近日，美國能源部（DOE）宣布，旗下國家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（NETL）與橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）將聯(lián)合肯塔基大學(xué)、賓夕法尼亞州立大學(xué)，共同啟動(dòng)一項(xiàng)總額1000萬美元的煤基碳纖維研發(fā)項(xiàng)目，旨在通過技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)煤炭產(chǎn)業(yè)向高附加值領(lǐng)域轉(zhuǎn)型。

全流程攻關(guān)突破成本與性能瓶頸
該項(xiàng)目將系統(tǒng)覆蓋煤基碳纖維生產(chǎn)的全鏈條技術(shù)，包括計(jì)算化學(xué)模擬、煤焦油瀝青加工、纖維紡絲及熱處理工藝優(yōu)化。橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室碳纖維技術(shù)中心負(fù)責(zé)人表示，研究重點(diǎn)在于解析不同等級(jí)煤基碳纖維所需的化學(xué)條件與加工參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)“性能超越傳統(tǒng)產(chǎn)品，成本低于現(xiàn)有市場”的目標(biāo)。

高校分工明確資金精準(zhǔn)投放

• 肯塔基大學(xué)：獲450萬美元專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，主導(dǎo)煤焦油瀝青（碳纖維前驅(qū)體）的定制化研發(fā)，針對(duì)航空航天、國防等高端領(lǐng)域需求優(yōu)化材料特性。

• 賓夕法尼亞州立大學(xué)：獲8萬美元支持，負(fù)責(zé)材料微觀結(jié)構(gòu)表征與性能分析，為工藝優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。

煤炭轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略應(yīng)對(duì)能源結(jié)構(gòu)變革
在美國低價(jià)天然氣與可再生能源擠壓下，煤炭在電力市場的份額持續(xù)萎縮。該項(xiàng)目通過開發(fā)煤炭在非傳統(tǒng)領(lǐng)域（如先進(jìn)材料）的應(yīng)用，被視為抵消行業(yè)頹勢的關(guān)鍵舉措。能源部高級(jí)官員指出，碳纖維市場預(yù)計(jì)2024年前將以每年12%的速度增長，除高端領(lǐng)域外，建筑保溫、基礎(chǔ)設(shè)施材料等大批量應(yīng)用場景亦將推動(dòng)需求爆發(fā)。

政策驅(qū)動(dòng) 3000萬美元計(jì)劃落地
此次研發(fā)經(jīng)費(fèi)源自美國國會(huì)2020財(cái)年批準(zhǔn)的“先進(jìn)煤炭加工計(jì)劃”，該計(jì)劃總撥款3000萬美元，旨在探索煤炭在冶金與熱力市場之外的創(chuàng)新用途。業(yè)內(nèi)分析認(rèn)為，煤基碳纖維若實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，不僅可提升美國煤炭出口競爭力，還將為傳統(tǒng)能源密集型地區(qū)創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

在全球能源轉(zhuǎn)型背景下，美國正通過技術(shù)革新重塑煤炭產(chǎn)業(yè)價(jià)值。此次跨機(jī)構(gòu)合作標(biāo)志著煤炭從“燃料”向“材料”的戰(zhàn)略跨越，其成果或?yàn)槿蛸Y源型經(jīng)濟(jì)體提供轉(zhuǎn)型參考樣本。