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常州市新型碳材料集群 从“十年不鸣”,到“拔节成长”

 

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-11-27  浏览次数:4099
 翻开常州地图,南边的常州西太湖科技产业园,石墨烯产业风起云涌;目光由南向北,长江之滨的常州国家高新区,同样浪潮澎湃,碳纤维“硅谷”势头正猛。在常州这方热土上,如今已形成了“南有石墨烯、北有碳纤维”的产业发展格局,近2000家新型碳材料企业在新赛道上拔节生长、蓬勃壮大。

今年以来,常州市先后获批江苏省碳纤维及其复合材料技术创新中心和江苏省石墨烯产业技术创新联合体,这也是常州首家省级技术创新中心和常州市今年唯一获批创新联合体。在业内人士看来,这并不意外,事实上,常州已在碳材料领域耕耘多年。2021年,常州市新型碳材料产业集群被列入国家先进制造业集群。为何碳材料产业能遍地开花,成为常州向“新”而行的又一落子?跻身“国家队”,常州靠的是什么?常州如何持续擦亮“东方碳谷”产业名片?

甘坐“冷板凳”,拼出“热产业”

石墨烯产业规模全国第一,高端碳纤维制备规模全国第一,碳纤维复合织物市场占有率全国第一,拥有全国实际产量最大的石墨烯粉体制备企业,产品屡次打破国际垄断……如今在全国的碳材料版图上,常州是不可或缺的重要一角。一连串的“第一”“最大”,让常州收获了“东方碳谷”这个响当当的名号。

常州市工信局先进制造业推进处处长周忆峥坦言,近几年碳材料产业可谓热门,入局者前赴后继,然而把时间拨回十多年前,刚在中国展露苗头的碳材料产业赛道上颇为冷清。而独具慧眼的常州,正是在那时便选择毅然加入,抢先布局这片“处女地”。

提起常州超前的眼光,常州富烯科技股份有限公司助理总经理颜翰琳感受良多。“2010年,石墨烯的发现获得了诺贝尔物理学奖,走进公众视线。常州敏锐地捕捉到了这一行业的发展前景和潜力,短短一年之后便开始引进、扶持石墨烯企业,并为企业搭建起创业创新平台,打造良性发展生态。”颜翰琳说。事实上,早在2008年,常州就勇闯无人区,在全国率先布局新型碳材料领域相关产业。许多和富烯科技一样,目前掌握着国内外一流科技的碳材料公司,也正是从那时起决心投身碳材料这一新兴行业。

开辟一条前人没有走过的路,要面对荆棘,更要忍受孤独。“新型碳材料属于典型的技术密集型产业,研发投入大、失败风险高,这一特点也意味着选择了碳材料,就必须要做好‘十年磨一剑’的准备。”用周忆峥的话说,十多年来常州碳材料产业集群的发展历程,诠释了常州“懂得、舍得、等得”的创新定力,与十年不鸣静待“一鸣惊人”的淡定从容。

2013年,江苏先诺新材料科技有限公司落户常州,公司董事长武德珍介绍,企业的核心产品是高强高模聚酰亚胺纤维,然而聚酰亚胺纺丝工艺和装备问题一直都是业界难题。近十年的时间里,武德珍带领团队聚焦这一高难度课题,发明出一体化连续反应纺丝工艺,突破了高强高模聚酰亚胺纤维制备的瓶颈,并建成全球首套年产30吨和100吨规模的高性能聚酰亚胺纤维生产线。

“我们在2019年才开始实现销售,从去年才开始有盈利,目前企业仍处于高投入阶段,刚刚走过了求生存的过程。”武德珍回忆起十年创业路,不禁感叹,“常州陪着我们一起走过了漫长的等待期,十年了,企业只是将将能够‘活’下来,但在这个过程中,我从没感觉到政府嫌我们走得太慢,反而给了我们更多的鼓励和支持。”

同样的等待也发生在碳纤维的龙头企业——中简科技身上。“从2008年团队落户,到2019年创业板上市,过程可以说是九死一生、万分曲折。”常州滨开区管委会副主任赵文君说,企业前六年产出为零,靠着政府一次次“输血”,才一次次“起死回生”。“如今,中简科技仍保持着初心和韧劲。回看十年如一日的等待,很值得。”赵文君说。

在“做出容易做好难”的碳材料领域,常州终于等来了腾飞。“目前常州已打造出‘南有石墨烯、北有碳纤维’的产业发展格局,集聚相关企业近2000家,大中小企业群雄逐鹿,在各自的领域攻坚突破。”江南石墨烯研究院院长张铭说。

创新为王,“小桌子上唱大戏”

目前,我省国家级先进制造业集群总数已达到10个,与省内其他集群相比,常州市新型碳材料集群“块头”并不大,到2021年底,常州市新型碳材料集群总体产值规模超千亿元。为何这个“小个子”集群也能跻身“国家级”?

“制造大国迈向制造强国,新材料是基础要素之一。新型碳材料更是新材料领域‘皇冠上的明珠’。”在周忆峥看来,常州市新型碳材料集群规模虽然不大,但是新材料是传统产业升级和战略性新兴产业发展的基石,可以提升和带动很多下游产业,也是世界各国必争之地。

“‘国家队’里挑大梁,常州有底气。常州市新型碳材料集群涌现出的很多技术不是跟跑,而是领跑,集群部分企业的技术很多甚至达到国际领先。”张铭认为,集群中聚集了一大批上市企业、准上市企业,发展势头欣欣向荣,如今多家企业订单来不及做,这说明新兴市场越来越大。

“小桌子上唱大戏”。坚持创新驱动,是提高产业集群核心竞争力的重要途径。

通过采用具有连续流动特征的微通道反应器,2分钟即可实现石墨的氧化,相比于传统釜式反应,效率提升了近百倍!不久前,这一重要研究成果发表在材料科学领域著名期刊《先进材料》上,第六元素是研究团队中唯一一家企业。第六元素董事长瞿研介绍,公司石墨烯粉体销量占全球六成以上,目前已是全球最大石墨烯粉体生产商。“我们预计,该研究成果在5年内可以应用到产线上,未来将使石墨烯制备成本降低50%以上。”

从名不见经传到为华为、荣耀等手机产品提供石墨烯散热膜,常州富烯科技是一家专业从事石墨烯导热膜研发、生产及销售的高新技术企业。颜翰琳介绍,近年来,富烯科技不断突破“卡脖子”技术,其自主研发的石墨烯导热膜实现量产,广泛应用于电子通信、航空航天等领域,填补国内石墨烯高导热性应用产业化空白。

在碳纤维领域,常州也涌现出中简科技、新创碳谷、安泰复材等一批拥有自主知识产权与核心竞争力的龙头企业,形成从原丝生产—复材成型—装备制造—终端产品,以及检验检测、回收再利用等相对完善的全产业链体系。

“我们的产品主要用于风电、轨道交通、航空航天等领域,为行业提供低成本碳纤维及复材整体解决方案。”新创碳谷总经理谈源说。从1998年的灯箱广告布,到2021年建成国内首条年产3000吨50K大丝束碳纤维碳化生产线,新创碳谷作为本土民营企业,在碳纤维复合材料赛道上持续攻关、加速赶超,全球风电行业织物市场占有率达30%,航空板块已解决多项“卡脖子”技术,成为中航复材的A类供应商,并成为上飞的工装供应商。

从实验室到产业化,创新成果要经过不断地试验、检测、优化完善,江南石墨烯研究院作为新型碳材料集群促进机构,正成为全市碳材料企业创新研发的“坚实后盾”。张铭介绍,“我们买了4000多万元的检测设备,为区域内的企业做免费的检测服务,研究院为整个产业提供共性技术标准的同时,也帮助个体企业进行单向的技术研发。”

近年来,常州市新型碳材料集群创新发展成绩亮眼。截至2021年底,全市新型碳材料集群共有国家制造业单项冠军和国家专精特新企业20家,21家企业在海外设立了研发机构。

驶向“世界级”,仍面临多重考验

放眼全国,常州市新型碳材料集群专精特新优势凸显,领军机构带动力强,已初步成为具备较强国际竞争力的产业集群。但要真正迈向“世界级”,常州还需发力。

常州碳材料领域一项项科技的突破,背后是创新力旺盛的高端人才作支撑。“2008年,常州开始布局碳纤维产业的时候,就采用的是‘人才+技术+资本’的创新模式。”赵文君介绍,当时就是来自山西煤化所的杨永岗、温月芳两位教授带着10多位博士生来此创业,成立中简科技。在他们带领下,如今企业已打破宇航级碳纤维“卡脖子”难题,实现了高性能碳纤维工程化生产的全部知识产权自主化。

高技术人才,为新型碳材料的发展点燃了最初的“火种”。不论是行业主管部门,还是企业负责人,都不约而同地提到了一个尴尬的现实:缺人。

“和北京、宁波相比,常州的碳材料集群以民营企业为主,坚持走产业化市场化的发展道路,然而,受限于城市能级,我们面临着国内最顶尖的院校机构在常州常驻不多的难题,产业人才供不应求。”周忆峥说。

企业的感受更加直观。“人才紧缺目前是常州碳材料企业面临的共同问题。”新创碳谷科技管理部朱玉斌告诉记者,为了能够自主培养人才,2020年9月开始,新创碳谷和常州工学院深化产学研合作的内涵和外延,联合共建碳纤维产业学院,定向培养产业急需人才。

“教育为产业服务,产业为教育支撑,教育体制和产业机制如何更好结合?”赵文君呼吁,希望能够从省级乃至国家层面得到更多的人才、科研资源支撑,推进常州碳材料产业的发展迈向更高水平。

与此同时,刚刚走过十年成长期的常州碳材料产业,还面临着另一重严峻考验:石墨烯在应用场景的开发和传统材料的替代上仍需积蓄能力,碳纤维整体发展与发达国家尚有差距,产业持续向上突破和升级仍然任重道远。

张铭直言,石墨烯现在的最大问题是市场应用还没有完全打开,一旦找到“杀手锏”级应用场景,持续深耕的常州在石墨烯领域就是完全走在全球前列了。

“作为原材料供应商,我们非常看好常州相关产业的发展。”第六元素董事会秘书赵盛尧介绍,公司采用产投结合的方式,目前在下游公司中参股了10多家公司,包括消费类电子、锂离子电池、手机散热等领域。未来,将继续投入资源,参与到下游应用厂商的研发生产过程中,携手开拓潜在应用市场。

新材料产业的发展,不可能一蹴而就。“碳材料要实现再创新,难度系数较高,在产品从技术走向市场的过程中,还需要国家和相关部门继续支持。”武德珍坦言,“下一步,我们将面向国家重大战略需求和国民经济主战场,做有用的、好用的、有价值的好产品,带动上下游产业发展。”

行业标准与规则缺位,同样也是这个新兴产业需直面的难题。“从石墨烯角度来说,眼下没有国家标准、没有明确定义,不论是单层还是多层石墨都能叫做石墨烯,这就导致了市面上鱼龙混杂的情况。”面对种种难关,省石墨烯创新中心负责人潘栋杰仍对常州碳材料产业充满希望,“咨询行业巨头麦肯锡公司曾分析,石墨烯行业的爆发将在20年后,这一预测对于整个碳材料产业来说也同样适用。对于已在不少细分领域领跑国际的常州碳材料集群来说,未来值得期待。”

来源:新华日报

 
 
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