2021年10月15日-16日，由中國汽車工業協會、重慶兩江新區管理委員會聯合主辦的“2021中國汽車供應鏈大會”在重慶舉辦，長安汽車、地平線作為官方合作伙伴全力支持本次大會。本屆供應鏈大會主題為“補短鑄長、融合創新——構建中國汽車供應鏈新生態”，共同探討產業政策，交流分享技術，研判產業趨勢，展示創新成果，旨在促進產業國內國際互動，凝聚產業鏈條上下齊心，共謀產業協同發展之路。其中，在10月16日上午舉辦的主題論壇“汽車材料新動態”上，東華大學教授、纖維材料改性國家重點實驗室副主任余木火發表精彩演講。 

我跟大家分享的是碳纖維復合材料在制造業大規模應用的進展。

全球碳排放42%是電力，25%是交通，我們國內的汽車占比少一點。同時蔣院士講了我們保有量和銷售量第一，幾乎占全球的30%。所以我們對碳排放這件事情不管用電還是用油，實際上汽車產業責無旁貸，而且任重道遠。

我們工業革命不斷的發展，下一段工業革命可能是低碳的工業革命，能對低碳有貢獻的產業都是朝陽產業。從這個角度講，汽車產業是一個朝陽產業。特別是電動車產業將擔負著我們國家制造業里面提升制造業GDP新增的產業。所以我想汽車產業未來主要的關鍵詞第一個是碳排放，第二個關鍵詞就是我們中國的汽車產業在整個世界汽車制造業里面的分量、競爭力。顯然這背后要從汽車底層做起。

汽車底層是什么呢？材料一定是底層之一。材料才能支撐產業的競爭力和肩負碳排放減排的目標。

中國汽車工業協會實際上已經看到這一點。在關鍵時刻成立了這么一個分會——汽車新材料分會。汽車新材料分會的使命一個是首先保證現有汽車產業供應鏈的安全和提高質量，提高我們中國汽車的質量。材料的質量有保證了，汽車質量才能有保證。

第二要研發新的材料，新的應用來促進我們材料和汽車產業的進步。

第三個就是通過材料與汽車的結合來提高這兩個產業。因為這兩個產業都是大國競爭中非常重要的產業。

第四個就是培養交叉人才。

我們重點任務有4個，一個是汽車與材料的交流平臺。你可以發現我們像東風汽車熊經理這樣子的汽車材料部在整個汽車公司里面占有的設計人員、工作人員比例是很小的。這樣的狀態就阻礙了新材料在汽車上的應用，阻礙了汽車對新材料提出新要求。所以我們這個分會的任務、使命就是讓這兩個之間能直接交流。懂材料的人不懂汽車是搞不出零部件的。懂車的人不熟悉材料是不敢先試用這個新材料的，所以只有交流。

第二件事就是要請蔣院士這些高層專家，以及一線工作的人員做戰略研究，我們要列出，準確嚴判汽車發展趨勢，以及對汽車材料的發展趨勢，準確判斷汽車材料的發展趨勢，汽車產業有什么支撐，最終制出清單。

第三個推動新材料的研發，以及汽車上的應用。現在已經有很多高校、研究機構、創業公司生產出新的材料，搞材料的人也不一定全清楚，這些新材料是不是有可能全在汽車上用，汽車上用了以后，能不能推動我們汽車的進步？同時這些新材料在實驗室，在測試階段走不出來，為什么？沒有地方用，用得太少了。如果汽車產業能用上它，對我們新材料產業也是極大的支撐。

第四個培養交叉人才，希望汽車汽車領域的博士能讀材料的博士后，學材料的博士能做汽車領域的博士后。

我們說整個人類歷史都是材料牽引著發展，或者說材料是重要的基礎。比如石器時代、青銅時代，工業革命是電力、鋼。過去的石油經濟核心材料就是化工材料。下一輪的低碳經濟核心材料是什么呢？我們要思考。輕量化材料一定是節能減排的重要手段。所以蔣院士講過我們有很多領域，中國在碳纖維領域有很多機會有望引領，實際上也在引領著。很快我們的產能、用量都會超過全世界，而且超過其他國家好幾倍的規模。這樣就會給我們汽車用的碳纖維材料貴這件事情帶來出路。規模擴大，成本會降低，整個產業鏈建起來了，各個領域都會應用，不光是汽車，這樣帶來再一輪的規模擴大，往后循環。

鋼材，英國工業革命一開始也是幾千噸，十年才到幾萬噸，一樣的進程。碳纖維在制造過程中的應用跟這個很像，進展比它還快。

碳纖維在制造業中大規模應用，很重要的問題現在是成本。大家以為碳纖維成本太高，實際上在整個最后的零部件過程中，碳纖維的成本占20%、30%%。其他是輔料以及制造過程。比如碳纖維在這次漲價之前80到130塊，做成零部件要到800，哪怕汽車上用，現在稍微好一點，500塊。80塊的東西還要加一半樹脂，按理說樹脂比碳纖維便宜，結果樹脂比碳纖維還貴，這是技術問題。加工過程更貴，使得原來100的零部件變成800，那就太貴了。所以我們很重要的事情，這四個方面的低成本化。

第一個原材料。成形過程，自動化不要用人工。模塊化設計。比如我們汽車，實際上金屬領域的，特斯拉已經給我們一個方向，大模塊兒的零部件。復合材料來做大模塊的零部件比金屬材料有優勢得多，容易大塊。所以我相信未來的汽車有5個、10個大零件裝成一個車。你在家里車庫就能裝，更不用說每個縣、每個鎮都有一條汽車總裝線，核心就是裝大塊零件。這是碳纖維材料如果在車上應用的優勢。

再一個就是連接，在很長一段時間里面不可能完全用碳纖維，必須有多種材料。壞的時候都是連接的地方壞，因為要連接，所以設計上這個地方要加厚、加螺釘，重量多出很多，所以連接的可靠性也是一個核心技術。

我們東華大學在這一塊兒做了探索，在10年前跟蔣院士做院士咨詢報告，我是秘書，我協助他們工作。東華大學有國家重點實驗室，我們纖維材料改性國家重點實驗室在全國21個材料領域重點實驗室中排第三。我們有30多個教授團隊，覆蓋高性能纖維和材料的方方面面，全世界我們覆蓋最廣。我們在這樣一個很窄的方向上有很多省部級、國家等獎。還有很多產業化的成果。我們校內有兩個復合材料中試基地，一個4600平方，一個3萬多平方，有裝備，能快速制造出一些批量的樣件給后續驗證。

我們這個團隊有比較多的人，已經畢業200多個學生，現在有10幾個老師，長期致力于推動復合材料大規模應用在制造業。包括創建東華大學第一個復合材料系，以及上海市重點實驗室，我都參與了這個過程。

我們200多學生跟我一起長期堅持在這個方向上。核心問題就是推動低成本化，能在制造業中大規模應用。

推動低成本化兩條途徑，第一條途徑就是一個團隊專注一件事，做到世界上最好。只做一件事情，一個零件，把它做到世界上最好。我們現在在醫療方面的應用大規模量產，電池的項目也在尋求合作伙伴，減重40%。氫氣瓶、座椅骨架等等，也在策劃輕量化的輪胎，就針對一件事情把它做到極致。

另外還有一方面是共性技術，研究怎么低成本化的工作。

同時我們很注重跟終端應用的合作，只有跟它緊密合作才能推動低成本化這件事，整體解決方案包括醫療、汽車上的。醫療行業里面我們有一些產業化的成果，包括微創的血管、機器人手臂等等。

這是我們跟微創合作的纖維管，可以把支架送到腦血管里面。這根管子各種要求非常高，所以得到了上海2019年的科技進步一等獎。

高性能纖維我們在碳纖維方面開展了大量低成本化的工作。首先第一個是芳綸。2014年率先實現的國產化，在這之后做低成本化工作，提高單線產能的產值。從單線產能1000多噸提高到3000多噸。裝備的投資大幅度的下降，所以跟我們合作的企業是國內芳綸最大的企業。利潤點非常高，超過40%，毛利潤超過10%，因為裝備國產化了。

碳纖維復合材料這一塊兒我們風電、汽車零部件的工作。比如我們在風電葉片的合作，澳盛現在是全球碳纖維用量最大的企業。汽車上面24個零部件全部自動化連接，以及碳纖維傳動軸生產線。碳纖維傳動軸現在大概有20個車型在同步開發，這一批車型應用以后就能達到幾個億的產值。現在是跟納鐵福合作。

如果做一個零部件的自動化生產，投資幾千萬就夠了。所以我們現在想這個平臺跟大家一起開發單個零件，做到成本最低，供應給各個主機廠。現在正在策劃這個開放的方式，第一步需要有3、5000萬建一條線，正在尋求合作伙伴。

我們第二塊是共性技術。一個樹脂怎么降成本？連接怎么降成本、自動化降成本。比如樹脂為什么貴？因為它真正阻燃的技術加進去，成本就下不來了。用特殊的顆粒放在樹脂里，這些顆粒要做到足夠細，否則灌注時被碳纖維織物過濾掉了，要做到足夠細，所以比較貴。我們把顆粒拿做成纖維，再跟碳纖維織在一起，用最基礎的環氧樹脂加進去以后在加熱的過程中可以溶解，固化之后形成顆粒，最后還是顆粒增強。這樣子就可以只用20幾塊錢的樹脂，不用150塊的，就低成本化了。

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