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日前,国务院办公厅发布《关于加快场景培育和开放推动新场景大规模应用的实施意见》(下称《实施意见》),聚焦打造一批新领域新赛道应用场景、建设一批产业转型升级的新业态应用场景、推出一批行业领域应用场景、创新社会治理服务综合性应用场景、丰富民生领域应用场景等5方面,提出22类场景培育和开放重点领域。
新闻深一度
国务院办公厅《关于加快场景培育和开放推动新场景大规模应用的实施意见》(以下简称《意见》)的发布,围绕新领域新赛道、产业转型升级、行业领域应用、社会治理服务以及民生改善等五个方面,明确提出打造多维度应用场景,为化工新材料产业指明了发展方向。
场景驱动与新政策导向
场景驱动正逐步成为新材料创新的新模式。化工新材料产业亟需实现从单一产品导向向全链条协同、从技术驱动向场景牵引、从粗放生产向精益制造的系统性转变,构建新型产业生态。相较于传统模式,新模式更强调材料设计与应用场景之间的深度融合,依托数据驱动与智能工艺,实现材料性能的精准调控与全生命周期管理。
这本质上是落实《实施意见》提出的“技术突破—场景验证—产业应用—体系升级”发展路径的具体实践。化工新材料产业不再局限于提供基础产品,而是通过深度嵌入下游应用场景,提供以材料为核心的整体解决方案,实现从产品供应模式向多功能化、服务型、高值化、体系化、智慧化的全方位跃升。
“十五五”期间,化工新材料产业将更加注重与应用场景的深度融合,推动产业从生产导向型向应用导向型转变。作为国民经济的基础和先导产业,化工新材料不仅为高端制造、电子信息、新能源、生物医药等战略性新兴产业提供关键支撑,更是培育新质生产力的重要领域。“十五五”时期作为我国经济结构优化升级的关键阶段,将为化工新材料产业带来前所未有的机遇与挑战。
新场景驱动下的化工新材料创新机遇
新场景开辟的创新赛道
《意见》中重点提出的数字经济、人工智能、全空间无人体系、生物技术、清洁能源等新领域新赛道,为化工新材料开辟了丰富的创新场景。这些新场景通过定义新需求、新标准、新规范,极大地牵引了化工新材料的技术创新和产业升级。
在低空经济领域,电动垂直起降飞行器(eVTOL)、无人机等航空器对轻量化、高强度、耐腐蚀材料提出了迫切需求。碳纤维复合材料、聚醚醚酮(PEEK)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)等化工新材料已应用于飞行器机身、齿轮、风挡等部件。特别值得一提的是,硫醚类材料对燃油和农药的耐性较强,在喷洒农药无人机领域有良好表现。低空飞行器的部件对制造材料的性能要求较高,这为化工新材料提供了高价值应用场景。
在机器人产业领域,具有较高智能化的人形机器人需要大量高性能化工新材料。例如,聚醚醚酮材料已经应用于特斯拉Optimius Gen2、宇树科技Unitree R1等产品的关节模组和灵巧手外壳等部件。机器人产业的发展,对轻量化结构材料、耐磨材料、导热材料、传感材料等提出了多元化需求,为化工新材料提供了丰富的创新空间。
在下一代移动通信和新型智算中心领域,高频高速覆铜板树脂、低介电常数聚酰亚胺、电磁屏蔽材料、热管理材料等成为发展重点。随着5G/6G技术、人工智能算力的快速发展,对相关材料的性能要求不断提高,如更低的介电常数和损耗因子、更高的导热系数、更好的电磁屏蔽效能等,这推动化工新材料向更高性能、更多功能集成方向发展。
智能制造场景驱动的创新模式
《意见》明确提出加快智能制造等场景培育,推动智能制造、绿色制造、服务型制造等核心技术应用。智能制造场景不仅为化工新材料提供了应用市场,更深刻地改变了化工新材料的研发模式和制造方式。
在研发环节,人工智能、大数据和计算模拟等技术的应用,正推动化工新材料研发从传统的"试错法"向"精准设计"转变。材料基因组工程、高通量计算与实验等新范式,大幅缩短了新材料研发周期和研发成本。根据统计,采用AI辅助设计方法,可将新材料研发时间缩短50%~70%,研发成本降低40%~60%。
在生产环节,智能工厂、数字孪生、工业互联网等智能制造技术的应用,显著提升了化工新材料的生产效率、产品质量和资源利用率。相关机构预测,预计到"十五五"末,行业智能化率将从目前的28%提升至60%,这意味着未来五年将释放超3000亿元的智能装备市场需求。
在产业链协同环节,智能制造场景通过构建数字供应链和协同制造平台,实现了产业链上下游的高效协同。例如,通过构建从原材料到终端产品的全链条数字孪生系统,可以实时优化材料配方和工艺参数,快速响应下游客户需求,提供定制化的材料解决方案。
绿色低碳场景引领的创新路径
《意见》将绿色低碳作为场景培育的重要方向,清洁能源、低碳材料等被列为重点领域。绿色低碳场景的快速发展,正引领化工新材料向生物基、可降解、循环利用等方向创新。
生物基材料是绿色低碳场景下的重要创新方向。聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、生物基聚氨酯等生物基高分子材料,因其原料可再生、碳足迹低等特点,成为替代传统石油基材料的重要选择。"十五五"规划首次将生物基化学品单独列为重点发展目录,计划在聚乳酸、生物基聚氨酯等领域培育5~8个百亿级产业集群。
CO₂制化学品技术是另一个重要的绿色创新路径。通过催化转化,将CO₂转化为聚碳酸酯、甲醇、甲酸等高附加值化学品,既能减少温室气体排放,又能实现碳资源的循环利用,具有显著的经济和环境效益。目前中科院大连化物所、吉利控股集团等在CO₂加氢制甲醇方面均取得了突破进展。
绿色工艺技术同样是化工新材料创新的重要方向。微通道反应器等高效率、低能耗的连续流技术,正在重塑化工新材料的制造方式。比如,应用该技术后,某农药中间体生产成本可下降28%,反应时间从8小时缩短至15分钟,能耗降低40%。这种颠覆性变革不仅提升了产业竞争力,也为化工新材料绿色转型提供了技术路径。
"十五五"化工新材料有哪些重点发展方向?
电子信息领域用化工新材料
电子信息产业是化工新材料的重要应用场景,也是《意见》中明确提出的数字经济与人工智能领域的关键支撑。电子化学品作为半导体、显示面板、移动通信等产业的基础,其技术水平和自主保障能力直接关系到国家信息安全和产业链安全。根据统计,我国电子化学品市场规模从2018年的约936亿元人民币增长至2024年的1900亿元人民币左右,呈现持续增长态势。
在细分领域,光刻胶作为光刻工艺的关键材料,决定了芯片电路的精度,但目前国产化率仍然较低,在全球220亿元人民币产值中,国内仅占62亿元,其中内资企业供给占比不足10%。湿电子化学品是超净高纯试剂和功能性化学品的总称,主要用于晶圆清洗、蚀刻等工序,直接影响芯片良率。该类产品按配方可分为通用化学品(超净高纯试剂)和功能性化学品(混配试剂),其中通用化学品占湿电子化学品整体需求的88%。电子特气则主要用于离子注入、薄膜沉积等工艺,其纯度直接决定产品性能、集成度和成品率,其中含氟电子特气在需求结构中占比约30%,纯度要求不低于99.999%(5N)。
"十五五"期间,随着5G/6G通信、人工智能、物联网等数字新基建的推进,电子信息领域对化工新材料的需求将进一步向高性能、高纯度、多功能方向发展。需要重点突破电子级高纯试剂、半导体光刻胶、高端电子特气、CMP抛光材料、封装材料等关键产品,构建自主可控的电子化学品体系。
新能源领域用化工新材料
新能源产业是化工新材料的另一重要增长点,也是《意见》中清洁能源领域场景培育的重点方向。"十五五"期间,随着新能源汽车、光伏、氢能、新型储能等产业的快速发展,对化工新材料提出了更高要求。
在电池材料领域,高比能高安全锂离子电池材料(高镍/无钴正极、硅碳/锂金属负极、固态电解质)、钠离子电池材料、液流电池材料等成为研发热点。规划要求到2030年,动力电池的能量密度达到300Wh/kg以上,循环寿命超2000次。在氢能材料方面,高效电解水催化剂、高密度储氢材料、高性能燃料电池膜电极及质子交换膜是重点突破方向。光伏材料则围绕高效晶硅电池材料(N型硅片、新型金属化浆料)、钙钛矿电池材料(稳定性提升)、薄膜光伏材料等展开攻关。
新能源材料的创新高度依赖应用场景的驱动。例如,新能源汽车的快速发展对动力电池的能量密度、充电速度和安全性提出了更高要求,催生了固态电解质、高镍正极、硅基负极等新材料的创新;光伏产业的降本增效需求推动了N型硅片、钙钛矿等新材料的研发和应用。这种场景牵引的材料创新模式,正是《意见》所倡导的"技术突破—场景验证—产业应用"路径的具体体现。
高端装备与生物医用化工新材料
高端装备制造领域对化工新材料的需求主要体现在轻量化、高性能、耐极端环境等方面。在航空航天领域,航空发动机需新型高温合金,其在1100℃高温下,持久强度需达120MPa以上,抗氧化性能提升30%;飞行器结构用高性能碳纤维复合材料,纤维强度需达7GPa,模量达350GPa。在新能源汽车领域,轻量化铝合金材料需研发出屈服强度≥350MPa且冲压成型性能优良的板材,用于汽车车身及零部件制造,实现减重20%~30%。
生物医用材料是化工新材料与生命科学交叉融合的典型领域,也是《意见》中生物技术领域场景应用的重点。随着人口老龄化和健康需求升级,生物医用材料市场快速增长。"十五五"期间,重点发展方向包括高端植入器械材料(可降解金属/高分子骨修复材料、人工关节表面涂层、心脏瓣膜材料)、组织工程支架材料、药物缓控释材料、医用级增材制造材料(钛粉、生物墨水)等。
值得注意的是,高端装备和生物医用材料对产品的一致性、可靠性和追溯性要求极高,认证周期长,门槛高。这类材料的创新需要上下游深度协同,从设计阶段就充分考虑应用场景的需求,建立从材料设计、制备到应用验证的全链条创新体系。
# 新场景+新技术=?
未来五年,随着低空经济、人工智能、生物技术等新场景的不断涌现,化工新材料产业将迎来更多元化、更高质量的发展机遇。场景驱动下的材料创新,不再是单一技术的突破,而是全链条、多维度、系统性的产业变革。
随着一批具有国际竞争力的世界一流新材料企业崛起,化工新材料将真正成为支撑现代化产业体系、培育新质生产力的关键力量,让中国制造在全球产业链中占据新的制高点。
而那些能够快速响应场景需求、与下游应用紧密协同的化工新材料企业,将在“十五五”的竞赛中脱颖而出,成为中国制造迈向高端的关键支撑。
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