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材料化工行业“十四五”发展展望丨蓝皮书

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本篇为《材料化工行业2020年度蓝皮书》的产业展望篇,从材料化工产业面向“十四五”发展出发,对显著影响产业发展的政策、技术、环保等驱动因素进行分析,结合产业发展机遇、挑战和竞争格局分析,对化工材料行业的市场、技术、投资、整体方向等作出研判,并就发展建议进行了方向性的探讨,以期带来有意义的参考。

材料化工行业“十四五”发展展望丨蓝皮书

 

本篇为《材料化工行业2020年度蓝皮书》的产业展望篇,从材料化工产业面向“十四五”发展出发,对显著影响产业发展的政策、技术、环保等驱动因素进行分析,结合产业发展机遇、挑战和竞争格局分析,对化工材料行业的市场、技术、投资、整体方向等作出研判,并就发展建议进行了方向性的探讨,以期带来有意义的参考。

 

一、驱动因素分析

 

01、政策因素

 

化工材料产业具有政策门槛高、投资门槛高、技术门槛高和监管严格等特点,其发展容易受外部环境变化的影响,以下主要从政策、技术和环保三方面分析化工新材料产业未来发展的驱动因素。

 

1.全球重要经济体化工新材料产业相关的发展政策规划

 

在新一轮全球科技和产业革命兴起的大背景下,新材料成为国际竞争的重点领域之一,欧美韩日俄等全球主要经济体纷纷制定出台了相关产业发展政策,启动了100多项专项计划,竭力抢占新材料产业的制高点。

 

 

在各国产业政策的积极引导下,全球新材料产业规模快速增长,2018年达到2.5万亿美元,同比增长11.2%,3D打印材料和石墨烯等新兴产业技术不断突破。从全球新材料产业产值来看,近5年以来全球新材料产业产值以每年约10%的速度增长,截至2019年全球新材料产业产值为2.82万亿美元,同比增长10.16%,未来空间巨大。

 

 

2.我国化工新材料产业相关政策梳理

 

我国高度重视新材料产业的发展,将新材料列为国家高新技术产业、战略新兴产业和中国制造2025重点领域发展对象,相继出台多项相关产业政策,推动产业实现“保障能力大幅提升、创新能力不断提高、产业体系初步完善”的发展目标。

 

 

02、技术因素

 

我国新材料产业总体上处于“大而不强”的阶段,自主创新能力不足,迫切需要加大创新力度,加快布局自主知识产权,抢占发展先机和战略制高点。我国新材料关键核心技术将围绕推动新材料的产品实现高性能化、环境友好化进行突破,进而提高新材料产品的附加值及其市场综合竞争力。

 

 

我国新材料行业发展水平虽与发达国家存在一定差距,但已出现部分优势细分行业,并且落后领域正加速追赶先进水平。

 

 

03、环保因素

 

1.“碳中和”基本内涵

 

国家主席习近平在第75届联合国大会宣布中国将提高国家自主贡献力度,二氧化碳排放力争在2030年前达峰,努力2060年实现“碳中和”。

 

碳中和”目标是中国向世界的郑重承诺,也是产业发展中在环境保护方面需要重点考虑的因素。

 

 

2.“碳中和”对化工新材料产业的影响

 

化工新材料行业贴近能源前端,相关产品生产需要大量消耗热电气,而这些能源的供应领域也是最主要的碳排放领域。面对“碳中和”的政策要求,化工新材料行业整体需要大量减少碳排放和一次能源的消耗,同时仍需要进行高端材料项目的投资建设,满足部分领域的产业链国产化要求。

 

 

化工新材料产业的未来发展不能完全脱离发展现状的基本格局。本篇主要从发展机遇、挑战和竞争格局三方面分析化工新材料产业发展的整体情况。

 

3.发展机遇分析

 

随着国家政策的支持以及外部环境的推动,大量资本进入新材料行业,催生整体发展迅猛,未来机遇非常乐观。

 

 

4.发展挑战分析

 

我国新材料产业与高质量发展的要求相比仍存在明显的短板与不足,具体表现为总体产能过剩、产品结构不合理、高端应用领域尚不能完全实现自给、创新能力不突出。

 

 

5.竞争格局分析-整体情况

 

目前我国新材料领域主要覆盖以独角兽为首的初创企业、上市公司和互联网巨头三大阵营。随着行业的爆发式增长,三大阵营不断加码布局新材料产业领域甚至相关行业的业务,推出一系列针对不同应用的新材料产品,涵盖了各个行业及领域。虽然行业自带技术壁垒高、行业周期长、投资大、竞争者较少等特点,但是市场竞争也在不断加剧。

 

 

6.竞争格局分析-并购动态

 

当前在各国多重利好政策强势推动下,给新材料产业带来了巨大的发展空间。各国企业和投资机构纷纷看好化工新材料产业的发展前景,各方资本大量涌入,行业内并购需求和活跃度也十分明显。

 

 

国内的新材料企业呈现小而散的特点,由于新产品开发周期长,研发费用高,技术风险大,使得企业投入谨慎,产品更新速度慢,所以当前在国家政策鼓励下,并购重组是改变化工新材料行业生产方式粗放、资源浪费严重的一种重要手段。

 

 

二、产业发展展望

 

01、产业发展研判

 

1.市场研判

 

根据中国产业信息统计,中国2019年新材料产业总产值为4.5万亿元,2022年将达到7.5万亿元,复合增长率高达18.72%,其中特种金属功能材料、现代高分子材料和高端金属材料结构在产业结构中占比较高,分别为32%、24%和19%。

 

展望“十四五”,我国新材料产业作为我国七大战略性新兴产业和“中国制造2025”重点发展的十大领域之一,既是发展战略性新兴产业的重要基础,也是传统石化和化工产业转型升级的重要方向。目前我国化工新材料产品产值0.8万亿元,市场规模约1.3万亿元,近5年年均增速超过10%;预计2025年,化工新材料市场规模将达到2.2万亿元。同时随着新材料行业需求将呈现持续增长的趋势发展,到2025年其产值将突破10万亿元,发展前景十分广阔。

 

 

根据中国新材料产业信息,中国目前新材料市场产业形成以渤海、长三角、珠三角为中心的产业集群发展模式。各区域之间产业种类与发展规模均存在差异,其中浙江、江苏、广东和山东材料总产值超过万亿,长三角以浙江、江苏为代表的地区专注新能源汽车、电子信息、医疗和高性能化工领域的新材料研发生产;以广东为代表的珠三角主要以高性能钢材、高性能复合材料和稀土领域为主;以山东为代表的环渤海主要以战略基础材料、高性能材料、特种和前沿材料研发生产,全国新材料市场分布呈多元化、互有优势发展。

 

2.产业发展方向研判

 

随着新材料产业技术的不断发展,“十四五”期间将是我国跻身“新材料强国”行列的重要机遇,由此出发,三大风向标将引领新材料产业的未来发展。

 

 

目前,我国化工新材料产业发展总体处于“爬坡过坎”的关键阶段,一是大而不强,高端产能不足、低端产能过剩;二是精细化率不高;三是对国外依赖度较高,关键材料“卡脖子”问题已经成为制约我国制造业转型升级、实现高质量发展的突出短板。

 

 

3.技术发展研判

 

我国化工新材料产业经过“十三五”期间的发展,不论是产业规模还是年均增长速度,都保持了世界领先地位。但总体来看,我国化工新材料产品仍处于产业价值链的中低端水平,中高端产品比例相对较低,现有产品技术含量、附加值低,与发达国家相比差距较大。“十四五”的五年,必将是国内新材料产业发展格局重塑的五年,在新形势下,应重点关注如下技术发展重点领域和实施路径:

 

 

4.材料基因工程引领材料创新

 

根据科技部对信息显示、运载工具、能源动力、高档数控机床和机器人等几大领域的347种关键材料的调查分析发现,被国外禁运和实施出口管制的材料达到61种,依赖进口的材料高达156种。而材料基因工程,可帮助有效解决新材料发展的瓶颈问题,势必越来越受到重视。

 

材料基因工程是当今材料科学和工程领域的最前沿技术。材料基因工程借鉴人类基因组合的原理,探究材料结构和材料性质变化的关系,核心目标在于通过“高通量计算、实验和大数据分析”技术加速材料的“发现-研发-生产-应用”过程,缩短研发周期、降低研发成本、引发新材料领域的科技创新和商业模式变革。

 

 

材料基因组技术主要包括高通量材料计算方法、高通量材料实验方法和材料数据库三大要素:

 

  • 高通量计算是指利用超级计算平台和多尺度集成化、高通量并发式材料计算方法和软件结合,实现大体系材料模拟、快速计算、材料性质的精确预测和新材料的设计,提高新材料筛选效率和设计水平。

 

  • 高通量实验平台可以为数据库提供数据支撑。高通量实验技术具有快速制备快速表征各类材料样品的能力,典型的高通量实验方法有扩散多元结构和材料基因芯片。 

 

  • 材料数据库是通过数据管理、数据分析和数据协作,存储和提取高价值信息和知识。材料数据库的建立,有利于减少材料的重复实验和测试,对缩短研发周期、节约研发成本具有非常积极的作用。

 

02、国内外研究进展

 

 

为避免我国在未来的新材料技术及其他高科技领域的国际竞争中处于被动地位,2016年2月,科技部发布了关于国家重点研发计划高性能计算等重点专项,启动了“材料基因工程关键技术与支撑平台”重点专项。该专项共部署40个重点研究任务,实施周期为5年。目前我国已启动的五大科技平台中,处于首位的就是材料基因组的研发平台。

 

2017年5月31日,北京市怀柔科学城五个交叉研究平台项目已全部开工建设,将建成我国首个、世界上规模最大、手段最齐全的材料基因组研究平台,并将以我国先进量子材料为突破口,迅速直接产出原创性的基础研究成果。除此之外,在上海,超强超短激光实验装置,暗物质与中微子、实验室天体物理、拓扑超导量子计算三大实验平台正式开建。在深圳,已经初步建成“云脑”“靶场”“云网”三大科学装置。在合肥,同步辐射光源、稳态强磁场等大学技装置正为新材料的研发发挥越来越重要的作用。此外,以云南稀贵金属材料基因组为代表的各种材料基础平台陆续立项。一些专业软件公司基于材料基因组技术,开始为行业提供大数据、技术计算、人工智能协同创新服务。

 

目前来看,我国新材料研发体系正在形成,涵盖从基础工程到场景应用,初步形成了完整的生态链。

 

03、国内外研究进展

 

未来几年是我国制造业转型升级和高质量发展的关键时期。“制造强国”建设为新材料产业提供了广阔的市场空间,也对新材料研发速度、研发成本、质量、性能等提出了更高的要求。我国发展材料基因工程,还需要进一步加速新材料研发产业化和应用的衔接,充分利用国家新材料测试评价平台、新材料生产应用示范平台和新材料资源共享平台,促进数据信息设施共用共享,同时加快培养一批国际化复合型人才。

 

根据材料基因工程的主要发展目标和新材料重点发展方向,至2025年,我国材料基因工程领域的重点发展内容如下:

 

 

1.产业投资研判

 

新材料产业具有基础性、先导性、产业支撑性等特征,同时其具有较长的研发周期及产品推广周期,且前期研发支出大、相关企业规模较小,传统投资方式难以获得短期回报。股权投资具有投资回报高,退出方式灵活等优势,同时,股权投资有利于加快新材料行业整合速度,为加快实现产业发展目标提供有力支撑。根据新材料行业以往的投资回报,结合近几年的符合增长率判断,未来几年的新材料产业投资预期乐观。

 

 

2.行业并购重组研判

 

我国新材料产业正迎来发展的关键机遇期,科技和产业变革正在蓬勃兴起,整合并购乃大势所趋。企业重组不仅有利于重塑行业格局,提升产业集中度和企业综合竞争力,还可以实现资源优化配置,提高资源利用率优势。  

 

结合我国新材料行业近年来的投资现状,我国新材料技术领域的投资也将从风投逐步向企业间的投资兼并转变,尤其是对于一些希望快速切入新材料领域的企业来说,通过并购方式切入具有快速布局的优势。

 

三、产业发展建议

 

基于以上的驱动因素分析、行业发展剖析和研判,面向未来发展,化工新材料产业可以重点关注以下六大方面的建设工作。

 

 

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