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从碳纤维机身到PEEK关节,化工材料成为托举飞行器升空的“无形之翼”

2025-08-07 17:211470
 国研新经济研究院创始院长、国空科技(中国)低空经济研究院院长朱克力表示:“低空经济具有科技含量高、创新要素集中、产业链条长、使用主体多元、辐射范围广等特点。在新一轮科技革命和产业变革浪潮中,低空经济成为全球科技竞争新赛道,蕴含着巨大的经济潜力和创新活力。”


碳纤维机身到聚醚醚酮(PEEK)关节,从高镍电池到聚酰亚胺(PI)薄膜,化工材料已深度嵌入低空制造“基因链”,成为托举飞行器升空的“无形之翼”。


聚碳酸酯、聚酰胺、聚醚醚酮、聚甲醛、聚苯硫醚、聚酰亚胺、碳纤维复合材料、热塑性复合材料等各显神通。以eVOTL为例,其制造就需要碳纤维复合材料、聚酰亚胺、PTFE(聚四氟乙烯)、锂电池材料等协同助力。


低空飞行器的“轻量化生命线”,正是中国石化高端化工材料的战略机遇。


碳纤维复合材料被称为轻量化先锋,由碳纤维与树脂基材精妙复合而成,在材料家族中以超高强度与刚性脱颖而出,加之卓越的耐腐蚀、耐疲劳特性,可谓“钢之强度、羽之轻盈”,成为制造飞行器机身、机翼等关键结构件的宠儿。


碳纤维复合材料占比结构总质量的60%~80%,能大幅削减重量25%以上,为飞行性能加分。但高端碳纤维国产化率不足30%,替代空间巨大。2030年仅eVTOL碳纤维需求或达10万吨,倒逼产能与技术双升级。


近年来,国产碳纤维及其复合材料生产技术有了长足的进步与发展。作为国内第一家、全球第四家掌握大丝束碳纤维生产技术的企业,上海石化自主研发的48K大丝束碳纤维,具有更低的纤维生产成本、更高的复合材料制品加工效率的特点。


上海石化目前已具备1500吨/年小丝束碳纤维、6000吨/年大丝束碳纤维生产能力,围绕新兴产业和未来产业发展方向,正加快推进“大丝束+小丝束”“高性能+通用级”碳纤维产品系列全覆盖,聚焦能源转化、能源存储、低空经济等领域持续发力。


上海石化与华东无人机基地建立了长期友好的交流与合作关系,展现了在低空经济领域的深厚潜力,高性能碳纤维复合材料产品得到了国内外重点低空飞行企业的认证,目前正在推进高性能碳纤维复合材料产品相关应用研发,助力低空经济发展。


未来,中国石化将加快低空经济特种材料攻坚。其中,PEEK能耐260摄氏度高温,强度媲美铝合金,是起落架关节的“隐形铠甲”;PI薄膜可耐受零下269摄氏度至400摄氏度的温差环境,为电子系统穿上“隔热服”。目前,全球仅4家企业掌握千吨级PEEK产能,中国石化凭借研发积淀有望抢占高地。


在电池材料上,中国石化可向航空级电池材料布局。如固态电池是低空飞行器能源升级方向,中国石化可联合电池企业研发高镍正极材料,提升电池能量密度。随着氢动力飞行器发展,中国石化可拓展储氢瓶内胆材料业务,满足长航时飞行需求。eVTOL的动力系统(如锂电池、氢燃料电池)需依赖高性能电解液、隔膜材料及添加剂,也可成为企业的拓展方向。



抓住低空经济机遇培育更多增长极

当“打飞的”通勤从科幻走进现实、无人机配送重构物流版图,一个以千米低空为画布的万亿级产业正加速铺展,其庞大的市场规模为化工领域带来了广阔的发展空间,也为能源化工企业重塑价值链提供了历史机遇。


我国能源行业当前正面临传统业务萎缩、环保约束加剧、能源转型冲击等多重挑战,早在2023年中央经济工作会议就提出“打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业”。抓住低空经济机遇,不仅是应对短期困境的“救急之策”,也是推进战略性新兴产业和未来产业发展的“有效举措”,更是培育第二增长曲线、实现长期可持续发展的“战略之举”。


在这场颠覆传统生产生活方式的变革中,中国石化诸多要素相互促进、融合发展,以“从分子到天空”的全产业链穿透力,打造“空天地一体”服务中枢,在低空经济赛道上勾勒出能源化工企业生态化转型发展的新范式。


低空飞行器的每一次腾空,都是材料科学的胜利。从碳纤维复合材料构建的轻量化机身,到聚醚醚酮(PEEK)铸造的耐高温起落架;从聚酰亚胺(PI)薄膜守护的极端环境电子系统,到高镍正极材料驱动的固态电池——这些看似微小的材料突破,实则构筑了低空经济的物质基石。上海石化攻克大丝束碳纤维国产化难题,正是中国石化以“身轻如燕、坚如磐石”为目标进行材料革命、赋能低空制造的生动注脚。


3万座加能站的网络优势,让中国石化得以将传统能源据点升级为“空天地一体”服务中枢。杭州石油“车路云”无人物流项目的落地,预示着加能站将演变为集无人机起降、电池快换、氢燃料加注于一体的智慧节点。这种转变对未来有深远的启示:通过“场站+能源+数字化”的深度融合,构建起覆盖地面交通与低空物流的立体补能体系,一个跨越空地的能源互联网正在形成。


在5G-A和人工智能与化工材料相遇、政策红利与市场需求共振时,企业需要的不仅是技术突破,更是跨领域协同创新的生态思维。低空经济蓬勃发展的背后,是中国石化以科技创新赋能战略性新兴产业和新质生产力发展的不懈努力。直投海德氢能发起设立氢能基金、创建“石化易电”品牌打造全国充电网络,中国石化在困境中悄然布局,全面转向全产业链生态共建。这种转变契合了低空经济“科技含量高、创新要素集中”的本质特征,展现了中国石化全链条生态化发展的勃勃生机。


站在低空经济蓄势腾飞的当口儿,中国石化以材料创新筑牢产业根基、以服务升级重构价值网络、以生态共建引领系统变革,这场“低空革命”不仅将重塑城市天际线,而且将推动中国能源化工行业在战略升级中开辟新增长极。

 

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