吕春祥：见证国产碳纤维从自立到自强

2022年对于纤维领域而言是极特殊的一年。这一年，国产碳纤维终成长为中国市场的主流供应，国产份额首次超越了进口量。对于行业发展现状，中国科学院山西煤炭化学研究所研究员、碳纤维制备技术国家工程实验室主任吕春祥收集了详细的数据，有着自己的判断。

作为碳纤维领域优秀的学术带头人，吕春祥预测，国产替代的趋势将会愈来愈强，中国大陆企业占据全球产能半壁江山指日可待。“不仅仅是产量，在技术方面我们也有着巨大飞跃。过去，我们一直跟着日本人的脚步走，始终慢一拍，但是第三代高强高模量高延伸率碳纤维的研发竞赛，才是我们是实现从跟踪仿制到自主技术体系跨越的标志，有望实现从跟跑到并跑。”近日，吕春祥在接受《中国科学报》记者专访时，介绍了碳纤维领域填平差距、追赶跨越的幕后故事。

从“跟跑”到“并跑”

碳纤维被称为“黑黄金”，具有力学性能优异、耐高温腐蚀的特性，是实现运载火箭、航天器、大飞机、兵器舰船等国家重大工程和高端装备建设的物质基础，也是推动新能源、交通运输、体育健康等战略新兴产业升级的加力引擎。

上世纪九十年代以来，我国对于碳纤维的市场需求日益增长，但是其生产技术一直被国外垄断，甚至不得不承受数千甚至上万元每公斤的漫天要价。2005年以来，西方发达国家对我国碳纤维技术和产品实行更严格的禁运，导致我国高端领域陷入“无粮可用”的境地。

在国家高端碳纤维供应陷入困境之际，中科院山西煤化所接过碳纤维研发的重担。在2005年到2008年这3年间，吕春祥带领团队与时间赛跑，攻克T300碳纤维工程化关键技术，开发出集生产工艺和关键装备于一体的国产化技术，突破了国外的技术封锁。随后，团队又相继突破了T700、T800等系列高性能聚丙烯腈碳纤维产业化技术，并成功实现了技术转移转化。

吕春祥表示，每一代碳纤维技术迭代周期非常长，第二代碳纤维T800产品诞生于1984年的日本，一直到2009年才在波音787、空客A380客机上大规模应用，市场应用端足足考验了25年。在打破技术封锁，到并驾齐驱的过程中，吕春祥及其团队将极长的研发时间大幅度缩小。

最近几年，我国和日、美先后提出研发第三代碳纤维，这一次有望彻底扭转国产碳纤维发展的被动局面。吕春祥说：“很多人低估了碳纤维研发的难度，过去，我们一直跟着日本人的脚步走，始终慢一拍，但是第三代高强高模高延伸率碳纤维的研发竞赛，才是我们是实现从跟踪仿制到自主技术体系跨越的标志，有望实现从跟跑到并跑。”

党的二十大报告“加快实现高水平科技自立自强，加快建设科技强国”的号召言犹在耳，作为一名见证碳纤维材料发展过程的科技工作者，吕春祥深感责任重大。

煤并不是山西唯一的特色，山西急缺高科技的名片。每次来北京参会，吕春祥都会带上一些科技产品，碳纤维、羽毛球拍、碳纤维头盔等新产品。这些产品用的原材料碳纤维很多出自山西本地。

中科院山西煤化所是中国碳纤维技术研发的一支重要力量。2012年，研究所与太钢集团合作从事高端碳纤维及其复合材料生产、研发。2017年6月22日，习近平总书记曾专程视察了太钢集团山西钢科T800级碳纤维生产线。

吕春祥表示，碳纤维领域的艰辛探索是我国加快实现高水平科技自立自强的一个缩影，希望钢科公司将来作为我们国家航天领域用得上、靠得住、离不开的保障基地，成为科技成果转移转化的典型，为高端新材料产业做大做强提供经验。

特殊领域技术攻关要发挥举国体制的优势

最近，吕春祥又一次聚焦碳纤维产业和技术。他表示，由于历史欠账太多，碳纤维产业发展距离国防建设和国民经济的需求还有很大差距，存在着产业大而不强、重复建设严重，行业缺乏全产业链均衡发展，国际化经营还未起步的问题亟待解决。

吕春祥认为，继2010年前后第一轮碳纤维产业热潮后，近年来又出现第二次产业高潮，社会资本“过热”地进入，产业技术“同质化”现象严重，低端产品产能扩张加剧，加上国外对我国民用碳纤维产品不定期的禁运和倾销，恶性竞争的风险加大。

“而这种恶性竞争的风险，不利于碳纤维产业的发展壮大，急需国家相关部门介入。”吕春祥在建议中表现出了忧虑。

“行业健康与否与科学技术的进步息息相关。在当前国际国内特殊环境下，实现高水平科技自立自强，首先要明白自立自强的要义，自立指的不求别人，自强指的是赶超跨越。”谈到科技自立自强的路径，吕春祥提到，大力协同的体质非常重要。

吕春祥回忆，2008年前后，碳纤维国产化攻关大会战时，在国家层面的高度关注和部委的强力协调下，攻关工作打破了以前各自为政的局面。至今，中国科学院山西煤化所的扬州碳纤维生产基地都挂着“发挥优势，大力协同，锲而不舍，不辱使命”的标语，把当年的会战心得凝聚成为科研文化，特别是当前与欧美等西方国家的市场、技术脱钩风险加大的情况下，大力协同这个法宝更应该拿起来。

扎实调研才能出具科学意见

平日里，吕春祥除了要组织自己的课题攻关，还密切关注着近期落地山西的碳纤维企业，围绕新材料、科技、能源、环保话题开展视察、执法检查、调研活动。

2018年起，吕春祥每年都要到多个省市开展执法检查，每年一个检查的主题。“对待不熟悉的领域在学习了解之前，不能轻易下结论。”但是调研路上的漫长学习，让吕春祥在材料研究之外掌握了更多的知识，能源互联网对山西有什么特殊作用？山西为什么要发展风光电新能源？山西如何发展氢能？吕春祥将目光注入到煤炭、能源等关键领域。

在内蒙古督查时，吕春祥结合自己在山西的所见所闻，与其他专家合作围绕煤电企业发展困境开展大量调研，为破解“煤电矛盾”的寻找了一条路径。他提出了支持晋陕蒙资源富集地区大力推进煤电联营及“煤电一体化”的建议。

吕春祥说，晋陕蒙占地面积较为广阔，具备建设大型能源工业基地提供地理上的优势。“煤电一体”实现了煤电、煤炭的深度融合，将会促进上下游产业协同和“抱团取暖”。

他在建议中提到，从规划阶段就需要确保“煤”和“电”服役时间的匹配度，避免出现一体化的一方资源枯竭或临近退役，另一方不得不重新寻求上下游用户。同时，也需要对“一体化电厂”销售煤炭设置必要的限制，避免出现因煤价持续上涨，电厂“发电不赚钱，卖煤赚钱”等现象。

针对科技成果转化率不高的现状，吕春祥也有自己的思考。他被邀请担任科技成果转化项目的评审专家，经常“毙掉”自己认为技术成熟度不够的产业项目，“有的项目在我这里没有松口，申请方甚至不想让我当评审会组长”。吕春祥表示科技成果转化有一套完整的技术成熟度评估体系，简单来说，技术成熟度分9级，实验室级别的一般为1-3级，工业化的项目在6级以上，达不到这个标准的项目，这时就要扪心自问“支持的这个项目到底时机对不对，市场成熟不成熟”，吕春祥认为，出具专家意见，必须要有实事求是的一把标尺放在心间。

吕春祥表示，科技项目投资一定要有国际眼光和站位，筛选出有前景的科技领域，特别是立足于山西省内，科技经费花在刀刃上非常考量决策，需要科学的思维。