呂春祥：見證國產碳纖維從自立到自強

　　2022年對于纖維領域而言是極特殊的一年。這一年，國產碳纖維終成長為中國市場的主流供應，國產份額首次超越了進口量。對于行業發展現狀，中國科學院山西煤炭化學研究所研究員、碳纖維制備技術國家工程實驗室主任呂春祥收集了詳細的數據，有著自己的判斷。

　　作為碳纖維領域優秀的學術帶頭人，呂春祥預測，國產替代的趨勢將會愈來愈強，中國大陸企業占據全球產能半壁江山指日可待。“不僅僅是產量，在技術方面我們也有著巨大飛躍。過去，我們一直跟著日本人的腳步走，始終慢一拍，但是第三代高強高模量高延伸率碳纖維的研發競賽，才是我們是實現從跟蹤仿制到自主技術體系跨越的標志，有望實現從跟跑到并跑。”近日，呂春祥在接受《中國科學報》記者專訪時，介紹了碳纖維領域填平差距、追趕跨越的幕后故事。

　　從“跟跑”到“并跑”

　　碳纖維被稱為“黑黃金”，具有力學性能優異、耐高溫腐蝕的特性，是實現運載火箭、航天器、大飛機、兵器艦船等國家重大工程和高端裝備建設的物質基礎，也是推動新能源、交通運輸、體育健康等戰略新興產業升級的加力引擎。

　　上世紀九十年代以來，我國對于碳纖維的市場需求日益增長，但是其生產技術一直被國外壟斷，甚至不得不承受數千甚至上萬元每公斤的漫天要價。2005年以來，西方發達國家對我國碳纖維技術和產品實行更嚴格的禁運，導致我國高端領域陷入“無糧可用”的境地。

　　在國家高端碳纖維供應陷入困境之際，中科院山西煤化所接過碳纖維研發的重擔。在2005年到2008年這3年間，呂春祥帶領團隊與時間賽跑，攻克T300碳纖維工程化關鍵技術，開發出集生產工藝和關鍵裝備于一體的國產化技術，突破了國外的技術封鎖。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業化技術，并成功實現了技術轉移轉化。

　　呂春祥表示，每一代碳纖維技術迭代周期非常長，第二代碳纖維T800產品誕生于1984年的日本，一直到2009年才在波音787、空客A380客機上大規模應用，市場應用端足足考驗了25年。在打破技術封鎖，到并駕齊驅的過程中，呂春祥及其團隊將極長的研發時間大幅度縮小。

　　最近幾年，我國和日、美先后提出研發第三代碳纖維，這一次有望徹底扭轉國產碳纖維發展的被動局面。呂春祥說：“很多人低估了碳纖維研發的難度，過去，我們一直跟著日本人的腳步走，始終慢一拍，但是第三代高強高模高延伸率碳纖維的研發競賽，才是我們是實現從跟蹤仿制到自主技術體系跨越的標志，有望實現從跟跑到并跑。”

　　黨的二十大報告“加快實現高水平科技自立自強，加快建設科技強國”的號召言猶在耳，作為一名見證碳纖維材料發展過程的科技工作者，呂春祥深感責任重大。

　　煤并不是山西唯一的特色，山西急缺高科技的名片。每次來北京參會，呂春祥都會帶上一些科技產品，碳纖維、羽毛球拍、碳纖維頭盔等新產品。這些產品用的原材料碳纖維很多出自山西本地。

　　中科院山西煤化所是中國碳纖維技術研發的一支重要力量。2012年，研究所與太鋼集團合作從事高端碳纖維及其復合材料生產、研發。2017年6月22日，習近平總書記曾專程視察了太鋼集團山西鋼科T800級碳纖維生產線。

　　呂春祥表示，碳纖維領域的艱辛探索是我國加快實現高水平科技自立自強的一個縮影，希望鋼科公司將來作為我們國家航天領域用得上、靠得住、離不開的保障基地，成為科技成果轉移轉化的典型，為高端新材料產業做大做強提供經驗。

　　特殊領域技術攻關要發揮舉國體制的優勢

　　最近，呂春祥又一次聚焦碳纖維產業和技術。他表示，由于歷史欠賬太多，碳纖維產業發展距離國防建設和國民經濟的需求還有很大差距，存在著產業大而不強、重復建設嚴重，行業缺乏全產業鏈均衡發展，國際化經營還未起步的問題亟待解決。

　　呂春祥認為，繼2010年前后第一輪碳纖維產業熱潮后，近年來又出現第二次產業高潮，社會資本“過熱”地進入，產業技術“同質化”現象嚴重，低端產品產能擴張加劇，加上國外對我國民用碳纖維產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，不利于碳纖維產業的發展壯大，急需國家相關部門介入。”呂春祥在建議中表現出了憂慮。

　　“行業健康與否與科學技術的進步息息相關。在當前國際國內特殊環境下，實現高水平科技自立自強，首先要明白自立自強的要義，自立指的不求別人，自強指的是趕超跨越。”談到科技自立自強的路徑，呂春祥提到，大力協同的體質非常重要。

　　呂春祥回憶，2008年前后，碳纖維國產化攻關大會戰時，在國家層面的高度關注和部委的強力協調下，攻關工作打破了以前各自為政的局面。至今，中國科學院山西煤化所的揚州碳纖維生產基地都掛著“發揮優勢，大力協同，鍥而不舍，不辱使命”的標語，把當年的會戰心得凝聚成為科研文化，特別是當前與歐美等西方國家的市場、技術脫鉤風險加大的情況下，大力協同這個法寶更應該拿起來。

　　扎實調研才能出具科學意見

　　平日里，呂春祥除了要組織自己的課題攻關，還密切關注著近期落地山西的碳纖維企業，圍繞新材料、科技、能源、環保話題開展視察、執法檢查、調研活動。

　　2018年起，呂春祥每年都要到多個省市開展執法檢查，每年一個檢查的主題。“對待不熟悉的領域在學習了解之前，不能輕易下結論。”但是調研路上的漫長學習，讓呂春祥在材料研究之外掌握了更多的知識，能源互聯網對山西有什么特殊作用？山西為什么要發展風光電新能源？山西如何發展氫能？呂春祥將目光注入到煤炭、能源等關鍵領域。

　　在內蒙古督查時，呂春祥結合自己在山西的所見所聞，與其他專家合作圍繞煤電企業發展困境開展大量調研，為破解“煤電矛盾”的尋找了一條路徑。他提出了支持晉陜蒙資源富集地區大力推進煤電聯營及“煤電一體化”的建議。

　　呂春祥說，晉陜蒙占地面積較為廣闊，具備建設大型能源工業基地提供地理上的優勢。“煤電一體”實現了煤電、煤炭的深度融合，將會促進上下游產業協同和“抱團取暖”。

　　他在建議中提到，從規劃階段就需要確保“煤”和“電”服役時間的匹配度，避免出現一體化的一方資源枯竭或臨近退役，另一方不得不重新尋求上下游用戶。同時，也需要對“一體化電廠”銷售煤炭設置必要的限制，避免出現因煤價持續上漲，電廠“發電不賺錢，賣煤賺錢”等現象。

　　針對科技成果轉化率不高的現狀，呂春祥也有自己的思考。他被邀請擔任科技成果轉化項目的評審專家，經常“斃掉”自己認為技術成熟度不夠的產業項目，“有的項目在我這里沒有松口，申請方甚至不想讓我當評審會組長”。呂春祥表示科技成果轉化有一套完整的技術成熟度評估體系，簡單來說，技術成熟度分9級，實驗室級別的一般為1-3級，工業化的項目在6級以上，達不到這個標準的項目，這時就要捫心自問“支持的這個項目到底時機對不對，市場成熟不成熟”，呂春祥認為，出具專家意見，必須要有實事求是的一把標尺放在心間。

　　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域，特別是立足于山西省內，科技經費花在刀刃上非常考量決策，需要科學的思維。