傅向升:石化产业“十四五”开局和新材料发展思考

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  很高兴受邀来参加今年由《中国化工报社》有限公司主办、华峰集团协办的“2021可降解材料产业创新发展与投融资峰会暨《中国化工报社》有限公司产业金融智库第四次年会”,今年峰会的主题是:前瞻与共赢,相信在我国疫情防控取得重要战略性成果的特殊时期召开的这次峰会,一定带给大家新的收获和新的启发!按照会议的安排,我首先跟各位分享一下今年石化产业的“十四五”开局,然后再谈谈化工新材料和可降解材料:

  一、今年石化产业“十四五”开局超出预期

  今年是“十四五”的开局之年,年初我们提出今年行业经济运行的总体思路是:以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入贯彻十九届五中全会和中央经济工作会议精神,把握新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局,以高质量发展为主题,以深化供给侧结构性改革为主线,深入实施创新驱动和绿色发展战略,加快智能化数字化转型,加大传统产业升级改造力度,加大世界一流企业和现代石化产业集群培育力度,开好局、起好步,为向石化强国目标跨越争取新的突破。今年新冠疫情还在全球持续扩散和变异,但中国的疫情防控、经济运行和社会活动基本正常,很多跨国公司在全球的业务严重受损,唯独中国区成为了全球的亮点。石化行业经济运行业绩大大超出预期,前三季度全行业实现营业收入10.36万亿元,同比增长31.5%,较2019年同期增长14.6%;利润总额9178亿元,同比增长2倍,较2019年同期增长73.6%,利润总额已超过“十三五”最好的年份;进出口总额6175.4亿美元,同比增长33.7%。分油气、炼油、化工三大板块看,炼油板块效益改善最显著,前三季度炼油板块实现利润1665.6亿元,增长48.6倍。从目前运行总体态势看,今年全行业利润总额将突破1万亿元,将创造新的历史纪录。

  二、化工新材料“十四五”发展思路已明确

  化工新材料因其性能优异是当今关注度最高、需求最旺、发展最快的领域之一,化工新材料与国家安全、国防安全以及战略新兴产业关系最为密切,也是一个国家工业和产业发展水平以及一个国家整体技术水平的典型代表。化工新材料的发展和技术水平直接关系到高端制造领域、新一代信息技术、新能源与战略新兴产业、航空航天、国防军工等领域的水平和竞争力,甚至直接推动并影响着新一轮科技革命和产业变革的速度与进程。

  1、化工新材料是发达国家和跨国公司战略转型的重点。我们看看美欧日等发达国家及其全球化工50强的跨国公司,都把化工新材料作为发展重点,很多知名跨国公司把化工新材料作为战略转型的首选。杜邦公司的创新与转型是最具有代表性的,杜邦公司接近320年的发展历程,十九世纪的第一个百年杜邦主要是火药公司,二十世纪的第二个百年转型为材料为主的公司,跨进二十一世纪即进入第三个百年时杜邦公司定位未来发展是生命科学公司,今天看陶氏杜邦合并拆分后的新杜邦主导是特种化学品公司,其大部分产品都是我们定义的化工新材料领域。大家熟悉的巴斯夫、陶氏、埃克森美孚等公司,以及赢创、帝斯曼、阿科玛、朗盛、科思创、英力士、索尔维、三菱化学、LG化学等知名公司,都是以化工新材料和功能化学品为主导、在化工新材料领域有着很强的竞争力。

  2、我国化工新材料有进步也有短板。“十三五”期间我们实施创新驱动战略,并聚焦化工新材料、新能源等“五大重点领域”,通过组织技术创新和关键技术攻关,打造了一批创新平台,突破了一批百万吨乙烯成套技术、甲醇制烯烃、聚氨酯用异氰酸酯、尼龙新材料等领域的核心技术,有的达到世界先进水平,并实现了工程化和产业化,攻克了一批如聚碳酸酯、PMMA、有机硅和氟材料、聚苯硫醚等几十年未掌握的关键技术并产业化,化工新材料领域延链、强链以及补短板和制高点技术都取得了一定的成效。国内也成长起来一批企业,万华化学、东岳集团、新和成、华峰化学、金发科技、威海拓展、泰和新材等分别在异氰酸酯、氟化工、硅材料、膜材料、氨纶、尼龙6、改性塑料、碳纤维、芳纶等细分领域不断取得新的进展,正在接近和达到国际先进水平,已成为推动我国新材料发展的生力军。但是我们也要看到:化工新材料一直是我国石化产业发展过程中的短板,无论是创新能力、产品结构,还是产业化水平,与发达国家相比都存在明显差距,有的关键技术还受制于人,也导致了我国石化产业多年来一直“低端产品过剩,高端产品短缺”的结构性矛盾十分突出。每年都有大量的合成树脂、尤其是高端聚烯烃、高端膜材料、高端纤维材料及其复合材料、高端专用化学品等依赖进口,石化行业每年的贸易逆差主要就集中在这些产品领域。

  3、化工新材料“十四五”重点已明确。石化产业“十四五”《规划指南》和化工新材料“十四五”专项规划都已发布,未来五年化工新材料产业将围绕国家重点工程和重大项目,重点突出高端制造配套的领域,创新与发展将“重点围绕三个方面”发力:一是重点围绕“高端聚烯烃塑料、工程塑料、聚氨酯材料、氟硅材料、特种橡胶及弹性体、高性能纤维及复合材料、功能性膜材料、电子化学品”八大系列化工新材料在高端化上再有新突破,高端产品的自给率进一步提升。二是重点围绕“攻克一批重大需求的‘卡脖子’技术、优化一批产业化项目、突破一批关键配套原料、抢占一批高科技制高点、建设一批高水平创新平台、培育一批领军企业和特色产业聚集区”这六大重点任务再上新台阶,在重大关键技术方面取得新突破,自主创新、自立自强取得新跨越。三是重点围绕“汽车及轨道交通轻量化、高性能膜、电子化学品、生物基及可降解塑料、配套专用装备提升”五项重点工程的配套能力再有新提升,关键是提升和巩固产品的稳定性,为重点领域、重点项目配套的支撑作用进一步增强。到2025年,要力争解决20个左右上游关键配套原料的供应瓶颈,实现50个左右填补国内空白的高端应用领域化工新材料产业化,优化提升80个左右高端化工新材料产品质量,提升产品档次,形成化工新材料实施一批、储备一批和谋划一批的可持续发展模式。培育50家左右具有较强持续创新能力和市场影响力的化工新材料行业领军企业。

  三、生物基和可降解材料是新材料的重要组成

  生物基和可降解材料是近年来全球重视和研发的重点。美国、德国、日本、英国、荷兰、巴西等发达国家和生物资源丰富的地区,都高度重视并加快生物基材料的研发、产业化和应用。当前又面临“双碳”目标的要求,生物基可再生资源制得化学品和可降解材料又迎来了新的发展机遇。据OECD预测,未来10年至少有20%以上的石化产品可由生物基产品替代,欧盟《工业生物技术远景规划》也预测:2030年生物基原料将替代6-12%的化工原料、30-60%的精细化学品将由生物基获得。目前规模化生产并大规模应用的燃料乙醇是技术和经济上都成熟的一个代表,可产业化的生物基化工产品有乙烯、乙二醇、丙二醇、丁二醇、乳酸、琥珀酸、戊二胺等,与这些产品相关的下游生物基材料有聚乙烯、聚酯、聚乳酸、聚酰胺(尼龙)以及PBS、PTT、PBAT等。

近几年,我与跨国公司的互访和交流中,就了解到很多生物基和可降解材料的情况:我带队访问三菱公司时,看到了他们开发成功的生物基聚碳酸酯工程塑料,用异山梨醇代替双酚A,其透明性、光学性能、高耐磨性及抗冲击性能都优于双酚A型PC,已做成汽车全景天窗,未来不仅用于汽车、能源,还将用于光学、电子仪器、装饰装修等;三菱化学的可降解食品包装膜,空气阻隔性能好、保鲜时间长,外观即可以像高档纸用于奶制品包装,也可以像玻璃瓶用于葡萄酒盛装。访问LG化学创新中心时,也了解到他们正在研发生物基化学品和新材料。与帝斯曼、阿科玛、赢创等公司交流中也了解到他们研发的生物基丁二酸以及生物基长碳链尼龙等。还有,像杜邦公司研发的生物法1.3-丙二醇,进而生产的PTT聚酯纤维,已在服装、住宅地板、运动用品等方面应用;杜邦公司研发的另一个生物材料是呋喃二羧酸甲酯,作为PET的替代品其阻隔性能更优。

各位也可以关注一下,很多跨国公司如杜邦、巴斯夫、陶氏、拜耳、三菱、住友、三井、LG、帝斯曼、赢创等材料和化工公司以外,还有像BP、壳牌等一些大的能源公司,也都在重视生物基化学品和材料的创新与研发。我在国内调研过程中也看到了国内很多企业在生物基化学品和可降解材料方面取得的创新成果和产业化装置,我曾调研过海正生化的聚乳酸生产装置,调研过凯赛科技在济宁新材料工业园的尼龙56产业化装置,都进行了比较深入的交流。

  去年初,我国从部分地区和部分城市开始禁止和限制部分塑料制品使用的“禁、限塑政策”颁布并实施,聚乳酸以及PBAT、PBS、PGA、PHA、PPC等可降解材料瞬间升温,成为人们关注、企业研发和规划建设与生产的最大热点,甚至出现了过热状况。聚乳酸和PBAT是最热的两个产品,在建、拟建和规划建设的项目都有十几个、甚至几十个,总规模聚乳酸拟建有几千万吨、PBAT接近千万吨,今年以来原材料价格也被带动的水涨船高,1.4-丁二醇曾超过3万元/吨,这种过热的状况应当引起我们的重视。一是生物基和可降解材料的产业化受技术与创新的制约,例如拟上和规划建设聚乳酸生产装置的企业不少,但是掌握关键单体丙交酯产业化技术的单位却很少。二是生物基化学品和可降解材料,目前经济上具有竞争力的产品不多(今年的产品价格是个特例),如果没有政策性的补贴和支持,恐怕很难在市场竞争中平稳可持续发展。三是生物基化学品和可降解材料原料的制约瓶颈明显,生物基化学品和可降解材料目前大多以粮食、甘蔗和淀粉为原料,如果实现了以植物废弃秸秆等可再生资源为原料,将是前景无限的,但目前以秸秆等废弃可再生资源为原料,其技术和经济性都不过关;如果全部以粮食和淀粉为原料,将存在与人争粮和与粮争地的现实问题,毕竟我国粮食产量6.5亿吨、保粮食安全没有大的问题,若以粮食为原料生产3000万吨化学品和可降解材料的话,要消耗掉粮食总产量的1/6,状况是可想而知的!四是可降解材料只能部分代替化石原料的合成材料,因为可降解材料的加工与使用性能不可能全部代替现有合成材料,也因为汽车、电子电器及高端制造等领域所用的合成材料及其改性和复合材料,没有必要全部由可降解材料替代;再就是解决塑料污染也不可能完全依靠可降解材料,合成材料和塑料自诞生以来的100多年,为推动人类文明和社会进步发挥了重要作用,但由于使用不当和随便丢弃,也确实给生态与环境造成了污染,解决这一问题不可能由可降解材料这单一路径来承担,废塑料的回收、再生和循环利用是现实而重要的路径选择,可降解材料在一次性包装、地膜覆盖等领域有着较好的应用前景,但不是适合所有应用合成材料的领域和场景。

  最后再谈一个创新的问题,今天峰会的主要内容是可降解材料产业创新发展,目的是助推可降解材料的高质量发展,包括上面谈到的一切问题的解决创新是关键,通过创新解决技术不成熟的问题,通过创新解决工程化产业化的问题,通过创新解决经济性和竞争力的问题。在面临“双碳”目标时还有一个新的领域的创新课题,也就是全球高度重视、都在研发和技术攻关的一个热点,以二氧化碳为原料制甲醇,进而制烯烃、有机化学品和新材料的课题。有报道:美国一家Twelve公司(创始于斯坦福大学)利用一种金属催化剂可以将二氧化碳转化为16种分子,其中的甲烷作燃料、合成气合成化学品、乙烯进一步聚合为塑料;目前已经实现了二氧化碳和水所获得的聚丙烯,其关键是反应器的设计和催化剂,应用膜状电极上涂覆的催化剂,能够使二氧化碳的电解反应在低温低压下进行,聚丙烯的功效和性能与石脑油聚丙烯一样,已与梅塞德斯奔驰合作生产出世界上第一个以二氧化碳为原料的汽车零件,并且已与汽车、家居、服装等多个品牌以及宝洁和美国航空航天局达成合作。今天就分享这么多内容,希望带给大家某些启发和思考。


  本文为中国石油和化学工业联合会副会长傅向升在11月26日召开的“2021可降解材料产业创新发展与投融资峰会暨《中国化工报社》有限公司产业金融智库第四次年会”上的讲话。


关键字:化工新材料
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