碳谷三“奇” ——吉林市碳纤维产业发展纪实
记者 张育新 伊秀丽 苏红玫 赵广欣
“碳谷”——中国碳谷，坐落在吉林市经济开发区。
正值金秋，记者开始了“探”谷之行。
俯瞰“碳谷”，盘点一下家底——这里有全国规模最大的年产5000吨碳纤维原丝生产线，有碳纤维企业20家，规模化生产的碳纤维制品有4个系列10余种终端产品，形成了规模化、集群化的发展态势；这里碳纤维原丝产能5500吨/年，碳丝产能1170吨/年，产品规格涵盖1K、3K、6K、12K，性能达到日本东丽公司T400水平，并突破了T700级碳纤维生产核心技术。
一奇：刚柔并济碳纤维
在吉林方大江城碳纤维有限公司的最新科研成果展室里，陈列着碳纤维丝、碳纤维布、碳纤维抽油杆……记者看到了红旗H7碳纤维复合材料发动机罩。公司副总经理刘树权介绍说：“碳纤维复合材料制作的发动机罩，比金属钢板重量降低一半，性能提升51%-135%。材质轻了，汽车二氧化碳排放量大幅减少。”
在吉林碳谷公司的碳纤维原丝生产线，一束束乳白色的丝线在设备间缓缓穿行。记者拈起一束细看，细如发丝。公司总经理庄海林说：“这是24K的碳纤维原丝，一束由2.4万根细丝组成。你肉眼看到的一根‘发丝’，其实有数百根。”
在吉林市吉研高科技纤维有限公司，一排排以碳纤维复合材料构架制作的自行车光亮夺目。记者用两根手指托起车架，轻松将整台自行车抬离地面。总经理赵春田说：“材质轻盈，但硬度胜过钢铁。”
神奇的碳纤维，刚柔并济，正是自古以来人类在材料领域孜孜以求的品质。
以汽车为例，碳纤维技术不仅可以使车身轻量化，同时还可以强化车身强度。采用碳纤维制造的汽车，重量仅相当于普通钢材汽车的20%到30%，硬度却在10倍以上。而车重每减10%，便可降低6%到8%的油耗，降低5%到6%的排放，在同样用油情况下，一辆车每小时可以多开50公里，有助于提升车的加速与制动性能。比如今年6月德国宝马公司推出的第六代宝马7系产品，首次实现量产的碳纤维、钢、铝智能轻量化车身结构，其中的宝马740Li从静止加速至100公里/小时，仅需5.6秒，宝马740Le的综合耗油量仅为2.1升/100公里，创细分市场油耗新低。
“碳纤维市场前景大到什么程度？由于应用领域范围之广，甚至可以用‘无限’来形容。”庄海林说，“如果一辆汽车的碳纤维用量在100公斤，我国汽车年产量如今约在2000万辆左右，若有十分之一用上碳纤维材料，全年就需要碳纤维10万吨左右。另外，中国的大飞机项目也需要应用国外已经相对成熟的碳纤维技术，比如欧洲的A380、787大型飞机，整体材料的一半是碳纤维复合材料，好处显而易见，重量下来了，运营成本和效益自然得到提高。中国的大飞机如果能用国产的碳纤维，那么用量也是巨大的。另外，像无人机、工业机器人等新兴领域，也需要应用到碳纤维材料。当然，这还只是一个美好的前景，需要我们国内的碳纤维产业实现新的技术上的进步。”
看似“高大上”，实则很“亲民”。在方大江城碳纤维有限公司，记者还看到了羽毛球拍、网球拍、乒乓球拍、钓鱼竿等优质碳纤维运动器材，刘树权对记者说：“碳纤维材料广泛应用于航空航天、国防军事、新型汽车、建筑材料以及体育器材等领域。我国碳纤维复合材料发展起步较晚，但发展很快，并已从军工领域逐步扩展到了民用方面。”碳纤维复合材料还可以制造出衣服、鞋帽、沙发、茶几、保温杯等时尚的日常消费品，不久的将来或许会成为我们身边不可或缺的生活材料。
二奇：江城人的“登天”精神
说起江城碳纤维，有两个人物不得不提。一是桂纯，二是蔡小平。
嫦娥奔月的远古传说，蕴含着中国人的“登天”梦想。在现代社会，太空探索和空间技术的竞争更成为捍卫国家主权和领土完整的重要科技手段。要实现火箭上天，碳纤维正是其中不可或缺的关键元素。
1975年，为打破国外的技术封锁，开发出拥有自主知识产权的碳纤维生产技术，国家向吉化试剂厂（现吉化合成树脂厂）下达了一项极为艰巨的任务，研制与生产“741”产品，即碳纤维。高级工程师桂纯授命带队向碳纤维发起了技术攻关。
桂纯，在邻居眼中，曾是一位总穿着工作服的普通女人，在同事眼里，曾是一位普通的技术工作者，但就是这样一位看似平凡的人，在碳纤维的研发过程中，让生命迸发出巨大的能量。
一无技术，二无装备，碳纤维项目基本从“零”起步。桂纯独自一人到辽阳学习原丝、碳丝生产工艺；没有图纸，没有试验设备，她就对工厂原有的旧装置进行改造。冬日里，她因不能及时赶上班车，经常徒步从车站走到工厂；夏日里，因车间没有降温设施，她与组员们汗透衣衫，提前完成了厂房、设备和管线的改造。
顽强的毅力、执着的信念支撑着桂纯不断向前。几十个寒来暑往，桂纯没休过一个探亲假，常年吃住在实验室里。数万次的数据演算，上千次的研制试验，绝热处理、触媒研制等一道道难关被陆续攻克。科研小组终于按时试制、生产出了合格产品，得到了国家5个部委的通报嘉奖。
退休后，桂纯依然没有离开她热爱的工作岗位，直到去世也没有离开过工厂，且终身未嫁。她把自己的一切都献给了碳纤维事业，连同青春和爱情……
吉化的“登天”精神，也正是从那个时代开始铸就的。
可以告慰桂纯的是，“登天”精神在吉化有了新时代的践行者和传承人——中国石油吉化公司研究院总工程师蔡小平及其团队。是他们，出色地完成了桂纯未竟的事业。
2002年以来，在蔡小平的带领下，吉化碳纤维团队以“宁让黑发变白发，也要白丝变黑丝”（指原丝碳化变成黑色碳纤维丝的过程）的决心，在组织四次技术攻关后终于实现突破。
当时的情况有多难？用蔡小平的话说就是，“如果再不取得突破，中国就有可能从此退出碳纤维这个世界高端化工领域！”
2007年10月，正是中石油吉化公司百吨级碳纤维项目技术攻关最困难的时候，中央领导同志亲赴吉化，为项目科研人员加油打气。在中央领导同志的激励和中石油集团公司的支持下，蔡小平带领项目攻关团队，发扬吉化“登天”精神，终于在2008年初取得突破，打开了实现碳纤维产业化的最后一扇大门。
三奇：中国碳谷的迅速崛起
“登天”精神为吉林市的“中国碳谷”埋下了第一块稳固且坚实的基石。
2009年，中石油吉化公司百吨碳纤维项目正式投产，随后，一大批碳纤维项目陆续建成投产。中石油、中钢集团、恒天集团、吉林化纤四大国有上市公司均将碳纤维产业列入了集团优先发展战略，在吉林市建设了碳纤维生产基地。
2010年1月，国家科技部认定吉林市碳纤维基地为国家高新技术产业化基地，吉林省委、省政府高度重视，吉林市委、市政府把建设好吉林国家碳纤维高新技术产业化基地作为壮大战略性新兴产业、推动产业结构调整的重大举措，提出了将基地建设成为“中国碳谷”的目标。
吉林经开区以打造“中国碳谷”为重点，“握沙成团，加速振兴”，吹响了发展战略性新兴产业集群的“号角”：
——面对国际技术壁垒，吉林石化研发的“二甲基亚砜一步法”工艺，首先实现了碳纤维工业化生产；
——吉林化纤在国内首创“二甲基乙酰胺两步法”工艺路线，成功生产出质量稳定的T300碳纤维原丝；
——2010年，吉林化纤碳谷公司原丝销售收入达1420万元，成为国内碳纤维原丝的龙头供货商。2011年11月，该公司年产5000吨碳纤维原丝项目建成投产，成为全国规模最大的原丝生产线；
——2012年3月，方大江城碳纤维公司年产500吨碳纤维生产线正式投产；吉研高科公司年产160吨碳化线扩大到年产260吨生产能力。
现如今，江城已经拥有碳纤维及制品企业20家，碳纤维原丝产能5500吨/年，碳丝产能1170吨/年，产品规格涵盖1K、3K、6K、12K，产品性能达到了日本东丽公司T400水平，并突破了T700级碳纤维生产核心技术。现已规模化生产的碳纤维制品有4个系列10余种终端产品，形成了规模化、集群化发展态势。
吉林市科技局副局长宋家升说：“为增强下游制品对碳纤维的拉动作用，实现上下游互动的链式化发展，提高产业聚集度，我市着力组织开发碳纤维下游制品。”
吉研高科公司年产2万辆“吉昊麟”碳纤维自行车下线；下游制品C/C复合材料、碳纤维编织布、碳纤维发热制品已形成批量生产能力，特别是C/C复合材料已在国内处于领先水平。目前，碳纤维抽油杆已在新疆油田实验，碳纤维汽车底护板、碳纤维汽车发热座椅已经分别在上汽一轿和一汽大众完成了车载实验。吉林方大也正在着力开发碳纤维LED背板、碳纤维摄像机摇臂等下游制品。
上下游互动发展，初步形成了“原料-原丝-碳丝-终端产品”这一国内最完整的碳纤维产业链条，吉林市“中国碳谷”崛起之势已然形成。
今年1月到8月，吉林碳谷公司通过技术改造提升单线产能，已经生产碳纤维原丝1400吨，产值7000万元，其中出口俄罗斯200吨，预计全年将实现同比增长100%；吉林广大公司已经生产碳纤维209吨，实现销售收入1856万元，预计全年将实现同比增长100%以上。"
宋家升说：“到2020年，吉林市将力争使碳纤维原丝生产能力达到1.5万吨，碳纤维生产能力达到6000吨，碳纤维制品能力达到2.5万吨，碳纤维产业产值达到100亿元的目标。努力把吉林国家碳纤维高新技术产业化基地建设成为全国的碳纤维生产中心、研发中心和交易中心。”
上天揽月，入海捉鳖，“碳谷”之奇，仍将上演！