刘丽鸣

中国新能源汽车产业在迎来碳纤维4.0时代之时，也同时面临国际市场的打压与本土化产业布局战略决策的思考，以及碳纤维轻量化汽车的规模化生产等诸多问题。数十年举步维艰的发展，碳纤维产业在国内始终像个谜，带着诸多疑问，汽车纵横此次走访了康得、康得新、中安信集团投产的国内首条单体规模最大的高性能碳纤维生产线，揭开其神秘面纱。

碳纤维是世界公认的新材料界“皇冠上的明珠”，也号称“黑金材料”，20世纪60年代在日本诞生到现在已经有五十多年的历史，但其总体发展始终很缓慢，一直没有规模化。近几年从波音开始，碳纤维大部分都应用在民航、风力发电、智能制造，尤其是新能源电动车将会迎来碳纤维4.0时代，让碳纤维真正走向大规模工业化。据专家预测，2020年全球碳纤维的总量会达到15万吨的总需求，国际上认为未来五年碳纤维需求的缺口将会达到60%，目前，全球著名碳纤维企业东丽、SGL都有未来扩展三倍的计划适应未来市场的需求。

当前，我国对于碳纤维产业的拓展与发展也有共识，数十家企业经过几十年艰苦卓绝的奋斗，虽然已经取得了长足的进步和突破，但总体来讲还是处于一种低性能、低产出和恶性竞争的局面。2015年中国的碳纤维总需求达到1.6万吨，我国目前近二十家碳纤维的产量设计产能是2.2万吨，但真正产出只有3200吨，不到总需求的20%。其原因就在于中国中高性能的碳纤维产品做不出来，低端的又受到了国外的打压。但是应该说，中国碳纤维的数家企业先行者几十年来前赴后继、艰苦卓绝的努力为碳纤维的明天也建立了坚实而重要的基础。

“高举高打”全球拓展之策

依照碳纤维产业的发展现状与国内外市场的发展趋势，通过对该产业发展的涉入分析与调研，康得集团、康得新集团、中安信科技有限公司董事长钟玉指出，针对我国未来碳纤维产业的发展趋向，康得集团制定了“高举高打”战略，具体表现在如下三个方面：

首先，追求高性能、面向高端市场，以总体解决方案提供商来形成企业竞争力，最后面向国际国内两大市场。康得历经五年发展，现已成功建成中国第一条单体产能最大、年产5000吨原丝、1700吨碳丝的生产线。中安信总体设计总投资50亿元，在670亩土地上建成了48万平米的厂房，总产能1.5万吨原丝、5100吨碳丝，项目建成以后将居于世界碳纤维的领军地位。同时，康得又成功地打造了全球规模最大、智能化水平最高的新能源电动车的复合材料厂，总投资30亿元，年产5万辆新能源电动车的碳纤维部件，10月份将会投产。

其次，打造生态链是实现未来的核心竞争力。在如今这个信息经济时代，只有生态链才能形成强大的竞争力、取得最终的胜利。目前，康得新与世界领先水平的慕尼黑工大碳纤维研究中心合作建立了康得新欧洲碳纤维研究中心；与全球除宝马以外唯一进行新能源电动车碳纤维部件有工业设计经验的RED公司共同建立了康得新欧洲的碳纤维部件的设计中心；与德国宝马公司最大的碳纤维供应商GFT公司达成了战略合作协议；还有全球宝马碳纤维最大的供应商SGFG公司，目前与康得已经形成了紧密的战略合作；与德国的SGR公司达成了战略合作协议；此外，也与德国SGL在未来的复合材料以及部件技术上面进行全面战略合作。至此，已经建立全球第一个最大的全生态、轻量化碳纤维生态平台，更重要的是联动了北汽、长安、广汽、上汽等中国14家汽车厂，由此完成全球唯一最大的轻量化工业生态链和商业生态链。有的人说在中国的厂还没投，居然拿到14家车展的定单，凭的是什么？就是这个生态平台。

再次，中国新能源电动车的发展政策一定是中安信的未来。中安信做过一个统计：到2025年中安信的汽车将会达到3000万辆，汽车减重至少要达到30%。实际上长安正在跟中安信合作，他们提出到2020年汽车减重30%，目前中安信的百公里是6.9升，2020年要降低55%，发动机的效率已经受到限制了，未来就靠轻量化。蔚来汽车已在美国硅谷、德国慕尼黑、上海、北京以及伦敦设立了我们的营运和研发公司。新能源电动车的智能化仅仅是锦上添花，而轻量化对于新能源电动车是致命的。因为作为新能源电动车，减重100公斤将会增程100公里，提速会增程10%，减重100公斤，如果是固定航程的话电池容量会减少20%，所以对于新能源电动车的减重是致命的，中安信对于蔚来汽车的车型都是在德国设计开发，然后完成整机，最后在中国生产。作为新能源电动车，中安信预计到2025年至少要减重50%，如果按照2020年中安信达到200万辆，2025年600万辆计算，到了2025年仅新能源电动车的碳纤维将会用到10万吨，如果中安信早几年搭建这个平台，市场可能不会到来，而今天市场到来了。

借力用力 应对国际市场打压

在中安信碳纤维复合材料的全球化战略布局之中，与各个领域的市场竞争无一例外，即面临着国际市场的打压而做出的价格之战，如此前消息所指的T700产品系列即是如此。对此，当问及中安信未来如果再生产T700，其价格如何与国际市场的T700进行竞争，对此，钟玉表示：“这个正是我们当时布局这个产业的重要理念，我们做预涂抹的时候做了全产业链，光学膜就是从树脂、机材到成品，以至于现在延伸到了总体解决方案，由此企业能够带来的合成是一种技术的整合优势，更重要的是成本的整合。我们研究了中国整个碳纤维行业发展现状的时候可以看到T300，现在的价格可能到10-12万元，企业的基本成本最低是12-15万元，所以基本不赚钱。但是T300尤其是到了军工，或者是到了哈飞的直升飞机可能已经变成1000万元了。这便是从复合材料下一步的加工，如碳纤维是15万元，预涂料就是翻一番30万元，部件可能就会达到60万元。作为总体解决方案是应对国际市场价格的打压，提升企业盈利能力以及和企业竞争力相比最重要的因素，也正是研究了一年要干的，到时候国外再来打我压根就不搭理。”

钟玉指出，在未来的发展道路上，对待国际市场的打压，中安信就考虑了两件事：一件事是一定要把整个产业链完成，以手机触摸屏的ITO膜为例，当时研发之时基本每平米400元，为应对国际市场的打压之战，中安信把整个机材以及建构全部完成的实际成本只有50元，产品上市以后中国很多厂商都跟上来，众多德国的设备厂濒临破产的困境。中安信是作为全产业链，布局各个领域，今天大家可以看到手机大屏触控，就是康得新全球领先的技术，当时中安信是在更广阔的领域应对瞬息万变的市场行情，更重要的就是打通产业链，从终端最后保证整个产业的升级。当然，中安信也有降成本的措施，就是通过规模生产、节能降耗也可以降低成本。此外还有国际两大生产基地，现在已经拿到了国外两大汽车公司的定单，还要生产新能源电动车的整合部件，所以打造国际市场东方不亮西方亮。

颠覆创新 打造本土化产业平台

康得新在全球发展战略的布局之下，不仅建立全球唯一最大的轻量化工艺生态链和商业生态链，另于2016年，将旗下23个子公司全部扁平化，进行充分授权和资源共享，然后靠资源形成合力。对此，钟玉称：“我们做的就是技术创新、商务创新和组织创新。如果是改进性创新可能仅仅是提高了一部分，颠覆性创新才可能有新的道路。现在我们从低效能走向高性能是基础，生态平台是一种经营模式，走向全球资源整合，这样的话就会形成一种强大的竞争力，不仅拿到了中国市场，还会拿到国际市场，不仅是从研发到宝马需要十年二十年，但是没有关系，这样就可以一步登天站在巨人的肩膀上面整合资源。”

针对康得新集团数十年来所取得的成果，钟玉指出，这主要源自三方面的创新举措：首先是持续进行技术创新，走到今天康得新还在如履薄冰，因为信息时代技术正在变得现代化，跟不上就会淘汰。其次是商务创新，商务创新也在日新月异，一个新的模式创新就可能会把企业淘汰掉。康得新现在竞争的优势就是打造生态，所谓颠覆的是碳纤维的经营模式，就是生态国际化这样的平台来迎接未来的发展。最后是组织创新，康得新过去的组织机构是金字塔的职能部门和总裁管理会，规划比较严密，但其效率很低。

“我们围绕该问题进行深入的讨论，二次世界大战时美军的战斗单位是以师为单位，到了越战的时候是以营为单位，再到海湾战争的时候是以战斗小组为单位，伊拉克战争的时候是士兵拿出终端直接呼唤轰炸机和巡航导弹，瞬间就把敌人灭了。为什么能够做到？就是通过信息化，而且还有武器的先进性。所以我认为现代企业的组织创新需要走向中心化和扁平化，做到充分授权，但一定是以生态为平台。” 钟玉如此说道。

企业寻求发展，以其质量、性能与成本这三要素进行本土化平台的打造之时，事实上，质量因素是一个企业最终的表现。钟玉表示，质量首先应该表现为企业整个技术的水平、整个工艺的水平，包括工艺配方和设备的水平，最终就是管理。一件事要做好不仅是设备和技术，你的团队和你的理念也需要进行这种精细化生产，管理占到50%，中安信通过现在的生产线形成的一流的技术、设备以及管理团队服务人才达到一种高性能和稳定的质量是完全有信心的。现在国外通常就是用40-50K，也有24K，现在中安信的生产线是12K和24K，它的综合成本不仅是碳丝，更重要的就是后端。这种成本体现两个方面：该产品被设计的时候就把成本降低了，因为很多部件根据不同的要求可以不需要这样一种结构，24K现在也适合在新能源汽车，通过后续持续的改进最终降低你的部件成本，由此适合于新能源汽车的低成本、规模化生产。

整合资源 碳纤维回收战略布局

众所周知，碳纤维的广泛应用必然会带来另一个问题 ——即碳纤维的回收问题。首先，一些不同的碳纤维复合材料在汽车的设计理念，最开始的是传统跑车上面的应用，这种设计的方式是很难进行量产的：如碳纤维复合材料和金属的混合设计；另有碳纤维复合材料和金属车身大规模的应用；还有全碳纤维复合材料的车辆设计，也在考虑材料的力学性能以及设计方式，最重要的是它的加工成型方式。对于碳纤维的运用，钟玉指出：“我们虽然是全碳纤维，但是整个车的结构件是用这种织布的碳纤维做的，长纤维是工程塑料，短纤维是用来增强，顶部完全是回收碳纤维。现在回收应用技术研究也非常有成果，未来我们就会用这个来降低成本。因为我们本身也要回收，生产过程当中毕竟有大量边角料和裁切料，这些都可以通过充分利用降低成本。”

整个碳纤维应用当中还有一点，就是材料的使用率，可以看到传统的方式是把碳纤维丝编成晶布再成型，这样的过程之后整个材料的浪费率要达到40%以上。但是随着新工艺的出现和发展，整个碳纤维材料的使用率超过90%，这样整个过程对于成本的控制就会更加精确。目前，康得已与和SGL达成战略合作其中很重要的原因就是SGL的应用技术。因为碳纤维这个材料确实有一个很重要的优点，就是可以循环使用。作为已经应用的碳纤维，比如一辆车已经报废了，所有的碳纤维部件可以回收粉碎再利用，可以作为短纤维来添加，也作为各种增强的部件。

伴随碳纤维工业化时代的到来，中国作为最大的市场，中安信建立了全球唯一最大的生态平台。对此，钟玉表示：“我们一方面是自主研发，另一方面是整合全球的技术资源共同推动市场。因为这个领域当中欧洲和美国也是更开放的，这是我们成功的经验，康得新在光学膜材料方面领先全球也是在全球八个国家设立研发中心整合全球的技术资源，3M刚做出来我们就做出来了，而且还超越了3M，这就是我们整合的团队研发二十年完成的基础研究，随后在中国做了五年的应用研究，现在规模化了，最大的市场还是在中国。国外的研究所希望和更大的市场合作，然后和大家一起分享。通过人才资源的整合持续进行技术创新和开发，尤其是未来我们可能走向工业化，这个方面持续研发更加重要，比如把时间从两分钟缩短到一分钟，或者材料利用率从50%上升到80%，这样成本就又下来了。”

碳纤维时代 量产汽车仍具挑战

碳纤维复合材料的优势主要表现在，汽车碰撞过程中不管是正碰还是侧碰，由于碳纤维整个性能的方式和铝的不同，其性能潜力比传统的铝要高出四到五倍。但是目前宝马R3整个碰撞主要还是铝，因为碳纤维需要非常多的计算，目前还不能完全达到这样的设计能力，可以看到碳纤维复合材料在这方面有非常好的潜力，可以通过这种方式获得更多的性能，从而保护乘客的安全。飞机上碳纤维复合材料的应用从1985年就开始了，到目前为止空客的A350只有5%的机身结构是用的碳纤维复合材料，随着一些新铝材的发展也有更好的抗腐蚀性能和焊接性能，导致现在复合材料也受到了挑战，不光是在航空航天，整个汽车也是这样的状况，但是这样的竞争对于材料行业的发展有很好的促进作用。

由于碳纤维最初是应用于航空航天领域，该领域下的碳纤维制造工艺或制造成本都不适应目前的应用范围。当前，碳纤维最重要的发展产业是汽车产业，以往工艺时间都是几十分钟或者几个小时，并不适合汽车生产的节拍。为了解决上述问题，很多的供应商都开始不断地研发新的工艺解决这些问题。就此问题，康得复材副总裁、KDX欧洲研发中心、KDX轻量化设计中心总裁何鹏表示指出：“目前整个碳纤维复合材料的工艺，为了实现好的性能，或者是具备好的、高的生产效率，这个过程当中也根据纤维的长短来分，连续纤维和非连续纤维就是碳纤维长玻纤的成形工艺，碳纤维的SMC目前也是一个很重要的方向。不管怎么样，它的发展方向就是两个：好的性能肯定放在首位，其次就是生产效率，所以应该是往对角发展，针对碳纤维的规模化生产。”

针对何种工艺技术的碳纤维更适应新能源汽车产业，何鹏介绍称：“无论是在R系列还是现在的车身，湿法模压工艺与高压注塑，都是作为目前很重要的主流工艺。根据新的数字规划体系，现在节拍可以保持在一分钟之内，相对于以前的几十分钟和几个小时来说还是很好，并且质量已经经过了工业验证，无论是湿法模压还是高压RTM，康得已经具备了。目前很多人都在讨论湿法模压和RTM，这也是延续了相应的工艺，现在还是有一两个部件，但是主流的生产结构部件还是高压，也是我们目前应用的工艺。”

但是，从汽车产业的未来发展趋向看，欧洲在碳纤维复合材料与镁铝合金材料的混合使用的发展趋势下，如何合理地设计运用二者，如何使碳纤维轻量化汽车得以大规模量产，这成为业界普遍的关注的话题，对此，慕尼黑工业大学碳纤维复合材料研究所所长、康得新欧洲研发中心专家委员会主席Klaus Drechsler表示：“碳纤维未来在汽车产业上的应用，对于我们最大的挑战还是大规模的量产，随后要有一个预成型的时间，可以让纤维直接成为最终产品的形状，这种成型的时间、国家的工艺以及这样的混合制造模式，比如铝、钢以及碳纤维在最需要使用的位置，这样可以发挥碳纤维最大的应用潜能。这样的条件之下整个碳纤维可以比轻量化再多25%，而且对于一些零件，比如SMC工艺以及注塑工艺，这样整个轻量化就可以完全体现出来，而且以后也会有更多的混合设计。”

当然，上述二者的混合设计可能会有一些问题，比如不同的材料和相同的系数，但是现在已经有了各种各样的解决方案，实际工业当中也有了一个应用。以宝马为例，为什么现在只有宝马在做这一技术？因为汽车厂的跟进相对缓慢一些，宝马整个技术的前瞻性要更强一些，三十年前就开始投入了一些碳纤维的应用，并且这个过程当中不断地积累工业技术、研发技术，不仅看到了问题也看到了使用的应用前景。加上在戴姆勒工作了很长时间，这个过程当中戴姆勒也在思考用碳纤维，但是更多地看到一些问题，比如价格因素和技术因素导致整个管理层和股东方对这方面都不是很支持，宝马这种探索基因的驱动之下，过去的这些年当中对于新技术碳纤维的支持一直都给予了非常高的动力，所以现在宝马还是走在其他车厂的前面。