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转自：中国经营网
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10月10日，万吨级48K大丝束碳纤维工程首套国产线在中国石化上海石化（以下简称“上海石化”）碳纤维产业基地投料开车，并生产出合格产品。
中国石化方面表示，上述项目采用中国石化自主开发的PAN（聚丙烯腈）基大丝束原丝、碳纤维技术，出产产品性能优异，质量达到国际先进水平。
这标志中国石化大丝束碳纤维从关键技术突破、工业试生产、产业化，成功走向规模化和关键装备国产化，真正实现自主可控。预计项目将分两个阶段实施，计划于2024年全部建成投产，届时将实现2.4万吨/年原丝、1.2万吨/年大丝束碳纤维产能。
国产新材料崛起
今年夏天，北京长安街上经常可以见到三三两两的自行车穿行而过。这样的画面仿佛穿越到了二十年前。彼时，自行车是大众出行的主要交通工具之一，而当下，自行车已经成为一种健身新风尚。
与20年前大为不同的还有骑友们的自行车。目前，在轻量化、高刚性的要求下，碳纤维成为高端自行车车架的关键材料。
碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度新型纤维材料，力学性能优异，密度是钢的四分之一，强度却是钢的七至九倍，并且还具有耐腐蚀的特性。由于其具备质量轻、强度高、耐腐蚀、膨胀系数小等优异性能，目前被广泛应用于飞机部件、轨道交通原材料、车身制造等，在各行各业有着广泛的应用前景。
而对于这一高端材料，长期以来我国难以实现自主化生产。如今，我国高端新材料正不断崛起。2022年4月，国家相关部门发布《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》，提到要提升创新发展水平，加快发展高端化工新材料产品，积极布局前沿化工新材料。
碳纤维便是我国通过自主创新打破技术壁垒的高端新材料之一。随着上海石化万吨级48K大丝束碳纤维工程国产线投料开车，宣告我国在碳纤维领域打破了大丝束碳纤维的技术壁垒，真正实现自主可控。
中国石化方面表示，在碳纤维行业内，通常将每束碳纤维根数大于4.8万根（48K）的称为大丝束碳纤维。大丝束碳纤维性能优越，被称为“黑黄金”。长期以来，国内的碳纤维发展在小丝束碳纤维方面实现了突破，但是由于小丝束碳纤维成本高，影响了下游企业应用碳纤维的积极性。
此次上海石化研发生产的大丝束碳纤维，其优势是在相同的生产条件下，不仅可以大幅度提高碳纤维单线产能和质量性能，还可以实现生产低成本化，从而打破碳纤维高昂价格带来的应用局限。目前，该条48K大丝束碳纤维国产线可实现规模化、高品质生产。
十年磨出“黑黄金”
二十世纪六七十年代，我国开始了碳纤维领域研究，但是由于当时的技术与装备有限，工艺流程长、关键控制点多，长期发展缓慢。
上海石化作为国内最大的腈纶生产企业之一，其依托腈纶产业优势，率先开展对碳纤维的交流调研和技术研究工作，并积累了一定的经验。2007年，中国石化决策部署PAN基碳纤维的研发和产业化攻关工作，并将建设项目落实在了上海石化。
碳纤维技术有着森严的技术壁垒，迄今为止也只有日本、美国等少数发达国家拥有并掌握。在各方团队的齐心协力下，上海石化碳纤维攻关快速推进：2008年11月，建成中试装置；2009年3月，成功研制出12K原丝；2012年9月，采用自行开发的国内领先的NaSCN（硫氰酸钠）湿法工艺、自主知识产权的成套技术工程项目一阶段建成投产，形成了每年1000吨原丝、500吨碳纤维的工业化生产能力。
2021年5月，每年2000吨原丝、1000吨碳纤维的二阶段项目建成投产，产出合格产品。该生产线的国产装备应用率较一阶段项目提升了10%，进一步增强了国内的碳纤维关键核心技术，提升综合竞争力。
2022年10月10日，随着万吨级48K大丝束碳纤维工程首套国产线在上海石化碳纤维产业基地投料开车，并生产出合格产品，大丝束碳纤维终于实现了国产化。
中国石化碳纤维专家、上海石化副总经理黄翔宇介绍，为了让大丝束碳纤维真正拥有“中国技术”，上海石化从装备到工艺，为大丝束量身定制了专用生产线，如根据大丝束的要求自行设计氧化炉、碳化炉，不仅成功掌握了控制温度场的关键核心技术，而且配置了节能型设计可实现能源综合利用，这在国内外装备领域也是领先的。针对大丝束特点自行设计制造国产化生产线，中国石化树立了我国碳纤维建设史上的里程碑。
中国石化方面表示，碳纤维国产化使得碳纤维在新能源等下游市场应用逐渐爆发, 随着碳纤维应用率的不断提升，相关行业将迎来长跨度的高景气阶段，有力助推我国相关产业的快速发展和产业结构调整。
此外，上海石化研发碳纤维的过程，离不开多家科研机构的共同攻关助力，这体现了我国强大的科技攻关协同实力。
中国石化方面表示，公司集中各种资源，奋力攻克碳纤维关键核心技术，顶层设计，并在上海市政府部门的大力支持下，联合10余家高校、科研院所、企业，走出了一条以企业为主体的“产、学、研、用”相结合的协同创新之路，最终取得技术重大突破，成功试制出48K大丝束碳纤维，并贯通工艺全流程。
技术实现量变到质变
2022年2月，在北京冬奥会上，中国石化生产的碳纤维产品便跟随火炬“飞扬”惊艳冬奥赛场。
火炬“飞扬”的外壳采用了上海石化研发的碳纤维复合材料制成。利用自主研发的产品和技术，采用“黑科技”新材料碳纤维复合材料制作，使“飞扬”集“轻、固、美”等特点于一身，既轻巧又耐高温，能够实现在高于800摄氏度的氢气燃烧环境中正常使用，完美诠释了“绿色奥运”“科技奥运”的理念。
此外，今年2月，上海石化自主研发生产的碳纤维成功应用于广州地铁18号线“湾区蓝”高速列车。广州地铁18号线最高时速可达160公里，通过在车头罩采用轻质高强碳纤维复合材料，可以使地铁列车在实现同等强度的基础上实现轻量化。
中国石化方面表示，自2019年起，中国石化和中国中车开展协同创新，攻克了碳纤维复合材料在轨道交通领域规模应用关键核心技术，建立了完整的技术研发体系，形成了世界领先的“一站式”轻量化技术解决方案，最终实现了此次碳纤维复合材料在“湾区蓝”列车上的成功应用。
如今，经过十余年努力，中国石化推动我国碳纤维实现了从12K到48K的重大突破，成功实现研发生产技术从量变到质变的飞跃。
在碳纤维复合材料的研发和应用方面，中国石化同样在积极探索。中国石化方面表示，在未来的碳纤维产业发展中，中国石化将在科研方面继续加大投入，产业方面加快布局，机制体制方面深化创新，应用场景全面推广。同时，坚持走自己的道路，做自己的特色产品。
预计到“十四五”末，中国石化将在多种工艺流程实现通用级、大丝束、小丝束、高性能等产品方面全面突破，进行总体布局，满足国家各个领域的需求，为引领和推动中国碳纤维产业发展作出贡献。
