中国香港首艘整船采用国产碳纤维材料建造的客渡船“新明珠39”号

　　记者 王进

　　广州公司负责产品研发过程协调和产业化推广，中威公司为产品使用方，七二五所为技术支持和产品提供方，三方 “产、学、研”结合，成功实现高端碳纤维材料国产化研究、应用及产业化推广。

　　国产碳纤维与树脂匹配后，性能与进口材料水平相当，应用于船舶相较铝制船减少结构重量20%以上，满足船舶设计指标与建造工艺需求，其中，灌注型乙烯基树脂优于进口。

　　9月9日，中国香港400客位纯电池动力推进客渡船“新明珠39”号下水仪式在广州南沙举行。该船全船采用先进的碳纤维高新材料制造，是目前中国香港首艘整船采用国产碳纤维材料建造的客渡船，打破了进口高端碳纤维材料在国产客船领域的垄断局面。这标志着中国船舶集团广州船舶工业有限公司牵头组织“产、学、研”结合开展的高端碳纤维材料国产化研究、应用及产业化推广取得了成功。

　　碳纤维复合材料船用获突破

　　“新明珠39”号由华联船舶有限公司承接项目、广州公司负责保障协调服务、广东省港航集团旗下广东中威复合材料有限公司建造，将服务于香港维多利亚港。

　　该船整船采用碳纤维复合材料建造，具有重量轻、耐腐蚀、噪音低等特点，相比传统船用材料可进一步节省燃油、降低维护费用，节能减排、低碳环保优势明显。独具创新的艏艉对角左右对称设计使该船外观十分新颖漂亮。无论从船舶的左面还是右面看，生动形象的“海豚”造型都能展现在眼前。

　　“新明珠39”号为纯电池推进动力，并配备了太阳能光伏发电系统，对角布置2套电动全回转舵桨，可实现双向推进、横向平移，360度可视化辅助靠泊预警系统的加持，能极大提高船舶航行安全性。该船选用一流品牌的磷酸铁锂动力电池、高稳定性的直流配电系统以及高性能永磁推进电机，提升了船舶的可靠性。

　　得益于碳纤维结构，该船能耗低，续航里程长，可以满足每天夜间充电、白天连续运营的要求，配备的能量管理系统可自动管理船上的照明以及中央空调系统，达到更好的节能效果。“新明珠39”号的下水，标志着中国香港地区绿色环保“零排放”渡船先驱项目再获重要进展。

　　发展高性能碳纤维受支持

　　据介绍，国外早已研制出民船用碳纤维及配套乙烯基树脂，并已在40米以上级别客船中应用多年，但是，国内目前仅在小艇或游艇领域使用碳纤维复合材料，且只用到T300级别的碳纤维（“T”代表拉伸强度，后面的数字越大，碳纤维的力学性能指标越高），在大型客船上的应用仍是空白，且一直依赖从国外进口碳纤维及树脂。成本高以及物料供应的稳定性和周期难以保证，是国内发展大型碳纤维船舶的“堵点”。

　　为打通“堵点”，近年来国家出台多项政策促进碳纤维产业发展。2021年3月发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》提出，要加强碳纤维等高性能纤维及复合材料的研发应用。2024年1月，工业和信息化部、科技部、国务院国资委等七部门联合发布的《关于推动未来产业创新发展的实施意见》中明确提出发展高性能碳纤维等关键战略材料。

　　业内专家认为，我国在未来材料的发展中，需紧跟材料科学持续创新步伐，发展高性能碳纤维等关键战略材料，推进科技创新和科技成果转化同时发力；在船舶领域发展高性能碳纤维，有利于做大高端绿色船舶市场。

　　产学研深度融合破局

　　对于高端船舶用碳纤维织物及配套树脂国产化，广州公司认为，迫切需要有效整合优质资源联合开展相关研究及产业化。在广州公司的牵头组织和大力推动下，2023年6月9日，广州公司与中国船舶集团旗下第七二五研究所、中威公司共同签订了《船用碳纤维国产化研发及推广项目合作框架协议》。其中，广州公司负责研发产品过程协调和产业化推广，中威公司为产品使用方，七二五所为技术支持和产品提供方。

　　研发团队围绕碳纤维复合材料国产化，通过碳纤维高性能编织技术、碳纤维界面性能强化技术、高强抗冲击乙烯基树脂的研发，碳纤维复合材料综合性能评价，碳纤维复合材料成型工艺研究，典型舱段建造与考核评价等，实现了国产化替代的重大突破。

　　研究结果表明，国产碳纤维与树脂匹配后，性能与进口材料水平相当，应用于船舶相较铝制船减少结构重量20%以上，满足船舶设计指标与建造工艺需求。其中，灌注型乙烯基树脂还优于进口。由于良好的工艺适应性，织物和树脂均已获得中国船级社（CCS）认证证书。