倍。
2014年以來，我國碳纖維需求量以13%以上的年均增長率穩定增長。2020年，我國碳纖維需求量達4.89萬噸，國產碳纖維供應量為1.85萬噸，加上海外供給不穩定，碳纖維可謂“一家有女百家求”。
北京天海工業有限公司總經理張繼恆特意來西寧“搶”訂單，“我們生產的儲氫瓶，用高性能碳纖維進行纏繞，相比純鋼氣瓶可以減重約70%。如今不少企業都在搶抓氫能發展機遇，儲氫瓶需求快速增長，也帶動碳纖維需求猛增。”
碳纖維產業發展是我國新材料產業蓬勃發展的縮影。“今年以來，我們的新材料業務跑出了‘加速度’，業績支撐度持續提升，收入和淨利潤佔比分別從去年年底的19%、36%提高到上半年的23%、41%。”中國建材集團董事長周育先説，作為全球最大的綜合性建材產業集團、世界領先的新材料開發商，中國建材明顯感受到，“十四五”開局以來，高新產業不斷壯大，拉動新材料需求增長；新材料持續升級，又拓展更多產業應用。新材料產業正形成需求牽引供給、供給創造需求的更高水平動態平衡。
需求牽引供給，帶動產業升級。“今年滿產滿銷！”洛陽玻璃股份有限公司生產的超白壓延光伏玻璃，很大程度上決定了光伏組件的發電效率。公司副總經理章榕分析，企業搶抓實現碳達峯碳中和目標給光伏行業帶來的發展機遇，根據下游客户的需求，有針對性地研發生產。“今年以來，針對下游大尺寸、薄型化的需求，我們適當增加玻璃版型的長度和寬度，並且提高強度、透過率、材料耐老化性等性能，產品幾乎零庫存。”
供給創造需求，拓展消費空間。鋰電池隔膜是新能源電池生產的關鍵材料。針對鋰電池隔膜高能量密度、長壽命、高安全的技術發展趨勢，中材科技改進了塗覆配方及工藝，運用油性混塗等塗覆技術進一步提升鋰電池的耐熱性及安全性等指標。“新技術得到了國內外市場認可，隔膜產銷量同比大幅增長。”中材科技董事長薛忠民介紹，新材料有助於拓寬鋰電池的產業“賽道”，預計到2025年鋰電池需求將超過2140吉瓦，相應帶動隔膜的需求量超過256億平方米。
攻克“卡脖子” 技術有底氣
新材料產業需要捨得投入、看得長遠、坐得了冷板凳
記者在採訪中發現，市場增長迅猛的新材料，背後都有一個共同特點，即集中力量攻克關鍵核心技術“卡脖子”問題。在疫情衝擊下，全球產業鏈供應鏈不穩定而市場需求爆發時，這些國貨恰好可趁勢“補位”，乃至實現出口。
山東淄博，一顆顆直徑小至0.4毫米、大至101毫米的黑色氮化硅陶瓷球，正準備發往國外。今年前8月，這種熱等靜壓氮化硅陶瓷球出口同比增長303%。“目前全球有4家風力發電氮化硅陶瓷絕緣軸承製造企業，其中3家已經成為我們的客户。”中材高新氮化物陶瓷有限公司總經理孫峯説。
“我們的陶瓷球可以實現自潤滑，每分鐘可轉60萬轉，比普通軸承球2萬轉的標準高得多。”説起氮化硅陶瓷球，孫峯滔滔不絕。繼美國闊斯泰、日本東芝之後，公司成了全球第三家，也是國內首家且唯一形成批量生產熱等靜壓氮化硅陶瓷材料的企業，研製成功的G3級軸承球已在航天、航空工程上應用，在國內多個軸承企業實現大批量供貨。“現在海外供應鏈受疫情影響較大，而我們生產穩定，交貨週期較短，比較優勢明顯。”
新材料要提升市場佔有率，不僅要靠“人無我有”，也要靠“人有我優”。
作為下游客户，安徽立光電子材料公司這幾年一直在加大國產超薄玻璃採購力度，目前國貨佔比已從5年前的30%提升到70%。副總經理傅強告訴記者：“我們能明顯感受到這幾年國產超薄玻璃性能逐漸穩定並提升。品質差不多的情況下，我們更願意在國內採購。國產產品幾天就能到場，從國外採購以前大概是一個月，目前可能要40天左右。”
新材料技術含量高、研發週期長，要捨得投入、看得長遠、坐得了冷板凳。中復神鷹10年研發投入20多億元；蚌埠玻璃工業設計研究院耗時6年才將0.12毫米超薄玻璃拉引成型；中材高新氮化物公司最困難時，一邊熬夜加班，一邊愁下月工資如何籌措……“今天產生盈利的新材料項目很多都是10多年前啓動的，一個新項目3至5年內往往不會有收益，要持續投入、耐得住寂寞。”周育先説。
“新材料投入之初，往往需要通過下游應用的測試反饋，才能不斷完善性能、迭代優化。但很少有人願意成為第一個‘吃螃蟹’的，導致新材料產業普遍面臨‘有材不好用、好材不敢用’的問題。”在中國化學纖維工業協會副會長呂佳濱看來，近年來，工信部等部門聯合開展重點新材料首批次應用保險補償機制試點工作，對加強供需對接、分擔應用風險發揮了很好的作用。此外，下達中央預算內投資資金，成立國家制造業轉型升級基金，支持新材料生產應用示範、測試評價、資源共享平台建設等一系列舉措，都有力推動了行業的快速發展。
抓住“窗口期” 前景更可期
“十四五”時期向着更足供應、更高品質、更小差距發力
受疫情影響，全球產業鏈供應鏈處於調整的“窗口期”，如何把握機會、充分挖潛，增強產業鏈供應鏈韌性，支撐高質量發展？接受採訪的新材料企業有着清晰規劃——
為了更足供應擴產。“新能源玻璃行業發展前景較好，我們在安徽合肥和桐城的光伏電池封裝材料項目正在建設中，總投資額約17.8億元。”章榕預計，到2023年，洛陽玻璃的產能將由目前的2000噸增至1萬噸以上。
瞄準更高品質升級。中復神鷹公司最近正集中技術力量研發高性能碳纖維T1100，力爭年底實驗線建設成功。“現在是國內碳纖維企業扭轉局面的最好機會。要推出具有高附加值的碳纖維及先進複合材料製品，填補高端市場應用空白，增強企業的核心競爭力。”連峯説。
向着更小差距發力。“高端的氮化硅陶瓷粉體仍然受制於國外，我們正在攻關，目前小批量供貨沒有問題，接下來要解決大批量生產的穩定性。”儘管難度不小，孫峯依然充滿信心。
新材料產業前景可期，掌握核心技術仍是關鍵所在。“一些處於‘風口’的新材料產業已經出現了一窩蜂追逐的跡象。光買成套裝備，沒有核心技術，很難在這個行業脱穎而出。另外，同一種新材料在不同領域的應用工藝也各不相同，其他領域同樣要做好技術儲備。”呂佳濱認為。
掌握核心技術，形成與產業鏈供應鏈相匹配的創新鏈條，要深化改革，完善創新體系。對此，中材人工晶體研究院有限公司的科研人員感受深刻。科技成果轉化收益的一半分給團隊，讓他們幹勁十足。“以前市場意識淡薄，大量科研成果放在‘抽屜’裏閒置。如今，大家都主動開展產業鏈及市場調研，挖掘科技成果的應用方向和市場需求。”中材人工晶體研究院有限公司科技管理部經理張微説。今年7月，中國建材集團還發起成立了150億元的新材料產業投資基金，助力新材料跨過從初期市場培育到推廣應用的“驚險一躍”。
“‘十四五’時期，我們將繼續向高端化、量產化、全球化進軍，加快攻克重要材料領域的‘卡脖子’技術，助力我國產業鏈供應鏈自主可控。”周育先説。
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