化工新材料已成為大國博弈和第四次工業革命的關鍵要素，比如特種工程塑料應用于航空航天領域、大絲束碳纖維應用于新能源領域、超高分子量聚乙烯應用于醫療設備領域、液晶聚合物應用于5G通信領域，得化工新材料者可制勝未來。此外，我國全力推進實現“雙碳”目標，化工新材料能耗更低、性能更強，代替鋼鐵、木材、玻璃、水泥的趨勢愈加顯著。

我國發展化工新材料的需求非常迫切。從國家層面來說，由于很多關鍵材料被“卡脖子”，在高端裝備等領域的發展挑戰很大。從企業層面來說，國內大宗化工產品同質化和低端競爭嚴重，新材料的研發成為開拓市場空間、減少內耗型競爭的關鍵。

隨著更多產能投放和需求增速下滑，競爭將逐漸從技術壁壘轉移到成本效益上，利潤逐漸下滑至較低的均衡水平，面對優勝劣汰，企業只有重新洗牌。而發展化工新材料，有利于避免內耗式低利潤競爭。化工新材料開發初期需求體量有限，產能較少，但是由于市場未被完全開拓，整體價格利潤水平較高。隨著資本逐漸進入市場，會進入產能、需求和利潤都增長的階段。

開發新材料利于企業盈利

化工新材料迎來廣闊發展機遇

在國家政策的支持和引導下，化工新材料迎來廣闊的發展機遇，尋找需求潛力大、增速快、可拓展性強的化工新材料可作為國內化工企業謀劃重點。

從行業來說，高端裝備、新能源及節能環保行業發展前景較好，細分來看，高端裝備行業的高鐵、地鐵、超高壓輸電，新能源行業的光伏、風電、新能源汽車，電子信息行業的5G、芯片，節能環保行業的節能照明、氣體分離、水處理，以及醫療健康行業的醫療器械等，都具有較好的發展前景。

從國產化潛力來看，自給率較低的產品具有更大的國產化空間，比如高端工程塑料、高端聚酯、電子化學品、關鍵單體及中間體等。

目前，我國最關鍵的化工新材料是應用于芯片領域的光刻膠。隨著2023年長春光機所開發出最頂尖的EUV光刻機樣機，光刻膠成為我國與外國差距懸殊的產品。所需材料是否能成功研發、研發后是否能純度達標、達標后是否能穩定生產、生產設備和工藝是否匹配等一系列技術和工程問題都亟待攻克。

我國最大市場潛力的化工新材料是茂金屬聚烯烴。目前歐美國家茂金屬聚烯烴滲透率已達到了40%，而我國僅有3%，還有千萬噸級的增量。由于分子量分布窄，茂金屬聚烯烴性能非常優異，埃克森美孚已到了第四代的水平，而我國目前還處于第一代。無論是性能還是成本，我們都還有很大的增長空間。

我國最熱門的化工新材料發展行業包括電動汽車、電池、光伏及風電。相關機構預測，到2030年我國電動汽車保有量將達到1億輛，2035年將達到2億輛，意味著已突破40%的保有量。電動汽車車體較傳統能源車更重，因此對輕量化材料需求巨大。據測算，到2030年我國電動汽車輕量化材料需求將高達750萬噸以上，若不存在產能瓶頸，需求有可能突破千萬噸以上。電池行業的增速會高于電動車的增速，因為其除了做動力電池，還可做儲能電池，未來十年將有10倍增長。據測算，2030年電池行業化工新材料的需求將達到710萬噸，負極材料、隔膜、電解液、黏結劑都有很大的增長空間。在碳中和、碳達峰的背景下，新能源產業高速發展，光伏、風能領域的化工新材料需求增速將達200%，潛力巨大。以風電葉片為例，雖然碳纖維重量更輕、磨損更小、壽命更長，但由于碳纖維價格是玻纖的10倍，目前風電葉片用材仍然以玻纖為主。當前我國已開發出了大絲束碳纖維，產能有所突破，碳纖維將在很多行業有巨大的替代潛力。

發展化工新材料，如同登山，前路難行！但是站在山巔后，就會領略大好風光。因此我們建議，在國家層面，出臺優惠政策支持企業的基礎研究，搭建產學研用平臺，以市場引導研發、以研發升級市場，夯實研發和應用的基礎。在社會層面，進一步完善金融體系，充分發揮保險金融、供應鏈金融在研發方面的積極作用，消除研發人員及機構的后顧之憂。在人才層面，充分發揮人才主觀能動性，加大人才激勵措施力度。在企業層面，頭部企業保持戰略定力，“深挖一口井”重點突破。中小企業需結合自身優勢、尋找獨特定位，成長為細分賽道的小巨人。

(作者單位：中國石化經濟技術研究院市場營銷研究所)

三大合成材料產品分類

化工新材料定義及范疇

化工新材料可以基于產品或按照行業分類。從產品類別來看，化工新材料主要包括新領域的高端化工產品、傳統化工材料的高端品種和二次加工后生產的高性能材料三大類。舉例而言，超高分子量聚乙烯或者茂金屬聚乙烯屬于聚乙烯這一傳統化工材料中的高端品種，而聚乙烯加工成高性能膜材料屬于二次加工后的化工新材料。

以三大合成材料中的合成樹脂為例，產品結構底層包括PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、PVC（聚氯乙烯）、PS（聚苯乙烯）、ABS（丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體的三元共聚物）等大宗通用料，國內每年消費量高達1億噸以上。

產品結構頂部包括工程塑料及特種工程塑料。工程塑料起源于上世紀六七十年代的美蘇爭霸時期，主要應用于航空航天及導彈等國防工程，對重量、強度、耐高溫、耐輻射等性能要求很高，因此工程塑料以高性能著稱。高性能橡膠、高性能纖維與工程塑料類似，都屬于化工新材料范疇。除了三大合成材料中的高性能材料，化工新材料還包括高性能膜材料、專用化學品、關鍵單體及中間體等。

從應用行業來看，化工新材料可廣泛應用在不同行業中，包括高端裝備、節能環保、新能源、電動汽車、電線電纜、包裝日用、建筑材料等。化工新材料要滿足不同行業對材料的功能性需求，行業發展趨勢決定化工新材料的研究方向，并引導化工新材料投資方式和發展規模。目前，全球重點關注的化工新材料應用領域包括電子信息、新能源、高端裝備、節能環保及醫療健康。

目前，國內化工新材料的產值已經超過8000億元，涉及國計民生的方方面面。2021年，國內化工新材料的總需求量已超過3000萬噸，預計2025年將超過4500萬噸。我國化工新材料自給率約54%，而在關鍵單體及精細化工領域自給率僅有10%，從國家安全和發展潛力來看，提升化工新材料自給率的戰略意義都十分重大。

發展化工新材料的挑戰及解決方案

目前，化工新材料發展主要有三大挑戰。一是研發成功率低，投資風險較大；二是即使研發成功，但要面臨漫長的市場認證時間；三是市場接受后需求體量較小，邊際效益高，總利潤依然低于大宗產品。這三大挑戰是多數石化企業“以質取勝”還是“以量取勝”的選擇困境，也是影響研發投入決策的關鍵問題。

降低投資風險至關重要。醫藥領域有一個“雙十定律”：研發一種新藥需要耗時十年、耗資十億美元，但成功率只有8%。對于化工新材料而言，研發投資金額更大、成功率更低，面對一套成本只有5億美元、成功率卻100%的乙烯成熟裝置，理性人更愿意投資傳統大宗產品。那么，如何降低風險呢？一是需要頭部企業主動引領新材料研發。因為頭部企業具備更大的規模優勢和多樣化的業務支撐，相對于中小企業面臨更小的現金流風險。因此，可出臺相應鼓勵性政策激勵頭部企業進行化工新材料研發。二是深度資助科研院所，巴斯夫等公司采取此類策略降低人才、設備的尋找和使用成本，專注于對研發的投資。三是項目證券化，將化工新材料打包成資本性項目，通過專業機構評估合格后，在金融市場融資并分攤風險，降低個體或單獨企業的投資風險。

對于化工新材料市場認證時間過長的問題，可通過提前、多渠道、上下游聯合研發的方式優化解決。新材料研發成功后往往不能立刻被市場認可，以PVC（聚氯乙烯）為例，作為五大合成樹脂之一，PVC廣泛應用于門窗型材和給排水管道等領域，我國年消費量2000萬噸以上，但PVC從研發到10萬噸市場規模需耗時18年。再比如碳纖維，從研發出來到銷量1萬噸需耗時30年，而半導體材料僅選擇加測試就至少8年。加快市場認證速度，一要加強機理研究，結構決定性能，對材料結構及性能理解得越透徹，越容易找到其應用場景。比如大連理工大學蹇錫高院士開發的既耐高溫又易溶解的特種工程塑料雜萘聯苯聚醚砜酮（PPESK），就是針對聚芳醚溶解性差的問題，從分子結構設計出發，引入扭曲非共平面結構，阻礙結晶，改善溶解性，進而開發出耐高溫可溶解的特種工程塑料，廣泛應用在航空發動機止推軸承、華龍一號核電機組冷卻軸承、高鐵風源壓縮機渦旋動渦卷、耐高溫功能涂料等領域。二是增加計算機輔助，提高研發效率。三是通過增加實驗人數與頻率的方法，加快新材料面市步伐。隨著國內石化企業的發展，面臨的激烈競爭前所未有，與杜邦、巴斯夫、埃克森美孚、陶氏化學等百年化工巨頭同臺競技，我們需要在關鍵領域增加實驗人數以加快頻率，用空間換時間。

總利潤由邊際效益和規模效益共同決定，提高化工新材料應用量是進一步拉動化工新材料利潤的關鍵。一是要在充分了解材料性能的基礎上拓展應用。比如TPPE熱塑性聚酯彈性體既有橡膠彈性，又有塑料的韌性和可塑性，這種材料起初主要應用在汽車等工業領域，但若將其做成梳子，不傷頭皮且不易起靜電、扯頭發，將會開發新的應用場景，從而打開潛在消費市場。二是利用新的形態來尋找新的應用。比如聚酰亞胺既耐高溫又耐低溫，做成薄膜就是OLED（有機發光二極管）顯示屏，可用于華為、三星等手機的柔性屏、可折疊屏，做成纖維可應用于電纜護套，做成泡沫可用于防火隔音材料。三是深刻了解行業本質，開展新應用。比如可見光信號傳輸，烽火臺是最早的可見光信號傳輸，若把狼煙點著算作數字1，把狼煙熄滅算作數字0，通過狼煙的著與滅傳遞信息，0和1就構建了整個數字化時代的基石。0—1的切換速度決定了信息傳遞的速度，周期越短，信息傳遞的效率就越高。狼煙的著—熄周期太長，而OLED可以實現快速開關，OLED開關一次只需要十億分之四秒，它就可以作為高效的可見光信號的傳輸介質。在很多應用場景下，都可以使用可見光信號進行識別，比如自動駕駛、人工智能、智慧城市、物聯網等。隨著第四次工業革命的爆發，未來對可見光信號傳輸的需求將會與日俱增，進而拉動聚酰胺的需求。如果我們深刻了解材料本身的性能及行業運行的本質，就可以對其進行銜接，從而擴大產品的應用量。