全球化学新材料产业保持快速增长,生产规模持续扩大
新化学材料是指通过化学合成生产的新材料,以及在新化学材料的基础上经过二次加工获得的一些复合材料。它们是新材料行业的重要组成部分。高端新型化学材料主要指先进高分子材料,还包括功能膜材料、电子化学品、特种涂料、特种粘合剂、无机功能材料(石墨烯、纳米材料等)、新能源材料等。加快发展高端新化学材料对于促进技术创新、支持产业升级、建设制造强国具有重大战略意义。
全球化学新材料产业保持快速增长趋势
新一代信息技术和新材料是制造业的两大“底盘技术”。新一代信息技术是第四次工业革命的驱动力,新材料是支撑战略性新兴产业和重大项目不可或缺的物质基础。信息技术与新材料的深度融合推动制造业高端发展。
全球新材料产业发展迅速,规模不断扩大。2023年全球新材料产值将达到7.2万亿美元。据中国石油和化学工业联合会统计,2023年全球化学新材料产量将超过1.1亿吨,产值约4700亿美元,预计2025年将达到4800亿美元。化学新材料产业是未来科技发展和经济增长的重要领域,是建设世界制造强国的关键,也是综合实力竞争的热点。
从全球范围来看,新材料行业垄断加剧,高端材料技术壁垒日益明显。大型跨国公司凭借技术研发、资金、人才等优势,以技术和专利为壁垒,在大多数高科技、高附加值新材料产品的开发中发挥了主导作用。龙头企业集中在美国、欧洲和日本,整体竞争格局呈三层梯队。第一梯队是全球布局非常成熟、全球知名度高、化工行业经验丰富的公司,如陶氏化学、巴斯夫、埃克森美孚、三菱化学等;第二梯队是发达国家的顶尖公司。这些公司也有全球布局,但仍有重点,例如赢创、3 M、三井化学、空气产品公司等,在本地区布局较深,收入主要集中在本地区;第三梯队主要是专注于本国的公司。在各国政府(巴西、印度、南非等新兴经济体)的支持下,正处于迎头赶上、进行产业转移的状态。
随着先进制造业的发展,全球化学新材料产业保持快速增长趋势。以高科技引领、新产品迭代、产业扩张、需求扩大为特点,正在向绿色化、低碳化、精细化、节约化方向发展。新材料研发和制备方法创新进程加快。以材料基因工程为代表的新材料设计方法的出现,大大缩短了新材料的研发周期和研发成本,加速了新材料的创新进程。
我国化学新材料产业未来发展空间巨大
我国新材料产业生产体系基本完善,产业规模不断扩大。形成了世界上最全面、最大的材料工业体系。我国钢铁、有色金属、稀土金属、水泥、玻璃、化学纤维、先进储能材料、光电材料、有机硅、聚氨酯原料、超硬材料、特种不锈钢等100多种材料产量位居世界第一。逐步建立以企业为主体、市场为导向、“产、学、研、用”相结合的新材料创新体系。凭借区域资源优势,形成了环渤海、长江三角洲、珠三角洲、中西部、东北地区等新材料产业集群。
目前,我国化学新材料产业已具备一定的发展基础。2022年,化学新材料国内销售额约9000亿元,是2015年的2.7倍,占全球产值的30%左右。但总体来看,整体技术实力仍落后于美国、欧洲等发达国家和地区,并面临一些挑战和问题:
首先,主要化工产品产能增长远大于需求增长。例如,我国合成树脂产量增速相对较快,而传统行业消费增速相对较慢,国内供需矛盾更加突出;大多数基础化学原料消费增速呈持续放缓趋势。随着产能扩张,2022年我国24种主要化工产品的总产能和消费比将从2021年的110%上升至118%,供过于求现象正在加剧。
二是主要化工产品结构性矛盾更加突出。随着国内高端制造业和战略性新兴产业的快速发展,对高端新材料的需求持续增长,但国内石化行业创新能力不足,绿色安全发展水平不高,制约了行业的高端发展。2022年,我国高端化学材料平均自给率约为54%,部分产品长期年进口量大、对外依存度高,如茂金属聚乙烯对外依存度超过90%。我国石化行业外贸逆差主要集中在高端合成材料、高端膜材料、高性能纤维及复合材料、高纯度试剂、高端电子化学品等领域。
三是市场竞争更加激烈。随着供需矛盾加剧,大宗通用产品的市场竞争更加激烈。市场竞争已从单一产品竞争转向全产业链一体化竞争。大、中、小企业融合发展格局正在形成,产业链互补的战略协同发展模式将成为行业常态。更多企业的产业布局将从扩大大宗基础产品规模转向做强、做精、做优成品,“专业化、精准化、创新”将成为市场创造的主流。跨国公司独家投资国内高端市场的步伐也在加快。
四是攻克高端材料关键核心技术的紧迫性日益凸显。“十三五”以来,我国新投产的高端聚烯项目大多引进了跨国公司的技术。我国石化企业仍不掌握高纯度电子化学品、部分关键催化剂、医用高端膜材料、高性能纤维和复合材料、碳纤维生产线碳化炉等大型配套技术、高端产品和核心装备的核心技术。在技术工程和成果产业化方面与国际领先公司相比仍存在巨大差距。
目前,尽管面临诸多挑战,但我国化学新材料产业未来发展空间巨大。终端制造企业正在加快高端材料国产化,新化学材料国产化需求迫切。未来,高端聚乙烯、工程塑料、高性能纤维、功能膜材料和电子化学品等领域国产材料替代进口的空间巨大。与此同时,国内下游新兴产业用户对高端化学新材料需求旺盛,为化学材料行业提供了新的市场机遇。
在创新链方面,国内材料基础研究日益受到重视。随着我国科技发展水平的提高和国际环境的变化,原始创新能力已成为我国进一步提升国际竞争力的关键因素,基础研究的重要性逐渐受到国家的高度重视。在化学和材料科学领域,我国的研究活动位居世界第一。以2022年为例,我国在该领域排名前三的前沿研究数量占92.31%,研究前沿热度指数约为排名第二的美国的2.5倍;大型科学设施与材料研究联系更加紧密,发挥了原始创新源泉的作用。
在产业链方面,我国拥有从原油开采到炼油,从原材料(单体)到工艺、产品、加工、应用、回收的全产业链优势。经过40年的创新发展,中国石化已形成以石油、煤炭、天然气为主,针状焦、生物质等为补充的原料体系,并正在加速“双链条”整合。合成树脂、合成橡胶、合成纤维等主要化学材料技术实现产业化,部分高端产品取得突破。还在加快布局废弃材料绿色资源化利用领域,广泛发展物理回收和化学回收技术,解决废弃高分子材料的再利用问题,利用资源化利用技术解决废物污染问题和碳氢化合物的资源化利用问题。