【中國科學報】呂春祥：見證國產(chǎn)碳纖維從自立到自強
呂春祥?受訪者供圖
■本報記者 李清波
2022年對于碳纖維領(lǐng)域而言是極其特殊的一年。這一年，國產(chǎn)碳纖維終于成為市場主流，國產(chǎn)份額首次超越進口量。
作為碳纖維領(lǐng)域的學術(shù)帶頭人，中國科學院山西煤炭化學研究所（以下簡稱山西煤化所）研究員、碳纖維制備技術(shù)國家工程實驗室主任呂春祥預(yù)測，碳纖維國產(chǎn)替代的趨勢將會越來越強，中國大陸企業(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，而第三代高強高模高延伸率碳纖維的研發(fā)競賽，才是我們實現(xiàn)從跟蹤仿制到自主技術(shù)體系跨越的標志。”近日，呂春祥接受了《中國科學報》的專訪。
從“跟跑”到“并跑”
碳纖維被稱為“黑黃金”，具有力學性能優(yōu)異、耐高溫腐蝕的特性，是實現(xiàn)運載火箭、航天器、大飛機、兵器艦船等國家重大工程和高端裝備建設(shè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是推動新能源、交通運輸、體育健康等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)升級的引擎。
自20世紀90年代以來，我國碳纖維生產(chǎn)技術(shù)一直被國外壟斷，甚至不得不承受每公斤數(shù)千元甚至上萬元的高價。2005年以來，西方發(fā)達國家對我國碳纖維技術(shù)和產(chǎn)品實行更嚴格的禁運，導致我國高端碳纖維領(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)團隊與時間賽跑，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)鍵裝備于一體的國產(chǎn)化技術(shù)，打破了國外的技術(shù)封鎖。隨后，團隊又相繼突破了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，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客機上大規(guī)模應(yīng)用，市場應(yīng)用端足足對其考驗了25年。在打破技術(shù)封鎖到并駕齊驅(qū)的過程中，呂春祥團隊將極長的研發(fā)時間大幅度縮短。
“最近幾年，我國和日、美先后提出研發(fā)第三代碳纖維，這一次有望徹底扭轉(zhuǎn)國產(chǎn)碳纖維發(fā)展的被動局面。”呂春祥說。
山西煤化所是中國碳纖維技術(shù)研發(fā)的一支重要力量。2012年，該所與太鋼集團合作從事高端碳纖維及復(fù)合材料生產(chǎn)、研發(fā)。2017年，習近平總書記曾專程視察了太鋼集團山西鋼科T800級碳纖維生產(chǎn)線。
每次來北京參會，呂春祥都會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加快實現(xiàn)高水平科技自立自強的一個縮影。
特殊領(lǐng)域技術(shù)攻關(guān)要發(fā)揮舉國體制的優(yōu)勢
最近，呂春祥又一次聚焦碳纖維產(chǎn)業(yè)和技術(shù)。他表示，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展與國防建設(shè)和國民經(jīng)濟的需求還有很大差距，產(chǎn)業(yè)大而不強、重復(fù)建設(shè)嚴重、行業(yè)缺乏全產(chǎn)業(yè)鏈均衡發(fā)展、國際化經(jīng)營還未起步的問題亟待解決。
呂春祥認為，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，但社會資本的“過熱”進入，導致產(chǎn)業(yè)技術(shù)“同質(zhì)化”現(xiàn)象嚴重，低端產(chǎn)品產(chǎn)能擴張加劇，加上國外對我國民用碳纖維產(chǎn)品不定期的禁運和傾銷，惡性競爭的風險加大。
“而這種惡性競爭的風險，不利于碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大，急需國家相關(guān)部門介入。”呂春祥說。他回憶，2008年前后碳纖維國產(chǎn)化攻關(guān)大會戰(zhàn)時，在國家層面的高度關(guān)注下，才打破了以前各自為政的局面。
呂春祥表示，山西煤化所揚州碳纖維生產(chǎn)基地掛著“發(fā)揮優(yōu)勢，大力協(xié)同，鍥而不舍，不辱使命”的標語，把當年的會戰(zhàn)心得凝聚成為科研文化，特別是在當前與歐美等西方國家的市場、技術(shù)脫鉤風險加大的情況下，“大力協(xié)同”這個法寶更應(yīng)該拿起來。
扎實調(diào)研才能提出科學意見
作為全國人大代表，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。
2018年起，呂春祥每年都要到多個省份開展執(zhí)法檢查，每年一個檢查主題。“對待不熟悉的領(lǐng)域，在學習了解之前不能輕易下結(jié)論。”調(diào)研路上的學習，讓呂春祥在材料研究之外掌握了更多知識，也讓他將目光投入到煤炭、能源等關(guān)鍵領(lǐng)域。
針對科技成果轉(zhuǎn)化率不高的現(xiàn)狀，呂春祥有自己的思考。他被邀請擔任科技成果轉(zhuǎn)化項目的評審專家，經(jīng)常“斃掉”自己認為技術(shù)成熟度不高的產(chǎn)業(yè)項目。
呂春祥表示，科技成果轉(zhuǎn)化要有一套完整的技術(shù)成熟度評估體系，簡單來說，技術(shù)成熟度分9級，實驗室級別的一般為1~3級，工業(yè)化的項目在6級以上，如果達不到這個標準，這時就要捫心自問“支持的這個項目時機到底對不對、市場成熟不成熟”。呂春祥認為，提出專家意見，必須要有一把實事求是的標尺放在心間。
呂春祥表示，科技項目投資一定要有國際眼光和站位，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)費花在刀刃上，這需要科學思維。
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