由一根纤纤细“丝”，牵动体量庞大的新兴市场。

 当代，我们正见证着一次次成功突破国外技术封锁的重要时刻。

 有这样一种新材料，粗细只有头发丝的十分之一，强度却是钢的7到9倍，在现代国防军工等重要领域都不可或缺——这就是碳纤维。

 中国曾面临严格的封锁和禁运，直到本世纪初期，才将长期“卡脖子”的碳纤维研发凿出“喘息”缝隙。

 而就在今年8月15日，中国石化上海石化又对外宣布了一项重磅进展：我国首套大丝束碳纤维生产线在上海完成中交，这意味着项目设备安装全部完成，且全部设备实现国产化，为下阶段试生产迈出关键一步。

 待项目建成投产之后，它将一举改变我国大丝束碳纤维全部依赖进口、长期供不应求的局面，有力推动国产碳纤维产业的高质量发展，跻身世界前列。

 振奋人心的成功背后，是一众科研机构、企业从业者的汗水浇灌。

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 遭遇过挫败，体验过失落，风雨兼程跨越半个世纪，中国碳纤维产业正迎来灿烂曙光。

 碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度新型纤维材料，质量仅仅是钢的四分之一，力学性能却十分优异，“轻而强”，还具有耐高温、耐腐蚀等特性，被誉为世界新材料“皇冠上的明珠”。

 它的应用场景非常广泛，无论是国防军工、航空航天，还是能源装备、交通设施以及体育用品等众多商业领域，都能看到它的身影。

 例如在神舟十三号载人飞船上采用的大尺寸、多开口推进分系统主承力薄壁加筋截锥，就是大型碳纤维复合材料制品。

 对于当今世界各国来说，想要发展国防尖端技术，并升级改造传统产业，都要依赖碳纤维所提供的物质基础作为支撑。而庞大的中国市场，需求量更是十分旺盛。

 但是，要制备这样一种如此优秀的材料，需经过一连串极其漫长复杂的工艺流程。

 以目前主流的聚丙烯腈（PAN）基碳纤维为例，从一滴石油开始，到提取石脑油，裂解丙烯，再到形成丙烯腈、聚合物聚丙烯腈，然后在特殊溶剂作用下变成流动的纺丝液体，再通过一系列高难度的连续工艺，才能最终制备完成。

 1969年，日本就成功开发出高性能碳纤维，此后长期以来核心技术都主要掌握在美日手中，并被严格垄断，不允许对中国的技术转让和设备出售，产品出口也限于低端民用领域。

 而即便只是民用产品，进口企业也毫无话语权。由于国际碳纤维市场是典型的卖方市场，“通知性涨价，赏赐性供给”是切实写照，处处受制于人。

 为了冲破封锁，实现碳纤维国产化，中国科研工作者开展了不懈的努力。

 自上世纪六、七十年代开始，历经几代人接力，尤其是在2002年，国家设立碳纤维关键技术304专项，发起重点攻坚，此后无数企业、人才纷纷参与其中，推动国产碳纤维实现了从无到有的突破。

 没有不可战胜的难关，几十年艰辛磨砺，终将打破沉寂。

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 小丝束→大丝束

 在这个过程中，中国涌现出了一批代表性企业，这其中，就包括开篇提及的上海石化。

 任何一种材料都无法完美，而对于碳纤维来说，它最大的缺点大概率就是“昂贵”，这是制约其大规模应用的主要原因之一。

 根据丝束大小，碳纤维可划分为小丝束和大丝束。目前，国内每束碳纤维基本处于1000根至1.2万根之间，这种被称作小丝束。而每束碳纤维根数大于4.8万根（简称48K）的，被称为大丝束。

  大丝束的出现，能有效缓解成本高昂的问题。

 相较来看，48K大丝束最大的优势是在相同的生产条件下，可大幅度提高碳纤维单线产能和质量性能，并实现生产低成本化，从而打破碳纤维高昂价格带来的应用局限，是市场的发展趋势。

 从1.2万个，再到4.8万个，听上去简单，要实现可没那么容易。“十年磨一剑”，上海石化成功踏过了这条披荆斩棘之路。

 早在上世纪八十年代，上海石化就开展了相关调研和研究工作。2007年，中国石化决策部署碳纤维研发和产业化攻关工作，将项目落在了上海石化。

 此后，在中国石化、上海市的大力支持下，上海石化与数十家科研院所、高校、企业等一起，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，科研攻关快速推进：2008年，建成中试装置；2009年，成功研制出12K原丝；2012年，上海石化年产3000吨原丝、1500吨碳纤维项目一阶段工程建成投产。

 上海石化12k碳纤维

 2016年，上海石化开展了碳纤维48K大丝束原丝工业化研究试验，并在两年之后的2018年，成功试制出了国内真正意义上的48K大丝束碳纤维，并贯通工艺全流程，填补了国内空白，达到了国际先进水平。

 时间来到2022年，上海石化首套大丝束碳纤维生产线实现中交，公司原丝、碳纤维产能将大幅度提升。

 按照项目的总体规划，项目一期工程计划建成原丝产能1.2万吨/年，碳纤维产能6000吨/年；二期工程计划建成原丝产能1.2万吨/年，碳纤维产能6000吨/年，预计2024年完成。

 目前，中国石化碳纤维技术拥有自主知识产权，共获得相关专利274项，授权165项，排名国内第一、全球第三。

 以自主知识产权的碳纤维核心技术，及自主研造的国产化装备，建设高科技的碳纤维生产线，这是我国碳纤维建设史上的又一里程碑。

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 供不应求，前景广阔！

 在碳纤维的众多应用领域中，非常值得我们关注的一个，就是能源装备领域。

 例如，在石油开采环节，碳纤维材料就已经在中国石化胜利油田等多家油田一展身手。

 油田开发进入中后期，金属抽油杆会出现举升载荷大、能耗高、下深受限、免修期短等问题。而碳纤维连续抽油杆质轻、高强、耐腐蚀，用来替代传统抽油杆，可将杆柱载荷下降50%以上。

 在储氢领域，应用碳纤维也获得了重大成果。普通的氢气钢瓶承压在20兆帕左右，钢瓶易受到氢气腐蚀，且重量重、防撞性能差。

 上海石化自主研发的碳纤维用于缠绕氢气瓶的制造工艺技术，在35兆帕的氢气瓶上已通过检测，符合国家相关标准，瓶体重量大大减轻，且经过高处跌落、撞击等测试，安全性得到进一步提高。

 伴随着近年来风能产业的快速崛起，市场对多高性能风电叶片的追求，促使风电领域成为碳纤维的第一大应用市场。根据《2021全球碳纤维复合材料市场报告》的数据，2021年全球和中国碳纤维应用需求中，风电叶片分别占到28.0%和36.1%的比例，居领先地位。

 据媒体此前的公开报道资料，随着48K大丝束碳纤维的面世，上海石化碳纤维技术将迎来广阔应用前景。

 在能源领域，公司将开发生产通用级、低成本大丝束、高强高模量级碳纤维原料，重点应用到油田（抽油杆、抽油套管、部件等），常压及高压容器（高压CNG瓶、车载CNG罐，储氢气瓶，压缩空气瓶等），加油站双层罐、车载罐，石化管道修复加固（各种材质、工况的厂区管道，长输原油管线等），大容量风电叶片等领域。

 此外，在新能源汽车、民用航空等高端领域，也将实现商业应用或产业化示范应用。

 上述报告指出，2021年的中国碳纤维市场总体呈现供不应求。数据显示，2021年，中国碳纤维的总需求为62379吨，同比增长27.7%。但报告作者认为，如果供给能够充分保障，2021年增长率或可突破30%。

 走过披星戴月的时光，终将收获旭日喷薄。曙光乍现，未来的中国碳纤维产业，必将迎来更广阔的发展空间。