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        1. 李壽生:我國化工新材料創新發展正在進入“闖高端”的新階段

          發布日期:2023-10-23 14:17:45 來源:免責聲明:所載內容來源于互聯網等公開渠道,我們對文中觀點持中立態度,本文僅供參考、交流。轉載的稿件版權歸原作者和機構所有,如有侵權,請聯系我們刪除。

          10月14日,在華中科技大學舉辦的中國化學會高分子年會上,中國石油和化學工業聯合會會長李壽生作主旨報告,分析了我國化工新材料產業創新發展的現狀、問題和未來,作出我國化工新材料的創新發展正在進入“闖高端”新階段的重要研判。以下為報告全文。

          我國化工新材料的創新發展正在進入新階段

          從2010年起,我國石油和化學工業的銷售收入已經是世界第二大國,僅次于美國。其中化學工業的銷售收入超越美國,是世界第一大國。目前我國化學工業的銷售額占到世界化學工業銷售額的44.4%,超過美國、歐洲和日本的總和。在全球化學工業的發展中,化工新材料始終是世界各國和跨國公司都在搶占的一個制高點,化工新材料創新發展的水平是世界化學工業整體發展水平的一個重要標志,也是反映世界化工強國地位的一個重要尺度。

          黨的十八大以來,隨著我國化學工業整體創新能力的快速提升,化工新材料產業也得到了快速發展。當前我國化工新材料發展呈現以下五個特點:

          一是產業體系不斷完善,產業規模持續擴大。2022年,我國化工新材料產能超過4500萬噸,產量達到3323萬噸,分別比2015年提高87.5%和97.7%,實現產值13160億元,產業體系不斷完善,產業規模持續擴大,自給率顯著提升。特別是我國化工新材料在基本化工新材料和高端專用新材料取得技術突破的同時,生物基新材料也在快速突破并逐步形成規模。目前在可降解塑料聚乳酸、生物尼龍和蒲公英橡膠技術創新方面,我們走在世界的前列。

          二是技術創新能力不斷增強,保障水平持續提升。“十三五”以來,我國化工新材料重大關鍵技術取得了一系列新突破。先后攻克了茂金屬聚丙烯、110千伏高壓絕緣電纜專用料、光伏級乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)等高端聚烯烴;光學級聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、溶液法聚苯醚、聚砜等高性能工程塑料;苯乙烯—乙烯—丁烯—苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、防彈玻璃用熱塑性聚氨酯彈性體橡膠(TPU)等高性能橡膠;高強高模聚酰亞胺、大絲束碳纖維、高伸長間位芳綸、高韌性對位芳綸等高性能纖維;鈣鈦礦量子點光學膜等高性能膜材料;高鎳三元正極材料、磷酸鐵鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、電池用聚偏氟乙烯(PVDF)等新能源電池材料;生物基聚乳酸、尼龍56技術也取得了重大突破、化工新材料為“補短板”和保障國家經濟安全作出了突出貢獻。

          三是新材料競爭力不斷提升,領軍企業迅速成長。隨著企業創新能力的不斷提升和自主創新技術的不斷突破,一批新材料領軍企業快速成長。中國石化、中國石油和中國化學工程集團在高端聚烯烴、高性能纖維、尼龍6、尼龍66和氣凝膠領域引領行業高端發展;中化控股公司在工程塑料、有機硅、有機氟、芳綸領域持續發力;華潤集團、中車集團、中材集團分別在特種聚酯、高性能纖維、高性能膜材料領域加速布局;萬華化學在異氰酸酯全產業鏈和新能源材料細分領域不斷取得新進展;巨化集團、興發集團、金發科技、豐原集團、泰和新材、福建錦江、長春高崎和江蘇先諾等一批地方國企和民營企業分別在電子化學品、氟化工、芳綸、光伏級EVA、硅材料、膜材料、氨綸、特種尼龍、改性塑料、聚酰亞胺、碳纖維和生物化工等領域不斷取得新突破,越來越多的化工新材料技術指標正在接近和達到國際先進水平,顯示出我國化工新材料產業創新發展的強大生機與活力。

          四是一批化工新材料專業園區迅速成長,產業技術特色和規模優勢正在集聚顯現。一批以化工新材料為主業的專業化工園區正在迅速成長,產業技術特色和市場競爭優勢快速提升。高端聚烯烴和工程塑料產業集聚發展的上?;@區、寧波石化經濟開發區、南京化工園區、齊魯化工園區、大亞灣化工園區以及氟硅材料集聚發展的常熟氟化工園區、東岳氟硅新材料園區、江西星火有機硅產業園區,還有聚氨酯產業集聚的煙臺萬華工業園、寧波大榭開發區、蚌埠生物基化工新材料產業園區、淄博高新園區等,都在呈現出成長的跨越和優勢提升的新變化,我國化工新材料的園區基地和核心載體正在形成。

          五是我國重點大專院校、科研院所和大型骨干企業緊密結合,正在形成一大批充滿活力、轉換快捷、產學研用一體的創新平臺。在我國化工新材料創新發展的實踐中,清華大學、天津大學、四川大學、浙江大學、北京化工大學、華東理工大學、上海交通大學、華南理工大學、華中科技大學等一批大專院校,以及中國科學院大連化物所、長春應化所、化學所、過程所和航天研究院等一大批化工研究院所等已經在陜西榆林、山西晉城、內蒙古鄂爾多斯、天津南港和大港、浙江寧波和衢州、廣東惠州和珠海、江蘇南京和張家港、遼寧長興島等地同重點化工企業建立了一批長期合作的創新平臺和創新基地,在市場需求的牽引下,這批產學研用平臺奉獻了一大批高端技術成果,化工新材料創新體制的突破也正在顯示出改革的活力和長遠的優勢。

          以上五大特點,充分說明我國化工新材料創新發展正在跨入一個全新的階段。這個階段的一個根本性變化,就是當下的創新已由“跟隨型”階段轉入了一個“引領型”的新階段。作為世界第一的化工大國和化工新材料消費大國,中國必然會成為世界化工大國和跨國公司競爭的焦點,化工新材料高端技術引進的機會會越來越少,自主創新的緊迫性越來越高。在整個行業“補短板”突出矛盾逐步緩解后,趕超世界前沿“闖高端”的創新,就已經成為發展的主流。在這個大競爭時代,立足自主創新、綠色創新、高端創新,提高自己的創新能力和競爭能力,是我們面向未來的唯一選擇!

          未來我國化工新材料創新發展必須搶占的技術制高點

          國外研究機構和媒體把全球化工新材料產業發展劃分為三大梯隊的格局:

          第一梯隊包括美國、日本和歐洲。分析認為美國全面領先;日本站在納米材料和電子信息材料的高端;歐洲處在結構材料、光學與光電材料、納米材料的前沿。

          第二梯隊包括中國、韓國和俄羅斯。分析認為在第二梯隊中中國站在第一位,在半導體照明、稀土永磁、人工晶體材料方面領先;第二位是韓國,在顯示材料、存儲材料方面領先;第三位是俄羅斯,在航空、航天材料方面領先。

          第三梯隊是巴西和印度等國家。

          從全球化工新材料發展的最新趨勢看,產業壟斷正在加劇,高端材料的技術壁壘的競爭更趨白熱化。特別是一些大型跨國公司,憑借自身的技術研發、資金和人才優勢,已經在很多高技術含量、高附加值的新材料產品中占據主導地位。比如,日本東麗、帝人公司,壟斷了高性能碳纖維及其復合材料技術;美國鋁業公司,掌握了飛機用金屬材料80%的專利;美國杜邦公司、日本帝人公司,控制了對位芳綸纖維市場80%的份額;日本信越、德國瓦克、日本住友、三菱材料等公司,占據了國際半導體硅材料80%的市場份額;美國科銳公司,占據了碳化硅單晶70%以上的全球市場份額。

          根據我國石油和化學工業高質量發展的技術要求,以及國外發達國家化工新材料發展趨勢,綜合各研究機構和專家的研究成果,特別是根據我們行業“十四五”規劃目標和產業升級的重大需求,我們認為當前和未來一段時間,我國化工新材料創新發展 “闖高端”的戰略任務應重點集中在以下七大領域:

          (一)高端聚烯烴材料及關鍵單體。高端聚烯烴及單體供給不足和創新能力落后,仍然是我國化工新材料發展的一個突出矛盾。要重點突破高性能催化體系和復合聚合工藝難題,開發高碳α-烯烴、光伏膠膜及汽車工業用聚烯烴彈性體(POE)、超高壓絕緣聚烯烴專用料、包裝材料用茂金屬聚乙烯、多組分聚丙烯(PP)釜內合金等高附加值產品,形成系列化產品,實現高水平國產化替代,支撐高端聚烯烴產業向高性能、多功能、精細化方向發展。

          (二)高端合成橡膠。在高端合成橡膠技術創新發展中,重點要突破氫化丁腈橡膠(HNBR)加氫催化劑催化機理和加氫過程聚合物結構變化機理,重點開發航空航天、國防軍工用HNBR和綠色輪胎專用官能化溶聚丁苯橡膠(SSBR)以及5G通訊電路板材料用液體橡膠,構建自主可控的高端官能化橡膠產業鏈。要進一步加大生物橡膠開發力度,力爭取得新的突破。

          (三)高端合成纖維材料及單體。我國是世界上最大的紡織品市場,在未來的高端發展中,我們要在碳纖維和己二腈/己二胺成套技術及2,6-萘二甲酸核心技術上取得重大突破,加快推進高強高模千噸級纖維生產線建設,并在特種纖維及下游市場開拓中,加快創立質量、品種和品牌的優勢。

          (四)工程塑料及特種工程塑料。要重點突破特種聚碳酸酯核心技術和特種尼龍核心技術,建成3000噸級氫化雙酚A、萬噸級1,4-環己烷二甲醇(CHDM)、千噸級異山梨醇生產裝置,建成萬噸級特種聚碳酸酯柔性生產線,大力開發聚酰亞胺薄膜、聚芳醚類特種工程塑料等產品應用市場,增強品牌影響力和系列產品牌號,突破航天航空應用的瓶頸,不斷擴大工程塑料的市場應用水平和市場競爭能力。

          (五)電子化學品。第三代半導體為代表的化合物半導體新材料,正在重塑全球半導體產業競爭新格局,我們可以充分利用國際半導體產業和裝備巨頭還未形成專利、標準和規模壟斷的機遇,在后摩爾時代實現超越。要在超大規模集成電路和半導體用光刻膠外延氣技術、特種液晶高分子材料、特種光學聚酯膜材料、濕電子化學品以及封裝材料上取得領先突破。

          (六)生物基材料。隨著生物基材料技術的創新突破、生物基材料呈現出一個爆發式增長的新態勢,隨著“雙碳”目標的實施,生物基材料的發展又進入了一個黃金時期。2023年9月美國發布了《生物技術和生物制造明確目標》,提出了生物基聚合物要在20年內取代目前90%以上的塑料和其他商業聚合物的目標。當前我們要在加快實現具有自主知識產權的工業菌種和酶制劑技術的創新突破外,還要集中力量在生物基聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)、生物基聚丙烯腈和生物基電池級硬碳負極材料三個方面取得重大突破。提升更清潔、更高效、更安全的生物發酵和分離提取技術水平,建立規?;痉豆こ毯托袠I標準,力爭在生物基材料技術創新方面走在世界前列。

          (七)二氧化碳(CO?)資源化利用技術以及塑料化學循環技術。未來CO?資源化利用將會成為世界各國高質量發展的競爭焦點。碳基材料也是化工新材料中的一個大家族,目前世界各國、各跨國公司都在加大研發力度,積極尋求CO?資源化利用的技術、工藝和產品。前不久,日本研發出利用CO?生產丁苯合成橡膠的新技術,為CO?在化工新材料方面的利用又探索了一條新路。我國化工行業也要進一步加大CO?資源化利用和塑料化學循環利用的研發力度,在化工新材料的利用方面,力爭闖出一條具有中國特色、國際領跑的新路子。

          我國化工新材料新發展階段的創新必須實現三大突破

          實踐告訴我們,未來國際化工新材料高端壟斷局面的打破,必須依賴我們自己的技術創新,未來我國化工新材料競爭優勢的建立,也必須依賴我們自己的技術創新。一個企業、一個行業、一個國家的創新突破,必然要伴隨著創新環境的重大改善和突破。當前我國化工新材料創新發展進入了“闖高端”的新階段,必然要求全行業在觀念上、組織上和激勵方式上也要跨上一個新臺階?;ば虏牧蟿撔掳l展正在觀念、組織和激勵方式三個方面發出強烈的呼喚。

          一是觀念上的突破。2005年美國國立研究院議會發布的未來20年世界化工發展新趨勢的報告告訴我們:“從20世紀90年代開始,化學和化工開始重合,兩者的關系變得更加緊密了。這在高分子、催化和電子材料的合成到制造、生物科學和生物工學、藥學、納米科學和納米工學、計算機科學與工程等跨學科領域尤為顯著。這些領域不但作為化學的領域被接受,而且成了以化學為中心的領域,橫跨各個傳統的化學領域。在這些領域區分化學家和化學工作者沒有太大意義?!泵绹@份研究的報告題目就是“超越分子的界限”,充分反映了世界化學研究方向的鮮明變化。專家們認為,今天的化學領域已經超越了分子擴展到了材料、細胞、生命、地球等學科,認為在那里有化學的新的發展可能性?;瘜W在不斷變化,我們的認識、我們的創新也要隨之而變化,我們在認識上和觀念上的變化開始了嗎?

          二是組織上的突破。同樣是這份研究報告認為,從20世紀90年代開始,化學研究的現有結構開始瓦解。首先,化學中最大的創新機會已經在傳統化學范疇之外了。新的化學前沿是生命科學、材料科學。此外,再加上能源、環境、健康管理。其次,功能研究取代了結構成為研究的主要目標。功能比結構更難處理,特別是功能設計難度更加一籌。再次,由于人才需求和人才供給的失衡,學術性化學研究人員過剩,最終領域的分割導致年輕化學人員狹窄的專業化,培養不出適應發展需求的新學術制造的化學家。為了應對當前的挑戰和未來行業發展的需求,化學專業培養必須大膽、加快人才培養的變革。除了這份研究報告提出的人才培養變革外,當下和未來我們化工新材料的研發和產業創新,在組織方式上也必須加快變革,要把開放的,既有專業分工、又有協調配合的整體性創新團隊組織起來,打通產學研用體系的堵點、斷點,加快開放式研發新體制的建立和完善,在實踐中加快跨學科復合型人才培養和領軍人才的鑄造。

          三是激勵方式上的突破。高端創新是極其復雜、極其艱難的過程,要寬容失敗、允許過錯。有人告訴我,民營企業的創新同國有企業的創新,在激勵方式上有一個截然不同的“九一模式”:民營企業有10個創新,9個失敗,1個成功,就OK了!而國有企業有10個創新,9個成功了,應該;1個失敗了,換人!在未來高端新材料的創新實踐中,我們是否應該多一些理解、多一些包容、多一些支持?!笆∈浅晒χ浮?,是科學創新發展中的真理,也是我們在創新管理中需要急切改進的一個重要環節。

          化學和化學工業是一個可持續發展的朝陽事業,需要一大批充滿活力、充滿熱愛、充滿追求的年輕人才,大學教育是人才培養、特別是年青人才培養的決定性陣地。大學教育一定要“將最好的年輕學生吸引到化學科學中來,要幫助他們挑戰并取得成就。他們在分子的最前線及超越分子的領域工作,一邊歡度激情的人生,一邊順應人類迫切的愿望做貢獻”。

          化學是神奇的。我們的物質世界全部是由原子、分子組成的,但原子、分子的組成是無限多樣性的,由這種多樣性而產生的物質的性質和反應,并利用這種多樣性制造新的物質是今后化學“新知識制造”最值得期待的!這個世界上還尚有超出我們想象的豐富多樣的世界,在那里一定會有更加豐富多樣的化學新未來!這就是人類對21世紀化學的期待。


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