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中国工程院院士孙丽丽:化工新材料发展需瞄准四大方向
发布时间:2024-08-05  来源:中国能源报  

  在“双碳”目标下,传统化石资源利用逐渐由“燃料”向“材料”转变,化工新材料也迎来前所未有的发展机遇。

  “‘十四五’期间,是我国石化转向自主创新、实现自主发展的重要关键期,也是转向新材料高端化发展的重要关键期。尽管我国三大合成材料——塑料、合成橡胶和合成纤维规模已位居世界第一,但在很多高端新材料领域还处于空白,对外依存度较高,需要加快转型步伐,加快技术研发。当前是推动我国石化产业高质量发展的重大时机。”在近日召开的2024海南自贸港儋洋经济圈石化新材料产业投资推介会上,中国工程院院士孙丽丽指出。

  孙丽丽认为,我国化工新材料的发展将推动数个万亿级产业的高质量发展,同时需瞄准四大方向发力。

  数据显示,今年1—5月,我国石化行业实现营业收入6.62万亿元,同比增长5%,实现利润总额3519亿元,同比下降3.4%,进口总额达3831.4亿美元,同比下降3.7%,一举扭转去年同期收入、利润、进出口总额下降的状况,呈现出总体向好态势。

  孙丽丽指出,近年来,我国炼油、化工产业实现跨越式发展。截至目前,我国炼油能力已经达到9.37亿吨/年,成为世界第一炼油大国;乙烯产能达到5000多万吨,位列世界第一;另外,三大合成材料规模也是世界第一。“如此庞大的产能,在‘双碳’目标下,需要做一系列新部署。”

  孙丽丽认为,化工新材料将是石化产业发展新的增长引擎,市场容量巨大。

  “我国化工新材料发展将推动数个万亿级产业的高质量发展。”孙丽丽指出,在新能源发电领域,2023年多晶硅、硅片、组件等主要制造环节产量同比增长64%,行业产值超1.7万亿元;在新能源汽车领域,2023年行业产值超过1.5万亿元,年均增长120%;在医疗器械领域,2023年行业总产值超过1.3万亿元,年均增长超过12%;在生物制造领域,2023年行业总产值达4200亿元,预计2033年将达到2万亿元。“如此庞大的新兴产业快速推进,拉动经济社会快速发展,化工新材料与这些快速推进的新兴产业密切相关,未来可期。”

  石化材料涉及方方面面,种类更是多达几十万种,目前我国三大合成材料已走到了世界第一,再往下延伸,具体应向哪几个方向发力?

  孙丽丽给出答案:“一是高性能合成树脂。要更加聚焦高性能聚烯烃材料,其用途十分广泛,既包括常规的包装,也包括高端电子化学品的封装材料;同时,还要聚焦工程塑料、催化材料,很多催化材料均来源于高性能聚合树脂材料。二是特种橡胶和热塑性弹性体。高性能弹性体POE用途十分广泛,目前POE性能差异很大,有很大进步空间,这些弹性体材料未来会在更广泛的领域得到更好应用。”

  “三是高性能合成纤维,包括可在不同场景下应用的功能性纤维,如抗静电纤维、熔喷布,以及特种纤维、高性能纤维,它们在抗爆、阻燃方面表现出色。四是专用化工料。很多材料都属于这一类,比如膜,除了传统的废水处理、水净化,电子化学品的生产以及电解水制氢等都与其息息相关。”孙丽丽指出。

  “未来,化工新材料大概率会沿着这些大类发展。新材料的发展是无止境的,其本质是不同分子进行重构、重组,在这个过程中,也会不断有新发现,不断迭代进步。”孙丽丽表示。

  虽然市场容量巨大、前景广阔,但在“双碳”目标下,化工新材料的发展依然面临挑战。

  “我们不仅要有市场容量,最重要的是要能实现高质量发展,形成新质生产力。化工新材料的绿色发展是大势所趋,其中也充满新挑战。”孙丽丽表示,当前化工新材料以化石能源为主,能耗较高,生产过程偏长,要以绿色低碳新技术支撑产业发展。

  孙丽丽指出,化工新材料全生命周期的绿色低碳转型顺应生态环境发展的需要,也顺应产业升级的迫切需要。“近期,一些西方国家提出要对我国化工材料生产的碳足迹、碳总量进行一系列验证、测试、评估、评价等,以此设置贸易壁垒。但从我们自身的发展角度讲,也要做好这方面工作。一方面要提高在国际上的话语权,另一方面更应做好自身工作,让每一个产品都更具有绿色低碳性能。”

  “未来,我们要在原料的绿色化、用能的绿色化方面发力。比如,可以用绿电生产绿氢、绿醇,这是原料绿色化很好的方式。同时,技术本身也要绿色化,包括制造过程的绿色化、催化剂的进步。此外,生产过程的强化也会起到提高效能的作用,制造业的高效创新,可使压缩、分离等生产过程得到更高效能。最后,资源以及资源化废弃物的循环利用,也会更好地促进技术绿色化,使化工新材料全生命周期更加绿色低碳。”孙丽丽表示。

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