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李壽生:我國化工新材料創(chuàng )新發(fā)展正在進(jìn)入“闖高端”的新階段

發(fā)布日期:2023-10-23 14:17:45 來(lái)源:免責聲明:所載內容來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)等公開(kāi)渠道,我們對文中觀(guān)點(diǎn)持中立態(tài)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(lián)系我們刪除。

10月14日,在華中科技大學(xué)舉辦的中國化學(xué)會(huì )高分子年會(huì )上,中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì )會(huì )長(cháng)李壽生作主旨報告,分析了我國化工新材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展的現狀、問(wèn)題和未來(lái),作出我國化工新材料的創(chuàng )新發(fā)展正在進(jìn)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(chuàng )新發(fā)展正在進(jìn)入新階段

從2010年起,我國石油和化學(xué)工業(yè)的銷(xiāo)售收入已經(jīng)是世界第二大國,僅次于美國。其中化學(xué)工業(yè)的銷(xiāo)售收入超越美國,是世界第一大國。目前我國化學(xué)工業(yè)的銷(xiāo)售額占到世界化學(xué)工業(yè)銷(xiāo)售額的44.4%,超過(guò)美國、歐洲和日本的總和。在全球化學(xué)工業(yè)的發(fā)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(gè)制高點(diǎn),化工新材料創(chuàng )新發(fā)展的水平是世界化學(xué)工業(yè)整體發(fā)展水平的一個(gè)重要標志,也是反映世界化工強國地位的一個(gè)重要尺度。

黨的十八大以來(lái),隨著(zhù)我國化學(xué)工業(yè)整體創(chuàng )新能力的快速提升,化工新材料產(chǎn)業(yè)也得到了快速發(fā)展。當前我國化工新材料發(fā)展呈現以下五個(gè)特點(diǎn):

一是產(chǎn)業(yè)體系不斷完善,產(chǎn)業(yè)規模持續擴大。2022年,我國化工新材料產(chǎn)能超過(guò)4500萬(wàn)噸,產(chǎn)量達到3323萬(wàn)噸,分別比2015年提高87.5%和97.7%,實(shí)現產(chǎn)值13160億元,產(chǎn)業(yè)體系不斷完善,產(chǎn)業(yè)規模持續擴大,自給率顯著(zhù)提升。特別是我國化工新材料在基本化工新材料和高端專(zhuān)用新材料取得技術(shù)突破的同時(shí),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(shù)創(chuàng )新方面,我們走在世界的前列。

二是技術(shù)創(chuàng )新能力不斷增強,保障水平持續提升。“十三五”以來(lái),我國化工新材料重大關(guān)鍵技術(shù)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(zhuān)用料、光伏級乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)等高端聚烯烴;光學(xué)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(cháng)間位芳綸、高韌性對位芳綸等高性能纖維;鈣鈦礦量子點(diǎn)光學(xué)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(shù)也取得了重大突破、化工新材料為“補短板”和保障國家經(jīng)濟安全作出了突出貢獻。

三是新材料競爭力不斷提升,領(lǐng)軍企業(yè)迅速成長(cháng)。隨著(zhù)企業(yè)創(chuàng )新能力的不斷提升和自主創(chuàng )新技術(shù)的不斷突破,一批新材料領(lǐng)軍企業(yè)快速成長(cháng)。中國石化、中國石油和中國化學(xué)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(lǐng)域引領(lǐng)行業(yè)高端發(fā)展;中化控股公司在工程塑料、有機硅、有機氟、芳綸領(lǐng)域持續發(fā)力;華潤集團、中車(chē)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(lǐng)域加速布局;萬(wàn)華化學(xué)在異氰酸酯全產(chǎn)業(yè)鏈和新能源材料細分領(lǐng)域不斷取得新進(jìn)展;巨化集團、興發(fā)集團、金發(fā)科技、豐原集團、泰和新材、福建錦江、長(cháng)春高崎和江蘇先諾等一批地方國企和民營(yíng)企業(yè)分別在電子化學(xué)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(lǐng)域不斷取得新突破,越來(lái)越多的化工新材料技術(shù)指標正在接近和達到國際先進(jìn)水平,顯示出我國化工新材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展的強大生機與活力。

四是一批化工新材料專(zhuān)業(yè)園區迅速成長(cháng),產(chǎn)業(yè)技術(shù)特色和規模優(yōu)勢正在集聚顯現。一批以化工新材料為主業(yè)的專(zhuān)業(yè)化工園區正在迅速成長(cháng),產(chǎn)業(yè)技術(shù)特色和市場(chǎng)競爭優(yōu)勢快速提升。高端聚烯烴和工程塑料產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展的上海化工園區、寧波石化經(jīng)濟開(kāi)發(fā)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(fā)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(chǎn)業(yè)園區,還有聚氨酯產(chǎn)業(yè)集聚的煙臺萬(wàn)華工業(yè)園、寧波大榭開(kāi)發(fā)區、蚌埠生物基化工新材料產(chǎn)業(yè)園區、淄博高新園區等,都在呈現出成長(cháng)的跨越和優(yōu)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(diǎn)大專(zhuān)院校、科研院所和大型骨干企業(yè)緊密結合,正在形成一大批充滿(mǎn)活力、轉換快捷、產(chǎn)學(xué)研用一體的創(chuàng )新平臺。在我國化工新材料創(chuàng )新發(fā)展的實(shí)踐中,清華大學(xué)、天津大學(xué)、四川大學(xué)、浙江大學(xué)、北京化工大學(xué)、華東理工大學(xué)、上海交通大學(xué)、華南理工大學(xué)、華中科技大學(xué)等一批大專(zhuān)院校,以及中國科學(xué)院大連化物所、長(cháng)春應化所、化學(xué)所、過(guò)程所和航天研究院等一大批化工研究院所等已經(jīng)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(cháng)興島等地同重點(diǎn)化工企業(yè)建立了一批長(cháng)期合作的創(chuàng )新平臺和創(chuàng )新基地,在市場(chǎng)需求的牽引下,這批產(chǎn)學(xué)研用平臺奉獻了一大批高端技術(shù)成果,化工新材料創(chuàng )新體制的突破也正在顯示出改革的活力和長(cháng)遠的優(yōu)勢。

以上五大特點(diǎn),充分說(shuō)明我國化工新材料創(chuàng )新發(fā)展正在跨入一個(gè)全新的階段。這個(gè)階段的一個(gè)根本性變化,就是當下的創(chuàng )新已由“跟隨型”階段轉入了一個(gè)“引領(lǐng)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(huì )成為世界化工大國和跨國公司競爭的焦點(diǎn),化工新材料高端技術(shù)引進(jìn)的機會(huì )會(huì )越來(lái)越少,自主創(chuàng )新的緊迫性越來(lái)越高。在整個(gè)行業(yè)“補短板”突出矛盾逐步緩解后,趕超世界前沿“闖高端”的創(chuàng )新,就已經(jīng)成為發(fā)展的主流。在這個(gè)大競爭時(shí)代,立足自主創(chuàng )新、綠色創(chuàng )新、高端創(chuàng )新,提高自己的創(chuàng )新能力和競爭能力,是我們面向未來(lái)的唯一選擇!

未來(lái)我國化工新材料創(chuàng )新發(fā)展必須搶占的技術(shù)制高點(diǎn)

國外研究機構和媒體把全球化工新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)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(lǐng)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(xué)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(lǐng)先;第二位是韓國,在顯示材料、存儲材料方面領(lǐng)先;第三位是俄羅斯,在航空、航天材料方面領(lǐng)先。

第三梯隊是巴西和印度等國家

從全球化工新材料發(fā)展的最新趨勢看,產(chǎn)業(yè)壟斷正在加劇,高端材料的技術(shù)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(shù)研發(fā)、資金和人才優(yōu)勢,已經(jīng)在很多高技術(shù)含量、高附加值的新材料產(chǎn)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(shù);美國鋁業(yè)公司,掌握了飛機用金屬材料80%的專(zhuān)利;美國杜邦公司、日本帝人公司,控制了對位芳綸纖維市場(chǎng)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(chǎng)份額;美國科銳公司,占據了碳化硅單晶70%以上的全球市場(chǎng)份額。

根據我國石油和化學(xué)工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的技術(shù)要求,以及國外發(fā)達國家化工新材料發(fā)展趨勢,綜合各研究機構和專(zhuān)家的研究成果,特別是根據我們行業(yè)“十四五”規劃目標和產(chǎn)業(yè)升級的重大需求,我們認為當前和未來(lái)一段時(shí)間,我國化工新材料創(chuàng )新發(fā)展 “闖高端”的戰略任務(wù)應重點(diǎn)集中在以下七大領(lǐng)域:

(一)高端聚烯烴材料及關(guān)鍵單體。高端聚烯烴及單體供給不足和創(chuàng )新能力落后,仍然是我國化工新材料發(fā)展的一個(gè)突出矛盾。要重點(diǎn)突破高性能催化體系和復合聚合工藝難題,開(kāi)發(fā)高碳α-烯烴、光伏膠膜及汽車(chē)工業(yè)用聚烯烴彈性體(POE)、超高壓絕緣聚烯烴專(zhuān)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(chǎn)品,形成系列化產(chǎn)品,實(shí)現高水平國產(chǎn)化替代,支撐高端聚烯烴產(chǎn)業(yè)向高性能、多功能、精細化方向發(fā)展。

(二)高端合成橡膠。在高端合成橡膠技術(shù)創(chuàng )新發(fā)展中,重點(diǎn)要突破氫化丁腈橡膠(HNBR)加氫催化劑催化機理和加氫過(guò)程聚合物結構變化機理,重點(diǎn)開(kāi)發(fā)航空航天、國防軍工用HNBR和綠色輪胎專(zhuān)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(chǎn)業(yè)鏈。要進(jìn)一步加大生物橡膠開(kāi)發(fā)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(chǎng),在未來(lái)的高端發(fā)展中,我們要在碳纖維和己二腈/己二胺成套技術(shù)及2,6-萘二甲酸核心技術(shù)上取得重大突破,加快推進(jìn)高強高模千噸級纖維生產(chǎn)線(xiàn)建設,并在特種纖維及下游市場(chǎng)開(kāi)拓中,加快創(chuàng )立質(zhì)量、品種和品牌的優(yōu)勢。

(四)工程塑料及特種工程塑料。要重點(diǎn)突破特種聚碳酸酯核心技術(shù)和特種尼龍核心技術(shù),建成3000噸級氫化雙酚A、萬(wàn)噸級1,4-環(huán)己烷二甲醇(CHDM)、千噸級異山梨醇生產(chǎn)裝置,建成萬(wàn)噸級特種聚碳酸酯柔性生產(chǎn)線(xiàn),大力開(kāi)發(fā)聚酰亞胺薄膜、聚芳醚類(lèi)特種工程塑料等產(chǎn)品應用市場(chǎng),增強品牌影響力和系列產(chǎn)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(chǎng)應用水平和市場(chǎng)競爭能力。

(五)電子化學(xué)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(chǎn)業(yè)競爭新格局,我們可以充分利用國際半導體產(chǎn)業(yè)和裝備巨頭還未形成專(zhuān)利、標準和規模壟斷的機遇,在后摩爾時(shí)代實(shí)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(shù)、特種液晶高分子材料、特種光學(xué)聚酯膜材料、濕電子化學(xué)品以及封裝材料上取得領(lǐng)先突破。

(六)生物基材料。隨著(zhù)生物基材料技術(shù)的創(chuàng )新突破、生物基材料呈現出一個(gè)爆發(fā)式增長(cháng)的新態(tài)勢,隨著(zhù)“雙碳”目標的實(shí)施,生物基材料的發(fā)展又進(jìn)入了一個(gè)黃金時(shí)期。2023年9月美國發(fā)布了《生物技術(shù)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(yè)聚合物的目標。當前我們要在加快實(shí)現具有自主知識產(chǎn)權的工業(yè)菌種和酶制劑技術(shù)的創(chuàng )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(gè)方面取得重大突破。提升更清潔、更高效、更安全的生物發(fā)酵和分離提取技術(shù)水平,建立規模化示范工程和行業(yè)標準,力爭在生物基材料技術(shù)創(chuàng )新方面走在世界前列。

(七)二氧化碳(CO?)資源化利用技術(shù)以及塑料化學(xué)循環(huán)技術(shù)。未來(lái)CO?資源化利用將會(huì )成為世界各國高質(zhì)量發(fā)展的競爭焦點(diǎn)。碳基材料也是化工新材料中的一個(gè)大家族,目前世界各國、各跨國公司都在加大研發(fā)力度,積極尋求CO?資源化利用的技術(shù)、工藝和產(chǎn)品。前不久,日本研發(fā)出利用CO?生產(chǎn)丁苯合成橡膠的新技術(shù),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(yè)也要進(jìn)一步加大CO?資源化利用和塑料化學(xué)循環(huán)利用的研發(fā)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(lǐng)跑的新路子。

我國化工新材料新發(fā)展階段的創(chuàng )新必須實(shí)現三大突破

實(shí)踐告訴我們,未來(lái)國際化工新材料高端壟斷局面的打破,必須依賴(lài)我們自己的技術(shù)創(chuàng )新,未來(lái)我國化工新材料競爭優(yōu)勢的建立,也必須依賴(lài)我們自己的技術(shù)創(chuàng )新。一個(gè)企業(yè)、一個(gè)行業(yè)、一個(gè)國家的創(chuàng )新突破,必然要伴隨著(zhù)創(chuàng )新環(huán)境的重大改善和突破。當前我國化工新材料創(chuàng )新發(fā)展進(jìn)入了“闖高端”的新階段,必然要求全行業(yè)在觀(guān)念上、組織上和激勵方式上也要跨上一個(gè)新臺階。化工新材料創(chuàng )新發(fā)展正在觀(guān)念、組織和激勵方式三個(gè)方面發(fā)出強烈的呼喚。

一是觀(guān)念上的突破。2005年美國國立研究院議會(huì )發(fā)布的未來(lái)20年世界化工發(fā)展新趨勢的報告告訴我們:“從20世紀90年代開(kāi)始,化學(xué)和化工開(kāi)始重合,兩者的關(guān)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(xué)和生物工學(xué)、藥學(xué)、納米科學(xué)和納米工學(xué)、計算機科學(xué)與工程等跨學(xué)科領(lǐng)域尤為顯著(zhù)。這些領(lǐng)域不但作為化學(xué)的領(lǐng)域被接受,而且成了以化學(xué)為中心的領(lǐng)域,橫跨各個(gè)傳統的化學(xué)領(lǐng)域。在這些領(lǐng)域區分化學(xué)家和化學(xué)工作者沒(méi)有太大意義。”美國這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(xué)研究方向的鮮明變化。專(zhuān)家們認為,今天的化學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)超越了分子擴展到了材料、細胞、生命、地球等學(xué)科,認為在那里有化學(xué)的新的發(fā)展可能性。化學(xué)在不斷變化,我們的認識、我們的創(chuàng )新也要隨之而變化,我們在認識上和觀(guān)念上的變化開(kāi)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(kāi)始,化學(xué)研究的現有結構開(kāi)始瓦解。首先,化學(xué)中最大的創(chuàng )新機會(huì )已經(jīng)在傳統化學(xué)范疇之外了。新的化學(xué)前沿是生命科學(xué)、材料科學(xué)。此外,再加上能源、環(huán)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(xué)術(shù)性化學(xué)研究人員過(guò)剩,最終領(lǐng)域的分割導致年輕化學(xué)人員狹窄的專(zhuān)業(yè)化,培養不出適應發(fā)展需求的新學(xué)術(shù)制造的化學(xué)家。為了應對當前的挑戰和未來(lái)行業(yè)發(fā)展的需求,化學(xué)專(zhuān)業(yè)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(lái)我們化工新材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新,在組織方式上也必須加快變革,要把開(kāi)放的,既有專(zhuān)業(yè)分工、又有協(xié)調配合的整體性創(chuàng )新團隊組織起來(lái),打通產(chǎn)學(xué)研用體系的堵點(diǎn)、斷點(diǎn),加快開(kāi)放式研發(fā)新體制的建立和完善,在實(shí)踐中加快跨學(xué)科復合型人才培養和領(lǐng)軍人才的鑄造。

三是激勵方式上的突破。高端創(chuàng )新是極其復雜、極其艱難的過(guò)程,要寬容失敗、允許過(guò)錯。有人告訴我,民營(yíng)企業(yè)的創(chuàng )新同國有企業(yè)的創(chuàng )新,在激勵方式上有一個(gè)截然不同的“九一模式”:民營(yíng)企業(yè)有10個(gè)創(chuàng )新,9個(gè)失敗,1個(gè)成功,就OK了!而國有企業(yè)有10個(gè)創(chuàng )新,9個(gè)成功了,應該;1個(gè)失敗了,換人!在未來(lái)高端新材料的創(chuàng )新實(shí)踐中,我們是否應該多一些理解、多一些包容、多一些支持。“失敗是成功之母”,是科學(xué)創(chuàng )新發(fā)展中的真理,也是我們在創(chuàng )新管理中需要急切改進(jìn)的一個(gè)重要環(huán)節。

化學(xué)和化學(xué)工業(yè)是一個(gè)可持續發(fā)展的朝陽(yáng)事業(yè),需要一大批充滿(mǎn)活力、充滿(mǎn)熱愛(ài)、充滿(mǎn)追求的年輕人才,大學(xué)教育是人才培養、特別是年青人才培養的決定性陣地。大學(xué)教育一定要“將最好的年輕學(xué)生吸引到化學(xué)科學(xué)中來(lái),要幫助他們挑戰并取得成就。他們在分子的最前線(xiàn)及超越分子的領(lǐng)域工作,一邊歡度激情的人生,一邊順應人類(lèi)迫切的愿望做貢獻”。

化學(xué)是神奇的。我們的物質(zhì)世界全部是由原子、分子組成的,但原子、分子的組成是無(wú)限多樣性的,由這種多樣性而產(chǎn)生的物質(zhì)的性質(zhì)和反應,并利用這種多樣性制造新的物質(zhì)是今后化學(xué)“新知識制造”最值得期待的!這個(gè)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(huì )有更加豐富多樣的化學(xué)新未來(lái)!這就是人類(lèi)對21世紀化學(xué)的期待。


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