程相天
(濮阳石油化工职业技术学院,河南 濮阳 457000)
相比于传统化工材料,化工新材料具备性能优异、附加值高、功能性强等特点,广泛应用于新能源、高端装备、绿色环保、生物技术等众多领域。濮阳作为一座因油而建、因油而兴的城市,面对资源枯竭的现状,为摆脱“一油独大”、发展动能不足等困境,我市突破惯性思维,打破路径依赖,抢抓科技和产业变革机遇,立足石化资源禀赋和产业基础,大力发展“四新”产业,并把新材料产业放在“四新”产业之首[1],聚焦高端聚烯烃材料、聚碳新材料、生物可降解材料、绿色涂料及助剂等领域,重点打造高端化工新材料产业集群,涌现了一批科技含量高、带动能力强的化工新材料产业项目。因此,本文首先分析了化工新材料产业发展对实现“双碳”目标的重要性,回顾我国新材料产业发展现状及存在问题,研究了我市发展化工新材料产业的发展优势,并根据我市化工新材料产业发展存在的问题提出相应的对策建议。
2021 年4 月22 日“世界地球日”,习总书记在领导人气候峰会上提出了“双碳”目标。“双碳”目标包括两个重要方面:中国力求2030 年前实现碳达峰,2060 年前实现碳中和[2]。
“双碳”目标的提出,彰显了中国政府对应对气候变化和推动可持续发展的坚定决心,意味着中国将采取措施,通过改进能源结构、提高能源利用效率以及推广清洁能源等方式,逐步减少二氧化碳的排放量。此外,这一目标的实现将促进中国经济转型升级,推动清洁能源的发展和应用,并在全球范围内发挥示范和引领作用,为全球气候治理作出积极贡献。
化工新材料产业作为关键基础产业之一,在实现“双碳”目标过程中发挥着重要作用,其创新技术和可持续生产模式可以帮助降低碳排放、减少能源消耗,并提高资源利用效率。化工新材料的广泛应用也有助于推动其他行业向低碳转型发展。其重要性主要体现在以下方面:
(1)减少碳排放。传统化工产业通常伴随着高碳排放量,而化工新材料产业以绿色、低碳为特点,通过采用先进的生产工艺、节能技术和清洁能源替代传统能源,有效降低碳排放量。发展化工新材料产业可以推动整个产业链向低碳转型,为实现“双碳”目标提供支撑。
(2)提高资源利用效率。化工新材料产业注重资源的循环利用和高效利用,通过开发和应用新型材料、改良工艺流程等手段,实现原材料的节约利用和废弃物的资源化利用。这有助于减少资源消耗和环境影响,提高资源利用效率。
(3)推动绿色创新和技术升级。化工新材料产业是技术密集型产业,发展该产业需要大量的科研和技术创新投入。通过绿色创新和技术升级,可以开发出更加环保、高效、低碳的新材料和生产工艺,为实现“双碳”目标提供技术支持和解决方案。
(4)促进产业结构调整与升级。发展化工新材料产业有助于推动整个化工产业的结构调整和升级。传统化工产业常常依赖于高耗能、高污染的生产模式,而化工新材料产业则更加注重绿色环保和可持续发展。通过引导资金和政策优惠等手段,可以鼓励企业加大对化工新材料产业的投入,从而推动传统化工产业向低碳、环保、高附加值的领域转型。
(5)拓展国内外市场份额。随着全球对环境保护意识的增强,市场对绿色、低碳产品的需求不断增加。化工新材料产业在满足市场需求的同时,也可以拓展国内外市场份额。通过提供符合环保要求的新材料产品以及参与碳排放权交易等市场机制,化工新材料产业可以积极参与全球竞争,实现可持续发展。
因此,化工新材料产业在实现“双碳”目标中发挥着重要的作用。政府、企业和科研机构等各方应积极推动该产业的发展,加大投入和支持力度,促进技术创新和产业升级,为实现“双碳”目标贡献力量。
近几年,在国家政策引领及企业技术进步等因素的推动下,我国化工新材料产业规模及产能持续扩大[3]。2021 年,我国化工新材料产量超过2 965 万吨,较2015 年的1 681 万吨提高76%,年复合增速10%;实现销售收入9 616 亿元,较2015 年增长2.7 倍,年复合增速24%[4];在产能方面,我国光伏材料和有机硅产能位于全球首位[5],工程塑料、聚氨酯、特种橡胶、电子化学品、有机氟、生物基化工新材料等产能居世界前列[6],国产碳纤维产业也已步入快速发展阶段,截至2021 年底,中国的碳纤维理论产能已占全球的近三分之一[7];综合自给率也有显著提升,接近75% 的目标[8]。历经多年研究和关键核心技术攻关,我国在高端合成树脂、橡胶、纤维以及膜材料等领域自给率较高[9]。同时诞生了一批优秀的化工新材料企业,包括中石油、中石化等“国字号”龙头企业引领行业发展,万华化学、宁波金发等具有核心技术的地方企业,以及以有机硅材料为代表性产品的东岳硅材、合盛硅业等民营企业[10]。当前,中国化工新材料产业已大致形成较完备的研发、设计、生产和应用体系,几乎涉及全部产品种类。
虽然我国化工新材料产业的发展已驶入快车道,但总体发展水平仍与欧、美、日等发达国家存在一定差距,所面临的问题主要有以下方面:(1)“低端过剩、高端不足”的结构性产能过剩。由于一些化工新材料的资金门槛较低、利润较高,导致大量中小型企业涌入且集中于低端市场,导致生产规模较小、生产集中度较低、同质化建设较严重。(2)关键核心技术“卡脖子”困境难以突破。由于缺乏良好的资源配置机制和灵活的研发体制机制,且一些企业基础较为薄弱,没有足够的资金投入研发,加之国外企业的技术封锁,导致技术水平上原创技术少、共性技术缺乏支撑、核心技术受制于人[11],在关键单体、中间体、催化剂以及高端精密设备等领域依赖进口。据工信部统计,在我国大型企业所需的130 多种关键基础化工材料中,32% 的品种仍为空白,54% 的品种仍依赖进口[12]。(3)缺乏顶层设计与整体布局。国内化工新材料产业发展缺乏统筹规划,各地区没有做好精准定位和差异化分工,往往是以瞄准填补空白、替代进口的思路进行跟风式投入,造成创新链与产业链短时间内无法高效融合。(4)高水平领军人才短缺,地方高层次人才规模偏小。目前,我国科技创新人才培养依然存在薄弱环节,结构性人才缺口明显,高水平创新人才仍然不足,特别是科技领军人才匮乏,导致我国新材料产业发展人才供给相对不足。此外,部分地区高校的学科建设能力有待提升,产学研合作机制有待完善,以企业为主导与科研院所、高校的协同创新能力不足。
濮阳市坐落于中国河南省东北部,拥有丰富的石油、天然气等资源,并且交通便利,为化工新材料产业的发展提供了良好的条件。20 世纪80 年代至90 年代初,我市开始探索化工产业的发展,并建立了一些传统化工企业,如磷化工、化肥、氯碱等,为我市化工新材料产业的发展奠定了基础。20 世纪90 年代中期至21 世纪10 年代初,我市逐渐意识到传统化工产业的环境压力和资源消耗问题,开始加大对新型环保材料和高科技化工产品的研发与推广。这一时期,我市涌现出一批以新材料为特色的企业,如新型塑料、高分子材料等。自2000 年以来,我市进一步加大对化工新材料产业的支持力度,通过引进外资、合作研发等方式吸引优质的新材料企业落户濮阳。2010 年至今,我市继续加强对化工新材料产业的引导和支持。
2018 年11 月21 日,《濮阳新型化工基地总体发展规划》正式获得省政府批复,成为指导我市打造全国化工新材料创新发展示范区、中原城市群石化产业转型升级示范区、全国重要绿色循环发展示范基地的纲领性文件。
2021 年11 月27 日,我市出台《濮阳市支持科技研发平台建设八条措施》,针对高新技术产业,包括化工新材料产业,提出了税收优惠政策、科研项目资助政策、人才引进和培养政策等方面的支持措施,以提升企业创新能力为切入点,构筑并完善创新平台体系,通过技术突破为企业高质量发展赋能、实现产业跃迁。
2023 年5 月9 日,《濮阳市推进碳达峰碳中和暨绿色低碳转型战略2023 年工作要点》由我市碳达峰碳中和工作领导小组办公室制定并印发,着重推动绿色低碳发展,在化工新材料产业中加强环保要求和技术应用,鼓励企业采用清洁生产技术、循环利用资源,减少排放和废弃物的处理,以实现可持续发展。
我市始终坚持把人才作为强市之基、发展之要、活力之源,强力实施“创新驱动、科教兴省、人才强省”战略,并结合本地实际,出台“1+14”一揽子人才政策,集聚一流创新人才[13],把人才嵌入高质量产业体系,以人才兴业助推全面转型发展。截至2022 年9 月,我市已建成各类科研创新平台477 家,基本覆盖主要产业领域,其中国家级企业技术中心2 家,国家博士后科研工作站2 家,省级科研创新平台133 家,市级科研创新平台339 家。目前,各类科研创新平台汇聚研发人才超过1.1 万余人,与我市合作的知名科学家有50 余人,其中有27 人为两院院士[14]。
目前,我市在开发区、工业园区、濮阳县、范县、台前县等地已经建立了一定规模的化工新材料产业园区(基地)。其中濮阳聚碳新材料科技园、南乐县生物基材料产业园、濮阳绿色涂料产业园、濮阳市新型化工基地已经初步形成了集研发、生产、应用于一体的新材料产业集群,为促进我市化工新材料产业创新发展、转型发展奠定坚实基础。
尽管濮阳市的化工新材料产业在近年来取得了快速发展,产业规模逐年扩大,特色品种逐渐形成,技术水平和品牌影响力提升,但仍面临一些挑战和问题,如技术创新和研发能力不足、环境保护压力较大、产业融合度低等。
4.1.1 技术创新和研发能力不足
虽然濮阳市的化工新材料企业在技术创新方面取得了一定成就,如非光气熔融酯交换聚碳酸酯技术获得河南省科学技术进步二等奖,但总体来说与国际领先水平相比仍存在差距。濮阳缺乏高水平院校,人才引进方面起步较晚,科技成果转化率较低,多止步于实验室“展示品”阶段,对化工新材料产业创新的支撑能力不足。
4.1.2 环境保护压力较大
化工新材料产业上游的生产过程中会产生大量废水与废气,其中包括(挥发性)有机物、重金属、颗粒物、二氧化硫等污染物。如果未经适当处理就直接排放,势必会对水体、空气质量和环境健康构成威胁,影响周边生态系统和人类健康。“双碳”目标下,化工新材料企业将面临着更严格的环境保护要求,包括减排、废物处理等方面。
4.1.3 产业融合度低
产业融合度低直观表现在产品结构过于单一、核心产品存在一定集采风险、盈利能力易受到冲击、企业抵御风险的能力偏弱。产业布局比较分散,几乎各县区都有化工新材料生产企业,缺乏深度融合。
4.2.1 提高技术创新能力
政府应重视国内外先进的技术和人才,进一步加大人才引进力度,推进高层次人才平台建设;企业应增加研发投入,加强与高校、科研机构的合作,实行联合攻关、优势互补,共同解决科技和社会发展中的技术难题,并努力做到在传统优势领域中开发具有自主知识产权的关键技术,加强自主知识产权的保护,推动技术创新和产品升级,提高企业的自主创新能力和核心竞争力。
4.2.2 推进循环经济发展
企业在产品设计和制造方面,可以推动可持续发展理念的融入,通过研发和生产环保、低碳的产品,如环保建材、节能型塑料、碳纤维等新型材料,减少温室气体的排放和碳足迹。同时,企业可以关注产品的生命周期管理,提供回收、再利用和循环经济方案,通过资源循环利用和废物回收利用,减少对原材料的依赖,延长产品使用寿命,最大程度减少废弃物的产生,进行合理处理和回收利用。此外,积极参与碳捕集和利用技术的研发与应用,例如,开发并推广二氧化碳捕集与封存(CCS)技术,将工业废气中的二氧化碳捕集、储存或转化为有价值的产品。
4.2.3 探索产业融合发展新路径
在濮阳市化工新材料产业的融合发展路径中,可以以化工新材料产业为基础,推动与其他相关领域的产业融合,通过共享资源、技术和市场渠道,推动产业链的协同发展和优化,实现资源的高效利用和降低碳排放。例如,结合石油化工行业在塑料、橡胶等材料方面的优势,开发和应用高性能聚合物材料、碳纤维复合材料等,推动汽车制造业向轻量化、节能环保方向转型;或利用化工行业在有机化学合成和高分子材料方面的技术优势,开发导电聚合物、光电功能材料等,为电子器件、通信设备等提供新的材料解决方案。融合发展路径将不仅有利于化工新材料产业实现转型升级,还能促进产业结构的优化和创新能力的提升。同时,跨界合作和技术交流也将激发新的创新思路,推动化工新材料产业的发展与壮大。
4.2.4 健全政策支持体系
抓住“双碳”目标给化工新材料产业带来的机遇,建立理论研究框架,丰富宏观产业政策与微观企业行为之间的关系,以帮助政府制定更科学合理的政策。其具体包括:(1)制定针对化工新材料产业的碳减排政策,鼓励企业降低碳排放、提高资源利用效率,并给予相应的激励和支持;(2)建立低碳技术研发和示范基地,为企业提供技术支持和资源共享平台,促进绿色创新和产业升级;(3)加强产业监管和标准制定,规范化工新材料产业的环境保护和碳排放管理行为,提高产业可持续发展水平;(4)建立碳减排成本补贴机制,减轻企业在转型过程中的负担,并激励更多企业投入到低碳技术创新和环保治理中。
在“双碳”目标驱动下,濮阳市聚焦聚碳新材料、生物降解新材料、绿色涂料、高端聚烯烃等新材料产业,着力打造国内一流新材料产业基地,走出了一条创新发展、转型发展的新路子。但由于技术创新和研发能力不足,造成技术及装置落后,现有的工艺耗能高、碳排放高,产品结构单一等问题。为此,政府应与企业携手共进,打造高水平科技创新平台;践行可持续发展理念,推进循环经济发展;跨界联动,探索产业融合发展新路径;不断健全完善政策支持体系,为化工新材料产业的研发创新与发展环境提供有力保障。