欧洲地区和亚洲多国化纤产业发展现状如何？全球纤维产业科技创新的方向是什么？数字化和实体产业融合，将如何改变化纤产业？在绿色低碳主题下，化纤行业科技创新的方向是什么？作为高科技纤维的典型代表之一，碳纤维行业技术创新的重点是什么？
9月26日，以“共促全球化纤行业繁荣发展”为主题的第29届中国国际化纤会议(吉林2023)暨第十届中国碳谷碳纤维产业大会在北国江城——吉林市召开。会上，来自全球化纤业界的代表会聚一堂，围绕以上热点问题进行了深入探讨。
本次会议由中国纺织工业联合会、吉林市人民政府主办，吉林省工业和信息化厅、吉林省科学技术厅指导，中国化学纤维工业协会、中国纺织国际交流中心和吉林化纤集团有限责任公司共同承办。
中国纺织工业联合会原会长王天凯，中国纺织工业联合会副会长端小平、杨兆华，中国科学院院士、东华大学材料科学与工程学院院长朱美芳，工业和信息化部消费品工业司副司长王孝洋，国家发展改革委产业发展司副处长张曙光，中国化学纤维工业协会会长陈新伟，吉林省政协副主席蔡国伟，吉林省人民政府副秘书长吕国强，吉林省工业和信息化厅厅长宋刚、副厅长穆可桢，吉林市委书记胡斌，吉林化纤集团有限公司董事长宋德武，以及来自欧洲、亚洲多个国家和地区相关协会的负责人参会。
化纤业可持续发展已是“必答题”
可持续发展当前已成为全球关注的焦点，也成为全球化纤界的发展目标之一。如何实现可持续发展，既是当下面临的一大挑战，又蕴含着极大机遇。如何把握机遇，做出更“可持续”的决策，将对化纤行业长期的价值增长产生深远影响。
中国纺织工业联合会副会长端小平主要从供需关系、科技、绿色三个方面解读了化纤工业的可持续性。
对于供需关系的可持续，结合过去20多年全球纤维加工总量年均3.5%的增速、化纤的功能特征和高性价比、纤维供给质量提升带来应用拓展等因素，端小平分析指出，全球纤维消费量仍有增长空间，中国化纤的增长速度会由于基数的原因，以及全球化纤、纺织产业分工的调整而出现下降，将与全球化纤增速基本保持同步或稍低于全球的增长速度。“基于此，只要不出现颠覆性的技术和产品，全球化纤产业供需格局在未来较长一段时间内将保持相对稳定。全球范围内的化纤企业盈利趋于稳定，市场波动减弱。”
对于科技的可持续，端小平通过分析化纤产品的功能化和差异化发展历程、技术迭代、产学研协同共进的案例，围绕化纤的功能性、生物来源、高性能纤维、智能化、新型产业结构(中心企业+外围企业)和前沿技术等关键词展开探讨。他认为，科技使化纤在与天然纤维竞争中获得了比较优势，推动化纤行业持续的进步和发展；多功能、差异化、低成本是化纤行业技术进步永恒的主题；高性能纤维、生物基纤维、前瞻性的技术持续成为行业科技进步的亮点；数字化、智能化将催生第四次工业革命，纺织化纤行业不能例外。
对于绿色的可持续，端小平基于碳达峰、节能减排、绿色能源、循环再利用和可追溯等关键词，以中国自己的绿色纤维制品认证体系和认证标准、绿色纤维制品可信平台、废旧纺织品回收再利用这一重大课题、再生纤维素纤维企业先行践行“3060”目标等为例进行分析。他建议，我们要建设纺织品的回收再利用体系；要重视生产过程本身的节能减排，要采用绿色能源，尤其在工业园区，还要发展利他性的产品，比如原液着色纤维可以减轻后道印染环节的压力，碳纤维在交通工具轻量化、氢能、风电、光伏的应用等；要应用创新技术、创新理念与创新机制，主动探索可持续低碳经济发展模式，从多个方面推动持续节能减排，最终推动行业企业实现“双碳”目标。
“在渡过最近一两年的困难后，我坚定地看好中国以及全球化纤产业中长期的发展，以及稳定的盈利预期。”端小平说。
工业和信息化部消费品工业司副司长王孝洋表示：“当前，置身复杂多变的环境中，化纤行业发展既要正视困难，又要坚定信心。对化纤行业来讲，我们有超大规模的市场优势和内需潜力，有规模最大、门类最全、配套最完备的纺织产业体系，我国化纤行业已成为全球纺织产业链不可或缺的重要一极。未来，我国化纤行业的高质量发展要把握几个方面。一是发挥国内产业链完整性优势，做高质量发展的引领者；二是紧抓新材料发展机遇期，做推动东北全面振兴的建设者；三是发挥行业龙头企业的影响力，做全球合作发展的推动者。”
欧洲和亚洲积极落实可持续
欧洲的可持续和循环纺织品战略，包括可持续发展、转型之路、贸易政策审议三大方向。可持续发展即欧盟绿色协议，转型之路是指提高行业适应能力、优化产业生态系统，贸易政策审议即新的全球贸易议程。
同时，欧盟循环纺织品战略关键行动，涵盖《可持续产品生态设计法规》，可依此采取有关可持续生产和消费行动、废物垃圾回收相关行动等。
欧洲人造纤维工业协会理事长范·户特(Frédéric Van Houte)介绍，无论是现在还是将来，可持续发展都是欧盟的首要任务，欧洲人造纤维行业一直通过创新、转型和改革积极应对这一问题。循环经济将会导致发展方式转变以及催生新的商业模式，如变废为宝。纺织品战略将会影响所有在欧洲市场上销售纤维和纺织品的生产企业，由于供应链结构复杂性及相互关联性，因此国际合作至关重要。
欧瑞康是欧洲和全球领先的化纤设备制造商。欧瑞康聚合物加工解决方案板块首席执行官史陶博格(Georg Stausberg)介绍，公司研发了一种新型EvoSteam工艺。采用该工艺制备的新型短纤维产品，完全不使用水浴，可显著节约用水、能源和油剂，还能提高生产线的现场安全性和清洁度。
日本化学纤维协会执行副会长兼理事长富吉贤一介绍了日本纺织业可持续发展政策、技术路线图进展、具体行动，以及日本化纤协会为实现纺织品的循环体系、环保纤维标准化工作等所采取的具体举措。比如，2022年5月，日本制定了“纺织行业愿景”和“纺织行业技术发展路线图”(METI)；2023年1月日本制定了“纺织行业资源回收利用体系研究组”(METI)。
富吉贤一介绍，日本的“纺织产品资源回收利用体系”面临着一些难题，比如在分类、回收利用环节，缺少收集和回收企业，仍需要进行分选和回收利用技术的开发和实施，尤其是需要进一步建立“纺织品—纺织品”的闭环回收利用体系；在生产制造环节，面临着市场上缺乏“环保设计”产品、尚未就“回收利用纤维”给出定义和评价方法等难题。
富吉贤一表示，为实现循环经济和可持续发展，有必要在全球纺织供应链内积极采取行动，如建立可追溯系统。分享信息，就可持续发展问题采取联合行动，协调各种不同政策和法规，以及制定相关国际标准，都具有十分重要的意义。
韩国化纤协会商务政策办公室主任、韩国纺织产业碳中和中心秘书长郑昌勳介绍了韩国碳排放权交易体系(K-ETS)对韩国化纤工业的影响。
郑昌勳表示，近年来，围绕碳主题的全球贸易新规则不断增加，以碳中和为导向的经济秩序和市场环境正在逐渐形成。韩国碳排放权交易体系开始于2015年，其发展共分为三个阶段：第一阶段(2015-2017年)100%免费分配；第二阶段(2018-2020年)免费发放97%的配额，3%拍卖出售；第三阶段(2021-2025年)配额免费分配比例降低至90%，10%拍卖出售。此外，韩国碳中和委员会于2021年5月成立，并于8月宣布“2050年碳中和草案”。该草案提出两种方案，一是通过完全停止使用化石燃料发电，加大零排放汽车的供应力度，以及供应所有的水电解(绿色)氢，将排放量降至最低水平；二是通过停止使用煤炭发电、除水电解氢之外还另外供应提取氢和副产品氢，以及积极利用碳捕集等吸收技术来减少排放。
泰国化纤协会名誉会长马尤里·迪帕克·迪乔(Mayuree Didpakdeechol)介绍，泰国化纤工业在高端汽车、航空航天、健康和卫生、安全纺织品和体育用品等高性能材料应用领域拥有更多机遇。在绿色转型方面，泰国采取的主要措施包括推广绿色制造标志，如全球再生标准、OEKO-TEX标准、全球有机纺织品标准、泰国温室气体组织等，以及推动绿色制造技术发展等。
数字技术将与产业深度融合
纤维产业当前面临着新形势，需要加快形成依靠创新驱动的新质生产力。在新形势下，新材料将如何推动化纤行业变革和升级？全球纤维新材料技术的创新发展将朝着什么方向？
中国科学院院士、东华大学材料科学与工程学院院长朱美芳介绍了多种创新纤维，包括特种碳纤维、芳杂环聚合物纤维材料、功能调温纤维、功能抗污纤维、功能传感纤维、功能防护纤维等。
其中，特种碳纤维具有双重拉伸诱导高强力学性能，通过双重拉伸技术，同时增强碳纳米管纤维的韧性、断裂功和热导率，基于双重拉伸，实现了有效管段增加，提高了纤维的力学性能热性能。
生物基碳纳米管纤维也是一种特种碳纤维。为了利用第二大生物质——木质素制备碳纳米管纤维集合体，东华大学课题组团队创出了木质素高温裂解方法，利用气相浮动沉积法一步连续制备了高强度的碳纳米管纤维及纱线，得到的碳纳米管纤维拉伸强度为1.33 GPa，断裂伸长率为5.62%，电导率强。
朱美芳指出，结构和功能一体化是碳纤维未来的发展方向，高质量、低成本和广应用是碳纤维行业发展的新动能。航空航天和国防工业用碳纤维始终是碳纤维行业的发展重点，其消费年增长率将达到10.3%。
亲水抗污纤维也是一种创新纤维。该纤维解决了传统织物表面的亲水性，提高了抗污染和耐磨性能，提出了生态友好型超疏水导电细菌纤维素纤维，并具有独特的壳核结构。纤维具有优异的导电性、力学性能(536.52 MPa)，以及持久的超疏水性(接触角为163.5±4°），可在120小时内实现生物降解，仅残留碳纳米管和二氧化硅。
再以创新的医用防护纤维为例，为了实现聚丙乙烯(PPE)的高安全性和舒适性，满足人类应对重大公共卫生事件和环境保护的需求，开发新型医用防护纤维材料仍然是一个重要方向。
朱美芳介绍，这类纤维包括可重复使用和生物基医用防护纤维、视觉检测医用防护纤维、抗菌／抗病毒医疗防护纤维、智能医用防护纤维等。其中，智能医用防护纤维能够自我监测健康状况，把生命体征相关的数据传输给远程医疗保健专业人员。
绿色低碳纤维包括高值化利用天然高分子材料、可实现基因编辑的天然生物基材料、多元组分组合设计的生物基共聚酯、内酯共聚再循环的生物基共聚酯等。
朱美芳指出，数字技术和实体技术深度融合是未来纤维的发展趋势。比如，研究者利用纤维热拉工艺，制备了一种微型柔性聚合物纤维，配备了光电微器件、微流体和电极，可以植入大脑和肠道中解，析脑肠互动机制。
“未来的纤维将呈现出这样的发展趋势，一根纤维可以链接起互联网、信号传感、卫星通讯、智能制造、5G设备、可穿戴电子、健康防护、疾病诊疗等各个方面的信息，做到一根纤维连接你我他，链接地空天星辰大海。”朱美芳说。
“数字化、智能化极有可能成为行业竞争的分水岭。行业和企业既要毫不犹豫地拥抱它，也要避免落入陷阱。”端小平说。
碳纤维科技创新须重点关注
碳纤维是高科技纤维的典型代表之一，其科技创新情况一直备受世界各国关注。我国碳纤维行业目前的发展情况如何？全球碳纤维技术创新的方向又是什么？
北京化工大学教授徐樑华介绍，近年来，我国碳纤维行业的发展形势非常好，形成了粘胶基、沥青基、聚丙烯腈(PAN)基三种类别、齐全的碳纤维制备体系；形成了以二甲基亚砜法(DMSO)为主，二甲基乙酰胺(DMAc)法和硫氰酸钠(NaSCN)法共同参与的原丝制备技术体系；形成了湿法纺丝和干湿法纺丝、小丝束与大丝束工艺齐头并进的多元化产品体系；形成了高强、高强中模、高模、高强高模系列的齐全的产品体系。同时，纤维、辅料助剂、评价表征、装备研制、应用服务等全方位推进。
2022年，我国碳纤维总产能为11.2万吨，在全球市场的占比为43%；我国碳纤维产量为4.5万吨，在全球市场的占比为33.3%；我国市场碳纤维用量为7.44万吨，占全球市场碳纤维总用量13.5万吨的55.1%。在装备方面，我国碳纤维生产装备齐全，基本实现了国产化，也形成了1-320K、1-50K的齐全丝束。
“未来，我国碳纤维产业要形成均衡化的碳纤维制备技术；要继续支持大丝束碳纤维发展，因为大丝束技术可以提升碳纤维制备效率，也可以提升复合材料的制备效率；要研发新型原丝制备技术，如要进一步研究熔融纺丝是否真的不可行、干法纺丝是否可行、凝胶纺丝是否可行等技术问题；要研发高效纺丝技术，如对位芳纶的干湿法纺丝技术是否可以移植到PAN原丝制备中；要研发径向结构均质化的粗直径纤维制备技术，以提高碳纤维制备效率；要确保纤维丝束平稳运行的装备技术，以提高碳纤维品质。”徐樑华说。
全球碳纤维技术创新有哪些新特点，有哪些应用领域值得关注？
德国亚琛大学纺织技术研究院助理研究员德尼兹·耶西尔尤特(Deniz Yesilyurt)介绍了碳纤维表面处理作为闭环回收利用的关键因素及回收利用方法。目前，碳纤维增强塑料在回收利用过程中大多进行降级回收，将其加工成短纤维。随着人们对氢气储罐及其回收利用越来越感兴趣，现在已能够从中回收高质量的连续纤维。这是通过基于热解或溶剂分解的工艺来实现的，后者还可以对基质进行回收利用。然而，缺乏表面活性的再生纤维对基质的粘附力较低，并且未上浆的纤维可能会在退解过程中受损。为了解决这些问题，德国亚琛大学开发了一种新方法，通过优化碳纤维的表面处理和上浆，可以降低碳纤维的回收损失并提高回收效率等。
在降低能耗和二氧化碳排放挑战之下，轻质材料的重要性与日俱增。碳纤维的密度只有钢的1/3，并且碳纤维及其增强复合材料具有十分优异的力学性能，然而高昂的生产成本限制了下游应用。
德国亚琛大学纺织技术研究院助理研究员刘子文介绍了一种创新方法：利用低成本的KMnO4或N2作为预处理介质可以将碳纤维的稳定化时间缩短20%、能源成本降低20%、纤维损耗减少5%，缩短将聚丙烯腈热转化为碳纤维的工艺时间，提高转化效率，从而最终达到降低碳纤维生产过程中能耗和成本的目的，促进碳纤维潜在应用领域的开拓。
在应用方面，随着性价比的持续优化，碳纤维在汽车轻量化领域的应用空间正在逐渐打开。
中国一汽研发总院高端汽车集成与控制全国重点实验室副主任叶福恒介绍，汽车轻量化是汽车节能减排的重要途径之一。碳纤维复合材料以其轻质高强、设计集成度高和抗疲劳性能优异等性能优点，成为汽车深度轻量化的理想材料。先进的量产制造技术助推规模化应用，如在宝马7系、宝马iX、奥迪A8、蔚来ES6、雪佛兰等车型上的具体实践。同时，混合使用连续和非连续纤维，可以拓展复合材料的应用范围，实现异形实体部件的复材化；回收技术则进一步完善产业链，如回收后的碳纤维仍有很好的力学性能和利用价值，可用于要求相对较低的部件，减少能源消耗。面向未来的产业化、规模化应用，他表示，需要产业链协同共进，构建低成本开发路径，突破关键性共性技术，打造高价值应用场景。
储氢瓶领域也是碳纤维新的应用增长点。
北京科泰克科技有限责任公司技术总监赵亮介绍，目前应用最广泛、最便捷的车载储氢技术为高压气态储氢。综合考虑压缩能耗、续航里程、基础设施建设投资等因素，世界各国均将70MPa高压气态储氢列为发展目标和研究重点。纤维的选择是决定气瓶性能的关键，碳纤维全缠绕结构具有重容比小、单位质量储氢密度高等优点，并且，采用缠绕线形的细化设计，可以提升气瓶的综合性能。
相关统计数据显示，2022年，国际市场上压力容器领域的碳纤维用量是1.48万吨，我国压力容器领域的碳纤维用量是6000吨。
从增长率方面看，全球市场上碳纤维用量最大的领域是目前风电叶片，但是，2021年到2022年，压力容器领域的碳纤维应用增长率为34.5%，远高于风电叶片领域5.15%的应用增长率。
吉林紧抓碳纤维这个“牛鼻子”
作为本次会议的主办地，吉林省和吉林市的碳纤维行业近几年的发展引人瞩目。
吉林省是我国最早开展研制碳纤维的省份，经过50多年的发展，目前已成为我国三大碳纤维及复合材料产业聚集地之一。
吉林省政协副主席蔡国伟介绍，近年来，特别是今年以来，吉林省全力打造龙头企业，全力开展关键核心技术攻关，全力优化产业生态，如出台支持吉林化纤创建世界一流专精特新示范企业的若干举措，举全省之力推动吉林化纤集团做强做优做大；实施科技成果转化“双千工程”，开展T700、T800、T1000及100K大丝束碳纤维原丝与碳化技术、碳纤维油剂、上浆剂及改性树脂等产业关键核心技术攻关和成果转化；推进吉林化纤15万吨碳纤维原丝、6万吨碳纤维等项目建设，配套开展碳纤维原丝干喷湿法纺丝、碳丝缩短预氧化时间、碳化废气处理、碳纤维复材回收利用等生产技术工艺改造；率先推动吉林市碳纤维产业规模跃升、技术迭代、集群发展。
《中国纺织报》记者了解到，针对碳纤维企业十分关注的用电成本，吉林省采取“风火打捆”模式，给予重点碳纤维企业政策支持、降低企业的用电成本。
吉林省的碳纤维产业主要集聚在吉林市。
吉林市委书记胡斌表示，吉林省明确提出，要举全省之力支持吉林化纤做大做强，加快培育千亿元级碳纤维产业集群，并实行省级统筹、提级管理。近年来，吉林市大力发展碳纤维产业。吉林市将把发展碳纤维产业作为转变经济增长方式、优化产业结构的一项重要战略举措，加快实施吉林化纤40万吨碳纤维全产业链、1万吨高端碳纤维材料等重点项目，全面进军碳纤维复材领域，开辟大丝束碳纤维与汽车轻量化、航空航天、国防军工、新能源、冰雪装备等领域融合发展的新赛道，打造世界最大的碳纤维产业基地。
吉林化纤集团有限公司位于吉林市，已形成了“丙烯腈一丙烯腈基原丝一碳丝一下游制品”的完整碳纤维产业链条，被国家纳入创建世界一流专精特新示范企业名单，是吉林省唯一入选的地方企业。
该公司董事长宋德武介绍，碳纤维是公司近年来迅速发展和壮大的新型产品系列。目前公司的原丝产能为16万吨/年，碳纤维产能达4.9万吨/年，正在向通用复材领域发展。吉林化纤的原丝、碳丝产量居行业前列，碳纤维板块产值自2020年以来已连续3年实现翻番。
在产学研合作方面，吉林化纤与长春工业大学联合建设了吉林省碳纤维产业创新中心。
“接下来，公司将继续立足四大纤维主业，持续推进人造丝、腈纶、竹纤维传统产业高端化、智能化、绿色化升级，碳纤维战略新兴产业融合集群发展。在碳纤维板块，公司将坚持产业链一体化立体建设，即从原丝、碳化、复材产业链一体化的思路，坚持两束三全双路线的发展定位，25K、35K、50K的产品在生产技术上均日臻成熟，小丝束在特殊领域基本上是定制化。”宋德武说。
“未来，吉林省将牢牢抓住自主创新这个牛鼻子，不断丰富拓展应用场景，加快打造较为完善的产业链和产业集群，材料产业、碳纤维产业应用融合等基地，推动碳纤维产业成链、成群、成势；培育世界一流专精特新示范企业，提高碳纤维产业的吉林影响力。”蔡国伟说。
