El desarrollo de la industria de nuevos materiales químicos de China enfrenta cuatro problemas importantes

El desarrollo de la industria de nuevos materiales químicos de China enfrenta cuatro problemas importantes

Los nuevos materiales químicos se refieren a nuevos materiales producidos mediante síntesis química, así como parte de los nuevos materiales químicos como base para el procesamiento secundario de materiales compuestos, es una parte importante de la industria de nuevos materiales. Los nuevos materiales químicos de alta gama se refieren principalmente a materiales poliméricos avanzados, incluidos materiales de membranas funcionales, productos químicos electrónicos, recubrimientos especiales, adhesivos especiales, materiales funcionales inorgánicos (grafeno, nanomateriales, etc.), nuevos materiales energéticos, etc. Acelerar el desarrollo de alta Eliminar los nuevos materiales químicos tiene una importancia estratégica para promover la innovación tecnológica, apoyar la modernización industrial y construir un país manufacturero fuerte.

• La industria mundial de nuevos materiales químicos mantendrá una tendencia de rápido crecimiento

La tecnología de la información de nueva generación y los nuevos materiales son las dos principales 'tecnologías de chasis' de la industria manufacturera. La tecnología de la información de nueva generación es la fuerza impulsora de la cuarta revolución industrial, y los nuevos materiales son la base material indispensable para apoyar industrias estratégicas emergentes y proyectos importantes. La profunda integración de la tecnología de la información y los nuevos materiales promueve el desarrollo de alto nivel de la industria manufacturera.

La industria mundial de nuevos materiales se está desarrollando rápidamente y su escala se expande continuamente. En 2023, el valor de la producción mundial de nuevos materiales alcanzó los 7,2 billones de dólares. Según las estadísticas de la Federación de la Industria Química y del Petróleo de China, en 2023, la producción mundial de nuevos materiales químicos superó los 110 millones de toneladas, con un valor de producción de alrededor de 470 mil millones de dólares estadounidenses, y en 2025, se espera que alcance los 480 mil millones de dólares estadounidenses. dólares. La industria de nuevos materiales químicos es un campo importante para el futuro desarrollo científico y tecnológico y el crecimiento económico, la clave para construir la potencia manufacturera mundial y un punto crítico para la competencia del poder nacional integral.

Desde una perspectiva global, el monopolio de la industria de nuevos materiales se ha intensificado y las barreras técnicas a los materiales de alta gama son cada vez más evidentes. Las grandes corporaciones multinacionales con investigación y desarrollo de tecnología, capital, talento y otras ventajas, tecnología, patentes, etc. como barreras, han estado en la mayor parte del contenido de alta tecnología, el desarrollo de productos de nuevos materiales de alto valor agregado ha ocupado una posición dominante. Las empresas líderes se concentran en Estados Unidos, Europa y Japón, y en general muestran un patrón de competencia de tres niveles. El primer escalón es un diseño de globalización muy maduro, alta visibilidad global y empresas experimentadas en el campo químico, como Dow Chemical de Estados Unidos, BASF de Alemania, ExxonMobil de Estados Unidos, Mitsubishi Chemical de Japón, etc.; el segundo escalón son las empresas de primer nivel en los países desarrollados, que también participan en el diseño de la globalización, pero aún tienen cierto enfoque, como Alemania Evonik, Estados Unidos 3M, Japón Mitsui Chemicals, Estados Unidos Airborne Chemical y otras empresas en El tercer escalón lo constituyen principalmente las empresas centradas en sus propios países, que están en proceso de ponerse al día y emprender transferencias industriales con el apoyo de los gobiernos de varios países (economías emergentes como Brasil, India, Sudáfrica, etc.). .

La industria global de nuevos materiales químicos junto con el desarrollo de la industria manufacturera avanzada para mantener una tendencia de rápido crecimiento, la presentación general de liderazgo en alta tecnología, la iteración de nuevos productos, la expansión de la industrialización y la demanda de la expansión de la superficie y otras características, y hacia la dirección de un desarrollo verde, bajo en carbono, refinado y ahorrador. Se ha acelerado el proceso de investigación y desarrollo de nuevos materiales y la innovación de métodos de preparación. La aparición de nuevos métodos de diseño de materiales representados por la ingeniería genética de materiales ha reducido significativamente el ciclo de I+D y el coste de I+D de nuevos materiales y ha acelerado el proceso de innovación de nuevos materiales.

• La nueva industria de materiales químicos de China tiene un enorme espacio para el desarrollo futuro

El nuevo sistema de producción de la industria de materiales de China está básicamente completo, la escala de la industria continúa creciendo y ha formado las categorías más completas del mundo, la escala del primer sistema de industria de materiales. Hierro y acero de China, metales no ferrosos, metales de tierras raras, cemento, vidrio, fibras químicas, materiales avanzados de almacenamiento de energía, materiales fotovoltaicos, silicona, materias primas de poliuretano, materiales superduros, acero inoxidable especial y más de cien tipos de La producción de materiales ocupa el primer lugar en el mundo. Ha establecido gradualmente un nuevo sistema de innovación material orientado a la empresa y al mercado que combina 'producción, aprendizaje, investigación y utilización'. Basándose en las ventajas de los recursos regionales, la formación del borde de Bohai, el delta del río Yangtze, el delta del río Perla, las regiones central y occidental, el noreste y otros nuevos grupos industriales de materiales.

En la actualidad, el desarrollo de la nueva industria de materiales químicos de China tiene cierta base. En 2022, las ventas nacionales de nuevos materiales químicos ascendieron a alrededor de 900 mil millones de yuanes, 2,7 veces más que en 2015, lo que representa aproximadamente el 30% del valor de producción mundial. Pero, en general, la fortaleza técnica general todavía está por detrás de la de Estados Unidos, Europa y otros países y regiones desarrollados, y enfrentan una serie de desafíos y problemas:

1. En primer lugar, el aumento de la capacidad de producción de los principales productos químicos es mucho mayor que el crecimiento de la demanda. Por ejemplo, la tasa de crecimiento de la producción de resina sintética de China, mientras que la tasa de crecimiento del consumo de la industria tradicional es más lenta, las contradicciones entre la oferta y la demanda interna son más prominentes; La mayor parte de la tasa de crecimiento del consumo de materias primas químicas básicas es una tendencia continua de desaceleración, con la expansión de la capacidad de producción, en 2022, la capacidad de producción nacional total de los 24 principales productos químicos y el índice de consumo del 110% en 2021 para subir a 118. %, el fenómeno del superávit se agrava.

2. En segundo lugar, la contradicción estructural de los principales productos químicos es más destacada. La fabricación nacional de alta gama, el rápido desarrollo de industrias emergentes estratégicas y la demanda de nuevos materiales de alta gama continúan creciendo, pero la capacidad de innovación de la industria petroquímica nacional es insuficiente y el nivel de desarrollo ecológico y seguro no es alto, lo que restringe la gama alta. desarrollo de la industria. En 2022, la tasa de autosuficiencia promedio de materiales químicos de alta gama de China es de aproximadamente el 54%, y algunos de los productos se importan durante mucho tiempo con un gran volumen de importación anual y un alto grado de dependencia del mundo exterior, como el metaloceno. polietileno, el grado de dependencia exterior de más del 90%. El déficit de comercio exterior de la industria petroquímica de China se concentra principalmente en materiales sintéticos de alta gama, materiales de membranas de alta gama, fibras y materiales compuestos de alto rendimiento, reactivos de alta pureza, productos químicos electrónicos de alta gama y otros campos.

3. En tercer lugar, la competencia en el mercado es más intensa. Con la intensificación de la contradicción entre oferta y demanda, la mayor parte de la competencia en el mercado de productos generales es más intensa, la competencia en el mercado ha cambiado de una competencia de un solo producto a una competencia de integración de toda la cadena industrial, grandes, medianas y pequeñas empresas para integrar el desarrollo. del patrón está tomando forma, el modelo de desarrollo colaborativo estratégico complementario de la cadena industrial se convertirá en la norma de la industria. El diseño industrial de más empresas cambiará de fabricar productos básicos a granel a fabricar productos más fuertes y refinados, y 'especialización, especialización e innovación' se convertirán en la corriente principal de la eficiencia del mercado. El diseño del mercado interno de alta gama de propiedad exclusiva de las corporaciones multinacionales también está acelerando el ritmo.

4. En cuarto lugar, la urgencia de atacar la tecnología central clave de los materiales de alta gama se ha vuelto cada vez más prominente. Desde el '13º Plan Quinquenal', la nueva producción nacional de proyectos de poliolefinas de alta gama son principalmente la introducción de tecnología multinacional. Productos químicos electrónicos de alta pureza, algunos catalizadores clave, materiales de membranas médicas de alta gama, fibras y compuestos de alto rendimiento, hornos de carbonización de líneas de producción de fibra de carbono y otros grandes conjuntos de tecnología, productos de alta gama, equipos centrales, las empresas petroquímicas de China todavía lo hacen. No dominar la tecnología central, la ingeniería tecnológica, la industrialización de los resultados de las empresas líderes internacionales en comparación con la brecha sigue siendo muy grande.

En la actualidad, aunque enfrenta muchos desafíos, la nueva industria de materiales químicos de China tiene un enorme espacio para el desarrollo futuro. Las empresas de fabricación de terminales tienen que acelerar la localización de materiales de alta gama para reemplazar la urgente necesidad de localización de nuevos materiales químicos, el futuro de las poliolefinas de alta gama, los plásticos de ingeniería, las fibras de alto rendimiento, los materiales de membranas funcionales y los productos químicos electrónicos y Otros aspectos de los materiales nacionales para sustituir la importación de enormes espacios. Al mismo tiempo, las industrias emergentes nacionales tienen una fuerte demanda de nuevos materiales químicos de alta gama, lo que brinda nuevas oportunidades de mercado para la industria de materiales químicos.

En términos de la cadena de innovación, Se hace cada vez más hincapié en la investigación básica sobre materiales domésticos. Con la mejora del nivel de desarrollo científico y tecnológico de China y los cambios en el entorno internacional, la capacidad de innovación original se ha convertido en un elemento clave para que China mejore aún más su competitividad internacional, y la importancia de la investigación básica ha sido gradualmente altamente valorada por la estado. En el campo de la química y la ciencia de materiales, la actividad de investigación de China ocupa el primer lugar en el mundo. En 2022, por ejemplo, el número de las tres principales investigaciones de frontera de China en este campo representa el 92,31%, y el índice de calor de la frontera de investigación es aproximadamente 2,5 veces mayor que el de los EE. UU., que ocupa el segundo lugar; Los grandes dispositivos científicos están más estrechamente vinculados a la investigación de materiales y desempeñan el papel de creadores de innovaciones originales.

En términos de cadena industrial, China tiene la ventaja de toda la cadena industrial, desde la extracción de petróleo crudo hasta la refinación, desde las materias primas (monómero) hasta el proceso, los productos, el procesamiento, la aplicación y el reciclaje. Después de 40 años de innovación y desarrollo, SINOPEC ha formado un sistema de materias primas basado en petróleo, carbón y gas natural, complementado con coque aguja y biomasa, etc., y está acelerando la integración de la 'cadena dual', con la Principales resinas sintéticas, cauchos sintéticos, fibras sintéticas y otros materiales químicos con tecnología industrializada, y avances en algunos de sus productos de alta gama. También hemos acelerado el diseño de la utilización de recursos ecológicos de materiales de desecho, desarrollado ampliamente tecnologías de reciclaje físico y químico para resolver el problema de la reutilización de materiales poliméricos de desecho, y resuelto el problema de la contaminación de los desechos y el problema de la utilización de recursos de hidrocarburos con tecnologías de utilización de recursos. .

• Nuevas tendencias y sugerencias de desarrollo de la industria de materiales químicos de China

Durante el período del '14º Plan Quinquenal', la nueva industria de materiales químicos de China se centrará en el desarrollo de poliolefinas de alta gama, plásticos de ingeniería y plásticos de ingeniería especiales, cauchos y elastómeros especiales, fibras y compuestos de alto rendimiento, membranas funcionales. materiales, productos químicos electrónicos y otras series de nuevos materiales químicos, con el objetivo de aumentar la tasa de autosuficiencia integral al 80% para 2025.

En el futuro, el desarrollo de nuevas tecnologías de materiales químicos se integrará más profundamente con otras disciplinas y campos, el aprendizaje automático, la inteligencia artificial generativa, la inteligencia artificial interpretable, los laboratorios automatizados (como los robots) y otras tecnologías pueden cambiar completamente el paradigma de los materiales. investigación científica; Las revoluciones tecnológicas y los cambios industriales dependerán más de la innovación de materiales funcionales de la información, y una nueva generación de inteligencia artificial, big data, computación cuántica y otras tecnologías de la información representativas se convertirán en el foco de la competencia y también contribuirán a un fuerte aumento. en demanda de información, materiales funcionales y progreso tecnológico; Los requisitos del desarrollo ecológico y bajo en carbono promoverán el desarrollo de materiales, tecnología de producción ecológica y materiales de base biológica, materiales ecológicos como vínculo, vinculados orgánicamente con nuevas tecnologías energéticas, tecnologías energéticamente eficientes, tecnologías de producción limpia, tecnologías de reciclaje de recursos, etc. ., se convertirá en un importante motor para el desarrollo verde y con bajas emisiones de carbono; para cumplir con los requisitos del espacio profundo, el mar profundo, la tierra profunda y otros entornos extremos y el paradigma de investigación de ciencia de materiales de alto nivel; para cumplir con el espacio profundo, el mar profundo, la tierra profunda y otros entornos extremos y el paradigma de investigación de ciencia de materiales de alta gama. El espacio profundo, el mar profundo, la tierra profunda y otros entornos extremos y la fabricación de equipos de alta gama con nuevos materiales desencadenarán la próxima ronda de auge de la actualización tecnológica, como la fibra de carbono y otros materiales compuestos de alto rendimiento que están reemplazando a los materiales tradicionales para soportar más vehículos avanzados de nueva energía, equipos aeroespaciales y otras iteraciones de actualización.

Para promover el desarrollo de alta calidad de la nueva industria de materiales químicos de China, debemos adherirnos a las 'cuatro direcciones', centrarnos en las principales necesidades estratégicas nacionales y llevar a cabo una investigación básica sólida y una investigación básica aplicada. A medida que el nivel de ciencia y tecnología de China continúa aumentando, es necesario seguir apuntando a las fronteras científicas y tecnológicas del mundo, al diseño prospectivo de la investigación básica y la investigación básica aplicada, prestar atención a la innovación original y a la innovación tecnológica disruptiva, y Aproveche las alturas dominantes de la competencia futura en la industria de nuevos materiales. Debe apoyarse la investigación básica y la investigación básica aplicada en el campo de los materiales tradicionales, como las poliolefinas, para mejorar continuamente las propiedades de los materiales y respaldar las aplicaciones de alta gama.

Se debe fortalecer la innovación en el diseño y los mecanismos de alto nivel. Se deben abordar materiales de vanguardia para satisfacer las necesidades estratégicas nacionales, se debe acelerar la alta gama de materiales a granel y se deben utilizar materiales básicos de gama media y baja para reducir costos y ampliar las aplicaciones. El nivel nacional debe aprovechar plenamente el papel de diseño de alto nivel del Grupo Líder para el Desarrollo de la Industria de Nuevos Materiales y el Comité Asesor de Expertos, etc.; el nivel disciplinario debe fortalecer el papel del cuerpo principal de innovación de las empresas líderes en ciencia y tecnología, fortalecer la integración del desarrollo de disciplinas y aplicaciones industriales y aprovechar al máximo las ventajas de 'industria-académica-investigación y aplicación'. ' innovación conjunta; el nivel empresarial debe disponer de materiales de vanguardia, materiales a granel de alta gama y materiales básicos de bajo costo. Materiales básicos de alta gama y bajo coste.

Debemos aprovechar al máximo las ventajas de la integración y hacer un buen trabajo de extensión e integración de la cadena industrial. Fortalecer la construcción de un nuevo organismo de innovación colaborativa de la cadena industrial de materiales químicos y la investigación conjunta de tecnología central clave, romper con las materias primas, el proceso de polimerización, las aplicaciones de procesamiento y otros 'puntos de estrangulamiento' clave, para lograr la extensión de la cadena industrial y el valor. cadena. Promover la 'integración de cuatro cadenas' de 'cadena de innovación + cadena industrial + cadena de capital + cadena de talento'. Comprender profundamente la importancia de los recursos estratégicos de materias primas para el desarrollo sostenible de nuevos materiales, otorgar gran importancia a la extracción de materias primas, el reciclaje y la investigación alternativa.

La tecnología de inteligencia artificial debe aplicarse para ayudar en la selección y el desarrollo de nuevos materiales. El concepto básico del genoma material es cambiar el modo tradicional de investigación de materiales de 'prueba y error' y desarrollar un nuevo modo de investigación y desarrollo de materiales de 'diseño racional - experimentos de alta eficiencia - tecnología de big data - inteligencia artificial' en -integración profunda e innovación colaborativa, y establecer modelos de predicción del rendimiento de materiales a través de algoritmos de aprendizaje automático basados ​​en datos, así como desarrollar un nuevo modelo de investigación y desarrollo de materiales a través de algoritmos de aprendizaje automático basados ​​en datos. El algoritmo de aprendizaje automático basado en datos establece modelos de predicción del rendimiento de los materiales y los aplica a la selección de materiales y al desarrollo de nuevos materiales.

Promover el desarrollo y aplicación de tecnología química verde. En el contexto del 'carbono dual', la química verde es una tendencia importante en el desarrollo de la industria. Guiados por los principios de la química verde, debemos continuar esforzándonos en los campos de la ecologización de las materias primas, la ecologización de los catalizadores, la ecologización de la ingeniería de reacciones, la ecologización de la energía, la ecologización de los productos y la utilización de recursos, a fin de lograr una alta tasa de conversión, una alta selectividad y eficiencia. utilización de energía en aplicaciones industriales, no toxicidad o baja toxicidad de materias primas, medios y productos, y mínima emisión de residuos y subproductos.

En conclusión, la nueva industria de materiales químicos de China enfrenta grandes desafíos, pero también contiene un enorme potencial de desarrollo. YINSU Flame Retardant Company seguirá los pasos del país, nuestros productos: retardante de llama de fósforo rojo, retardante de llama intumescente, retardante de llama de bromo antimonio y una variedad de materiales dedicados al desarrollo de retardantes de llama en dirección a la ecologización, baja carbonización, etc. Creemos firmemente que la nueva industria de materiales químicos de China logrará grandes avances siempre que enfrentemos los problemas existentes, aprovechemos al máximo nuestras propias ventajas en la cadena de innovación y la cadena industrial, y adoptemos activamente las tecnologías y tendencias emergentes como la artificial. Inteligencia y química verde.