化工新材料是支撐國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ),是傳統(tǒng)石化和化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要方向,已成為當(dāng)前全球科技競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵領(lǐng)域。歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)紛紛制定相關(guān)戰(zhàn)略,促進(jìn)本國(guó)化工新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,包括美國(guó)“材料基因組計(jì)劃”、歐盟“地平線2020”、俄羅斯“2030年前材料與技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略”以及日本“第六期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃”等。
我國(guó)不斷加大對(duì)化工新材料領(lǐng)域的政策支持,先后出臺(tái)《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》《化工新材料產(chǎn)業(yè)“十四五”發(fā)展指南》《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等予以支持。2021年12月,工信部發(fā)布《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄(2021年版)》,包含先進(jìn)基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料、前沿新材料三大類共300余種材料。2022年4月,《關(guān)于“十四五”推動(dòng)石化化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出到2025年,石化化工行業(yè)要基本形成自主創(chuàng)新能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)布局合理、綠色安全低碳的高質(zhì)量發(fā)展格局,高端產(chǎn)品保障能力大幅提高,核心競(jìng)爭(zhēng)能力明顯增強(qiáng),高水平自立自強(qiáng)邁出堅(jiān)實(shí)步伐。本文通過(guò)介紹國(guó)內(nèi)外化工新材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與趨勢(shì),梳理我國(guó)當(dāng)前發(fā)展存在的問(wèn)題,提出行業(yè)發(fā)展建議,以期為未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展及技術(shù)開(kāi)發(fā)提供支撐。
1、化工新材料的分類和特點(diǎn)
化工新材料是指具有傳統(tǒng)化工材料不具備的優(yōu)異性能或某種特殊功能的新型化工材料,通常具備性能優(yōu)異、附加值高、技術(shù)門檻高、功能性強(qiáng)等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防軍工的眾多領(lǐng)域中。
根據(jù)中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)分類,化工新材料主要分為高端聚烯烴、工程塑料、彈性體、高性能纖維、循環(huán)再生材料、新能源材料、功能膜材料、半導(dǎo)體材料及其他,具體代表性產(chǎn)品見(jiàn)圖1。

2、全球化工新材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
01 | 規(guī)模不斷增長(zhǎng)全球化工新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展整體呈現(xiàn)高技術(shù)引領(lǐng)、產(chǎn)品迭代速度快、產(chǎn)業(yè)規(guī)模和需求不斷擴(kuò)大等特點(diǎn)。據(jù)中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì),2019年全球化工新材料產(chǎn)量約8500萬(wàn)t,市場(chǎng)消費(fèi)總額達(dá)3700億美元;至2021年全球化工新材料產(chǎn)量約10000萬(wàn)t,市場(chǎng)消費(fèi)總額達(dá)3950億美元,見(jiàn)圖2。
未來(lái)隨著全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng),先進(jìn)制造業(yè)不斷壯大和向價(jià)值鏈中高端邁進(jìn),對(duì)化工新材料創(chuàng)新和需求將持續(xù)增加,從而增強(qiáng)了全球企業(yè)和金融資本發(fā)展化工新材料的動(dòng)力。據(jù)中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)預(yù)計(jì),到2025年全球化工新材料市場(chǎng)消費(fèi)規(guī)模將有望達(dá)到4800億美元,其中高端聚烯烴、特種工程塑料、電子化學(xué)品、碳纖維等領(lǐng)域需求增長(zhǎng)有望延續(xù),但西強(qiáng)東弱的區(qū)域格局短期內(nèi)還是難以改變。2021年全球化工新材料行業(yè)主要品類的產(chǎn)能或產(chǎn)量情況見(jiàn)表1。

表1 2021年全球化工新材料行業(yè)主要品類產(chǎn)能/產(chǎn)量


02 | 呈現(xiàn)西強(qiáng)東弱格局全球化工新材料產(chǎn)能及技術(shù)主要由北美、歐洲等西方發(fā)達(dá)國(guó)家主導(dǎo),是全球化工新材料市場(chǎng)的主要地區(qū),但各區(qū)由于工業(yè)化程度不等而存在差異。
美國(guó)在高性能分離膜材料、高性能纖維、工程塑料與特種工程塑料、高端聚烯烴樹(shù)脂、高性能橡膠、新型特種膠黏劑等領(lǐng)域全面處于領(lǐng)先水平,在氟硅樹(shù)脂和橡膠、聚氨酯材料、電子化學(xué)品、儲(chǔ)能材料等領(lǐng)域整體發(fā)展水平較好。
西歐在高性能膜材料、高性能纖維、工程塑料與特種工程塑料、高端聚烯烴樹(shù)脂、高性能橡膠、氟硅樹(shù)脂和橡膠等領(lǐng)域處于較高水平,但在芳綸、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH樹(shù)脂)、異戊橡膠等領(lǐng)域處于空白或整體較弱,在電子化學(xué)品和儲(chǔ)能材料等領(lǐng)域發(fā)展水平不高。
日本在電子化學(xué)品領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平,在高性能膜材料、高性能纖維、工程塑料與特種工程塑料、高端聚烯烴樹(shù)脂、高性能橡膠、氟硅樹(shù)脂和橡膠等領(lǐng)域處于較高水平,在PTT、PTC等特種樹(shù)脂領(lǐng)域則較弱或基本空白。
03 | 領(lǐng)先企業(yè)集中在美歐日企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)方面,根據(jù)全球化工新材料領(lǐng)域主要企業(yè)的營(yíng)收規(guī)模以及業(yè)務(wù)布局、銷售布局等情況,目前全球處于第一梯隊(duì)的企業(yè)主要是全球化布局十分成熟、全球知名度極高、化工領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)積累豐富的企業(yè),如美國(guó)陶氏化學(xué)、德國(guó)巴斯夫、美國(guó)??松梨凇⑷毡救饣瘜W(xué)、韓國(guó)LG化學(xué)等;處于第二梯隊(duì)的企業(yè),一般是發(fā)達(dá)國(guó)家中排名前列的企業(yè),這些企業(yè)也進(jìn)行全球化布局,但仍有所側(cè)重,如德國(guó)贏創(chuàng)、美國(guó)3M、日本三井化學(xué)、美國(guó)空氣化學(xué)等,在本國(guó)區(qū)域布局較深入,營(yíng)收主要結(jié)構(gòu)以本國(guó)區(qū)域占據(jù)大頭;第三梯隊(duì)企業(yè)主要是專注于本國(guó)內(nèi)的企業(yè),在各國(guó)政府的支持下,緊追其后的化工企業(yè),如國(guó)內(nèi)的晨光新材、金博股份、祥源新材、凱賽生物等。
具體企業(yè)布局方面,美國(guó)??松梨趪@聚烯烴和合成橡膠等高性能化不斷開(kāi)發(fā)高端產(chǎn)品,2021年化學(xué)品業(yè)務(wù)收入369億美元;德國(guó)巴斯夫在多種基礎(chǔ)原料及精細(xì)化學(xué)品方面均具備專有技術(shù),2021年化學(xué)品業(yè)務(wù)收入136億歐元;日本三菱化學(xué)在功能性材料方面擁有技術(shù)優(yōu)勢(shì),碳纖維、聚碳酸酯等領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位,2021年化學(xué)品業(yè)務(wù)收入307億美元;陶氏化學(xué)在功能塑料、功能材料和電子化學(xué)品等領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì),2021年化學(xué)品業(yè)務(wù)收入550億美元。
3、我國(guó)化工新材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
01 | 規(guī)模持續(xù)壯大近年來(lái),在國(guó)家政策引領(lǐng)及企業(yè)技術(shù)進(jìn)步等推動(dòng)下,我國(guó)化工新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。2021年,我國(guó)化工新材料產(chǎn)量超過(guò)2965萬(wàn)t,較2015年的1681萬(wàn)t提高76%,年復(fù)合增速10%;實(shí)現(xiàn)銷售收入9616億元,較2015年增長(zhǎng)2.7倍,年復(fù)合增速24%;自給率也穩(wěn)步提高,接近75%的目標(biāo)。一大批核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破,高端聚烯烴和工程塑料等產(chǎn)品得到拓展應(yīng)用,同時(shí)誕生了一批優(yōu)秀的化工新材料企業(yè),包括中石油、中石化、中國(guó)中化、華潤(rùn)、中車、中材等傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)企業(yè)引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展,萬(wàn)華化學(xué)、巨化、湖北興發(fā)和泰和新材等地方企業(yè),以及盛虹石化、東岳、合盛硅業(yè)、久吾高新等民營(yíng)企業(yè)在各自細(xì)分領(lǐng)域不斷取得新進(jìn)展,產(chǎn)品技術(shù)水平正在達(dá)到和接近國(guó)際先進(jìn)水平。2019—2021年中國(guó)化工新材料供需情況、產(chǎn)值規(guī)模及消費(fèi)規(guī)模分別見(jiàn)圖3、圖4。2021年中國(guó)化工新材料重點(diǎn)品類供需及自給情況見(jiàn)表2。


表2 2021年中國(guó)化工新材料重點(diǎn)品類供需及自給情況

02 | 發(fā)展水平穩(wěn)步提升化工新材料產(chǎn)品體系龐大,產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng),涉及企業(yè)眾多,目前中國(guó)各重點(diǎn)產(chǎn)品領(lǐng)域領(lǐng)先的化工新材料企業(yè)詳見(jiàn)表3。表3 中國(guó)化工新材料重點(diǎn)產(chǎn)品企業(yè)布局情況

03 | 未來(lái)發(fā)展前景隨著國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)升級(jí)步伐加快,對(duì)化工新材料的需求將持續(xù)旺盛;同時(shí),隨著國(guó)內(nèi)加快對(duì)化工新材料的突破和創(chuàng)新,我國(guó)化工新材料的自給率也將不斷提升。根據(jù)中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)預(yù)計(jì),2025年我國(guó)化工新材料消費(fèi)量將超過(guò)5700萬(wàn)t,產(chǎn)量達(dá)到4300萬(wàn)t,自給率超過(guò)75%,見(jiàn)圖5。

4、我國(guó)化工新材料產(chǎn)業(yè)存在的問(wèn)題
當(dāng)前我國(guó)化工新材料總體發(fā)展水平與歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家仍存在一定差距,一是缺乏頂層設(shè)計(jì),產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理。國(guó)內(nèi)化工新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃,各地區(qū)沒(méi)有立足于自身?xiàng)l件和優(yōu)勢(shì)進(jìn)行合理定位和差異化分工,存在低水平重復(fù)建設(shè)問(wèn)題,企業(yè)規(guī)模普遍較小。有些企業(yè)集中在中下游環(huán)節(jié),產(chǎn)業(yè)配套能力不強(qiáng)。此外,盲目跟風(fēng)式投入沒(méi)有得到有效遏制,“低端過(guò)剩、高端不足”的結(jié)構(gòu)性矛盾突出,影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性。
二是研發(fā)投入不夠,原始創(chuàng)新能力不足,核心技術(shù)“卡脖子”問(wèn)題嚴(yán)重。我國(guó)缺乏良好的資源配置機(jī)制和持續(xù)有效的投入,無(wú)法在技術(shù)源頭上支撐自主創(chuàng)新。同時(shí),企業(yè)作為創(chuàng)新主體,跟蹤仿制多,導(dǎo)致關(guān)鍵技術(shù)和核心部件受制于人。我國(guó)在高端化工新材料產(chǎn)品和化工高端裝備及尖端技術(shù)方面嚴(yán)重依賴國(guó)外。據(jù)工信部統(tǒng)計(jì),在我國(guó)大型企業(yè)所需的130多種關(guān)鍵基礎(chǔ)化工材料中,32%的品種仍為空白,54%的品種仍依賴進(jìn)口,如高端電子化學(xué)品、高端功能材料、高端聚烯烴等,難以滿足經(jīng)濟(jì)與民生需求。高端技術(shù)研發(fā)成為制約我國(guó)化工新材料發(fā)展的關(guān)鍵要素。
三是與下游材料應(yīng)用行業(yè)脫節(jié),缺乏協(xié)同創(chuàng)新能力,成果轉(zhuǎn)化不足。我國(guó)缺乏與下游應(yīng)用行業(yè)的緊密聯(lián)系,通常是瞄準(zhǔn)填補(bǔ)空白、替代進(jìn)口的思路進(jìn)行材料開(kāi)發(fā),導(dǎo)致我國(guó)新型高尖端材料生產(chǎn)一直落后于國(guó)外。同時(shí)國(guó)內(nèi)缺乏有效的協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制和平臺(tái),材料標(biāo)準(zhǔn)、牌號(hào)、檢測(cè)評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)庫(kù)等產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)尚未形成體系,導(dǎo)致科技成果資源信息難以共享,科研成果轉(zhuǎn)化率低。
四是高層次人才隊(duì)伍短缺,學(xué)科建設(shè)、人才積累非常薄弱,已成為發(fā)展的核心掣肘。我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)起步晚,基礎(chǔ)弱,人才培養(yǎng)投入不足,尤其是領(lǐng)軍人才培養(yǎng)周期相對(duì)較長(zhǎng),導(dǎo)致我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展人才供給相對(duì)不足。以集成電路用材料為例,國(guó)內(nèi)一流高校畢業(yè)的碩士研究生以上學(xué)歷人才從車間工程師到主管,至少需要8—10年時(shí)間。目前我國(guó)大部分集成電路材料企業(yè)的核心人才團(tuán)隊(duì)來(lái)自中國(guó)臺(tái)灣、日本、韓國(guó)等。
5、我國(guó)化工新材料行業(yè)發(fā)展建議
01 | 出臺(tái)針對(duì)性政策措施,促進(jìn)先進(jìn)材料產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展加大財(cái)稅金融支持力度,完善財(cái)稅金融政策,推進(jìn)航空航天、電子信息、新能源、生物醫(yī)藥等高端領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用,優(yōu)先選擇研發(fā)基礎(chǔ)較好、市場(chǎng)潛力較大的產(chǎn)品作為重點(diǎn)攻關(guān)的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目,給予戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)專項(xiàng)資金補(bǔ)助。積極發(fā)揮政府采購(gòu)等政策引導(dǎo)作用,鼓勵(lì)在重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)優(yōu)先使用國(guó)產(chǎn)化工新材料,同時(shí)建立新材料首批次應(yīng)用容錯(cuò)和激勵(lì)機(jī)制。引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈上中下游相關(guān)企業(yè)有序集聚,簡(jiǎn)化引進(jìn)企業(yè)審評(píng)審批程序,保障企業(yè)生產(chǎn)要素供應(yīng),實(shí)施生態(tài)環(huán)境差別化管控措施,推進(jìn)關(guān)鍵材料檢驗(yàn)檢測(cè)改革和科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用體系建設(shè),破解產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸制約。大力實(shí)施知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略,設(shè)立國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)專項(xiàng)基金,將核心技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為知識(shí)產(chǎn)權(quán),增強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)運(yùn)營(yíng)效率。
02 | 圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈,上下游協(xié)同推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展圍繞產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)部署創(chuàng)新鏈,培育產(chǎn)業(yè)鏈鏈主企業(yè),營(yíng)造“鏈主企業(yè)牽引、中小企業(yè)集聚”的創(chuàng)新生態(tài)。針對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)集群,聚焦“卡脖子”技術(shù),推動(dòng)鏈主企業(yè)與配套材料企業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新;鼓勵(lì)鏈主企業(yè)向配套材料企業(yè)開(kāi)放供應(yīng)鏈,實(shí)施關(guān)鍵材料、關(guān)鍵裝備國(guó)產(chǎn)替代計(jì)劃。針對(duì)航空航天產(chǎn)業(yè),建設(shè)和完善民用航空碳纖維復(fù)合材料“材料-工藝-設(shè)計(jì)-制造一體化”的產(chǎn)業(yè)鏈配套服務(wù)能力;開(kāi)展高性能碳纖維在高端制造、戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)研發(fā)和示范應(yīng)用,形成一批高性能碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目,提升上、中、下游產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的自主可控水平。針對(duì)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)集群,以下游醫(yī)學(xué)高端應(yīng)用需求為牽引,打通 “上游原材料制備、中游聚合物合成、材料制品性能評(píng)價(jià)及優(yōu)化、工程化成套技術(shù)開(kāi)發(fā)、醫(yī)用材料應(yīng)用及規(guī)范管理”等產(chǎn)業(yè)鏈上的各個(gè)環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)醫(yī)用材料全產(chǎn)業(yè)鏈共同發(fā)展。
03 | 建設(shè)共同創(chuàng)新及服務(wù)平臺(tái),形成產(chǎn)業(yè)鏈耦合的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)建設(shè)重大共性技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)與中試平臺(tái),促進(jìn)集群產(chǎn)業(yè)形成協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。例如,充分發(fā)揮國(guó)家碳纖維及其復(fù)合材料技術(shù)創(chuàng)新中心的平臺(tái)作用,以碳纖維及其復(fù)合材料前沿引領(lǐng)技術(shù)和關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用為核心,打造創(chuàng)新資源集聚、組織運(yùn)行開(kāi)放、治理結(jié)構(gòu)多元的綜合性碳纖維產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái),建立碳纖維技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新平臺(tái)、碳纖維復(fù)合材料研發(fā)與應(yīng)用研究平臺(tái)、碳纖維中試和孵化平臺(tái)、碳纖維行業(yè)測(cè)試與標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)。同時(shí),加大專業(yè)化服務(wù)平臺(tái)建設(shè)力度,引導(dǎo)相關(guān)產(chǎn)業(yè)園區(qū)開(kāi)展基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究,打造以企業(yè)為主體、需求為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同的創(chuàng)新平臺(tái),提升原創(chuàng)性材料的開(kāi)發(fā)能力。
04 | 加強(qiáng)復(fù)合型人才培養(yǎng),提升自主研發(fā)與設(shè)計(jì)能力化工新材料產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng),技術(shù)壁壘高,通常是集多專業(yè)、高精尖技術(shù)于一體的系統(tǒng)工程。應(yīng)持全局產(chǎn)業(yè)鏈統(tǒng)籌發(fā)展的理念,引進(jìn)國(guó)外化工新材料高端人才,同時(shí)加大國(guó)內(nèi)化工新材料人才的培養(yǎng)力度,形成可持續(xù)的人才供給模式。例如,在重大共性問(wèn)題研究領(lǐng)域,主動(dòng)發(fā)起國(guó)際科學(xué)計(jì)劃和工程,搭建世界級(jí)科研項(xiàng)目平臺(tái),吸引國(guó)外頂尖科學(xué)家和團(tuán)隊(duì)參與;建立政府、高校院所科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)機(jī)制,打造具有跨學(xué)科專業(yè)能力的復(fù)合型高層次人才隊(duì)伍;不斷完善人才評(píng)價(jià)機(jī)制及激勵(lì)制度,探索在技術(shù)轉(zhuǎn)移、成果轉(zhuǎn)化、知識(shí)產(chǎn)權(quán)運(yùn)作、投資融資等方面的新模式;發(fā)揮多專業(yè)、跨學(xué)科的“ 大兵團(tuán)”研發(fā)優(yōu)勢(shì),聚集化學(xué)工程、材料科學(xué)、分析化學(xué)、機(jī)械工程、自動(dòng)化儀表等領(lǐng)域的專業(yè)人才,開(kāi)展協(xié)同攻關(guān),加快推進(jìn)化工新材料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
來(lái)源:《現(xiàn)代化工》2023年第7期 作者:張麗平免責(zé)聲明:所載內(nèi)容來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng),微信公眾號(hào)等公開(kāi)渠道,我們對(duì)文中觀點(diǎn)持中立態(tài)度,本文僅供參考、交流。轉(zhuǎn)載的稿件版權(quán)歸原作者和機(jī)構(gòu)所有,如有侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系我們刪除。