抢抓化工新材料产业发展新机遇（图）
2023/11/15
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[中国石油新闻中心2023-11-14]编者按：新材料是支撑战略性新兴产业和重大工程不可或缺的物质基础，是全球科技竞争的关键领域，也是国家竞争力的重要体现。发展化工新材料是石油石化企业推动业务转型升级、实现可持续发展、提升市场竞争力的重要举措。国际国内化工新材料产业发展分别呈现出怎样的特征？大型国际石油与化工企业在化工新材料领域取得哪些发展经验？我国化工新材料产业如何进一步突破，跻身世界一流行列？本期《环球能源》与您一起探讨。
化工新材料产业：呈现新特征，面临新挑战
化工新材料是国民经济建设所需的关键材料，主要包括高性能聚烯烃材料、特种橡胶、功能高分子材料、特种纤维、特种工程塑料及其合金、聚氨酯、有机硅、有机氟、复合材料、微电子化工材料、纳米化工材料、特种涂料、特种胶粘剂、特种助剂等十多个品类，广泛应用于航空航天、电子信息、轨道交通、医疗卫生、国防军工、新能源汽车等重点领域，被全世界公认为最重要、发展最快的高新技术产业之一，对促进传统产业升级，带动高端装备制造、生物医药、新能源、电子信息、节能环保等战略性新兴产业发展，具有重大支撑作用。经过多年发展，全球化工新材料产业总体呈现发达国家技术引领、新兴经济体国家加快发展的格局，化工新材料发展水平已成为国家战略和国家竞争力的重要体现。
国际化工新材料产业发展四大特征
美国、欧洲和日本等发达国家和地区处于化工新材料产业发展第一梯队，在技术与市场等方面具有比较优势。目前，全球化工新材料产业发展已形成三级梯队。美国、欧洲和日本为第一梯队，在经济实力、核心技术、研发能力、市场占有率等方面拥有比较优势；中国、俄罗斯、韩国等处于第二梯队，化工新材料产业正在快速发展；巴西、印度、南非等新兴经济体作为第三梯队，处于追赶状态。
全球化工新材料领军企业也主要集中在美国、欧洲和日韩等发达国家和地区，代表企业有美国的埃克森美孚、杜邦、陶氏化学、拜耳、赢创等，欧洲的巴斯夫、帝斯曼、科思创等，日韩的东丽、可乐丽、三菱化学、三井化学、大金氟化工、乐天、大韩化工、住友化学等。这些企业在化工新材料领域具有数十年甚至上百年的经验积累，通过加强技术研发、构建销售网络、强化品牌塑造、培养专业人才等经营策略，形成了较强的竞争优势，其技术研发和业务动向受到行业普遍关注。
产业集群化发展、高技术引领、产品迭代步伐加快，大型跨国领军企业结成战略伙伴开展全球化合作，高端材料技术垄断加速。随着全球经济一体化进程加快，集群化成为全球化工新材料产业发展的突出特点。一些大型跨国公司纷纷结成战略伙伴开展全球化合作，通过并购、重组及产业生态圈构建，在全球化工新材料产业格局中占据优势地位。如世界化工新材料主要生产商杜邦、GE塑料、陶氏化学、三菱化学、住友化学、LG等大型跨国公司，加速化工新材料研发，在高技术含量、高附加值的新材料产品市场中保持主导地位。
目前，全球化工新材料产业发展整体步入高技术引领、产品迭代速度加快、产业规模和需求不断扩大的新阶段。随着世界经济的持续增长，企业发展化工新材料的动力不断增强，未来化工新材料的需求空间有望继续扩大。
多学科、跨专业交叉融合，新材料研发模式加快创新，新材料研发、设计、生产和应用发生重大变革，研发周期和研发成本大幅度缩减。随着大数据、人工智能、超级计算机、量子计算等先进信息技术的迅速发展，以及基础学科的突破和新技术的不断涌现，全球化工新材料产业呈现多学科技术交叉、融合创新的特征。例如，材料基因组、量子化学等方法可为新材料研发提供海量结构化数据，人工智能技术可从海量数据中迅速找到新材料组织结构、生产工艺与性能用途的因果关系，有望快速推动新材料研发、设计、制造和应用发生重大变革，大幅缩减新材料研发周期和研发成本，并加快探索发现前沿材料、实现材料新功能、加速新材料创新的进程。
化工新材料市场规模持续扩大，全生命周期绿色化发展趋势明显，整体发展前景广阔。目前，全球已经形成规模较大、品类齐全的化工新材料产业。2022年，市场规模达4650亿美元，产量1.1亿吨。未来需求规模将持续扩大，预计到2028年，市场规模将达到6100亿美元，产量约1.5亿吨。当前，可持续发展已成为全球共识，节能、环保、可循环、低碳等材料绿色化技术将是新材料未来发展不可逆转的趋势。世界各国都积极将新材料的发展与绿色发展紧密结合，高度重视新材料与资源、环境和能源的协调，大力推进新材料全生命周期绿色化发展，如欧洲首倡材料全生命周期技术，高度重视从生产到使用全生命周期的低消耗、低成本、少污染和综合利用。
国内化工新材料产业发展四大特征
我国相关产业政策密集出台，对化工新材料产业发展给予大力支持，化工新材料产业迎来发展良机。近年来，我国出台《中国制造2025》《工业强基工程实施指南（2016—2020）》《关于石化产业调结构促转型增效益的指导意见》《新材料产业发展指南》等一系列战略性指导文件，将新材料作为未来发展的战略性新兴产业之一。尤其是2018年中美发生贸易摩擦后，我国加大高端制造和新材料等领域政策支持力度。“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出，大力发展战略性新兴产业，加快壮大新一代信息技术、生物技术、新能源、新材料、高端装备、新能源汽车、绿色环保、航空航天、海洋装备等产业。
“双碳”目标提出后，我国进一步支持循环经济及生物制造等产业发展。化工新材料与炼化行业推进绿色低碳发展、实现碳中和的关系十分密切，在炼化行业转型升级、高质量发展过程中不可或缺。国内石化企业经历数年自主研发和技术引进再创新，产品逐步取得突破。在产业转型升级、政策引领及需求增长等因素驱动下，国内化工新材料产业迎来布局良机。
受市场需求驱动，我国化工新材料研发、投资建设、生产和销售保持快速增长态势。随着相关政策法规的出台以及航空航天、节能与新能源汽车、生物医药及高性能医疗设备、新一代信息技术产业等战略性新兴产业的快速发展，我国化工新材料产业保持旺盛发展趋势。产业体系不断完善，产业规模持续扩大，自给率逐步提升。根据中国石油和化学工业联合会发布的数据，2021年，我国化工新材料产能达到4166万吨，产量达到2965万吨，产值9616亿元；净进口量869.1万吨，消费量3833万吨。2021年，特种工程材料自给率达到62%，高端聚烯烃材料达到58%，高性能合成橡胶达到89%，功能性膜材料达到67%，电子化学品达到75%。2022年，我国化工新材料产能达到4500万吨，产量达到3323万吨，实现产值13160亿元。
新材料产业集群逐渐形成，呈现“东部沿海聚集，中部、西部、东北地区特色发展”的空间布局，产业集群差异化发展加快。根据我国区域协调发展战略和主体功能区战略，各地基于产业基础、科研条件、资源禀赋、市场需求等比较优势，发展区域特色新材料产业，推动新材料相关企业集聚化发展，涌现出一批各具特色的新材料产业集群。总体来看，我国东、中、西部和东北地区新材料产业发展各有侧重，呈现“东部沿海聚集，中部、西部、东北地区特色发展”的空间布局，区域特征明显。其中，京津冀、长三角、珠三角等地区形成了综合性新材料产业集群，中部和西部地区形成了以材料深加工和资源利用为基础的特色新材料产业基地，东北地区形成了服务于重大装备和工程的特色新材料产业基地。
新材料技术自主创新能力不足，许多关键核心技术受制于人，市场供给结构性矛盾突出，产业高质量发展面临极大挑战。我国化工新材料产业规模快速增长，整体上发展很快，但产业发展“大而不强”，存在若干突出的矛盾和问题，主要表现在以下三个方面。
一是低端材料供应过剩，但高端化、差异化材料开发不够，部分重点材料自给率低，如茂金属聚乙烯和聚丙烯的自给率仅为10%，EVA树脂为48%，POE和EVOH树脂、超高压电缆超纯绝缘聚乙烯专用料、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物（EAA）、部分电子化学品等完全依赖进口，材料供给结构性矛盾突出。二是许多新材料关键核心技术受制于人，特别是一些对外依存度高的化工新材料的合成技术、催化剂技术、关键原料生产技术，尚处于从中低端产品自给自足向中高端产品自主研发、替代进口的过渡阶段。三是市场竞争主体呈现外企、国企、民企多元化格局，市场细分明显、竞争日益激烈；产能分布“小、杂、散”问题突出，上中下游企业衔接不紧密，缺少领军企业引领，产业协同发展不足，整体竞争力较弱，需要全行业加强合作与协同创新。（黄格省 王红秋 师晓玉 丁文娟 中国石油石油化工研究院）
化工新材料产业驶入快车道
近年来，美国、日本、欧洲等发达国家和地区都将化工新材料作为国家战略发展方向，加快推进产业发展；埃克森美孚、陶氏化学等大型国际石油与化工公司加快布局，在全球化工新材料行业中占据主导地位。我国相关企业需把握化工新材料行业发展机遇，加快自主创新和重点领域突破，为实现“双碳”目标、经济转型赋能。
全球化工新材料蓬勃发展?市场前景广阔
化工新材料普遍具有性能优异、应用领域高端、技术门槛高、附加值高的特点，是全球科技竞争的关键领域。当前，新一代信息技术、新能源、智能制造等新兴产业迅速崛起，叠加世界“双碳”目标对化工新材料市场需求的拉动，化工新材料的作用更加突出。
发达国家均十分重视新材料的开发及应用，纷纷制定相关政策，激励新材料产业发展。美国出台了《未来工业材料计划》《美国国家纳米技术行动战略规划》《先进材料与工艺技术计划》，日本出台了《纳米材料工程计划》《高技术产业的基础研究计划方案》，德国出台了《材料研究MatFo》《材料技术MaTech》。得益于政府的长期重视和持续支持，这些国家在化工新材料核心技术、研发能力、市场占有率等方面占据了显著优势。
在各国和各企业的共同努力下，近年来全球化工新材料产业迅速发展。总体来看，美国、日本和欧洲处于第一梯队。美国全面领先，日本在纳米材料和电子信息材料领域领先，欧洲处在结构材料、光学与光电材料、纳米材料的前沿。杜邦、陶氏化学、埃克森美孚、三菱化学、住友化学、巴斯夫、韩国LG等跨国公司，在化工新材料研发与生产领域居全球领先地位。
全球化工新材料产量和规模保持持续增长态势。2022年，全球化工新材料产量同比增长约10%，至1.1亿吨。北京研精毕智信息咨询公司指出，随着需求规模的持续扩大，全球化工新材料产量将会继续增长，未来5年将会以6.1%的年均增长率增长，到2028年达到1.5亿吨左右。在规模方面，2022年，全球化工新材料市场规模达到4650亿美元，同比大幅增长16.3%。
未来，随着全球经济增长，先进制造业不断壮大和向价值链中高端迈进，对化工新材料创新和需求将持续增加，从而增强全球企业发展化工新材料和金融资本投入的动力。中国石油和化学工业联合会预计，到2025年，全球化工新材料市场消费规模将有望达到4800亿美元，其中高端聚烯烃、特种工程塑料、电子化学品、碳纤维等领域需求增长有望延续。
大型国际公司加快布局?先发优势明显
大型国际石油与化工企业都非常重视发展化工新材料，将化工新材料作为业务延伸和提高效益的重点方向，纷纷加快布局，抢抓发展机遇。
在国际石油公司中，埃克森美孚在化工新材料领域处于领先地位。该公司维持每年约10亿美元的科研投入，重视全球业务拓展，推出一批先进生产工艺与合成材料?。通过专有技术优化升级产品结构，逐步扩大高性能、高附加值产品生产比重。埃克森美孚生产一系列大宗化学品、高性能化学品及化工新材料，大部分产品销量在全球市场位居前列。
近年来，大型国际化工企业在开发全新产品和介入全新领域上的投入比重相对较小，而是将更多产研精力放在了延伸已有材料价值、继续做强传统优势材料上。例如，巴斯夫在高端化工材料方面的研发及并购，主要集中在传统优势产品工程塑料及聚氨酯材料上；陶氏化学高端化工材料领域发展重心是传统优势项目高端聚烯烃及聚氨酯的延伸。
总体来看，埃克森美孚、陶氏化学和巴斯夫等国际石油与化工企业在化工新材料行业处于领先地位。它们在“一站式服务”“一体化方案”等方面的发展理念已经深入实践，成为在高端产品市场获得竞争力的关键因素之一。产品定制、产品工程、产品服务等三大环节充分融合，形成高效的技术支撑体系。在产品定制环节排查并选定配方，在产品工程环节验证配方并稳定量产，在产品服务环节提供解决方案，实质就是通过技术服务，为客户提供全套的应用方案并解决在使用过程中出现的各种技术问题。
同时，上述企业非常重视用户需求、科技创新和合作。它们以用户为中心，根据用户需求提供技术、产品和服务，提供全套解决方案。在新材料研发创新上，加强关键原料单体技术、新材料关键合成工艺技术开发。广泛与科研院所、大学和同行开展合作研发，将基础研究和应用研究紧密结合。
我国进入“闯高端”新阶段?高度依赖创新
2013年以来，随着我国化学工业整体创新能力的快速提升，化工新材料产业也得到了快速发展。2022年，我国化工新材料产能达到4500万吨，产量超3100万吨，实现销售收入1.3万亿元，首次突破万亿大关。
除了市场规模不断扩大，我国化工新材料还在多个方面不断取得新的突破。首先，自给率稳步提高。2021年，行业自给率有较大提升，已接近75%的目标。其次，一大批核心技术实现突破。先后攻克了茂金属聚丙烯、110千伏高压绝缘电缆专用料等高端聚烯烃，光学级聚甲基丙烯酸甲酯、溶液法聚苯醚等高性能工程塑料……再次，一批专业化工新材料企业加快崛起。最后，以化工新材料为主业的专业化工园区迅速成长，如高端聚烯烃和工程塑料产业集聚发展的上海化工园区、宁波石化经济开发区等。
10月14日，在华中科技大学举办的中国化学会高分子年会上，中国石油和化学工业联合会会长李寿生指出，未来国际高端化工新材料垄断局面的打破，必须依赖我们自己的技术创新；未来我国化工新材料竞争优势的建立，也必须依赖我们自己的技术创新。企业、行业、国家的创新突破，必然要伴随着创新环境的重大改善。当前，我国化工新材料创新发展进入了“闯高端”的新阶段，必然要求全行业在观念上、组织上和激励方式上也要跨上一个新台阶。
李寿生认为，我国化工新材料创新发展“闯高端”的战略任务应重点集中在以下七大领域：高端聚烯烃材料及关键单体、高端合成橡胶、高端合成纤维材料及单体、工程塑料及特种工程塑料、电子化学品、生物基材料和二氧化碳资源化利用技术及塑料化学循环技术。
与传统的化工材料相比，化工新材料优势明显，市场需求旺盛，能够为企业带来更多的发展空间。我国必须不断提升企业的创造能力，积极转变产业结构，加强技术研发工作，从而实现化工材料产业的创新发展、健康发展和持续发展。（记者 李小松）