李愛民
新材料與信息、能源,并稱為現(xiàn)代科技的三大支柱,無(wú)論是推進(jìn)國(guó)家建設(shè)重大工程、增強(qiáng)國(guó)防保障能力,還是提升經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量、構(gòu)建國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)都離不開新材料的支撐。
化工新材料產(chǎn)業(yè)是先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)
化工新材料是新材料的重要組成部分和生產(chǎn)其他新材料的重要原料,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè),是《中國(guó)制造2025》重點(diǎn)發(fā)展的十大領(lǐng)域之一,也是我國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重點(diǎn)方向?;ば虏牧袭a(chǎn)業(yè)技術(shù)密集、資金密集,代表著當(dāng)今世界石油和化學(xué)工業(yè)的技術(shù)水平和技術(shù)方向?!笆濉币詠?lái),我國(guó)化工新材料在工藝技術(shù)方面取得了重要突破,氟硅材料、聚氨酯材料、高性能橡膠等細(xì)分行業(yè)的裝置能力加速增長(zhǎng);先后攻克了茂金屬聚丙烯、110kV高壓絕緣電纜專用料、光伏級(jí)EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚樹脂)、光伏用有機(jī)硅膠、光學(xué)級(jí)PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯,又稱有機(jī)玻璃)、高強(qiáng)高模聚酰亞胺、大絲束碳纖維、高鎳三元正極材料、高純?nèi)然?、電子?jí)硫酸等產(chǎn)品的技術(shù)瓶頸,大大縮短了我國(guó)化工新材料與國(guó)際先進(jìn)水平的差距,為支撐我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出了積極貢獻(xiàn)。同時(shí),我們也必須清醒地看到,雖然我國(guó)化工新材料產(chǎn)業(yè)取得了顯著進(jìn)步,但總體上仍處于成長(zhǎng)階段,還面臨著體系不健全、自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)、基礎(chǔ)研究能力弱、缺乏具有超高利潤(rùn)率的原創(chuàng)性產(chǎn)品、高端產(chǎn)品大量依賴進(jìn)口、原料保障能力有待提升等矛盾與問題,仍是行業(yè)的突出短板。
與傳統(tǒng)化工材料相比,化工新材料具有優(yōu)異性能、特殊功能、技術(shù)含量高、經(jīng)濟(jì)附加值高的特點(diǎn),另外,其市場(chǎng)容量一般不是很大,多在幾萬(wàn)噸至幾十萬(wàn)噸之間。
關(guān)于化工新材料,國(guó)內(nèi)外并沒有公認(rèn)的定義,且是一個(gè)動(dòng)態(tài)的范圍。在《工業(yè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類目錄(2023)》中,以四級(jí)目錄的方式,對(duì)先進(jìn)石化化工新材料做了列舉,包括高性能塑料及樹脂、聚氨酯材料及原料、氟硅合成材料、高性能橡膠及彈性體、高性能膜材料、專用化學(xué)品及材料、新型功能涂層材料、單體材料、聚合物和包括二次電池材料、高性能有機(jī)密封材料、新型催化材料及助劑、新型材料添加劑、煤基費(fèi)托合成液體蠟、煤基費(fèi)托合成高碳醇在內(nèi)的其他化工新材料9大類、33個(gè)小類涉及350種重點(diǎn)產(chǎn)品代碼。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的兩大特征
化工新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)有兩大特征:一是創(chuàng)新的地位越來(lái)越重要。一方面,新一代信息技術(shù)、人工智能、新能源、高端裝備、節(jié)能環(huán)保等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展對(duì)新材料的性能要求越來(lái)越高,客觀上需要其持續(xù)創(chuàng)新,不斷突破。另一方面,新材料的創(chuàng)新也推動(dòng)了其他產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,比如,碳纖維從起初僅用于釣魚竿,到后來(lái)直接推動(dòng)了無(wú)人機(jī)和衛(wèi)星等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。二是產(chǎn)品迭代的速度越來(lái)越快。大到芯片的制程,小到運(yùn)動(dòng)跑鞋。
從全球化工新材料產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局看,根據(jù)《中國(guó)化工新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》,可以概括為五個(gè)特征:一是美國(guó)、歐洲、日本是主要的產(chǎn)銷國(guó)并壟斷了先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù),例如,日本、美國(guó)、德國(guó)的6家企業(yè)控制了全球碳纖維產(chǎn)能的70%以上,日本的3家企業(yè)控制了全球液晶背光源發(fā)光材料產(chǎn)量的90%以上。二是西方跨國(guó)公司全球化經(jīng)銷趨勢(shì)日趨明顯。三是亞太地區(qū)發(fā)展迅速,正成為投資熱點(diǎn)。四是產(chǎn)業(yè)規(guī)模繼續(xù)擴(kuò)大,新產(chǎn)品層出不窮。五是我國(guó)在包括化工新材料在內(nèi)的高端產(chǎn)品在化學(xué)工業(yè)中的占比較低,與發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距。化工新材料整體屬于我國(guó)化學(xué)工業(yè)體系中自給率最低最急需發(fā)展的領(lǐng)域,一方面部分品種及其原料開始呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)性過(guò)剩,很多品種產(chǎn)品質(zhì)量和性能與國(guó)外遍布存在較大差異。我國(guó)在氟硅樹脂和橡膠、聚氨酯材料、儲(chǔ)能材料有較高的發(fā)展水平,但產(chǎn)品品種有待進(jìn)一步豐富并拓展下游應(yīng)用領(lǐng)域;在高性能分離膜材料、高性能纖維、特種工程塑料、高性能橡膠、新型特種涂料、新型特種膠粘劑、電子化學(xué)品領(lǐng)域存在較多的技術(shù)空白。
從我國(guó)化工新材料產(chǎn)業(yè)10年間的專利態(tài)勢(shì)看,《中國(guó)石油和化工行業(yè)專利態(tài)勢(shì)白皮書》顯示,化工新材料主要涉及的合成材料、有機(jī)原料制造、無(wú)機(jī)原料制造、專用化學(xué)產(chǎn)品制造4個(gè)領(lǐng)域,10年間我國(guó)相關(guān)專利申請(qǐng)量呈上升態(tài)勢(shì)。近年來(lái),授權(quán)量均大幅增長(zhǎng),反映出我國(guó)在化工新材料相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新相當(dāng)活躍。但同時(shí),我們也看到:
在中國(guó)相關(guān)領(lǐng)域累計(jì)專利申請(qǐng)量前100名和累計(jì)專利授權(quán)量前100名中,我國(guó)本土高校院所占到六到七成,是相關(guān)領(lǐng)域科技創(chuàng)新的一支重要力量。因此,推動(dòng)高校院所的成果轉(zhuǎn)化對(duì)推動(dòng)化工新材料領(lǐng)域的強(qiáng)鏈增效意義尤為重大。
在相關(guān)領(lǐng)域中,我國(guó)的專利總量雖高,但申請(qǐng)人分散,專利之間的有效組合化程度低,遠(yuǎn)沒有形成能構(gòu)筑起技術(shù)高地、技術(shù)護(hù)城河的專利申請(qǐng)布局。
本土企業(yè)在產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)創(chuàng)新、關(guān)鍵原料與裝備等方面的專利布局明顯不足。我國(guó)化工新材料產(chǎn)業(yè)主要以跟蹤國(guó)外先進(jìn)技術(shù)為主,雖然也能形成部分原創(chuàng)性的成果,但比較零散,缺乏長(zhǎng)期的、系統(tǒng)的、連續(xù)的創(chuàng)新成果。
原有技術(shù)把持者以專利迭代、產(chǎn)品迭代的策略,不斷提高技術(shù)門檻,增加研發(fā)難度,使后進(jìn)入者步履維艱。
從化工新材料產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新模式和成果保護(hù)的趨勢(shì)看,我們注意到四個(gè)現(xiàn)象:
一是貫通產(chǎn)業(yè)鏈上下游的產(chǎn)學(xué)研用的協(xié)同創(chuàng)新日益成為行業(yè)研發(fā)范式。
二是核心工藝技術(shù)和配方,KNOWNHOW化趨勢(shì)加劇。高端產(chǎn)品被三家、五家行業(yè)頭部企業(yè)把持的情形仍很常見。
三是協(xié)同創(chuàng)新中包括專利在內(nèi)的科技成果的估值成為卡點(diǎn),由于當(dāng)前缺少可比的科技成果成交價(jià)格,科技成果的估值日益成為決定協(xié)同創(chuàng)新范式能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵和基礎(chǔ),亟待破解。
四是創(chuàng)新成果的合力保護(hù)問題突出,尤其是要統(tǒng)籌專利和技術(shù)秘密的適時(shí)保護(hù),包括要建立對(duì)創(chuàng)新成果保護(hù)方式的界定與評(píng)估機(jī)制、要合力部署專利布局、要合力保護(hù)技術(shù)秘密。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系機(jī)制亟待建立和完善
當(dāng)前,化工新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展中有三大體系機(jī)制尚未形成,亟待建立和完善:
一是尚未形成產(chǎn)學(xué)研用一體化的產(chǎn)業(yè)體系。一方面,我國(guó)部分化工新材料配套的關(guān)鍵原料、關(guān)鍵中間體等關(guān)鍵單體國(guó)內(nèi)尚未工業(yè)化生產(chǎn),配套的核心催化劑、助劑、特種裝備存在短板。如,高端聚烯烴生產(chǎn)所需催化劑大量需要進(jìn)口;高性能纖維材料生產(chǎn)所需的多種助劑主要依賴進(jìn)口,如碳纖維生產(chǎn)的上漿劑和紡絲油劑、油膏均需進(jìn)口。另一方面,由于企業(yè)與高校院所間合作溝通不緊密、技術(shù)供需信息常態(tài)化溝通機(jī)制缺失,導(dǎo)致存在低水平重復(fù)研究和“孤島化”現(xiàn)象,合作成效不盡如人意,成果轉(zhuǎn)化率低。目前,在主要的化工新材料細(xì)分領(lǐng)域,尚未形成單體開發(fā)-聚合物制備-產(chǎn)品改性、成型、成膜、拉絲-制品制件-下游終端用戶等一體化的產(chǎn)業(yè)體系。
二是材料需求端與供給端尚未形成良性的反饋互動(dòng)提升機(jī)制。新材料生產(chǎn)企業(yè)與下游應(yīng)用企業(yè)的合作,不是單純的一買一賣,而是互相成就的利益共同體。因?yàn)樾虏牧闲枰趹?yīng)用中驗(yàn)證、在應(yīng)用中優(yōu)化、在應(yīng)用中開發(fā)新的應(yīng)用場(chǎng)景,進(jìn)而拓展、開發(fā)出新的市場(chǎng)。但目前,需求端與供給端尚未形成以互相成就的利益共同體為基礎(chǔ)的、良性的反饋互動(dòng)提升機(jī)制。如國(guó)內(nèi)高性能纖維的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)比較成熟,但下游的開發(fā)應(yīng)用并不理想,這使得企業(yè)擴(kuò)大產(chǎn)能面臨較大的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。
三是尚未形成以知識(shí)產(chǎn)權(quán)合力保護(hù)與共享安排為前提的協(xié)同創(chuàng)新長(zhǎng)效機(jī)制。由于沒有解決好知識(shí)產(chǎn)權(quán)合力保護(hù)與共享安排這個(gè)前提,導(dǎo)致上下游乃至產(chǎn)學(xué)研用的合作不緊密、合作效率不高,成功率低,特別在缺乏工程技術(shù)支持的情況下,成果轉(zhuǎn)化率低、成套性差,即使轉(zhuǎn)化了也缺乏競(jìng)爭(zhēng)力;對(duì)小試和中試創(chuàng)新投入少,重視短期效益而缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)定力和布局。
最后,提一點(diǎn)建議:
發(fā)揮舉國(guó)體制,優(yōu)先解決四個(gè)問題:
一是充分挖掘?qū)@髷?shù)據(jù)資源。充分發(fā)揮專利大數(shù)據(jù)在研判技術(shù)前沿和控制技術(shù)高地方面的獨(dú)特力量,探索形成綜合研判基于專利大數(shù)據(jù)識(shí)別的技術(shù)前沿,結(jié)合行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局動(dòng)態(tài)的常態(tài)化行研機(jī)制,為我國(guó)化工新材料行業(yè)在研發(fā)路徑的選擇、研發(fā)節(jié)奏的把握、材料應(yīng)用的驗(yàn)證、優(yōu)化與新應(yīng)用的開發(fā)等方面提供參考。
二是提高核心技術(shù)的掌控力。聚焦核心基礎(chǔ)零部件(元器件)、先進(jìn)基礎(chǔ)工藝、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料和產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)的基礎(chǔ)原理、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)工藝,合力解決上游關(guān)鍵配套原料的供應(yīng)瓶頸和配套關(guān)鍵技術(shù)裝備的短板。
三是優(yōu)化產(chǎn)業(yè)。對(duì)標(biāo)國(guó)外先進(jìn)工藝技術(shù)水平,找準(zhǔn)差距、精準(zhǔn)研發(fā),旨在優(yōu)化原料結(jié)構(gòu)、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低消耗排放、促進(jìn)本質(zhì)安全,利用清潔生產(chǎn)、綜合利用、智能控制等先進(jìn)技術(shù)裝備對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)裝置進(jìn)行改造提升,提高國(guó)內(nèi)裝置的開工率,實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代,提高綜合競(jìng)爭(zhēng)力。
四是強(qiáng)化市場(chǎng)應(yīng)用端。有應(yīng)用、能應(yīng)用才稱得上是材料,因此要以工匠精神在提升材料性能、質(zhì)量、檔次等方面極致追求,增加品種和牌號(hào),以此實(shí)現(xiàn)高端化、差異化、系列化,拓展高端應(yīng)用領(lǐng)域,加快推廣應(yīng)用。
關(guān)鍵核心技術(shù)要不來(lái)、買不來(lái)、討不來(lái)。唯有自主創(chuàng)新,勇闖前沿,才能免于受制于人,才能補(bǔ)鏈強(qiáng)鏈、保障安全。
責(zé)任編輯:陳希琳