國內(nèi)化工高端材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

呂曉東，袁學(xué)玲，蔣也，王麗敏

（中國石化集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司，北京 100029）

化工高端材料是指產(chǎn)品性能優(yōu)異、附加值大、技術(shù)壁壘高的化工材料。與新材料不同在于后者更多是從新應(yīng)用領(lǐng)域或者新應(yīng)用產(chǎn)品角度界定，并不一定具備高性能、高附加值和高技術(shù)密集度等特點(diǎn)。如可降解材料屬于新材料[1]，但并不具備高性能和高技術(shù)密集度的特點(diǎn)，因此并不屬于化工高端材料。

1 化工高端材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境

近年，世界主要國家紛紛制定出臺高端材料發(fā)展的相關(guān)政策和發(fā)展規(guī)劃，其中5G 產(chǎn)業(yè)、環(huán)境保護(hù)、綠色發(fā)展、電動汽車、航空航天、氫能網(wǎng)絡(luò)等方面均被列為發(fā)展重點(diǎn)，與之相關(guān)的電動汽車材料、電子信息材料、航空航天材料等領(lǐng)域迎來廣闊的發(fā)展空間和機(jī)遇。其中，高端化工材料在高端材料領(lǐng)域具有舉足輕重的地位。

我國目前正處于高質(zhì)量發(fā)展關(guān)鍵階段?；じ叨瞬牧蠈τ谖覈a(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)展、提高人民生活質(zhì)量意義重大。2020年我國化工高端材料總消費(fèi)量為2 978萬噸，預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到4 297萬噸，5年年均增長率高達(dá)7.6%，遠(yuǎn)高于世界平均水平；屆時(shí)我國在世界高性能材料市場占比也將從2020 年的25%進(jìn)一步提升至28%。

新能源和電子電器行業(yè)是我國化工高端材料的最大下游消費(fèi)領(lǐng)域，兩者占比近70%。未來隨著國內(nèi)電動車、光伏、風(fēng)能、氫能等相關(guān)細(xì)分行業(yè)的快速發(fā)展，新能源領(lǐng)域所占份額還將進(jìn)一步提升。電子電器行業(yè)因手機(jī)、電腦、電視等子行業(yè)市場陷入飽和，增速不及其他行業(yè)，如圖1所示。

因應(yīng)用廣泛，高端樹脂成為高端材料下游消費(fèi)最大領(lǐng)域，約占國內(nèi)化工高端材料消費(fèi)總量的 54%[2]；高性能橡膠和膜材料則是近年消費(fèi)增速最快的產(chǎn)品領(lǐng)域，未來其份額還將進(jìn)一步提升，詳見圖2。

2020 年我國高端化工材料自給率僅為53%左右，預(yù)計(jì)到2025年將提升至近60%。其中關(guān)鍵單體及精細(xì)化工產(chǎn)品自給率遠(yuǎn)低于其他產(chǎn)品，也反映出目前國內(nèi)高端化工產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)過程中關(guān)鍵單體是重要的制約條件之一，具體如表1所示。

2 部分重點(diǎn)下游應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展趨勢

2.1 航空

圖1 2020年和2025年中國化工高端材料分行業(yè)消費(fèi)占比

圖2 2020年和2025年中國化工高端材料分種類消費(fèi)占比

表1 2020 年和2025 年主要高性能材料消費(fèi)及自給率 萬噸

2020 年我國軍用飛機(jī)市場規(guī)模在800 億元左右，民用航空市場僅約200 億元，合計(jì)約1 000 億元。隨著我國對軍工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的日益重視，國防科技建設(shè)步伐加快，軍工行業(yè)大受重視，軍用飛機(jī)將隨之受益。預(yù)計(jì)到2025年，我國航空制造業(yè)市場有望達(dá)到5 300億元，年均復(fù)合增長率高達(dá)30%。

在航空裝備領(lǐng)域中，化工高端材料用量最大、最廣的是飛機(jī)機(jī)身和發(fā)動機(jī)。所涉及到的材料主要包括碳纖維和對位芳綸等。其中，碳纖維復(fù)合材料除在機(jī)身應(yīng)用外，近年還嘗試用于發(fā)動機(jī)風(fēng)扇等領(lǐng)域，未來發(fā)動機(jī)材料發(fā)展將更青睞于纖維增韌復(fù)合材料；芳綸蜂窩是飛機(jī)、高鐵等領(lǐng)域的化工復(fù)材新貴，與碳纖維復(fù)材已在飛機(jī)上應(yīng)用成熟相比，芳綸纖維在飛機(jī)上應(yīng)用尚處于起步階段，如表2所示。

表2 飛機(jī)用主要化工高端材料構(gòu)成

2020年航空領(lǐng)域國內(nèi)各類高端化工材料消費(fèi)量約為0.6 萬噸，根據(jù)民用飛機(jī)、軍用飛機(jī)采購需求和發(fā)展趨勢預(yù)計(jì)2025年將增至1.7萬噸左右，5年年均增速24%左右。

2.2 軌道交通

截止2020年，我國高鐵總里程達(dá)到3.8萬公里，城市軌道交通總里程達(dá)到7 500公里。預(yù)計(jì)2025年，我國高鐵運(yùn)營里程或?qū)⑦_(dá)到6 萬公里；內(nèi)地開通運(yùn)營軌道交通的城市將達(dá)到50 個(gè)，運(yùn)營里程將超過 15 000公里，5年年均增速約為15%。

近年來隨著軌道交通向著輕量化、綠色化、智能化以及系列化方向發(fā)展，軌道交通對輕量化、減振、降噪等功能性新材料需求量將不斷增加。合成橡膠、高性能纖維、復(fù)合材料及特種工程塑料等新材料將在軌道交通領(lǐng)域扮演越來越重要的角色。相關(guān)領(lǐng)域涉及到的材料包括氯丁橡膠、丁基橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠等各類高端合成橡膠、碳纖維、PI薄膜、聚氨酯、PA66等。

2020年國內(nèi)軌道交通領(lǐng)域各類高端化工材料消費(fèi)量約為21萬噸，預(yù)計(jì)2025年將增至30萬噸左右，5年年均增速9.6%左右，如表3所示。

2.3 光伏發(fā)電

截止2020 年底，我國光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)達(dá)到253 GW，同比增長23.5%，連續(xù)6年位居全球首位。隨著平價(jià)上網(wǎng)條件實(shí)現(xiàn)以及儲能技術(shù)不斷成熟，未來我國分布式光伏產(chǎn)業(yè)將迎來發(fā)展高潮。預(yù)計(jì)2025年我國光伏發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到600 GW，5年年均增速約為18.9%。

表3 軌道交通用主要化工高端材料構(gòu)成

光伏發(fā)電領(lǐng)域運(yùn)用最廣、用量最大的石化產(chǎn)品相關(guān)材料是封裝用膠膜、背板膜，所涉及材料包括EVA、POE、PVDC、PTFE、PET、EVA、PVB 以及PI等，具體如表4所示。

據(jù)推算，2020 年我國光伏發(fā)電所需高端材料約為124萬噸，其中光伏EVA膜用量就達(dá)到60余萬噸，預(yù)計(jì)到2025 年該規(guī)模將增至217 萬噸，5 年年均增速12%左右。

2.4 新能源車

2020 年我國新能源汽車銷量136.7 萬輛，根據(jù)國務(wù)院辦公廳發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》，到2025年我國新能源汽車的新車銷售量將達(dá)到國內(nèi)新車銷售總量的20%左右，新能源汽車銷量有望達(dá)到600萬輛，5年年均增速高達(dá)34.4%[3]。

表4 光伏板用主要化工高端材料

輕量化是汽車實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和性能提升的重要途徑。相較于傳統(tǒng)燃油汽車，新能源汽車更需要輕量化，以緩解“電動化”和“智能化”帶來車輛質(zhì)量增加的問題，從而提升續(xù)航里程和整車性能，預(yù)計(jì)新能源車內(nèi)用碳纖維、PE、PP、PA、PC、PBT等高端材料規(guī)模將比傳統(tǒng)汽車進(jìn)一步增加，其中電池隔膜材料需求規(guī)模將從目前的12億平方米增長至2025年的46億平方米。總體來看，新能源汽車高端材料需求規(guī)模將從目前的14萬噸增至65萬噸左右，如表5所示。

表5 新能源汽車用主要化工高端材料

2.5 5G 通信

5G 基站既是新基建建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，又是5G技術(shù)帶來經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的基礎(chǔ)，其未來市場前景十分廣闊。2020 年我國5G 基站數(shù)量71.8 萬座；預(yù)計(jì)到2025年我國5G基站將建設(shè)完成，屆時(shí)將達(dá)到800萬座的規(guī)模，5年年均增速高達(dá)61%。

5G 基站材料消耗主要集中在PCB 和外殼等部分，同時(shí)基站因耗電量大，多配有電池以規(guī)避對電網(wǎng)的沖擊。因此其消費(fèi)的石化高端材料主要集中在天線振子、天線罩、PCB、電磁屏蔽材料、散熱材料等。具體產(chǎn)品包括PPS、LCP、PC、PP、EPP、PTFE、PI、導(dǎo)電橡膠，導(dǎo)電泡棉，吸波材料等。2020年5G通信行業(yè)所需化工高端材料約為2.4萬噸，2025年將增至35萬噸左右，5年年均增速高達(dá)70%以上，如表6所示。

表6 5G 通信用主要化工高端材料

2.6 醫(yī)療器械

中國是全球最具潛力的新興醫(yī)療器械市場，2020 年市場規(guī)模約為7 220 億元；伴隨經(jīng)濟(jì)生活水平提高和人均壽命延長，中國有望成為全球最大醫(yī)療器械市場，預(yù)計(jì)2025年市場規(guī)模將突破萬億元達(dá)到14 010億元；5年年均復(fù)合增長率約為14.41%。

醫(yī)療材料中高分子材料的市場規(guī)模占比最大，接近40%，骨科植入物、心血管介入、眼科材料、血液凈化膜等領(lǐng)域應(yīng)用最廣，且預(yù)計(jì)未來市場增速均高于10%，具有較好市場前景。涉及到的材料包括PVC、PP、PE、PLA、尼龍66、PET聚酯、PTFE聚酯、PMMA、TPE、PEEK、PMP等。從典型醫(yī)療材料的使用情況來看，2020年我國醫(yī)用高端材料需求量約為31 萬噸左右，預(yù)計(jì)到2025 年將增至41萬噸，5年年均增速6%左右，如表7所示。

3 化工高端材料發(fā)展建議

3.1 不以大宗產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)評估高端材料，尊重化工高端材料特點(diǎn)

由于高端材料具有前期投入大、產(chǎn)品本身市場不明確、市場導(dǎo)入期長、產(chǎn)品銷售要求高、銷售規(guī)模小等特點(diǎn)，而一般一體化企業(yè)習(xí)慣將大宗產(chǎn)品的項(xiàng)目考核、運(yùn)營管理和組織開發(fā)等模式套用到化工高端產(chǎn)品身上，忽略高端產(chǎn)品潛在市場和協(xié)同性，導(dǎo)致高端產(chǎn)品項(xiàng)目被“一票否決”[4]。為此，需積極轉(zhuǎn)換思路，尊重高端材料發(fā)展特點(diǎn)及適應(yīng)性，提出適合化工高端材料發(fā)展的相關(guān)配套措施，才能有效實(shí)現(xiàn)化工高端產(chǎn)品項(xiàng)目長久發(fā)展。

表7 醫(yī)療器材用主要化工高端材料

3.2 建立健全行業(yè)技術(shù)孵化平臺

由于化工高端材料開發(fā)生產(chǎn)涉及原料、技術(shù)等諸多難點(diǎn)環(huán)節(jié)，僅憑一企之力，難以快速實(shí)現(xiàn)突破和規(guī)?；?、系列化發(fā)展。如果能擴(kuò)大合作規(guī)模，由牽頭企業(yè)或協(xié)會帶領(lǐng)，利用自身原料、技術(shù)和資金優(yōu)勢，建立合作共享平臺，將有效促進(jìn)平臺間企業(yè)原料、技術(shù)和資金合作，加快關(guān)鍵技術(shù)突破，并有效分?jǐn)偢叨瞬牧系难邪l(fā)和市場風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 高端材料正成為一體化的新出路

近年民營企業(yè)通過逆向一體化在聚酯合纖等產(chǎn)業(yè)鏈搶占了絕對優(yōu)勢。未來隨著大宗產(chǎn)品市場的日益飽和，高端產(chǎn)品升級將成為市場的必然選擇，掌握高端就掌握了市場出路，特別是隨著高端化工產(chǎn)品的大宗化，通過高端產(chǎn)品逆向獲取原料打造新型一體化，將成為一種新選擇，高端化正成為未來一體化項(xiàng)目的新出路。

3.4 用“應(yīng)用”補(bǔ)足高端

由于高端產(chǎn)品開發(fā)周期長，產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)大，進(jìn)入壁壘門檻較高，全面高端化并不現(xiàn)實(shí)。應(yīng)積極利用改性料實(shí)現(xiàn)部分高端產(chǎn)品替代，降低高端儲備補(bǔ)足開發(fā)周期長的劣勢，充分進(jìn)行改性產(chǎn)品和應(yīng)用開發(fā)，以“應(yīng)用”開發(fā)補(bǔ)足高端需求，大大降低產(chǎn)品開發(fā)難度。由于產(chǎn)品價(jià)格下降，產(chǎn)品開發(fā)周期縮短，可以填補(bǔ)大宗和高端之間需求的過渡地帶，也將提高下游客戶接受意愿。

3.5 聚焦具有以一帶多的平臺屬性為關(guān)鍵單體

很多高端產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)難點(diǎn)都集中在上游單體，雖然目前國內(nèi)很多產(chǎn)品看似自給率很高，但實(shí)際上產(chǎn)業(yè)鏈并不完整，依然需要通過進(jìn)口單體滿足產(chǎn)品生產(chǎn)開發(fā)；并且很多關(guān)鍵單體決定著這一系列產(chǎn)品的開發(fā)，是眾多產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)的關(guān)鍵。關(guān)鍵單體的突破往往具有以一帶多，以線帶面的特點(diǎn)，因此應(yīng)該更加集中精力，對關(guān)鍵單體或具有平臺性開發(fā)功能的產(chǎn)品進(jìn)行攻關(guān)和開發(fā)。