1、化工新材料简介
化工新材料是各类新型化工材料的统称,具有传统化工材料不具备的优异性能或特殊功能。与传统化工材料相比,化工新材料往往具有性能优异、功能性强、技术含量高、附加值高等特点。
作为高端装备、航空航天、新能源、电子信息、节能环保、生物技术等战略新兴产业的重要物质基础与支撑,是国民经济基础性、先导性产业, 在国民经济建设中具有重要的地位和作用,对促进我国产业升级与经济转型具有重要意义。
从产品类别而言,化工新材料主要包括三类:一是传统化工材料的高端品种;二是新领域的高端化工产品;三是通过二次加工生产的化工新材料。随着经济发展、科技进步、产业升级,化工新材料的定义和分类标准也在不断地发生变化。
根据中国化工新材料产业发展报告的分类,从具体品种来看,化工新材料主要包括高端聚烯烃材料、工程塑料、聚氨酯材料、氟硅树脂、特种合成橡胶和热塑性弹性体、高性能纤维及复合材料、功能性膜材料、电子化学品(材料)、无机功能材料、新能源材料、生物基材料等以及其他特种功能材料等多个品类。
受益于应用领域的不断扩大和下游产业的快速发展,化工新材料的需求及行业增速保持快速增长态势,被全世界公认为最重要、发展最快的高新技术产业之一。
2、化工新材料下游应用场景及格局
由于具有丰富的品种和优异的综合性能,化工新材料的应用范围十分广阔,其应用领域遍布航空航天、电子信息、轨道交通、医疗卫生、高端装备、新能源等新兴产业。伴随着下游产业的快速发展及技术的不断进步,下游产业对化工新材料的要求日新月异,推动化工新材料的应用领域不断扩大。从下游主要的需求领域来看,由于新能源、电子电器等产业规模庞大,发展快速,是化工新材料最重要的下游应用领域。
在新能源领域,化工新材料主要包括用于密封的 EVA、POE、PVB 等胶膜,用于背板的PVF、PET 膜以及前板的聚氟乙烯、PMMA 等树脂。在新能源汽车领域,化工新材料主要包括用于动力电池的锂电池隔膜、质子交换膜、密封材料的硫化橡胶、硅橡胶、氟橡胶和 POE、TPV以及用于功能结构件和内饰件的各类工程塑料。
在电子电器领域,化工新材料主要包括用于半导体生产过程中的清洗液、高纯试剂、显影液、抛光材料、光刻胶、电子特气等电子化学品,用于 PCB 基材、天线材料、电磁屏蔽材料、散热材料的各类高性能树脂如 PPS、LCP、PC、PP、EPP、PTFE、PI、导电橡胶,导电泡棉,吸波材料等。
在医疗领域,化工新材料主要包括用于血管植入、骨科植入、眼科材料、血液净化膜的各类高性能树脂、用于输液导管、介入导管的高性能合成橡胶,用于透析膜等高值医疗设备的功能性膜材料及用于手术缝合、植入材料的高性能纤维以及各类耗材和包装、储存材料。在生物医药领域则被用于制造各类药物载体。
在航天航空领域,化工新材料主要包括用于制造飞机机身和发动机的复合材料如碳纤维和对位芳纶等;用于制造密封系统的各类特种密封胶,主要包括航空聚硫密封胶和航空有机硅密封胶;此外包括各类特种胶黏剂如耐高温胶黏剂,耐超低温胶黏剂,密封胶黏剂,真空胶黏剂,点焊胶黏剂,导电、导磁、导热胶黏剂等。
在轨道交通领域:化工新材料主要包括用于制造减振材料的各种橡胶和聚氨酯材料;用于制造内装材料的各类聚酯和橡胶等材料;用于制造车体材料的聚氨酯、聚醚酰亚胺等聚合材料;用于路基建设的聚脲弹性体、聚氨酯和 PVC 等聚酯材料;以及各类轨道、填充嵌缝材料、专用化学品、涂料等。
3、化工新材料产业发展态势
(1) 全球化工新材料产业发展态势
化工新材料普遍具有性能优异、应用领域高端、技术门槛高、附加值高的特点,是全球科技竞争的关键领域。美日欧等发达国家和地区都将化工新材料作为国家战略发展方向,出台各类政策推进产业快速发展。据中国石油和化学工业联合会数据,2019 年全球化工新材料产值达3700 亿美元,2023 年为 4700 亿美元。预计到 2025 年全球化工新材料市场规模将达到 4800亿美元。2019-2025 年,全球化工新材料产业市场规模复合增速达 4.40%,保持较快增长态势。
经过多年发展,全球化工新材料产业总体呈现发达国家技术引领、新兴经济体国家加快发展的格局。从全球产业格局来看,目前全球化工新材料产业发展已形成三级梯队。美国、欧洲和日本等发达国家和地区处于化工新材料产业发展第一梯队,在经济实力、核心技术、研发能力、市场占有率等方面拥有比较优势;中国、俄罗斯、韩国等处于第二梯队,化工新材料产业正在快速发展;巴西、印度、南非等新兴经济体作为第三梯队,处于追赶状态。
在企业层面,全球化工新材料领军企业也主要集中在美国、欧洲和日韩等发达国家和地区,代表企业有美国的埃克森美孚、杜邦、陶氏化学、拜耳、赢创等,欧洲的巴斯夫、帝斯曼、科思创等,日韩的东丽、可乐丽、三菱化学、三井化学、大金氟化工、乐天、大韩化工、住友化学等。
海外跨国巨头在化工新材料领域具有数十年甚至上百年的经验积累,通过加强技术研发、构建销售网络、强化品牌塑造、培养专业人才等经营策略,形成了较强的竞争优势,在高技术含量、高附加值的化工新材料产品市场中保持主导地位。在各国政府的高度重视和大力推动下,化工新材料发展水平已成为国家战略和国家竞争力的重要体现。
目前化工新材料产业发展整体步入高技术引领、产品迭代速度加快、产业规模和需求不断扩大的新阶段。随着世界经济的持续增长,企业发展化工新材料的动力不断增强,未来化工新材料的需求空间有望继续扩大。
(2)我国化工新材料产业发展态势
我国拥有庞大的基础化工产业集群,产业规模全球规模最大,为化工新材料产业提供了坚实的原料基础。我国制造业门类齐全,产业规模全球第一,同时又处于快速的转型升级过程中,为上游化工新材料产业提供了广阔的需求空间。在产业升级和下游需求的拉动下,我国化工新材料总消费量自 2016 年的 2627 万吨增长到 2021 年的 3833.8 万吨,年复合增长率 7.85%,增速高于同期化工产业整体增长水平。
除了市场规模的不断扩大与化工产业整体创新能力的快速提升,我国化工新材料产业实现了快速发展,取得了长足的进步。化工新材料产量从 2016 年的 1536 万吨增长到 2022 年的超3100 万吨,年均复合增长率约 12.4%。随着产业的快速发展,我国化工新材料的自给能力也实现了大幅提升。行业整体自给率从 2016 年的 58.5%提升至 2021 年的 77.3%。
在自给率提升的同时,我国企业通过持续的资本和人才投入,推动行业在产品体系建设、技术装备创新、消费市场培育等方面均取得显著成绩。行业先后攻克了茂金属聚丙烯、110kV高压绝缘电缆专用料、光伏级 EVA、光伏用有机硅胶、光学级 PMMA、溶液集合法聚苯醚、聚砜、医用 SEBS、防弹玻璃用 TPU、高强高模聚酰亚胺、大丝束碳纤维、高伸长间位芳纶、高韧性对位芳纶、钙钛量子点光学膜、高镍三元正极材料、磷酸铁锂、双氟磺酰亚胺锂、电池用PVDF、高纯三氯化硼、电子级硫酸、电子级磷酸等产品的技术瓶颈并建成示范装置,填补了国内空白,打破了外资垄断。
“十三五”以来,我国化工新材料在工艺技术方面取得了重要突破,氟硅材料、聚氨酯材料、工程塑料、高性能橡胶等行业的装置能力快速增长。从产业发展水平看,我国在部分新材料领域已实现较高的发展水平,如氟硅树脂和橡胶、聚氨酯材料、储能材料等领域;部分领域已取得一定的进展,如但存在较多技术空白。如高性能分离膜材料、高性能纤维、工程塑料与特种工程塑料、高性能橡胶、新型特种涂料、新型特种胶黏剂、电子化学品等领域。
在产业快速发展的同时,我国化工新材料行业仍存在一定不足。一方面部分品种及原材料呈现结构性过剩;另一方面受技术水平的制约,我国化工新材料整体自给率仍然偏低,国内产品在质量、性能上与国外产品仍有一定差距,部分高端品种仍依赖进口。2021 年我国化工产业产值 9616 亿元,占化学工业总产值的 11.1%,与发达国家仍有较大差距。从具体品种看,氟硅材料、聚氨酯、锂电池材料已实现完全的自给。高端聚烯烃树脂、高性能纤维、工程塑料和功能性膜材料等领域自给率相对较低。
3、我国化工新材料产业政策
新材料是支撑战略性新兴产业和重大工程不可或缺的物质基础,是全球科技竞争的关键领域,也是国家竞争力的重要体现。发展化工新材料是石油石化企业推动业务转型升级、实现可持续发展、提升市场竞争力的重要举措。我国对化工新材料产业以支持、鼓励发展为主。
政府相关部门先后出台了多项产业政策,支持化工新材料行业进一步高质量发展,扶持产业做大做优做强。近年以来,我国政府多部门出台了一系列政策和文件,为化工新材料行业发展提供了良好的政策环境,有助于促进行业健康、稳定和有序发展,提升行业整体生产服务、规模化和集约化水平,提升产业整体竞争力。
2022 年 2 月,中国石油和化学工业联合会印发的《石油和化学工业“十四五”发展指导意见》中强调,“十四五”期间,行业将以推动高质量发展为主题,加快化工新材料产业的发展, 2022 年 4 月,工业和信息化部等五部门在联合发布的《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》中提到,“十四五”期间要大力发展化工新材料和精细化学品,化工新材料保障水平达 75%以上。
2021 年工信部、科技部、自然资源部《十四五”原材料工业发展规划》实施关键短板材料攻关行动,采用“揭榜挂帅”“赛马”等方式,支持材料生产、应用企业联合科研单位,开展宽禁带半导体及显示材料、集成电路关键材料、生物基材料、碳基材料、生物医用材料等协同攻关。
2022 年发改委、工信部、科技部、生态环境部等关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见到 2025 年,化工新材料保障水平达到 75%以上。加快发展高端聚烯烃、电子化学品、工业特种气体、高性能橡塑材料、高性能纤维、生物基材料、专用润滑油脂等产品。积极布局形状记忆高分子材料、金属-有机框架材料、金属元素高效分离介质、反应-分离一体化膜装置等新产品开发。
2024 年 工信部《重点新材料首批次应用示范指导目录(2024 年版)》优先发展先进基础材料、关键战略材料、前沿新材料三大类共 296 种新材料,其中先进化工材料包括特种橡胶及其他高分子材料、工程塑料、膜材料等共 51 种;关键战略材料包括高性能纤维及复合材料、稀土功能材料、先进半导体材料和新型显示材料、新型能源材料、生物医用及生物可降解材料等共 112 种。
2024 年工信部、发改委、财政部、生态环境部等精细化工产业创新发展实施方案(2024—2027年)石油化工产业链要重点做好烯烃、芳烃的利用,发展高端聚烯烃、工程塑料、聚氨酯、特种合成橡胶、高性能纤维、功能膜、专用化学品、高性能胶黏剂等八大类产品。围绕新能源、新材料、生物技术、工业母机、医疗装备需求,采用“揭榜挂帅”“赛马机制”等方式开展协同创新,提升高端聚烯烃、合成树脂与工程塑料、聚氨酯、氟硅材料及制品、特种橡胶、高性能纤维、高性能膜材料、电子化学品、高效低毒低残留农药、高端染颜料、特种涂料、特种胶黏剂、专用助剂和油剂、新型催化剂、高端试剂等领域关键产品供给能力。