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国家的远见|姚建年:中国化工新材料产业的命

作者:AG8com 发布日期:2020-07-15 14:24



  ◇在130多种关键基础化工材料中,32%的品种仍为空白,52%的品种仍依赖进口◇如果我们总是依赖进口高端技术,不光会被“卡脖子”,早晚全身上下都得被别人“卡”。必须不断实现源头创新、革新工艺流程,把技术、产业命脉掌握在自己手上◇一个学科单打独斗是有天花板的。我们需要建立高水平研发平台,促进化学、化工等传统学科的交叉融合,创造性地引领产业创新发展

  化工新材料拥有技术含量高、附加值高、与国民经济各部门配套性强等特点,直接关系着我国战略性新兴产业的发展,关系到我国经济能否高质量发展的重要基础性、先导性产业。

  目前,我国化工新材料产业发展总体处于爬坡过坎的关键阶段,关键材料“卡脖子”问题广泛存在。这与世界第一原材料工业大国的地位不匹配,也不能很好支撑我国门类齐全的工业体系。

  同时,化工新材料领域长期存在的基础研究不够、企业融通不够、产用结合不够、要素联动不够等问题,使得化工新材料产业发展相对滞后,已成为制约我国制造业转型升级的突出短板。

  当前,作为产业链供应链的关键环节,化工新材料产业如何直面问题、化危为机,增强发展实力?《瞭望》新闻周刊记者近期就此专访了中国化学会理事长、中国科学院院士姚建年。

  姚建年:化工产业对国家经济发展贡献巨大,化工新材料产业是推动我国经济高质量发展和支撑我国由化工大国向化工强国跨越的重点关键领域,也是化工行业转型升级的重要方向。

  今天我们穿的衣服、你们采访我时用的电脑、大家出门坐的汽车,没有不跟化工新材料有关的。人民生活水平的不断提高和对美好生活的向往需要更多更好的化工新材料的支撑和保障。

  姚建年:改革开放以来,我国化工新材料产业取得长足进步。在多年的发展中,逐渐形成门类较为齐全的产业布局,有20多种化工产品的产能高居世界第一位。但实事求是地说,总体水平与发达国家还有不小差距。

  一是大而不强,高端产能不足、低端产能过剩。一方面,受困于技术水平、企业规模,尚未突破“大而不强”的格局;另一方面,产品单一,低水平同质化建设严重,“低端过剩、高端不足”的结构性矛盾非常突出。

  近年来,一些沿海省份开展了整治违法违规“小化工”的行动,因为这些小工厂、黑窝点技术水平低、产品竞争力弱、高能耗、高污染、安全隐患大,属于落后产能。

  二是精细化率不高。评判一个国家的化工产业发展水平,一个重要指标是产业精细化率。中国化工产业中,以生产大宗基础化工产品为主的石油化工、煤化工等传统产业仍然占据主导地位,而精细化工产品特别是高端精细化学品产业规模小、发展水平低。

  中国化工总体精细化率在45%左右,低于发达国家60%至70%的平均水平。世界十大高端化学品企业均为国外企业,例如美国陶氏公司、杜邦公司,德国巴斯夫公司,日本三菱化学公司,它们均具有从基础化学品到高端化工材料的全链条加工及研发能力。高端技术研发与产业聚集度是我国企业目前最缺乏的要素。

  三是对国外依赖度较高。我国在高端化工新材料产品和化工高端装备及尖端技术方面严重依赖国外。据工信部2018年统计,在130多种关键基础化工材料中,32%的品种仍为空白,52%的品种仍依赖进口,如高端电子化学品、高端功能材料、高端聚烯烃等,难以满足经济与民生需求。智能炼厂、高端化工催化剂、精细化学品加工等方面系统化、集成化的技术有待突破。

  以上问题都和产业链供应链紧密相关。比方说,高纯度化工材料的存储和运输需要高端容器。否则哪怕化工材料纯度做到99.9999%,一旦容器有杂质,装进去之后纯度就肯定会掉下来。高纯度的容器国内企业做不出来、还要去国外高价进口,提高了化工新材料生产的成本。

  这就是我们的痛点和短板。所以,产业链供应链光一个环节水平提高是不够的,必须在所有环节都有进步、有提升。从国家到社会、从科学界到产业界都需要更加重视这个问题,尽快扭转我国化工新材料产业的不利局面。

  姚建年:科学最难的是提出新的idea(思想),产业创新发展最需要源头创新。具体说,需要围绕“新化学、新化工、新产业”的发展战略,从全新的科学思想出发,从全新的角度来研究新物质生成,调控化学反应新途径,推动化学化工学科融合与发展,促进化工基础理论及相关工艺设备创新升级。

  比方说,催化剂是化工产业发展的“牛鼻子”。相同的反应物在不同催化剂作用下得到不同的产物。我们可以从战略需求迫切、产业需要多的化工门类入手,通过催化材料和工艺创新推动传统化工学科实现突破,从而带动化工装备和技术工艺的发展。

  比如作为传统无机化工技术,合成氨技术已经拿了三次诺贝尔化学奖。现在世界上最强的合成氨技术掌握在德国巴斯夫公司手中,需要在高温高压下反应,能耗高成为该技术的短板。假如我们在催化体系和工艺上实现革命性突破,把反应需要的温度和压强降下来,那能耗也就降下来了,安全性也有了提高。这样我们就有了代差级的技术领先优势。技术之后的产业化,在中国就是一步之遥了。

  再举一个例子。精准调控反应需要我们对化学键结构的认识向更微观世界拓展。目前,以同步辐射光源为依托的光谱学手段是观察微观信息的利器。然而,同步辐射这样的国家大科学装置资源有限。如果能在实验室利用一般光源实现对反应过程中化学键断裂—生成过程的跟踪观测,我们就可能在化学反应过程的认识和调控方面取得重大突破。这就是重大源头性创新。

  化工新材料的源头创新会给我们的生产生活带来革命性变化。大家看到的液晶显示器,可以说是第三代显示器,而作为下一代显示技术的有机激光显示,它将给大家带来“人间的视觉盛宴”。激光颜色范围大、单色性好,所以显示的画面看起来非常逼真绚丽。但是我们目前还没办法直接做到这一步,还需要攻克电泵激光技术,才能替代“高分子液晶显示”,让大家在比较便宜的价格下观看到更好的画面。

  如果我们总是依赖进口高端技术,不光会被“卡脖子”,早晚全身上下都得被别人“卡”。要是我们能不断实现源头创新、革新工艺流程,那技术、产业命脉就掌握在自己手上了。

  《瞭望》:你去年到广东汕头负责牵头创建化学与精细化工广东省实验室后,在推动化工产业升级方面已做了哪些努力?

  姚建年:化学与精细化工广东省实验室致力于以化学化工原始创新推动化工产业革新升级,打造“科学—技术—产业”的完整创新链,逐步建设突破型、引领型、平台型一体的化学化工综合研究基地和原始创新策源地,发展壮大战略性新兴化工产业,驱动粤东地区乃至广东省化工产业升级和高质量可持续发展。

  随着省实验室建设深入推进,通过对国家和广东省的战略需求和产业需求进行梳理和分析,我们突出重点,集中力量,努力在“五个高端”上取得突破。

  一是在高端电子化学品研发上取得突破。例如,我们引进海外高层次人才,大力支持拥有自主知识产权七氟异丁腈生产技术的进一步研发。该技术显著优于美国3M同类技术,填补了国内相关产业空白,并已实现十吨/年规模化生产。近期,我们拟建设百吨级七氟异丁腈工业生产示范装置,解决美国对我国电气设备研发“卡脖子”问题。

  二是在高附加值催化剂研发上取得突破。我们计划与中石化、中海油、中石油等化工巨头合作,开展新型分子筛催化剂的设计和应用研究,开发高效、环保、原子经济一体化的精细化工产业催化新工艺,减轻对环境的污染与破坏,促进绿色可持续发展。

  三是在高端聚烯烃材料研发上取得突破。我们引进海外高层次技术人才,支持其完善聚烯烃热塑性弹性体技术和工艺,推动十万吨产业化项目建设。项目投产后将填补国内空白,具有重大经济价值。

  四是在高端装备制造研发上取得突破。化工产业必须重视效率和安全。前几年古雷PX爆炸事故的重大教训,一是不能为了省钱降低安全性,二是对化学反应的把握还要更全面。我们准备和深圳鹏城实验室合作,开发更安全、高效的高端智能化工反应装置。

  五是在高端精细化学品研发上取得突破。例如,我们将与厦门大学合作,联合开展“1,3—丙二醇关键生产技术的基础研究及应用”研究,该技术可突破国外公司的专利技术壁垒。

  首先,需要建立一支高水平的科研人才队伍。从科研战略发展方向出发,瞄准国家科技与产业发展的战略需求,让学术带头人和高水平研究团队发挥作用。目前,化学与精细化工广东省实验室已汇聚一批以两院院士为代表的国内外学术界翘楚以及产业界顶尖项目开发和管理人才,支持前瞻性基础研究课题以及高新技术研发项目,为本地化工企业提供技术咨询,也可以作为智库担当起政府政策决策咨询工作。

  其次,科技成果产业化需给予创业创新团队有力的资金扶持。精细化工是成长潜力巨大的产业,是新兴科技和新兴产业的深度融合,布局精细化工是产业发展的百年大计。但是前期研发投入大、周期长,资金的支撑必不可少。

  各级政府可以根据产业布局成立投资基金,通过政府出资引导,采用市场化运作和专业化管理的模式,吸引更多的社会资金共同投入到项目中来,放大资金使用效益。基金可以主要投资于未上市的成长期高新技术企业,兼顾初创期科技企业,通过专业化的管理、个性化的服务以及资本运作体系,培育、扶持一批企业尽快走向资本市场。

  姚建年:深化认识化工产业与社会发展的关系。加大对重点产业、民生产业的扶持力度。充分认识化工产业在国民经济中的地位,加强资源整合,提升核心企业竞争力。

  在科学技术研究方面,一是应聚焦重点领域,加强技术研发力度。重点针对与新基建、公共卫生、战略性新兴产业等相关的化工新材料产业项目,通过国家和地方科研项目加强引导,集中高水平科研力量,强化科研领域与产业界协作,攻坚克难。政府出台鼓励创新的政策文件和法律法规,促进自主创新成果转化与知识产权保护,以促进化工生产企业高效、绿色、可持续发展。

  二是用学科交叉的方法研究解决化工新材料产业的短板。一个学科单打独斗是有天花板的。应建立高水平研发平台,促进化学、化工等传统学科的交叉融合,创造性地引领产业创新发展,着力解决当前化工产业“低端过剩、高端不足”的结构性问题,让化工生产过程更加安全环保,催生中国“新化工”。

  在产业发展层面,首先,政府和社会要更加重视化工新材料产业发展,对重点产业做好规划、集中投入。加大对战略性产业、重点民生产业的资金和政策扶持力度,做好顶层规划,加强资源整合,发展壮大关键产业集群,提升核心企业竞争力。

  其次,要出台保产业链、稳供应链的政策。加强同上下游企业的联系,扶持国内厂商,并与“一带一路”国家和地区的企业构建新的产业链,避免对某些企业特别是欧美企业的过度依赖。

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