可以這樣形容，對于仍處于“成長期”的我國高性能纖維及其復(fù)合材料行業(yè)來說，在“十三五”期間要想獲得突破性發(fā)展，縮短“與發(fā)達(dá)國家之間仍存在的15年左右的差距（中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會會長端小平語）”，就必須打勝“陸地戰(zhàn)役”和“空中戰(zhàn)役”這兩場“硬仗”。所謂“陸地戰(zhàn)役”，是指在高鐵、汽車等交通領(lǐng)域的輕量化技術(shù)和應(yīng)用必須突破；所謂“空中戰(zhàn)役”，是指在大飛機(jī)等領(lǐng)域的輕量化技術(shù)和應(yīng)用必須突破。
 

    眾所周知，高性能纖維是航空、航天、國防建設(shè)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、科技進(jìn)步等領(lǐng)域不可或缺的重要戰(zhàn)略物資，也是低碳經(jīng)濟(jì)和先進(jìn)制造業(yè)中輕量化的核心技術(shù)之一。中國工程院院士蔣士成指出：“建立中國自己的高性能纖維與復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)，對國家安全和社會發(fā)展具有重要意義。目前，我國碳纖維、芳綸等高性能纖維已經(jīng)走過了‘從無到有’的發(fā)展階段，但是，產(chǎn)品的應(yīng)用開發(fā)研究滯后于產(chǎn)能的發(fā)展，這已經(jīng)成為制約高性能纖維與復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。”

    因此，在查找我國高性能纖維及其復(fù)合材料在下游領(lǐng)域應(yīng)用方面與發(fā)達(dá)國家存在差距的基礎(chǔ)上，如何結(jié)合我國新能源汽車、高鐵等行業(yè)快速發(fā)展的實(shí)際狀況，尋找到下一步發(fā)展的突破口和著力點(diǎn)至關(guān)重要。

    “汽車戰(zhàn)”：

    配合新能源汽車技術(shù)開發(fā)成突破口

    高性能纖維具有眾多的應(yīng)用領(lǐng)域和市場，汽車輕量化是其潛在的最大應(yīng)用領(lǐng)域，也是碳纖維市場的主要推動力。汽車輕量化碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)將可能成為汽車產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，成為汽車產(chǎn)業(yè)的核心競爭力之一。

    相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明，如果汽車整車重量降低10%，燃油效率可提高6%~8%；若汽車整備質(zhì)量每減少100千克，百公里油耗可降低0.3升~0.6升，汽車重量降低1%，油耗可降低0.7%。

    由于環(huán)保和節(jié)能的需要，汽車輕量化已經(jīng)成為世界汽車工業(yè)發(fā)展的潮流。而且，在輕量化的同時，復(fù)合材料的運(yùn)用也可提升汽車外觀和內(nèi)飾設(shè)計(jì)的時尚度。

    對此，中國工程院院士蔣士成指出，我國是汽車生產(chǎn)大國，如果能加大研發(fā)投入，突破掌握碳纖維在汽車輕量化方面的關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)，對我國汽車產(chǎn)業(yè)提高核心競爭力和建立具有中國特色的高性能纖維與復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)具有重要意義。

    而談汽車的輕量化，必須談一個標(biāo)志性事件。德國寶馬公司于2014年實(shí)現(xiàn)了全碳纖維汽車的批量生產(chǎn)，而且價(jià)格與金屬材料的汽車相當(dāng)。BMWi3采用全碳纖維車身，車身由30多個零部件膠結(jié)而成，便于維修--整個模塊由標(biāo)準(zhǔn)件替換。
 

    東華大學(xué)纖維材料改性國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任余木火指出：“輕量化是低碳經(jīng)濟(jì)和先進(jìn)制造業(yè)的核心技術(shù)之一，是國家競爭力的核心技術(shù)之一。BMWi3碳纖維電動車的成功商業(yè)化表明，技術(shù)進(jìn)步和用量的擴(kuò)大，碳纖維復(fù)合材料的成本可以大幅度下降，復(fù)合材料可以部分代替鋼，將極大提高制造業(yè)的水平和競爭力，甚至有可能顛覆汽車生產(chǎn)核心技術(shù)。”

    數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前全球汽車產(chǎn)量6400萬輛，碳纖維龍頭企業(yè)日本東麗公司預(yù)測，將用碳纖維65萬噸。而到2020年，碳纖維在汽車上的需求將由2013年的2600噸猛增到23000噸，將與航空航天應(yīng)用持平。這充分表明了碳纖維產(chǎn)業(yè)在汽車輕量化方面將大有可為。

    目前，我國也有一些企業(yè)開始探索碳纖維及其復(fù)合材料在汽車方面的應(yīng)用。澳新汽車史j踐總經(jīng)理介紹，該公司研發(fā)了多款碳纖維電動車車身，正在建立2萬輛生產(chǎn)線。長城華冠汽車公司研發(fā)成功了K50碳纖維超級跑車。威海光威復(fù)合材料股份有限公司董事長李書鄉(xiāng)介紹，近幾年公司與哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）進(jìn)行校企合作，摸索碳纖維無模塊成型技術(shù)（板條法）在大學(xué)生方程式賽車方面的應(yīng)用。但整體看，在這方面仍剛剛起步。

    廣州汽車集團(tuán)乘用車有限公司專家委員會主任陳建偉指出，高性能纖維及其復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用推廣，可以分為3個階段：第一階段是解決“用不用”的問題，第二階段是解決“如何用”的問題，第三階段是解決“值得用”的問題。國際上目前仍處于第二階段的中后期，部分先行企業(yè)剛步入第三階段，而我國目前正處于第一階段末期和第二階段初期。

    陳建偉認(rèn)為，我國要實(shí)現(xiàn)高性能纖維及其復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用并形成社會效益，還存在“基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用”和“經(jīng)濟(jì)型”兩大瓶頸。他建議，分兩步進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)：

    第一步，是以配合新能源汽車技術(shù)開發(fā)為突破口，以汽車主要總成（承載式車身、非承載式車身、底盤副車架等）為紐帶，建設(shè)全產(chǎn)業(yè)鏈（包括典型件的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、回收的技術(shù)和手段）的國家示范工程，形成開放的、可以進(jìn)行復(fù)制推廣的應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)。

    第二步，發(fā)揮示范工程的示范作用，向全產(chǎn)業(yè)鏈普及推廣高性能纖維及其復(fù)合材料汽車新技術(shù)應(yīng)用，吸引、鼓勵社會資本、企業(yè)、機(jī)構(gòu)參與新技術(shù)應(yīng)用、二次開發(fā)和再創(chuàng)新，從而開發(fā)出更多和更經(jīng)濟(jì)的典型應(yīng)用，應(yīng)用成本預(yù)期可出現(xiàn)大幅下降，從而進(jìn)一步推動新技術(shù)的應(yīng)用普及，達(dá)到運(yùn)用市場的力量，形成良性循環(huán)。

    陳建偉還指出，以目前國內(nèi)該產(chǎn)業(yè)鏈的資金能力，難以支撐第一步技術(shù)開發(fā)的資金需求，因此，“建議國家從全產(chǎn)業(yè)鏈的戰(zhàn)略角度考慮，對國家示范工程項(xiàng)目給予資金扶持，用5年左右的時間，形成開放的全行業(yè)共享的共性技術(shù)。而且，在第二步的開始階段，國家應(yīng)提供適度的扶持資金，激發(fā)行業(yè)對這一新應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行推廣普及，起到‘催化劑’作用。

    而為推進(jìn)該項(xiàng)工作，中國工程院已專門成立了2015年度咨詢研究項(xiàng)目“高性能纖維與汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略研究”項(xiàng)目，項(xiàng)目于今年3月20日在東華大學(xué)召開了啟動會。據(jù)項(xiàng)目秘書長余木火介紹，該項(xiàng)目將通過考察調(diào)研、研討會等形式對國內(nèi)外高性能纖維與復(fù)合材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進(jìn)行研究，形成給政府的咨詢建議報(bào)告。本次論壇也成為該項(xiàng)目的一個主要交流平臺。

    軌道交通：

    抓住動車、高鐵大發(fā)展機(jī)遇

    高鐵和城市軌道交通、海上交通運(yùn)輸裝備也迫切需要高性能纖維與復(fù)合材料。而碳纖維復(fù)合材料、對位芳綸復(fù)合材料是高鐵輕量化的關(guān)鍵材料，廣泛用在車廂及其內(nèi)飾、車門等部件。

    據(jù)煙臺泰和新材料股份有限公司副總經(jīng)理馬千里介紹，意大利ETR500高速機(jī)車頭部前突部分采用芳綸復(fù)合材料，我國長春客車CRH5也全部采用環(huán)保、輕量化的芳綸紙蜂窩芯材作內(nèi)裝材料。
 

    據(jù)測算，以CRH5型高速列車推算，采用芳綸蜂窩的一節(jié)車要比采用鋁蜂窩的節(jié)約1775公斤，八節(jié)編組共計(jì)減重14200公斤。按照時速200公里、每牽引一噸重量大約需要消耗12千瓦電力計(jì)算，一組列車將降耗170千瓦。按照時速300公里、每牽引一噸重量大約需要消耗16千瓦~17千瓦電力計(jì)算，一組列車將降耗227千瓦~241千瓦。而且，這種減重也減少了對輪軌的摩擦和壓力，減少了維護(hù)工作。

    此外，芳綸復(fù)合材料也是制造防彈車的關(guān)鍵材料，如奔馳S600防彈車、寶馬X5防彈車便應(yīng)用了高強(qiáng)度的芳綸復(fù)合材料襯層保護(hù)車輛底部安全性，汽車地板也用芳綸裝甲。