新經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域系列《產(chǎn)業(yè)內(nèi)參》新材料是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石,全球三分之二的創(chuàng)新都是基于材料領(lǐng)域的創(chuàng)新,。復(fù)合材料作為新材料中不可分割的一部分,,廣泛應(yīng)用于國民生活的各個領(lǐng)域,市場前景廣闊,。近年來,,隨著碳纖維復(fù)合材料、3D打印復(fù)合材料等的熱捧,,復(fù)合材料市場的發(fā)展愈發(fā)受到廣泛關(guān)注,,尤其是行業(yè)中下游的制品領(lǐng)域更是備受青睞,已成為當(dāng)下萬億級創(chuàng)業(yè)風(fēng)口,。復(fù)合材料及應(yīng)用是新材料產(chǎn)業(yè)的重要方向,,是一個國家尖端技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志,。復(fù)合材料是由基質(zhì)和增強(qiáng)劑隨機(jī)復(fù)合而成,,具有耐熱、耐腐蝕,、高強(qiáng)度,、輕質(zhì)等特點,可設(shè)計性強(qiáng),;復(fù)合材料及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)體系龐大,,產(chǎn)品種類眾多,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,,向下游的延伸空間巨大,。復(fù)合材料最先是在軍用飛機(jī)結(jié)構(gòu)件上得到成功應(yīng)用,后逐漸在民用飛機(jī)波音,、空客等干線客機(jī)中的應(yīng)用比例越來越高,。目前,,除了航空航天、汽車,、風(fēng)電,、建筑等領(lǐng)域外,復(fù)合材料在體育休閑,、醫(yī)療器械,、游艇、化工防腐等領(lǐng)域也開始得到廣泛的應(yīng)用,。在汽車,、建筑、工業(yè)設(shè)備,、基礎(chǔ)工程等領(lǐng)域,,復(fù)合材料未來替代傳統(tǒng)材料的發(fā)展空間非常大;隨著航天,、新能源,、節(jié)能環(huán)保、高端裝備等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展,,高性能復(fù)合材料蘊(yùn)含巨大的商機(jī),。同時,復(fù)合材料行業(yè)也是許多高度垂直的市場,,如航空航天,、風(fēng)電葉片、電子產(chǎn)品,、汽車(結(jié)構(gòu)件,、電池)、石油和天然氣,、體育休閑用品,、公共事業(yè)設(shè)施(電纜、管道),、其他工業(yè)應(yīng)用(儲罐,、軌道轉(zhuǎn)向架)、建筑橋梁等行業(yè),,不同行業(yè)對復(fù)合材料產(chǎn)品的需求差別很大,。 2013-2019全球碳纖維分領(lǐng)域需求增速情況 以碳纖維為例,全球超50%的碳纖維材料應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域,,2019年風(fēng)電葉片,、航空航天、體育休閑及汽車工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用占比74%,從2013-2019全球碳纖維分領(lǐng)域需求增速情況來看,,汽車零部件領(lǐng)域市場實現(xiàn)快速增長,,航空航天、風(fēng)電葉片等領(lǐng)域具備較大的發(fā)展?jié)摿?,體育休閑用品的應(yīng)用市場增長放緩,。從產(chǎn)值看,航空航天領(lǐng)域應(yīng)用以高端碳纖維為主,,其銷售額占全球碳纖維市場產(chǎn)值的比重接近一半,。 復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展特征目前,高性能纖維及復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)以日本,、美國,、歐盟為優(yōu)勢主體。在全球復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)重心由歐美發(fā)達(dá)國家轉(zhuǎn)向亞洲的大趨勢下,,中國成為亞洲復(fù)合材料增長最快,、最大的生產(chǎn)和消費國。風(fēng)能,、大型飛機(jī),、汽車工業(yè)、建筑業(yè),、造船,、環(huán)保等,成為我國復(fù)合材料市場的主導(dǎo)力量,。 近十年來,,我國復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)持續(xù)向前發(fā)展,產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)十年居世界首位,,超過全球總產(chǎn)量的30%,,但大部分為中低端產(chǎn)品。2019年中國復(fù)合材料制品總產(chǎn)量445萬噸,,同比增長3.5%,,規(guī)模以上企業(yè)主營業(yè)務(wù)收入同比增長34.2%,利潤總額同比增長50.2%,。由此可見,,我國復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和附加值都在不斷提升,。復(fù)合材料的研發(fā)及工程化應(yīng)用依賴新原理、新方法,、新技術(shù),、新工藝以及新裝備的綜合運用,以基礎(chǔ)材料技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化裝備技術(shù)為主,。以碳纖維及其復(fù)合材料為例,,我國復(fù)合材料落后國外先進(jìn)企業(yè)一代以上,,航空航天等高端應(yīng)用主要依靠進(jìn)口。在國外高端技術(shù)加強(qiáng)管制的背景下,,只有顛覆性突破前沿創(chuàng)新技術(shù),、規(guī)模化穩(wěn)定制備技術(shù),、增強(qiáng)復(fù)合材料技術(shù),、復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)等,同時降低產(chǎn)品成本,,才能實現(xiàn)碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的更大發(fā)展,。 國內(nèi)復(fù)合材料企業(yè)與高校,、科研院所等合作建立工程技術(shù)中心,、聯(lián)合實驗室等,形成了良好的產(chǎn)學(xué)研互動,,如中復(fù)神鷹,、吉林化纖等行業(yè)龍頭,均與各大高校,、科研院所存在合作,。地方政府也通過搭建研發(fā)平臺等方式與科研機(jī)構(gòu)形成了廣泛的合作,科技成果轉(zhuǎn)化非?;钴S,。產(chǎn)業(yè)園區(qū)更是通過與研究機(jī)構(gòu)和公共技術(shù)平臺、企業(yè)技術(shù)中心,、工程技術(shù)中心等開展深度合作,,構(gòu)建從研發(fā)到轉(zhuǎn)化的“無縫雙向車道”。 復(fù)合材料優(yōu)勢企業(yè)主要通過擴(kuò)張裂變實現(xiàn)快速成長,。一方面,復(fù)合材料企業(yè)涉足下游應(yīng)用領(lǐng)域和上游關(guān)鍵材料的研發(fā),,甚至跨行業(yè)從事復(fù)合材料的設(shè)計,、復(fù)合材料的檢測等服務(wù)業(yè)領(lǐng)域;另一方面,,復(fù)合材料企業(yè)進(jìn)入其他復(fù)合材料領(lǐng)域,,如熱固性復(fù)合材料企業(yè)發(fā)展熱塑性復(fù)合材料等。汽車,、飛機(jī),、風(fēng)電等行業(yè)的龍頭企業(yè)也進(jìn)軍復(fù)合材料行業(yè),進(jìn)行各領(lǐng)域復(fù)合材料的應(yīng)用研究。典型如鷹游集團(tuán)已建立中復(fù)神鷹碳纖維,、碳塑復(fù)合材料,、碳纖維自行車等多家公司。 復(fù)合材料在新技術(shù),、新工藝、新應(yīng)用,、新融合以及回收利用等領(lǐng)域,,都呈現(xiàn)較多的創(chuàng)新機(jī)會。從2019年研發(fā)熱點看,,有復(fù)合材料技術(shù)創(chuàng)新如納米級連續(xù)孔結(jié)構(gòu)的多孔碳纖維等,,制備技術(shù)創(chuàng)新如連續(xù)玄武巖纖維單元池窯生產(chǎn)技術(shù)等,復(fù)合材料應(yīng)用創(chuàng)新如碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線,、碳纖維復(fù)合材料無人機(jī)等,,與3D打印結(jié)合如連續(xù)纖維3D打印技術(shù)的新型玄武巖纖維復(fù)合材料等,復(fù)合材料回收利用如碳纖維材料回收利用加工成非織造碳纖維氈等,。 如何打造復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)集群從產(chǎn)業(yè)集聚看,,復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)主要呈現(xiàn)三條增長路徑,新產(chǎn)品驅(qū)動,、新技術(shù)驅(qū)動和新生態(tài)驅(qū)動,。 最早的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,大多源于某類產(chǎn)品制備技術(shù)的突破,,實現(xiàn)產(chǎn)品規(guī)?;€(wěn)定量產(chǎn)和進(jìn)口替代,如脫胎于鷹游紡機(jī)的中復(fù)神鷹碳纖維,,2005年開始碳纖維技術(shù)攻關(guān),,2008年建成千噸級SYT35(T300級)碳纖維生產(chǎn)線,從而開啟了連云港碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,。目前,,中復(fù)神鷹已成長為國內(nèi)碳纖維行業(yè)的龍頭企業(yè),系統(tǒng)掌握了T300級,、T700級,、T800級千噸級技術(shù)和T1000級、M30級,、M35級,、M40級百噸級技術(shù)。復(fù)合材料的原材料主要是化工和冶金等常規(guī)原料,,其發(fā)展主要依賴于技術(shù)創(chuàng)新突破,,以碳纖維為例就是原絲,、碳纖維,、復(fù)合材料及其制備機(jī)械技術(shù),。一個地區(qū)復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大,主要依靠具有研發(fā)優(yōu)勢的龍頭企業(yè),,延伸其上下游產(chǎn)業(yè)鏈,,發(fā)揮自身資源優(yōu)勢和科研力量,形成產(chǎn)學(xué)研技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟,,從而帶動整個復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,。 復(fù)合材料新技術(shù)特別是原創(chuàng)技術(shù)的開發(fā),難度高,、周期長,、投資大,需要與應(yīng)用開發(fā)形成聯(lián)動發(fā)展,、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)迭代,。一種有效的路徑,是建立基于核心復(fù)合材料技術(shù)的產(chǎn)業(yè)孵化基地,,面向豐富的創(chuàng)新機(jī)會,、應(yīng)用場景,招引“應(yīng)用產(chǎn)品創(chuàng)新研發(fā)企業(yè)”,、“行業(yè)知名品牌銷售企業(yè)”,,形成“核心材料自主研發(fā)-行業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計-品牌合作快速銷售”的產(chǎn)業(yè)共同體經(jīng)濟(jì)。復(fù)合材料本身產(chǎn)業(yè)鏈短,,但下游應(yīng)用領(lǐng)域廣闊。所以,,瞄準(zhǔn)下游應(yīng)用領(lǐng)域,,主動對接、主動出擊,,促進(jìn)汽車,、航空航天等領(lǐng)域的大型企業(yè)涉足復(fù)合材料產(chǎn)業(yè),進(jìn)行資金和技術(shù)的投入,,對復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展尤為重要,。在能源領(lǐng)域,發(fā)展煙氣脫硫裝置,、輸變電設(shè)備等在內(nèi)的清潔,、可再生能源用復(fù)合材料;在汽車領(lǐng)域,,發(fā)展碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在汽車底盤及剎車片,、GMT片材在保險杠,、儀器表、發(fā)動機(jī)罩等部件上的應(yīng)用,。此外,,可以不斷延伸復(fù)合材料在游艇、體育休閑領(lǐng)域以及道路,、橋梁,、房屋等基礎(chǔ)設(shè)施中的應(yīng)用開發(fā)。 航空航天復(fù)合材料,、汽車復(fù)合材料、包裝復(fù)合材料等產(chǎn)業(yè)化過程中都需要工業(yè)設(shè)計行業(yè)的加入,,以滿足人們個性化的發(fā)展需求,,而技術(shù)和材料的運用對工業(yè)設(shè)計的成敗影響重大,復(fù)合材料也被廣泛運用到工業(yè)設(shè)計中,。在發(fā)展復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的時候,,可借助工業(yè)設(shè)計來帶動復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。首先,,在復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展先期,,可引進(jìn)相關(guān)工業(yè)設(shè)計人才和企業(yè),促進(jìn)復(fù)合材料相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計和開發(fā),;另一方面,,鼓勵汽車、航空航天,、船舶等領(lǐng)域的企業(yè),,進(jìn)行復(fù)合零部件的設(shè)計,發(fā)展工業(yè)設(shè)計服務(wù)業(yè),,把復(fù)合材料推向應(yīng)用市場,。
發(fā)展壯大復(fù)合材料產(chǎn)業(yè),,單純依靠復(fù)合材料企業(yè)數(shù)量的增長來提高市場占有率是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期,可抓住相關(guān)產(chǎn)業(yè)升級的機(jī)遇,,促進(jìn)行業(yè)龍頭企業(yè)涉足復(fù)合材料領(lǐng)域,。如吉林化纖集團(tuán)是生產(chǎn)粘膠纖維、腈綸等產(chǎn)品的大型化纖企業(yè),,后進(jìn)軍碳纖維領(lǐng)域,,現(xiàn)已成為我國碳纖維原絲生產(chǎn)的龍頭企業(yè)。在復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)形成規(guī)模后,,可促進(jìn)復(fù)合材料企業(yè)與高校,、科研院所以及下游應(yīng)用領(lǐng)域企業(yè)實現(xiàn)對接,,合作裂變出新的企業(yè),涉足復(fù)合材料新的領(lǐng)域,,拓寬復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)鏈,,促進(jìn)復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)展。
案例鏈接:威海市復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)集群 威海市依托光威復(fù)材等行業(yè)龍頭企業(yè),,通過建立碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院,、復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)集群子基金等舉措,,通過產(chǎn)業(yè)延鏈,、補(bǔ)鏈、強(qiáng)鏈,,中小企業(yè)梯次跟進(jìn),,實現(xiàn)了從上游科研到下游應(yīng)用的全鏈突破,2019年復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)集群實現(xiàn)主營業(yè)務(wù)收入227.8億元,。 光威復(fù)材為國內(nèi)碳纖維行業(yè)龍頭企業(yè),,已經(jīng)搭建起上下游一體化全產(chǎn)業(yè)鏈條,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航空航天,、電子通訊,、兵器裝備、核電裝備,、船舶制造,、風(fēng)電葉片、軌道交通,、高端體育休閑用品等領(lǐng)域,,在戶外裝備、魚竿漁具等領(lǐng)域設(shè)立子公司,。光威復(fù)材依托碳纖維產(chǎn)業(yè)園設(shè)立碳纖維產(chǎn)業(yè)孵化園區(qū),,對碳纖維及其復(fù)合材料制品領(lǐng)域的尖端技術(shù)、產(chǎn)品和人才進(jìn)行開發(fā),、孵化和吸收,。
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東灘智庫隆重推出新經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域系列《產(chǎn)業(yè)內(nèi)參》
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