k8凯发天生赢家·一触即发化工新材料发展的机遇与挑战|蜜芽188.mon.|
凯发k8一触即发k8凯发娱乐ღ✿ღღღ,凯发天生赢家一触即发官网ღ✿ღღღ。凯发,凯发k8,K8ღ✿ღღღ,新材料应用ღ✿ღღღ,本文提出ღ✿ღღღ,发展化工新材料迫在眉睫ღ✿ღღღ,是大国博弈和推进实现“双碳”目标的关键因素ღ✿ღღღ;发展化工新材料遇到三大挑战ღ✿ღღღ:研发成功率低ღ✿ღღღ、市场验证时间长k8凯发天生赢家·一触即发ღ✿ღღღ、应用量小ღ✿ღღღ,文章进行了剖析并探讨相关解决方法ღ✿ღღღ;化工新材料发展机遇多多ღ✿ღღღ,机遇较大的行业包括高端装备ღ✿ღღღ、新能源及节能环保ღ✿ღღღ。文章还就化工新材料快速发展给出了集中力量进行重点突破等建议蜜芽188.mon.ღ✿ღღღ,敬请关注ღ✿ღღღ。
化工新材料已成为大国博弈和第四次工业革命的关键要素ღ✿ღღღ,比如特种工程塑料应用于航空航天领域ღ✿ღღღ、大丝束碳纤维应用于新能源领域ღ✿ღღღ、超高分子量聚乙烯应用于医疗设备领域ღ✿ღღღ、液晶聚合物应用于5G通信领域ღ✿ღღღ,得化工新材料者可制胜未来ღ✿ღღღ。此外ღ✿ღღღ,我国全力推进实现“双碳”目标ღ✿ღღღ,化工新材料能耗更低ღ✿ღღღ、性能更强ღ✿ღღღ,代替钢铁ღ✿ღღღ、木材ღ✿ღღღ、玻璃ღ✿ღღღ、水泥的趋势愈加显著ღ✿ღღღ。
我国发展化工新材料的需求非常迫切ღ✿ღღღ。从国家层面来说ღ✿ღღღ,由于很多关键材料被“卡脖子”ღ✿ღღღ,在高端装备等领域的发展挑战很大ღ✿ღღღ。从企业层面来说ღ✿ღღღ,国内大宗化工产品同质化和低端竞争严重ღ✿ღღღ,新材料的研发成为开拓市场空间ღ✿ღღღ、减少内耗型竞争的关键ღ✿ღღღ。
随着更多产能投放和需求增速下滑ღ✿ღღღ,竞争将逐渐从技术壁垒转移到成本效益上ღ✿ღღღ,利润逐渐下滑至较低的均衡水平ღ✿ღღღ,面对优胜劣汰ღ✿ღღღ,企业只有重新洗牌ღ✿ღღღ。而发展化工新材料ღ✿ღღღ,有利于避免内耗式低利润竞争ღ✿ღღღ。化工新材料开发初期需求体量有限ღ✿ღღღ,产能较少ღ✿ღღღ,但是由于市场未被完全开拓ღ✿ღღღ,整体价格利润水平较高ღ✿ღღღ。随着资本逐渐进入市场ღ✿ღღღ,会进入产能ღ✿ღღღ、需求和利润都增长的阶段ღ✿ღღღ。
在国家政策的支持和引导下ღ✿ღღღ,化工新材料迎来广阔的发展机遇ღ✿ღღღ,寻找需求潜力大ღ✿ღღღ、增速快ღ✿ღღღ、可拓展性强的化工新材料可作为国内化工企业谋划重点ღ✿ღღღ。
从行业来说ღ✿ღღღ,高端装备ღ✿ღღღ、新能源及节能环保行业发展前景较好ღ✿ღღღ,细分来看ღ✿ღღღ,高端装备行业的高铁k8凯发天生赢家·一触即发ღ✿ღღღ、地铁ღ✿ღღღ、超高压输电ღ✿ღღღ,新能源行业的光伏k8凯发天生赢家·一触即发ღ✿ღღღ、风电ღ✿ღღღ、新能源汽车ღ✿ღღღ,电子信息行业的5Gღ✿ღღღ、芯片ღ✿ღღღ,节能环保行业的节能照明ღ✿ღღღ、气体分离ღ✿ღღღ、水处理ღ✿ღღღ,以及医疗健康行业的医疗器械等ღ✿ღღღ,都具有较好的发展前景ღ✿ღღღ。
从国产化潜力来看ღ✿ღღღ,自给率较低的产品具有更大的国产化空间ღ✿ღღღ,比如高端工程塑料ღ✿ღღღ、高端聚酯ღ✿ღღღ、电子化学品ღ✿ღღღ、关键单体及中间体等ღ✿ღღღ。
目前ღ✿ღღღ,我国最关键的化工新材料是应用于芯片领域的光刻胶ღ✿ღღღ。随着2023年长春光机所开发出最顶尖的EUV光刻机样机ღ✿ღღღ,光刻胶成为我国与外国差距悬殊的产品ღ✿ღღღ。所需材料是否能成功研发ღ✿ღღღ、研发后是否能纯度达标ღ✿ღღღ、达标后是否能稳定生产ღ✿ღღღ、生产设备和工艺是否匹配等一系列技术和工程问题都亟待攻克ღ✿ღღღ。
我国最大市场潜力的化工新材料是茂金属聚烯烃ღ✿ღღღ。目前欧美国家茂金属聚烯烃渗透率已达到了40%ღ✿ღღღ,而我国仅有3%ღ✿ღღღ,还有千万吨级的增量ღ✿ღღღ。由于分子量分布窄ღ✿ღღღ,茂金属聚烯烃性能非常优异ღ✿ღღღ,埃克森美孚已到了第四代的水平ღ✿ღღღ,而我国目前还处于第一代ღ✿ღღღ。无论是性能还是成本ღ✿ღღღ,我们都还有很大的增长空间ღ✿ღღღ。
我国最热门的化工新材料发展行业包括电动汽车ღ✿ღღღ、电池ღ✿ღღღ、光伏及风电ღ✿ღღღ。相关机构预测ღ✿ღღღ,到2030年我国电动汽车保有量将达到1亿辆ღ✿ღღღ,2035年将达到2亿辆ღ✿ღღღ,意味着已突破40%的保有量ღ✿ღღღ。电动汽车车体较传统能源车更重ღ✿ღღღ,因此对轻量化材料需求巨大ღ✿ღღღ。据测算ღ✿ღღღ,到2030年我国电动汽车轻量化材料需求将高达750万吨以上ღ✿ღღღ,若不存在产能瓶颈ღ✿ღღღ,需求有可能突破千万吨以上ღ✿ღღღ。电池行业的增速会高于电动车的增速ღ✿ღღღ,因为其除了做动力电池ღ✿ღღღ,还可做储能电池ღ✿ღღღ,未来十年将有10倍增长ღ✿ღღღ。据测算ღ✿ღღღ,2030年电池行业化工新材料的需求将达到710万吨ღ✿ღღღ,负极材料ღ✿ღღღ、隔膜ღ✿ღღღ、电解液ღ✿ღღღ、黏结剂都有很大的增长空间ღ✿ღღღ。在碳中和ღ✿ღღღ、碳达峰的背景下ღ✿ღღღ,新能源产业高速发展ღ✿ღღღ,光伏ღ✿ღღღ、风能领域的化工新材料需求增速将达200%ღ✿ღღღ,潜力巨大ღ✿ღღღ。以风电叶片为例ღ✿ღღღ,虽然碳纤维重量更轻ღ✿ღღღ、磨损更小ღ✿ღღღ、寿命更长ღ✿ღღღ,但由于碳纤维价格是玻纤的10倍ღ✿ღღღ,目前风电叶片用材仍然以玻纤为主ღ✿ღღღ。当前我国已开发出了大丝束碳纤维ღ✿ღღღ,产能有所突破ღ✿ღღღ,碳纤维将在很多行业有巨大的替代潜力ღ✿ღღღ。
发展化工新材料ღ✿ღღღ,如同登山ღ✿ღღღ,前路难行ღ✿ღღღ!但是站在山巅后ღ✿ღღღ,就会领略大好风光ღ✿ღღღ。因此我们建议ღ✿ღღღ,在国家层面ღ✿ღღღ,出台优惠政策支持企业的基础研究ღ✿ღღღ,搭建产学研用平台ღ✿ღღღ,以市场引导研发ღ✿ღღღ、以研发升级市场ღ✿ღღღ,夯实研发和应用的基础ღ✿ღღღ。在社会层面ღ✿ღღღ,进一步完善金融体系ღ✿ღღღ,充分发挥保险金融ღ✿ღღღ、供应链金融在研发方面的积极作用ღ✿ღღღ,消除研发人员及机构的后顾之忧ღ✿ღღღ。在人才层面ღ✿ღღღ,充分发挥人才主观能动性ღ✿ღღღ,加大人才激励措施力度ღ✿ღღღ。在企业层面ღ✿ღღღ,头部企业保持战略定力ღ✿ღღღ,“深挖一口井”重点突破ღ✿ღღღ。中小企业需结合自身优势ღ✿ღღღ、寻找独特定位ღ✿ღღღ,成长为细分赛道的小巨人ღ✿ღღღ。
化工新材料可以基于产品或按照行业分类ღ✿ღღღ。从产品类别来看ღ✿ღღღ,化工新材料主要包括新领域的高端化工产品ღ✿ღღღ、传统化工材料的高端品种和二次加工后生产的高性能材料三大类ღ✿ღღღ。举例而言ღ✿ღღღ,超高分子量聚乙烯或者茂金属聚乙烯属于聚乙烯这一传统化工材料中的高端品种ღ✿ღღღ,而聚乙烯加工成高性能膜材料属于二次加工后的化工新材料ღ✿ღღღ。
以三大合成材料中的合成树脂为例ღ✿ღღღ,产品结构底层包括PE(聚乙烯)ღ✿ღღღ、PP(聚丙烯)ღ✿ღღღ、PVC(聚氯乙烯)ღ✿ღღღ、PS(聚苯乙烯)ღ✿ღღღ、ABS(丙烯腈ღ✿ღღღ、丁二烯ღ✿ღღღ、苯乙烯三种单体的三元共聚物)等大宗通用料ღ✿ღღღ,国内每年消费量高达1亿吨以上ღ✿ღღღ。
产品结构顶部包括工程塑料及特种工程塑料ღ✿ღღღ。工程塑料起源于上世纪六七十年代的美苏争霸时期ღ✿ღღღ,主要应用于航空航天及导弹等国防工程ღ✿ღღღ,对重量ღ✿ღღღ、强度ღ✿ღღღ、耐高温ღ✿ღღღ、耐辐射等性能要求很高ღ✿ღღღ,因此工程塑料以高性能著称ღ✿ღღღ。高性能橡胶ღ✿ღღღ、高性能纤维与工程塑料类似ღ✿ღღღ,都属于化工新材料范畴ღ✿ღღღ。除了三大合成材料中的高性能材料ღ✿ღღღ,化工新材料还包括高性能膜材料ღ✿ღღღ、专用化学品ღ✿ღღღ、关键单体及中间体等ღ✿ღღღ。
从应用行业来看ღ✿ღღღ,化工新材料可广泛应用在不同行业中ღ✿ღღღ,包括高端装备ღ✿ღღღ、节能环保ღ✿ღღღ、新能源k8凯发天生赢家·一触即发ღ✿ღღღ、电动汽车ღ✿ღღღ、电线电缆ღ✿ღღღ、包装日用ღ✿ღღღ、建筑材料等ღ✿ღღღ。化工新材料要满足不同行业对材料的功能性需求ღ✿ღღღ,行业发展趋势决定化工新材料的研究方向ღ✿ღღღ,并引导化工新材料投资方式和发展规模蜜芽188.mon.ღ✿ღღღ。目前ღ✿ღღღ,全球重点关注的化工新材料应用领域包括电子信息ღ✿ღღღ、新能源k8凯发天生赢家·一触即发ღ✿ღღღ、高端装备ღ✿ღღღ、节能环保及医疗健康ღ✿ღღღ。
目前ღ✿ღღღ,国内化工新材料的产值已经超过8000亿元ღ✿ღღღ,涉及国计民生的方方面面ღ✿ღღღ。2021年ღ✿ღღღ,国内化工新材料的总需求量已超过3000万吨ღ✿ღღღ,预计2025年将超过4500万吨ღ✿ღღღ。我国化工新材料自给率约54%ღ✿ღღღ,而在关键单体及精细化工领域自给率仅有10%ღ✿ღღღ,从国家安全和发展潜力来看蜜芽188.mon.ღ✿ღღღ,提升化工新材料自给率的战略意义都十分重大ღ✿ღღღ。
目前ღ✿ღღღ,化工新材料发展主要有三大挑战ღ✿ღღღ。一是研发成功率低ღ✿ღღღ,投资风险较大ღ✿ღღღ;二是即使研发成功ღ✿ღღღ,但要面临漫长的市场认证时间ღ✿ღღღ;三是市场接受后需求体量较小ღ✿ღღღ,边际效益高ღ✿ღღღ,总利润依然低于大宗产品ღ✿ღღღ。这三大挑战是多数石化企业“以质取胜”还是“以量取胜”的选择困境ღ✿ღღღ,也是影响研发投入决策的关键问题ღ✿ღღღ。
降低投资风险至关重要ღ✿ღღღ。医药领域有一个“双十定律”ღ✿ღღღ:研发一种新药需要耗时十年ღ✿ღღღ、耗资十亿美元ღ✿ღღღ,但成功率只有8%ღ✿ღღღ。对于化工新材料而言ღ✿ღღღ,研发投资金额更大ღ✿ღღღ、成功率更低ღ✿ღღღ,面对一套成本只有5亿美元ღ✿ღღღ、成功率却100%的乙烯成熟装置ღ✿ღღღ,理性人更愿意投资传统大宗产品ღ✿ღღღ。那么k8凯发天生赢家·一触即发ღ✿ღღღ,如何降低风险呢?一是需要头部企业主动引领新材料研发ღ✿ღღღ。因为头部企业具备更大的规模优势和多样化的业务支撑ღ✿ღღღ,相对于中小企业面临更小的现金流风险ღ✿ღღღ。因此ღ✿ღღღ,可出台相应鼓励性政策激励头部企业进行化工新材料研发ღ✿ღღღ。二是深度资助科研院所ღ✿ღღღ,巴斯夫等公司采取此类策略降低人才蜜芽188.mon.ღ✿ღღღ、设备的寻找和使用成本ღ✿ღღღ,专注于对研发的投资ღ✿ღღღ。三是项目证券化ღ✿ღღღ,将化工新材料打包成资本性项目ღ✿ღღღ,通过专业机构评估合格后ღ✿ღღღ,在金融市场融资并分摊风险ღ✿ღღღ,降低个体或单独企业的投资风险ღ✿ღღღ。
对于化工新材料市场认证时间过长的问题ღ✿ღღღ,可通过提前ღ✿ღღღ、多渠道ღ✿ღღღ、上下游联合研发的方式优化解决ღ✿ღღღ。新材料研发成功后往往不能立刻被市场认可ღ✿ღღღ,以PVC(聚氯乙烯)为例ღ✿ღღღ,作为五大合成树脂之一ღ✿ღღღ,PVC广泛应用于门窗型材和给排水管道等领域ღ✿ღღღ,我国年消费量2000万吨以上ღ✿ღღღ,但PVC从研发到10万吨市场规模需耗时18年ღ✿ღღღ。再比如碳纤维ღ✿ღღღ,从研发出来到销量1万吨需耗时30年ღ✿ღღღ,而半导体材料仅选择加测试就至少8年ღ✿ღღღ。加快市场认证速度ღ✿ღღღ,一要加强机理研究ღ✿ღღღ,结构决定性能ღ✿ღღღ,对材料结构及性能理解得越透彻ღ✿ღღღ,越容易找到其应用场景ღ✿ღღღ。比如大连理工大学蹇锡高院士开发的既耐高温又易溶解的特种工程塑料杂萘联苯聚醚砜酮(PPESK)ღ✿ღღღ,就是针对聚芳醚溶解性差的问题ღ✿ღღღ,从分子结构设计出发ღ✿ღღღ,引入扭曲非共平面结构ღ✿ღღღ,阻碍结晶ღ✿ღღღ,改善溶解性ღ✿ღღღ,进而开发出耐高温可溶解的特种工程塑料ღ✿ღღღ,广泛应用在航空发动机止推轴承ღ✿ღღღ、华龙一号核电机组冷却轴承ღ✿ღღღ、高铁风源压缩机涡旋动涡卷ღ✿ღღღ、耐高温功能涂料等领域ღ✿ღღღ。二是增加计算机辅助ღ✿ღღღ,提高研发效率ღ✿ღღღ。三是通过增加实验人数与频率的方法ღ✿ღღღ,加快新材料面市步伐ღ✿ღღღ。随着国内石化企业的发展ღ✿ღღღ,面临的激烈竞争前所未有ღ✿ღღღ,与杜邦ღ✿ღღღ、巴斯夫ღ✿ღღღ、埃克森美孚ღ✿ღღღ、陶氏化学等百年化工巨头同台竞技k8凯发天生赢家·一触即发ღ✿ღღღ,我们需要在关键领域增加实验人数以加快频率ღ✿ღღღ,用空间换时间ღ✿ღღღ。
总利润由边际效益和规模效益共同决定ღ✿ღღღ,提高化工新材料应用量是进一步拉动化工新材料利润的关键ღ✿ღღღ。一是要在充分了解材料性能的基础上拓展应用ღ✿ღღღ。比如TPPE热塑性聚酯弹性体既有橡胶弹性ღ✿ღღღ,又有塑料的韧性和可塑性ღ✿ღღღ,这种材料起初主要应用在汽车等工业领域ღ✿ღღღ,但若将其做成梳子ღ✿ღღღ,不伤头皮且不易起静电ღ✿ღღღ、扯头发ღ✿ღღღ,将会开发新的应用场景ღ✿ღღღ,从而打开潜在消费市场ღ✿ღღღ。二是利用新的形态来寻找新的应用ღ✿ღღღ。比如聚酰亚胺既耐高温又耐低温ღ✿ღღღ,做成薄膜就是OLED(有机发光二极管)显示屏ღ✿ღღღ,可用于华为ღ✿ღღღ、三星等手机的柔性屏ღ✿ღღღ、可折叠屏ღ✿ღღღ,做成纤维可应用于电缆护套ღ✿ღღღ,做成泡沫可用于防火隔音材料ღ✿ღღღ。三是深刻了解行业本质ღ✿ღღღ,开展新应用ღ✿ღღღ。比如可见光信号传输ღ✿ღღღ,烽火台是最早的可见光信号传输ღ✿ღღღ,若把狼烟点着算作数字1ღ✿ღღღ,把狼烟熄灭算作数字0ღ✿ღღღ,通过狼烟的着与灭传递信息ღ✿ღღღ,0和1就构建了整个数字化时代的基石ღ✿ღღღ。0—1的切换速度决定了信息传递的速度ღ✿ღღღ,周期越短ღ✿ღღღ,信息传递的效率就越高蜜芽188.mon.ღ✿ღღღ。狼烟的着—熄周期太长ღ✿ღღღ,而OLED可以实现快速开关ღ✿ღღღ,OLED开关一次只需要十亿分之四秒ღ✿ღღღ,它就可以作为高效的可见光信号的传输介质ღ✿ღღღ。在很多应用场景下ღ✿ღღღ,都可以使用可见光信号进行识别ღ✿ღღღ,比如自动驾驶ღ✿ღღღ、人工智能ღ✿ღღღ、智慧城市ღ✿ღღღ、物联网等ღ✿ღღღ。随着第四次工业革命的爆发ღ✿ღღღ,未来对可见光信号传输的需求将会与日俱增ღ✿ღღღ,进而拉动聚酰胺的需求ღ✿ღღღ。如果我们深刻了解材料本身的性能及行业运行的本质ღ✿ღღღ,就可以对其进行衔接ღ✿ღღღ,从而扩大产品的应用量ღ✿ღღღ。