我国新材料领域发展

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我国新材料领域发展(精选6篇)

篇1:我国新材料领域发展

我国新材料领域发展计划与方向

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我国政府对新材料的研究开发也给予了高度重视,近年出台了一系列相关鼓励政策,指定了 一批新材料研发中心和重点实验室,规划了一批新材料成果转化与产业建设基地,特别是在国家 先后出台的一些重大科技开发和产业化计划中,均把新材料列为重点支持的领域之一。在国家的 重大科技计划中,与新材料研发与产业化相关的有:

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863 计划,是国家的中长期高技术研究与发展计划,其中的 7 个高技术研究领域中,新材 料研发被作为重点之一。国家在“863”计划中陆续拿出 22.5 亿元专门用于新材料领域关键技术 的研究。“十五”期间,863 计划新材料领域设立了三个主题,一是光电子材料及器件主题:解 决若干关键光电子材料、器件和模块规模化生产技术,重点开发超高亮度显示材料与器件,超高 速度、超大容量光存储材料与器件,高灵敏度的光传感材料等,第一批课题安排了 64 个项目,二是特种功能材料技术主题: 发展具有我国自主知识产权的特种功能材料及相关技术,建立相关 的评价体系,提升相关传统产业技术水平,引导并促进相关高新技术产业群自勺形成,重点开发 超导材料、生态环境材料、新型能量转换和储能材料、稀土功能材料、信息功能陶瓷材料、生物 医用材料等,第一批课题安排了 66 个项目,三是高性能结构材料技术主题:以国民经济建设中 的重大需求为导向,发展具有自主知识产权的高性能结构材料及其先进制备、成形与加工技术,重点开发轻质、高强度的结构材料,第一批课题安排了 45 个项目。去年以来,国家科技部又公 布了第二批课题的项目申请指南和公开招标公告。

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973 计划,是国家重点基础研究计划,选择的 30 个重大课题中有 7 个与材料有直接关系,包括改造传统材料产业涉及的基础问题;发展高技术新材料涉及的基础问题;材料设计、制备、成型、改性及使用中的基础问题。

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火炬计划(促进我国高新技术成果商品化、产业化和国际化的指导性开发计划)、科技攻关计 划(面向国民经济建设主战场,解决国民经济建设和社会发展中重大科技问题的科技发展计划)、中小企业创新基金(用于支持科技型中小企业技术创新项目的政府专项基金),均将具有自主知识 产权、高技术、高附加值、节能降耗、有利环境保护以及出口创汇的各类新材料项目的研发与产 业化列入优先支持范围。

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国家自然科学基金,是国家为支持自然科学基础性研究而设立的专项基金,它大力支持具有 重要应用前景,特别是具有新思想,新方法以及可能产生新成果的材料方面的基础性研究。国家 自然科学基金委员会资助的研究课题,与材料有关的约占四分之一。目前,已建和在建的 150 个重点实验室中,有关材料工艺、组织、结构、表征与测试的达 35 个,超过总数的 1/5。

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为落实党中央、国务院提出的西部大开发战略,科技部于 2002 年 8 月正式启动了“西部新 材料行动”计划,主要内容为:整合国家和地方资源,强化东西部联动,攻克一批制约西部新材 料发展的重大关键技术,培育一批具有国际竞争力的新材料企业,建设一批国家新材料成果转化 及产业化基地,凝聚和培养一批致力于西部新材料事业的人才,形成若干个有西部特色和国际竞 争力的新材料行业,促进西部地区尽快将资源优势转化为经济优势。国家在“十五”期间决定安排 2 亿元专项经费用于有西部特色的新材料产业。

为推动新材料技术产业的发展,国家发展和改革委员会(原国家计委)从 2000 年起组织实施 “高技术产业化新材料专项”,任务是大力发展对国民经济有重要支撑作用的新材料。特别是要重

点发展具有自主知识产权、可满足特殊需要且需求量较大、效益显著、实现产业化基础较好的新 材料。专项坚持“有限目标、突出重点、支持创新、发展产业”的原则,采用分步实施、滚动安排 的方式进行。为保证决策的科学化、民主化,在专项中引入了市场竞争机制,采用专家评选与招 标相结合的办法,以充分体现公开、公平、公正、竞争的原则。专项每年都发布内容不同的项目 公告,确定本的投资开发重点。项目申报单位可通过本地主管部门或计划部门向国家发改委 申报。

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从去年开始,我国启动了中长期科学技术规划的研究与制订,在所设立的 20 个战略专题中,与材料科技密切相关的有制造业发展科技问题、战略高技术问题、国防科技问题,基础科学问题 等 7 个专题。围绕这些专题,科技部组织力量广泛开展了调查研究,不久前专门召开了“我国材 料领域中长期科技发展战略研究”、“我国新材料产业基地发展战略研究”课题验收会。专家组建 议将前一课题的研究成果,在国家中长期科技发展规划中的“制造业发展科技问题研究”和“战略 高技术与高新技术产业化”两个专题中采用,并纳入我国材料领域“十一五”规划中;专家组认为,后一课题分析了我国材料产业的发展现状和趋势、已建新材料产业基地的成功经验与不足、重点 地区材料产业发展的特点与对策,并在此基础上提出了我国新材料产业基地的发展战略,对我国 新材料产业基地的发展具有决策参考价值。

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针对世界各国都在加紧开发新材料的现状,从我国新材料产业的实际出发,业内人士建议我 国新材料研发与产业化应突出重点,强化投资,加大发展力度,重点瞄准六大方向:1)电子信 息材料:尽快开发和生产大直径硅片、大容量光纤、传感器敏感材料,改变大量依赖进口局面。大力发展高性能磁记录和光记录材料、微玻介质陶瓷材料、彩色感光材料、新型发光材料、晶体 材料、稀土永磁材料;2)高性能复合材料:重点开发碳纤维制品、高等级人造金刚石、高级功 能填料、高耐久钢材、防腐涂料、高级反光材料等;3)先进陶瓷材料重点开发和生产新型功能 陶瓷,如电容器陶瓷、半导电陶瓷和光学陶瓷等;4)特种玻璃材料:重点发展玻璃纤维及玻璃 钢制品、建筑装饰用玻璃、艺术品及功能玻璃(如微晶玻璃)等;5)高分子材料:发展聚酯切片、聚丙烯丝束、醋酸纤维、特种塑料(如工程塑料)等产品,开发以人工脏器为重点的生物医学技术 材料等;6)新型金属材料如金属玻璃、金属微晶材料、超细粉金属材料等。鉴于新材料发展日 新月异,在新材料研究开发方面应进行超前技术储备,如在非平衡态材料、低维材料,高温超导 材料等代表新材料最新发展方向的领域,进行前期研究开发。我国投资的新材料产业基地与重点地区

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为了加大新材料科技成果转化步伐,推动新材料产业快速发展,科技部近年先后在湖南长沙、浙江宁波、江苏江阴等地建立起 9 个国家“863”计划“新材料成果转化及产业化基地”。如去年 5 月在山东淄博建立的基地,将有机高分子新材料、先进陶瓷材料、高性能隔热材料、磁性材料、纳米材料、稀土材料和复合材料等七个领域作为研发及产业化重点。去年 7 月在马鞍山市建立 的基地,计划用 5 年时间投入 50 亿元,促进新材料成果的转化并实现产业化,到 2007 年新材 料产业销售收入将达 150 亿元。去年底,国家级新材料成果转化与产业化基地在山东莱芜市揭 牌,其高效能轿车用水雾化钢铁粉末生产技术、陶瓷复合刀具生产技术等 6 个项目被列入国家 “863”计划,现在已有 28 个产品达到国内领先或先进水平。在西部地区的西安、柳州、攀枝花,科技部分别批准建立了 3 个新材料成果转化及产业化基地。位于西安高新区新材料产业园的基 地占地 370 亩,重点发展电子信息材料、生物医用材料、高性能结构材料、环境与能源新材料、光电子材料,同时创建新材料专业孵化器。柳州的基地将重点发展铟、锌、锡、锑等有色金属新 材料及竹浆新材料、汽车新材料与零部件。到 2006 年底,将建成 1-2 个国家级新材料工程技 术研究中心,并初步建成 4 大产业基地。今年初,科技部正式批准在北京中关村永丰建设全国 第 9 个“国家新材料技术成果转化及产业化基地”。

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国家还先后批准在各地兴建了一批颇具规模的新材料产业基地,如去年 6 月在广东佛山正 式启动的“火炬计划新材料产业基地”,计划投入 100 多亿元进行基础设施建设,重点发展生物

医学新材料、有机高分子材料、特种陶瓷材料、涂料与特种化学品、光电子信息材料和高性能金 属材料 6 大产业,预计 2010 年基本建成。去年底,科技部同意在山东青岛建立“火炬计划新材 料产业基地”,重点发展特种金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料、新型生 物材料、能源环境材料等 6 个领域的产业,培育 10 个年产值 5 亿至 10 亿元的重点新材料企业; “十五”期间研发和引进 100 项重大新材料成果来基地转化;到 2005 年,全市新材料产业总产 值达到 200 亿元。天津于 2002 年底开工建设大型新材料产业基地――“天津国际新材料园”,协议落户企业将超过 200 家,计划 6 年内实现年产值超过 1000 亿元。为了促进新材料产品的 出口,去年底,我国规模最大的新材料生产出口基地――方大新材料科技园在南昌市高新技术产 业开发区动工兴建,计划总投资 12 亿元,到 2004 年底建成投产,可实现年产值 30 亿元,带 动相关配套产业销售约 45 亿元。

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我国在新材料领域与国外合作的力度不断加大。去年 7 月,由日、韩、美三国联合投资的 大型化学新材料项目――当今世界单体规模最大、年产 6 万吨的共聚甲醛生产装置在江苏南通 经济技术开发区动工兴建,投资总额达 14 亿美元,预计 2004 年底竣工,2005 年投入试运行。共聚甲醛类工程塑料广泛应用于 IT 工业、电子工业、汽车工业和日用品生产,我国年需求量超 过 15 万吨,长期依赖进口。去年 10 月,国际材料技术促进中心在北京成立,这是在我国科技 部和商务部支持下,由联合国工业发展组织在我国材料领域创办的第一个国际组织。中心将利用 联合国工业发展组织的国际网络资源,为中国材料企业走出国门和引进先进技术提供绿色通道,并加强我国与世界各国在材料工业方面的国际技术合作与交流。

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有些地方在兴办新材料产业基地、促进新材料产业发展的过程中,为了筹集所需建设资金,还以专业性产业基金的模式运作。成立了专门面向新材料产业的投资公司,如前几年成立的“创 新新材料投资有限公司”,由多家创业投资机构和大型企业联合发起成立的“北京新材料投资管理 有限公司”。

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近年来,新材料产业在我国一些地区的大力扶持下,正成为有当地特色的支柱产业。如北京 市在稀土永磁、人工晶体、超导材料、纳米材料等领域的开发,已达到国内领先或国际先进水平,形成了一批具有自主知识产权的技术。北京的新材料高科技企业现已发展到 780 多家,年销售 收入突破 170 亿元,其中有上市公司 7 家,主营收入共达 2863 亿元,争利润 3.16 亿元。北 京新技术产业开发试验区、高新技术企业协会和北京新材料发展中心联合中关村科技园区海淀园 内从事新材料及相关产业研发销售的高新技术企业,于去年 6 月共同发起组建了“中关村新材料 产业联盟”。中国非金属矿工业(集团)总公司和澳门恒和企业集团有限公司还于去年 6 月签署协 议,确定双方共同投资 20 多亿元,在朝阳区中关村电子城科技园内兴建“中材新材料科技园”,计划占地 1000 亩,将主要从事制造和研发集成电路材料、微电子光电材料、先进复合材料和 特种功能材料,预计 2004 年实现销售额 20 亿元,2006 年完成整个园区建设。北京市近年出 台的新材料基地发展规划提出:到 2005 年,北京新材料产品总体水平要达到国际上世纪 90 年 代初中期水平,50%以上成为国内名牌产品:到 2010 年,北京新材料产品总体水平达到国际 90 年代末水平,个领域在国际上领先; 5 在产业基础方面,2005 年要建成大型企业集团 12 个,销售收入超亿元企业 30 个,名牌企业 10 家;2010 年建立大型企业集团 17 个,销售收入超 亿元企业 50 个,名牌企业 20 家,到 2010 年基本具备自主创新能力,形成以企业为主体的创 新体系。

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上海的新材料产业由于外部环境优越,近年发展也很快,总产值目前已超过 450 亿元。未 来 10 年内,上海市将投入约 2000 亿元巨资,精心打造国内最大的新材料产业基地,重点发展 化工新材料,推出合成树脂、纤维等 8 大类产品,含氟新材料等 7 项产业化项目,化学合成全 生物降解材料等 6 项重点研发项目,形成化工新材料产业链一体化格局。

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广东深圳目前共有新材料企业 40 多家,可充电电池及相关材料产业在全国领先,新型电池 产量居全国第一,世界上 5 家大型锂离子电池企业中深圳就占了 2 家;在高分子材料(硅橡胶、热收缩材料)、复合材料(镀膜材料、人造金刚石及硬质合金)、先进陶瓷材料(压电陶瓷、结构陶 瓷、信息陶瓷)、纳米材料等方面,深圳也打下了较好基础,有机硅橡胶产量、太阳能产品的出 口均列全国首位。预计到 2005 年,深圳新材料产业产值将达到 100 亿元。

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西部地区在国家西部大开发战略和“西部新材料科技行动”计划的推动下,新材料产业也取得 良好发展。如甘肃地区启动了国家级兰、白、金有色金属新材料基地和国家兰州石化新材料基地 建设,基地包含 6 项国家 863 科研攻关项目和几十个省级科研攻关项目,初步投入科研经费达 16 亿元,年总产值已达 100 亿元,规划到 2007 增加到 210 亿元。在四川绵阳地区,由于新 材料领域智力密集度高,科研基础条件具有优势,目前已形成新材料基础研究、开发、产业化 3 个层次的发展格局。绵阳经济技术开发区出台的新材料产业发展规划中提出,重点发展电子信息、生态环保、高性能结构三大新材料领域,到 2005 年新材料产业资源基本实现整合,培育出一 批具有导向性的新材料研发生产优势企业群体;到 2010 年建成川西北重要的新材料产业化基 地,成为具有一定国际竞争力的研发和创新基地主要经济指标年平均增长率保持在 30%以上,到 2005 年突破销售收入 5 亿元,2010 年实现销售收入 20 亿元。

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在国家大力推动下,新材料产业正成为我国一个新的经济增长热点和投资热土。在我国新材 料领域,一些重大共性技术近年来取得突破,一大批新材料孵化器与企业迅速崛起,推动了整个 行业的技术进步和效益的提高。如锂离子电池产业 2000 年以来年均增长超过 140%,未来几 年仍将保持年均 30%以上的增长速度。中国光伏产量已超过 15MW,跻身世界光伏 10 强之列,未来 2-3 年,中国光伏产业将跨入世界前 5 强。2003 年我国钕铁硼磁材产量已达 9500 吨,占全球总产量的 50.1%。专家预测到 2008 年,我国新材料产业有可能形成一个 3000 亿元人 民币左右的大市场,到 2010 年,我国光电子产品年产值可达 2000 元人民币,占世界市场份 额的 10%; 2010 年,到 我国稀土永磁材料产量可达 5.4 万吨,产值 31 亿美元,年均增长 60%,远超过世界 23%的年均增长速度。

篇2:我国新材料领域发展

以高性能增强纤维,特别是以碳纤维为增强相的先进复合材料,近年来在世界上了得到了人所共知的快速发展。先进复合材料是典型的军民两用材料,先进复合材料技术是典型的军民两用技术。我国两院院士师昌绪先生生前曾说:“复合材料几乎是一个无所不为的材料。”国际著名复合材料组织JEC主席Mutel也讲:“Composites can be found in almost product imaginable”。

我国的复合材料事业起步并不晚。自上世纪六十年代初长春应化所李仍元先生研发碳纤维始,六十年代末进入复合材料领域,以本人而言即于1970年作为飞机设计人员既已进入该领域,投入研发。40多年来我们也取得了一定的成绩与进展,但与世界的先进水平比,我们的应用与发展还存在许多问题和差距,短板和瓶颈。静观国内的事实,我们必须得老实承认在这一重要的技术领域,我们不是赶上或超过世界的先进水平而是落后了。我们应用的规模与水平,设计的方法与观念,材料的基础与配套,制造的工艺与设备均严重落后。落后是全方位的,差距是越来越大了。该领域的先驱,北京中科院化学所原副所长吴仁杰先生曾说,我们就像一个醒来的人,打哈欠,伸懒腰,总也起不来床。这种“起不来床”的感觉,至今犹存。

本文的重点就在于找出落后的方面及其原因,引起国内相关领导及同仁的关注,并有针对性的采取措施,以期赶上并超过世界上先进复合材料技术发展的雄伟步伐。论及应用发展落后的方面及其原因应是多方面的,但依据本人参与国内先进复合材料军民用发展研究40多年来的切身经验和体会,主要有以下十条,今不揣冒昧,仓促成文,期与国内业界领导及同仁共同探讨并虚心就教。思想认识和理念的问题 先进复合材料对国防建设和国民经济发展有极为重要的作用,国内对此长期认识不足。以飞机设计而言,减重是其永恒的主题,复合材料能够带来20-30%的减重,这是其它手段无法达到的,故复合材料一问世首先用在航空上,初期可高达70%左右的碳纤维耗于此处,先军机后民机,制件从小到大,从少到多,从弱到强,从次结构到承力的主结构,从结构到功能,一步步地实现了飞机结构的复合材料化,所谓“化”者大有彻头彻尾,彻里彻外之谓也。现世界上军民机均已用到50%以上的水平(指复合材料占结构重量的百分比),直升机、无人机、通用飞机多已达到80-90%的水平。而我们的军机正式应用在10%以下,J-20用到了机翼在~以上,J-31在~以上,但后两者还在试飞并未投产。民机正式研制的ARJ21用量2%以下,C919达到12%左右,但均在研制中,并未量产。与世界水平比,差距相当之大。懂复合材料的结构总师并非飞机研制的总师,他们在自己的岗位上艰难推进应用,但困难重重。我们的主要领导未见世界上业已存在的飞机结构复合材料化的大趋势及其对航空工业的影响,对此 航空工业正面临着极其严重的挑战。

相比之下,国外不是这样。美国的航空航天工业协会(AIA)早于上世纪80年代即已拟出一“复合材料发展纲要”,并向美国政府发出警告,指出复合材料是美国90年代的关键技术,必须组织美国的全国力量大力推进复合材料的发展,在竞争的威胁下保持这一领域的优势地位。于是下面完成了一份详尽的先进复合材料“国家技术开发计划”。再看下面的波音飞机公司,一直把复合材料作为重点抓住不放,从B-737平尾入手一直到B-777尾翼的研制鉴定,到B-787的50%复合材料的应用。上世纪80年代中期笔者曾在波音以雇员身份工作,他们抓预研、抓课题的工作态度和气势为我所亲见。再如原麦道公司自1976年研制F-18,正式上了机翼,于1982年正式首飞,此后世界上三代机全部是复合材料机翼了(我国的J-10除外)。而我们1995年完成J8-II复合材料机翼预研上天后,直到近20年后才有J-20、J-31机翼正式上天,落后了30多年。我们国内认识上时间迟后,高度上不到位,特别是有技术决策权的高层技术领导,这导致了我们今天应用发展的严重落后。当前先进复合材料已在以航空航天为核心的国防军工领域、能源领域、建筑领域、地面交通领域(包括汽车)、舰船领域、运动休闲以及广大的工业等领域,开创了前所未有的发展空间和机遇,所以我们必须提高思想认识,站在经济全球化的高度,以开放的思想,前瞻的目光和创新的思维,充分认识大力发展先进复合材料技术的重要意义和其光明的前景。缺乏政府部门的有力组织和支持

复合材料技术,包括碳纤维、芳纶等增强纤维技术,学科交叉,协作面广,需要相关政府部门有力的组织、支持和投入。而在这方面我们和国外相比存在较大的不足和差距。

长期以来欧美等国制订并投资了一系列发展计划,旨在推动复合材料的应用发展。例如美国1976年由NASA牵头制定了著名的ACEE(Aircraft Energy Efficincy)计划,即飞机节能计划,前后执行了10年,国内各大飞机公司几乎全部参加,减重节油,增加商载,该计划完成了B737平尾、DC10垂尾、L1011垂尾的飞行和鉴定。接着又有著名的ACT(Advanced Composite Technology)计划出现,于1988年-1998年执行,目的在于飞机结构性能,研发“强度、刚度、损伤容限”三者统一的主结构,推动大飞机上机翼、机身主结构的应用。再如欧洲则有TANGO(Technology Application Near-Term Goals and Objective)计划,为欧洲11国共34个部门联合发起并执行,革新设计概念,革新制造方法,旨在结构减重20%,成本降低20%。欧洲近期又有NGCW(Next Generation Composite Wing)计划,投资1.03亿欧元,多国共16个工业组织参加,旨在推进大型客机上复合材料机翼的应用。另一个重要的方面是由政府出面统一组织制订相关法规,使复合材料的设计和鉴定文件化、规范化,编制全行业的技术标准,形成设计和鉴定的统一指南,推动复合材料的应用发展。这方面的实例很多,如美国军用复合材料手册MIL-HDBK-17统一编写和组织250名专家的不断修订;FAA领导下著名的AC-107AB(飞机复合材料结构)咨询通报的统一制订;美国NASA领导下共享数据库的建设(Share material databases);美欧“商用飞机复合材料修理委员会”(CACRc)的共同组建等实例不胜枚举。

再如我国的台湾当局一直把复合材料作为支柱产业予以支持发展,当局作了大量组织和领导工作。如近期发展汽车领域的复合材料应用,即由其经济部牵头组织“官产学研”多次召集专题研讨会,并于2012年正式组建“台湾碳纤维电动车开发联盟”,旨在推动先进复合材料在汽车结构上的应用发展。我曾应邀访台讲学交流,亲身领略了这种气势。

我国也有一些政府部门的组织和支持,如航空部存在时,曾组织过第一本《复合材料设计手册》的编写,J-8Ⅱ复合材料机翼的研制等,但都在部属范围内进行,规模有限,近期组织T800级碳纤维的有组织评定等,范围扩大到了航空航天。2013年10月工业和信息化部又印发了《加快推进碳纤维行业发展行动计划》,旨在加快碳纤维及其复合材料产业发展,该部有能力组织此事又有投资支持,未尝不是好事。

由上面的简述可见,复合材料的应用发展离不开政府部门的有力组织和大力支持。很多计划和规范的制订等都是多部门甚至多国联合制订并执行,不是哪一个或哪几个科研和工业部门就能胜任的。我们看到西方发达国家复合材料的蓬勃发展,也要看到他们的组织工作和巨大的资金投入。相比之下,我们的差距是显而易见的。基础预研不到位,投资研制不足 国内与国外相比在复合材料技术领域缺乏战略上、整体上的规划与研究,投资亦显严重不足。致使我们基础研究薄弱,预研不踏实,导致技术上落后,许多基础理论和工程实际问题未获解决和很好解决。基础理论方面如破坏机理与极限强度分析问题、从微观损伤到宏观失效问题、确定性和非确定性分析方法等问题;工程实践上,如材料许用值与结构设计值合理确定问题,质量控制与标准合理制制订等问题、性能测试与共享数据库建设问题、大面积整体成型与胶接结构的分析问题、使用保障与修理维护的问题等。以飞机设计而言国外普遍有20-30%的减重效果,而我们普遍达不到20%。实践中诸问题的存在使复合材料的应用置信度不够,效果不足,使人觉得效益不大,花钱不少又麻烦不小,故普遍存在“不敢用、不好用、不爱用”的现象,实质是“不会用”,极大地限制应用的发展,说明预研远没给应用提供必要的技术基础。

在为数不多的国家立项预研课题中,缺乏相对统一的组织领导、合作与协调,存在多方领导、多头投入且又投入严重不足,研究力量不足、项目低水平重复。从项目论证到评审鉴定诸环节问题较多,学风不正。鉴定验收一般都说填补空白,水平国内或国际领先,但工程上一用问题百出,缺乏求真务实的科学态度与作风。如我们国内进入碳纤维的厂商已多达30多家,但许多关键技术问题并未突破,各家鲜有真诚的合作和有效的交流。吉林市声称要建设中国的“硅谷”,可谁又能将其多家原丝、碳丝真正统筹起来,形成拳头,联合攻关呢?致使我国的碳纤维多年仍未走出“质次价高”的怪圈,国内外均缺乏竞争力。设计环节薄弱,问题突出

与金属材料相比,复合材料应用分外讲设计、材料与工艺三者密切结合。但三者中设计是龙头,这个龙头舞不起来,扩大复合材料应用就是一句空话。道理很简单,设计之前本无复合材料,只有纤维和基体,复合材料是设计出来的。国内三者中,设计这一环节最显薄弱,已严重制约了我国先进复合材料应用的发展。以航空航天为核心的国防军工部门尚且如此,其它民用部门情况尤甚。时至今日我们应该明白:设计上不去,应用起不来!

复合材料设计,包括计算分析,是一个专门的技术。国际上认为培养一个成熟的复合材料设计师至少需要10年。国内严重缺乏有经验的复合材料设计人员,已普遍影响到复合材料的应用发展。如复合材料设计中最有特色的乃是铺层设计,但国内很少有人真正掌握铺层设计的原则和方法,弄不清材料许用值和结构设计值的来源和用法。有些人知道一点强度理论,但不知道复合材料强度、刚度计算的工程方法,甚至不了解国际上通行的分析和验证用的“积木式”(BBA-Building Block Approach)方法,很少有人具体掌握复合材料连接设计、疲劳耐久性设计、损伤容限设计、稳定性设计、环境影响及其防护设计、修理设计等许多具体设计技术和要领。设计人员发不出符合上述诸原则的设计图纸来,试问生产部门如何进行具体的选材和制造?复合材料必用的连接设计,我们现有的计算方法仍是以前验证过的方法,已有人指出并不太准确。新的系统的方法我手中就有,但近年来推广宣传不够,并未太用。

设计还有一个重要的问题,即规范和手册等软件建设的问题。国外十分重视有组织地制订相应规范,提出“开发编制全行业标准,改进最终产品一致性”的口号,减少风险,降低成本,促进应用。以各大飞机公司而言无一例外地均有自己的《复合材料设计手册》,而我们基本没有。至于专门用于复合材料设计分析软件的开发,国内也远远落后于国际的水平,如Fiber SIM,Hyper Sizer等软件的开发和应用等。

设计影响应用的例子不胜枚举,如风机叶片设计,国外已大量应用先进复合材料,形成碳纤维应用的大户,但国内进展很慢。一个重要原因是我们的叶片多是引进工程,没有原始设计产权,对所用材料不敢做轻易更改。重新设计时连载荷都没有,因为引进时人家不会详细给出。下面汽车工业要大上复合材料,但汽车领域的工程师普遍不会复合材料设计,问题十分尖锐地摆在我们面前,值得关注。制造技术发展滞后,设备需改造更新

制造是现代复合材料技术中占有至关重要的地位,一切产品都要通过制造方能变为现实。制造技术包括制造方法、成型工艺、模具技术、无损检测以及制造设备等诸方面的问题。与国外相比我们于该方面差距更大。近年来国外以自动铺带(ATL)和自动铺丝(AFP)为核心的复合材料自动化制造技术正在世界上蓬勃发展并首先用在航空航天工业中,并逐步向民用领域推广。自动铺带机由波音牵头,于1983年投入使用已30多年,自动铺丝机于1990年投入使用已20多年,世界上称这是20世纪最后10年复合材料技术发展史上一个里程碑式的事件。我们却只有萌芽式的研发和近期的采购应用,落后30多年!自动铺带机国内各飞机公司已引进多台,但自动铺丝机由于国际上对华封锁尚一台也没有,引进的自动铺带机国内各单位应用亦不充分。设备最好的空客和哈尔滨飞机公司合建的合资企业“哈飞空客复合材料制造中心”也只允许制造A350XWB舵面结构,且A350于2014年12月才交付第一架飞机,我们还得生产10年、20年。波音787给中国的最大制件也是方向舵(无设计权),我们连个尾翼都不能做,可见国外对中国限制封锁之严。舵面是国外上世纪80年代中期研发过关的,我们又落后了30多年!

其他如以共固化/共胶接为核心的整体成型技术,新型的罐外成型技术(0OA),快速成型的RTM(HPRTM)技术,新型拉挤技术ACP(拉进去的是预浸料不是纤维),厚板固化及其变形控制等技术我们都发展不足。

将来的飞机以复合材料为主而不是金属为主已是不争的事实。原有生产金属飞机的设备正在淘汰和弃用,车铣刨磨钳基本不用,程控数控机床也将不用,铆接、螺接大量减少,这一切空前地改变了航空制造业的传统,航空产业链面临重大重组进程,能否适应这一重大变革必将决定航空制造业的成败兴衰。对此航空工业面临着极大的挑战。对此西方的航空工业正在向大规模生产复合材料制件前进,为此设备和生产手段的更新是不可避免的,投资是巨大的,如欧洲的空客投资3.6亿欧元在德国建成生产A350机身的新厂,英国投4亿英镑在威尔士建设生产A350机翼的新厂。英国甚至要投30亿英镑用于航空航天复合材料项目的建设,投资之巨令人瞠目,我们难以望其项背。民用领域发展复合材料产业这样类似的技术改造也是不可避免的,如汽车制造、风机叶片、舰船等领域。航空复合材料有限公司正在组建,整合原621所和625所的技术力量组建新的公司参与竞争,但进度太慢、资金短缺,影响其发挥作用。我们已经明白关键的核心技术是买不来的,创新能力也是买不来的,只能靠我们自己发展。成本高制约应用发展

先进复合材料成本毕竟较高,是制约其扩大应用发展的主要障碍之一。我们思想上应该牢记:成本下不来,应用上不去。

有鉴于此,西方发达国家近年来纷纷制订低成本的复合材料发展计划,发展低成本的复合材料综合技术。如美国由国防部出面联合工业界于1996年发起并执行一个10年的低成本复合材料计划,即著名的CAI(Composite Afforability Initiative)计划,近年来总结认为取得了巨大成果,并已用在F-35和B787等机型的工程应用中,声称要给出一个设计/制造示范性的转变,要降低总成本的50%。此外美国的各大飞机公司,如波音、洛克希德等也都有自己的低成本计划。欧洲则继TANGO计划后又有ASK计划等,此时要减轻结构重量的30%,节省成本的30%,也是多国多部门联合执行。低成本技术应包括低成本的设计技术、低成本的材料技术、低成本的制造技术。其中核心是低成本的制造技术,因其占了成本的大部份额。以航空航天而言其占约80%的份额,民用则可占60%左右的份额。所以核心是要大力发展低成本的制造技术。这一点对民用领域尤其重要。如汽车领域应用复合材料,笔者认为其成败的关键主要就在于快速成型的低成本制造技术的成功研发。

相比之下我们国内至今没有系统的低成本计划的制定和执行,缺乏系统、深入、具体的研究和实践,远落后于国外的情况,致使航空复合材料产品价格居高不下。复合材料产品的价格最终是按公斤计的,机种不同,具体价格不同,选材不同,制造方法不同等,很难统一给出准确的价格。国外构件一般600-1500美元/公斤,约为4000-10000元人民币/公斤。而我们一般1-1.5万元/公斤,甚至2万元/公斤,军机研制军方不接受,民机研制亦觉成本太高,一再希望少用。我们军用T300级碳纤维3500-4000元/公斤,航天亦大致如此,将开发的经费亦打入其中,简直是在卖缺。成本问题极大地制约甚至扼杀了应用的发展,在民用领域问题将会更突出。成本降不下来,应用上得去吗?

当然,正确看待成本国内也存在问题,国内容易重视一次性投资成本,而忽视了综合成本和全寿命成本。如民机大量应用复合材料,可以大幅减重,省下的重量可多卖座位,可节省燃油,大幅降低运营成本,综合起来看会有经济效益,否则用不起来。再如国内有人发展复合材料耐酸泵,较金属泵肯定贵得多,但不腐蚀寿命长,免去了频繁的更换,总成本反倒低了。成本问题是一个复杂的、综合的问题,必须全面看待。缺乏原始技术创新,创新能力不足 创新是一个民族技术发展的灵魂,事关国民经济发展的命脉,当前国家十分重视和强调,最近李克强总理还在号召“大众创业,万众创新”,但在复合材料技术领域却表现出重视不够,创新能力不足,与外界相比缺乏原始技术创新。

应用发展归根结底是要能不断开发出新的有竞争力的适销对路的产品投放市场获取效益。国内先进复合材料占有60%左右市场份额的是体育休闲用品,世界上60%以上的复合材料体育休闲用品均出自中国大陆。但产品多系台湾转移而来,我们并无自主知识产权,代工的性质效益自然不高。以复合材料自行车而言,目前世界上可有30万辆/年的产量,从车架、车把、车叉、座管到曲柄最后到车圈台湾用27年完成复合材料化的进程,技术含量很高。车及其配件虽然多产自大陆,但我们从未独立完成过一辆复合材料自行车的完整研发。风电至2011年我国已累计装机62364MW,超过美国居世界第一,但复合材料风机叶片却多由国外制作,我们少有自主知识产权。本人早已指出此乃是我国发展复合材料产业的一种“病态”,如今看来“病态”犹存。

目前我国进入碳纤维研发和生产的企业已多达30多家,已建成产能达万吨以上,但2014年的产量仅在3000吨左右,还存在着“有产能无产量,有产量无质量”的情况,产量以后可能还会增加,但若创新的下游产品开发不出来,这些纤维的市场在哪,企业的出路何在?历史的经验早已指明,当纤维供应充足时靠卖纤维是不赚钱的,必须大力开发下游产品。目前国内的产品低端的较多,上档次的较少,技术含量较低,附加值不高。我们要发挥中国人的聪明才智,进行有创造性革新的研发,除占领国内市场外,也要有勇气参加世界市场的竞争。

诚然创新并非易事,在整个复合材料技术领域我们并非完全没有创新,只是创新意识还不强,创新能力还不足,创新产品还不多。在当今世界范围内,先进复合材料的新材料、新工艺、新理论、新方法层出不穷,如果我们跟踪模仿尚不到位何谈创新? 使用保障能力不足,研发不够

使用保障(supportability)是一个结构系统在其寿命期内在规定的环境条件下不受限制地使用所需要的与可能的后勤保障的综合量度。这一概念用于先进复合材料系因军民机上不断扩大应用而由北大西洋公约组织于上世纪80年代中期提出。一旦复合材料应用发展扩大到一定程度,则必然会遇到这个问题。

使用保障的内容主要包括复合材料结构生产和使用中的可检性、可维护性、互换性和可更换性,最重要的是可修理性。当军民用复合材料大量投入使用后,修理问题必然会提到议事日程,修理问题不解决,应用发展必将会受到严重影响,这是不言而喻的。

复合材料结构在制造和使用过程中必然会有各种缺陷和损伤,诸如分层、裂纹、冲击损伤、表面划伤、雷击损伤以及战伤等等。这些都需要修理。以修理技术而言,可包括修理选材、修理方法、修理设备,修理检测和修理设计等诸多方面。国外自上世纪80年代初即已进行了系统研究,现问题已基本获解决,但还在发展研究中。外场修理用的热补仪、便携式无损检测设备等均已成套出售,人员多已完成上岗前的培训和取证,修理规范已完成制订,现正在向数字化、自动化修理前进。复合材料修理实际多是采用胶接补片的方式修理,其既可修理复合材料结构有又可修理金属结构,现世界上金属飞机结构腐蚀、裂纹等多发性故障也多是采用复合材料技术进行修理,故复合材料修理近年来已发展为一门产业。

国内虽然也于上世纪90年代开始研究,但笔者认为还不够完善系统,如修理验证试验只做到静载,疲劳试验则不充分;只进行过小规模的零件修理,未进行过大规模的部件修理和验证,人员培训不到位亦缺乏相应的规范等,故还不能说已解决问题,尚需发展研究。

我们军民用飞机、风机叶片、舰船以及工业用品已部分投入使用,修理问题已经提出,若汽车工业大量使用复合材料,问题更会突显。所以急需加大先进复合材料可检性、可维护性和可修理性的研发力度,提供强有力的后勤使用保障能力,扫清先进复合材料使用中的障碍,才能促进复合材料的应用发展。没有启动回收再利用问题的研究解决

使用到期的复合材料制品和生产加工中产生的边角余料的回收再利用是一个重要的技术问题,事涉产业的可持续发展,是一个战略问题。有鉴于此,该问题已引起世界的普遍关注,并大力开始研究解决。

西方发达国家如英国、美国和日本等已纷纷组建专门的机构研究解决这一问题,并已建起了多个专门的企业从事此项具体工作。如英国Milled Carbon Ltd厂已和波音、空客等建立合作关系,帮他们处理废料。欧洲已组建复合材料回收服务公司(UCRU),解决欧洲复合材料回收和可持续发展问题。英国的回收碳纤维公司(RCF)有2000吨/年的处理能力,已和英国GKN航空公司签订合同回收其废品,近期100吨/年,后会有30%的年增长率。过去回收再利用传统的办法是粉碎、焚烧和掩埋,既不科学又不经济,现在欧洲有些国家如德国等已禁用这些方法。新研究的办法可有高温裂解、溶剂萃取等,旨在将纤维和树脂分开,回收再利用。回收的产品多以短纤维碎料等形式应用,市场有较大需求。因原来的长纤维有14%左右也要切碎,以短纤维形式应用。

飞机制件一般寿命25-28年,风机叶片20-25年,汽车制件寿命更短,一般10-15年,且西方国家已规定到2015年汽车上报废的零件95%以上要可以回收再利用。问题尖锐的摆在了我们面前,回收再利用这一战略问题不解决,势必会影响我国复合材料产事业的发展。

国内回收再利用的问题虽有议论和提出,但迄今为止并无太多的实际行动来启动该问题研究解决,更未见专门从事此产业的企业建立,情况远落后于国外的水平。此处再次谈及此问题,意在引起业界的重视,并希望能有国家相关环保部门的重视和出面,早日动手切实解决问题,为复合材料的应用发展扫清障碍,扩清道路。10 人才短缺,不能满足应用发展的需求

随国内复合材料产事业的发展,对相关专业人才提出了强烈的需求。目前的情况是缺乏掌握现代设计技术和工程制造技术的人才,即人才现状不能满足应用发展的需求。

人才的问题与高校的培养机制有关。多数重点高校设有材料学院,培养了一些材料方面的人才,但鲜有复合材料设计与制造专业。如哈工大、北航、西工大和南航等与航空航天有关的高校普遍没有复合材料设计专业,只有上海的同济大学觉悟较早,几年前其正式开设了复合材料设计专业,但其毕业生很难分到民品部门。国外的情况则与我们有别。笔者有幸曾参访过许多美国、英国、澳大利亚以至台湾的相关重点高校,他们普遍设有复合材料课程,并强调“hands on”动手能力,参加项目亲手做制件。因应复合材料发展的需要他们早就注意了专业人才的培养。

除相关高校正式开课外,利用社会力量进行在职人员的培养也非常必要。回想上世纪80年代中期我在美国波音公司工作时,他们既已开始了相关的专业培训。波音有强大的“培训中心”,春秋两季招生业余培训,列在招生简章第一位的就是复合材料技术培训,报名晚了都参加不上。10多年前我在国内几乎每月都能收到美国复合材料修理办班的通知,培训复合材料修理技术。未雨绸缪,对于人才的培养他们已有预见在先。笔者意见国内应大力加强复合材料技术的在职培训,特别是民用部门人员的培训,以促进复合材料的应用发展。其实国内西工大、哈飞、北京SAMPE支部等单位已开展并坚持了这种培训,作了很好的工作,但深度、广度还不够,生员多来自航空航天部门,应注意扩大民用产业部门技术人员的培训。

以人为本,事在人为。适应复合材料的应用发展,我们必须加大人才的培养力度,培训力度,并采取相应措施,切实践行。结语

应用是硬道理。应用的落后是根本的落后,带标志性的落后。应用上不去,许多具体技术问题就暴露不出来,解决不了,何谈技术进步?因此应用的落后是我国复合材料技术发展的一个瓶颈、一个短板,关键症结所在。革命尚未成功,同志仍需努力。

国家已经认定材料工业是国民经济的基础产业,新材料是材料工业的先导,是重要的战略性新兴产业。明确了新材料是国家七大新兴战略之一,要重点发展新型功能材料、高性能结构材料和先进复合材料。无需多言,我国已是一个复合材料大国,年耗碳纤维一万吨以上,但还不是一个强国,由大国走向强国,我们必须看到问题,找出差距,认清方向,作出切实努力。业界领导和同仁应努力促进应用、促进发展,与世界一起迎接复合材料蓬勃发展的美好明天。

2015年3月25日稿

图1 B787复合材料机翼

图2 大型自动铺丝机干F35中央翼

图3 B787的自动铺带机

图4 A350的自动铺丝系统

图5 复合材料风机叶片

篇3:我国石化行业重点领域发展分析

(1) 行业特点及现存问题

生产规模迅速扩大, 向大型化、规模化发展态势增强。我国炼油工业经过五十多年发展, 已成为世界炼油大国。截至2009年底, 原油一次加工能力达到4.5亿t/a。居世界第二位。截止2009年底.我国拥有炼油厂150多个。规模达到千万吨级的14家, 占总能力37%~40%。

国内油气资源供应紧张, 原油对外依存度不断上升。2009年, 我国原油产量1.89亿吨, 净进口量2.1亿吨, 原油进口依存度达到52.5%, 随着未来炼油能力的进一步快速提高, 原油进口依存度将进一步上升。

成品油总体供需基本平衡, 柴汽比不断提高。我国成品油的生产与消费均保持了较快增长, 供需基本平衡。2009年, 国内柴油、汽油消费比例达到2.07:1, 生产比例为1.96:1。

炼油技术水平获得较快发展。随着我国原油加工能力的提高, 炼油技术水平也取得进步, 依靠自主创新, 我国目前已经掌握了建设千万吨级炼厂的能力。

中小炼油装置开工率不足, 行业集中度亟需提升。国内有150家左右各类炼油企业, 平均规模不足300万吨/年, 一次加工能力低于300万吨/年的企业数量仍有50家左右, 产能占全国总产能的15%左右, 制约了行业整体规模以及装置技术水平的提升。全国炼油装置平均开工率为83%。

地区间供求不平衡的矛盾突出。目前我国成品油消费主要集中于“两洲一湾”及中部地区, 成品油的物流流向呈现“西油东进、北油南运”的市场格局。

(2) 未来趋势与发展潜力

炼油能力总体过剩的趋势将不可避免。根据成品油消费量与GDP增长率弹性系数等综合测算.“十二五”期间国内炼油能力将在现有基础上增加1.35亿吨/年, 达到556亿吨/年。但根据炼油实际新增产能测算, 2015年炼油能力将高达7.25亿吨左右。

原油进口依存度持续增加。根据测算, 2015年我国原油进口依存度将逼近60%, 原油资源不足仍然是制约国内炼油行业发展的主要因素。

2. 乙烯工业

(1) 主要特点及现存问题

乙烯生产消费稳定增加, 市场仍有较大缺口。2009年国内共有21家乙烯生产企业, 25套生产装置, 生产能力1222.5万吨/年, 产量1069.7万吨, 装置整体开工率很高。2009年国内乙烯当量消费量达到2400万吨, 国内自给率仅为45%。

产业集中度提高, 大型化目标正在实现。2009年我国乙烯生产企业平均装置规模提高到50万吨/年, 已接近世界平均水平。

技术水平明显提高。我国乙烯装置综合能耗有明显下降, 新建大型乙烯设计指标基本达到同期国际先进水平。乙烯、丙烯下游采用先进技术建设了多套具有世界级规模的石化装置。

国产化取得突破性进展。乙烯关键设备国产化水平大大提高, 并首次实现了乙烯成套技术和工程设计总承包的国产化突破。

乙烯原料优化与供应问题尚未完全解决。国内新增乙烯产能的原料以石脑油为主, 原料虽可做到相对优质, 但不廉价。尽管我国大部分乙烯装置实现了与炼油的一体化, 但相对于乙烯规模, 目前所配套的炼油能力普遍偏小。

在国际化竞争中处于相对波动的地位。在全球一体化的竞争中, 针对国外产品的冲击进行有效抵御的能力较弱。特别是拥有廉价乙烯原料的中东地区乙烯工业迅速崛起, 将成为我国乙烯行业最大的竞争对手。

主要下游产品结构性矛盾仍较为突出。虽然在解决大宗初级产品供应方面取得了显著的成绩, 但没有完全实现产品升级的要求, 产品差异化程度比较低, 中高端产品市场仍以进口为主;很多专用合成材料的专有技术被国外企业垄断, 国内企业难以获取。

(2) 未来趋势与发展潜力

国内乙烯当量自给率将提高, 但仍保持较大缺口。预计到2010年国内乙烯生产能力将达到约1470万吨/年, 到2015年将达到2000万~2300万吨/年, 自给能力将有较大提高, 当量消费自给率提高到70%左右, 但供不足需的状态会长期存在。

上下游一体化、基地化的建设模式更上新台阶。石化装置上下游配套特点突出, 一体化和基地化建设是未来我国乙烯工业发展的主题, 目前我国已基本完成自沿海地区到中西部地区乙烯基地的布局, 但是一体化规模和方案尚有较大潜力可挖。

原料路线进一步向多元化发展。近年来我国已经开发并应用了多种原料制烯烃技术, 其中包括MTO/MTP、CPP等技术。

下游领域仍拥有较大发展。空间。“十二五”期间, 我国合成材料的市场规模将进一步加大, 新技术应用将进一步增加。预计2015年国内合成树脂需求量为5840万吨, “十二五”期间年均增速5.9%;合成纤维需求量达到3250万吨, 年均增速5.2%;合成橡胶需求量达到390万吨, 年均增速5.4%。

(3) 产业结构调整重点

进一步扩大装置规模至世界领先水平。目前, 全球最大乙烯装置规模达到130万t/a。且中东正在建设150万t/a生产装置。目前, 国内新建设乙烯项目则按照准人政策规模均超过80万t/a。今后规划和新建乙烯装置规模均应达到100万t/a以上, 到2015年, 国内乙烯装置平均规模达到60万t/a以上。

着重向大型化、一体化和基地化发展。新建设的乙烯装置应有充足优化的原料供应为保证, 100万t/a乙烯装置应有大于1200万t/a的炼油装置配套。向“炼油——乙烯——芳烃——动力”深度集成的一体化模式发展, 相应炼油规模应达到l500万~2000万t/a以上。

调整下游产品结构, 向高端产品发展。鼓励具有延伸产业特色的乙烯产品加工方案, 发展高端下游产品, 规避海外产品竞争。

全面提高乙烯装置经济技术指标。

3. 乙烯下游行业

(1) 合成树脂:加快发展国内供不应求的高端专用树脂、功能性树脂和复合材料。大力推动新型特种合成材料的开发和生产, 包括ABS树脂、聚碳酸酯、特种工程塑料、新型硅氟材料、氯化聚合物、聚氨酯、可降解材料等。

(2) 合成橡胶:加快发展目前国内紧缺的丁基橡胶 (特别是卤化丁基橡胶) 、乙丙橡胶及丁腈橡胶。加快异戊橡胶的开发, 争取尽早实现工业化和产业化。提高苯乙烯一异戌二烯一苯乙烯嵌段共聚物橡胶 (SIS) 、氢化丁苯热塑性橡胶等SBS高档产品的比例。加快发展氟硅橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚硫橡胶等特种橡胶品种。提高粉末橡胶、液体橡胶等专用品种的产量。丁苯橡胶、丁二烯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等传统产品, 应根据市场需求, 发展具有特殊用途的新产品。

(3) 合成纤维:重点发展高附加值的差别化纤维, 提高功能性纤维的比例。加快己内酰胺、丙烯腈、乙二醇等单体生产装置进行改造和扩建, 提高合成纤维原料供给率;提高PX和PTA的生产能力;力争自给率分别达到85%和80%左右。大力发展碳纤维、芳纶、高强度聚乙烯纤维等特种合成纤维, 研发PTT纤维并推动其配套的1, 3-丙二醇的产业化进程。

(4) 有机原料:加快发展对外依存度较大的产品, 鼓励采用高效率、低污染和清洁工艺, 对传统工艺进行改造和提升。重点发展的产品包括丁/辛醇、苯酚/丙酮、MIBK、苯乙烯、环氧丙烷、环氧氯丙烷、双酚A、己二胺、己二腈、TDI、MDI等。

4. 煤化工

(1) 行业特点及现存问题

传统煤化工产业已进入成熟期。以石油替代为目标的新型煤化工产业全面起步。由于国内缺油、少气、富煤的资源禀赋, 传统煤化工已有很长的发展历史。我国是世界上最大的煤化工生产国, 是世界上大的煤制合成氨、煤制甲醇、电石和焦炭生产国, 也是唯一的大规模采用电石法路线生产聚氯乙烯的国家。新型煤化工产业是以先进煤气化为龙头, 生产以替代石油化工产品和成品油的能源化工产业。目前, 多个煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇等新型煤化工示范工程正顺利推进, 新型煤化工产业正在步入产业化轨道。

新型煤化工技术的开发、应用取得显著进展。近年来, 我国煤化工行业逐步摆脱了单一引进技术的现状, 自主知识产权技术蓬勃发展, 部分领域的技术开发和产业化取得了全球领先地位。

长期粗放、过热发展积累的矛盾突出。甲醇、焦炭、电石等传统煤化工产品产能过剩严重, 竞争力较差的产能比例偏高, 开工率普遍较低, 譬如年产量不到10万t的甲醇企业约占全国总产量的37.7%;原料路线不尽合理;产品结构雷同, 初级产品多, 深加工产品少;整体技术、装备水平偏低, 资源和能源消耗大;平均规模较小, 呈现小而散态势。

水资源与环境条件成为主要制约因素。我国缺水, 且水资源与煤炭资源呈逆向分布。目前, 水资源的制约已经对我国煤炭生产产生了显著影响, 对环境和生态的负面影响也成为了突出问题。碳排放和利用问题将成为制约因素。

生产与市场分离, 运输物流成本较高。我国煤资源主要分布在中西部地区, 市场消费能力低, 而石化、能源产品市场主力市场在东部, 绝大部分产品要远销东部地区。

能源替代类产品使用不够规范, 缺乏标准。国家有关部门针对甲醇等煤基替代能源产品出台了宏观政策予以支持, 但进入具体操作层面, 仍然缺乏具体指导性的规范和标准。

投资强度大, 投入产出比低。大型煤化工是资金密集的产业, 需配套大量基础设施投资, 投资强度较大。

(2) 未来趋势与发展潜力

煤炭资源支撑条件相对较好, 分布相对集中, 我国煤炭产量约占世界总产量的40%, 煤炭资源储量丰富, 分布面主要特点是“北多南少、西多东少”, 且煤种齐全。

新型煤化工产品的市场空间与竞争力:我国能源短缺.以煤制油和煤制天然气为代表的煤基新能源行业在我国有较好的市场前景, 但是前者有经济竞争力问题, 后者需要考虑网络建设的问题;煤制二甲醚近年来在我国新增产能较大, 但市场空间有限, 在今后一段时间内将呈现较严重的过剩局面;石化产品在我国还有较大的市场需求空间, 加之技术上的突破, 煤制烯烃在我国部分地区将有发展机会。煤制乙二醇在充分研究其竞争力的基础上, 再确定发展机会。

(3) 结构布局重点任务

推动与完善新型煤化工示范工程;加强煤炭和水资源的综合使用管理;加大优化传统产能力度, 淘汰落后产能;大力发展循环经济, 实现节能减排目标;建立煤化工技术支撑体系;加快相关标准和法规制定。

5. 化肥

(1) 行业特点及现存问题

产品结构明显改善。我国化肥工业在产能稳步增长的同时, 品种结构明显改善, 高浓度化肥和复合肥比重显著提高。尿素、磷铵由大量进口转为自给有余, 钾肥自给率迅速提高。复合肥料快速发展。

农用施肥需求保持较高水平。我国农用化肥消费量从1980年的1269万t, 增加到2009年的6522万t, 29年间年均增加180万t, 化肥消费总量位居世界第一。未来我国将长期采用较高的化肥投入和维持农业高产的基本策略。

长期依赖政策扶持, 整体竞争力不强。我国发展化肥工业的条件并不优越, 化肥产能居世界第一, 能够实现氮肥、磷肥基本自给, 主要是政策扶持的结果。

原料条件较差。结构调整任重道远。我国主要化肥生产原料“丰而不优、丰而不富、少而不精”。天然气短缺, 原料煤 (无烟块煤) 价格上涨迅速;磷矿品位低, 硫资源对外依存度大;至今没有具有工业开采价值的固体钾资源, 盐湖远离钾肥消费市场, 运输费用高。

产业集中度偏低, 整体技术水平不高。目前, 全国合成氨企业有500多家, 前十大企业产量仅占全国总产量的12.8%。我国目前化肥工业整体水平仅相当于20世纪90年代的国际水平, 与国外相比还有一定差距。

产业布局尚需完善, 产品性能有待提高。由于布局不合理, 存在原料产地产品大量调入、原料大量调出的现象。现有化肥品种还不能完全满足农业生产的需要。

国际化肥工业格局变化对我国化肥产业有影响。基础肥料向生产成本较低的资源地转移是国际化肥工业发展趋势。天然气产地发展氮肥的积极性提升, 国际市场有可能再次形成尿素供大于求的局面。受原料成本和运输费用增加的影响.国际磷肥市场跨区贸易量低迷, 我国产品在亚洲具有一定竞争力。“十二五”期间世界钾肥生产能力继续增长, 但供应依然偏紧, 有利于国内钾肥工业发展。

(2) 未来趋势与发展潜力

资源约束将是化肥工业发展面临的长期矛盾。

天然气:化肥对天然气价格承受力较低。若无政策支持。天然气会优先流向其它行业。

煤炭:价格上涨较快.无烟块煤产地集中, 运输困难, 价格高出烟煤一倍以上。

磷矿:国内现有磷富矿资源保障年限不足10年, 迫切需要大力发展中低品位磷矿选矿技术和中低品位磷矿制酸技术。

硫资源:预计2015年我国硫资源需求量达到2 200万t, 届时仍需进口650万t, 进口依存度30%左右。

钾矿:青海盐湖、新疆罗布泊等钾矿资源的开发可以提高钾资源自给率.但钾资源短缺局面仍难以扭转, 必须加大“走出去”步伐。

国内化肥需求量仍将持续较快增长。人民生活水平提高、人口总量持续增长、城镇化和工业化的发展等均将加快化肥需求增长。

(3) 产业结构调整重点

继续保持整体自给有余。其中, 氮肥、磷肥完全自给, 并有一定出口;钾肥自给率大于50%;复混肥立足国内, 基本满足科学施肥的需要。

进一步提高产业集中程度。通过企业整合和重组, 以及大型化肥基地建设, 促进基础肥料向优势企业集中, 提高化肥产业集中度。到2015年。氮肥企业数量减少到200家以下, 大中型企业产能比重达到80%以上;磷肥企业数量减少到150家以下, 大型磷肥企业产能比重达到70%以上;支持中小化肥企业由基础肥料生产向肥料二次加工转移, 配合农化服务, 生产面向当地的专用肥。

加强自主创新。促进技术水平升级。大力提高化肥工业的工艺和装置水平, 建立技术装备研发、制造、使用“三位一体”市场化运作体系;加强化肥工业原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新, 不断提高自主创新能力.采用高新技术和先进适用技术改造提升化肥工业。到2015年, 使我国化肥工业整体技术水平基本达到同期国际水平。

通过原料路线改造, 提高氮肥生产竞争力。加大氮肥企业原料及动力结构调整力度, 采用水煤浆气化、加压粉煤气化等技术, 对30个30万t/a以上合成氨企业进行原料结构调整。同时, 对企业动力系统进行改造, 提高900万t/a合成氨产能的竞争能力。

继续实施化肥产品结构调整。在继续完善高浓度基础化肥产品——尿素、磷铵、氯化钾和硫酸钾 (镁) 产品的基础上, 适度发展硝基肥料、熔融钙镁肥料等多元肥料品种。鼓励发展按配方施肥要求的复混肥、缓控释肥、生物化肥等高端产品和专用肥料。到2015年.高浓度化肥产量比重提高到80%.尿素占氮肥的比重达到70%左右, 磷铵占磷肥的比重60%左右, 无氯钾肥满足国内要求。

合理施用化肥产品, 提高肥料利用率。加强肥料施用管理。充分利用有机肥料资源, 合理施用化肥产品。积极研究开发有机肥积、制、保、用新技术。推广使用缓控释肥料和掺混肥料。推动科学施肥。开展测土配方施肥, 鼓励推广深施和灌溉施肥等方法, 提高肥料利用率, 减少施肥对环境影响。

全面提升化肥工业环保水平。在化肥生产环节。推广清洁生产工艺, 采用优势产能替代落后产能, 提高资源利用效率。在综合利用环节, 对化肥生产过程排放物进行综合利用, 实现废弃物减量化和资源化。在化肥使用环节, 大力提倡科学施肥, 提高肥料利用率, 减少资源浪费和环境污染。

进一步优化产业布局。促进基础肥料进一步向资源产地转移。二次加工产品向消费区域集中。

6. 农药

(1) 行业特点及现存问题

我国已成为世界农药生产大国。我国农药工业经过多年的发展, 已形成较为完整的工业体系, 现有生产企业l800多家, 2009年农药总产量达到226万t, 可生产300多个品种。目前, 我国农药产量处于世界前列。

产品结构得到优化, 尚需进一步调整。通过实施高毒农药的替代和转产专项, 高效、安全、环境友好型新品种所占比例得到了明显的提升, 使得农药产品结构得到了很大改善。但是, 高毒农药品种仍需进一步削减和替代;特殊用途杀菌剂还相对较少;部分除草剂产能仍严重过剩;农药制剂开发能力较弱。剂型结构不合理。

企业规模不断扩大, 产业结构有所改善。在国家产业政策的引导下, 农药企业准入门槛不断提高, 新建农药生产企业规模不断扩大。随着环保、安全生产的要求日益严格, 以及市场竞争日趋激烈, 推动了农药企业兼并重组、股份制改造的步伐。但是, 企业多、小、散的问题尚未根本解决, 目前仍有农药原药生产企业500多家, 农药行业至今尚没有具有国际竞争能力的龙头企业。

农药出口结构得到改善。过去农药出口以低附加值的原药产品为主, 近年来高附加值农药制剂产品的出口量增加较多, 并开始进入欧美等高端市场。

技术创新取得一定成绩, 但是自主创新能力仍然较弱, 技术装备水平低。在国家科技计划支持下, 已经建成了南、北两个国家农药创制中心, 创制了一批具有自主知识产权的农药新品种, 并取得了国内外专利。但是, 我国只有少数企业在个别产品生产中实现了连续化、自动化, 大多数企业仍然以手动控制为主, 产能的增加也大多是低水平重复。

对特殊污染物缺乏有效处理手段。我国大部分原药生产企业不具备有效处理特殊污染物的能力。

农药出口的非贸易壁垒增多。发达国家设置了一系列的非贸易壁垒, 如农药残留标准、农药产品技术标准和反倾销调查等, 对我国农药出口造成了很大的影响。

(2) 未来趋势与发展潜力

我国农业经济的发展为农药工业带来的机遇:国家高度重视“三农”问题, 制定了粮食生产持续稳定发展的长效机制, 将促进我国农药向高效、安全、经济和环境友好的方向发展。

全球农药市场仍具较大空间:预计到2015年世界农药销售额将达到350亿美元。南美、东南亚及东欧国家将成为重要的农药新兴消费市场, 给我国农药企业提供较大发展空间。

国际市场上面临更大的竞争压力:我国农药生产企业规模小、产业集中度低, 尚没有一家企业进入国际农药前20位, 不能支撑高额的创制费用及国际市场开发, 缺乏国际竞争能力。

环境保护与健康要求日益提高:随着人们环境意识的不断提高, 我国各项环保法律法规对环境保护的要求越来越严格, 对农药生产过程中“三废”排放和农产品中农药残留的监管力度加大。

知识产权保护意识增强:国内企业知识产权保护意识明显增强, 对农药生产工艺技术和组合物的专利申请将大幅度增加。

(3) 产业结构调整重点

“十二五”期间农药工业的结构调整任务:一是扶持自主创新体系构建, 提升技术装备水平;二是淘汰落后产能, 制止低水平重复建设;三是推行清洁生产, 实现产业“绿色”化;四是完善政策法规, 加强行业管理和宏观调控;五是加强环保治理, 推行“责任关怀”准则。

着力推进农药产业组织结构调整。通过兼并、重组、股份制改造等方式组建大型农药企业集团, 实现企业大规模、多品种、国际化。推动和培育企业形成具有特色和国际竞争力的企业。淘汰管理水平低、装备落后、规模小、污染严重的小企业, 使农药生产进一步集中。到2015年, 农药原药生产企业由500家缩减到300家左右, 培育二三个具有国际竞争力的大型企业集团。

优化产品结构, 重点发展高效、安全, 环境友好的品种。在保持总量略有增长的情况下, 继续实施农药产品结构调整, 满足农业生产需求。力争到2015年, 杀虫剂、杀菌剂和除草剂产量的比例调整为45:15:40, 高效、安全、经济和环境友好的新品种占总产量的50%以上, 高毒、高残留品种的产量降至农药总产量的3%以下。积极开拓非农业用农药市场, 使农药产品结构更趋合理。

优化区域布局, 优化资源配置。促进农药原药生产向工业园区或化工聚集区转移, 制剂加工向交通便捷、靠近市场的区域转移。“十二五”期间, 根据市场和资源条件, 在沿海、沿江地区建成三五个生产企业集中、配套设施齐全、管理水平较高的专业的农药工业园区, 形成具有国际竞争力的产业集群。

7. 新材料

(1) 行业特点及现存问题

近10年得到快速发展, 国内自给率显著提高。2009年, 我国化工新材料国内市场销售额突破1000亿元, 国内化工新材料工业产值约为400亿元, 整体市场自给率约为40%。目前, 中低档产品已基本实现国产化, 而且已开始少量出口。

难以满足细分市场要求, 高端产品仍依赖进口。2009年底我国有机硅生产能力突破100万t/a, 有机硅单体不仅可以实现自给, 而且还有出口。我国已发展成为初级氟化工产品的生产大国和出口大国, 并已在聚四氟乙烯等氟化工深加工产品领域取得突破, 但在既保护臭氧层又没有温室效应的新型氟烷烃领域, 我国与发达国家相比仍有很大差距。五大通用工程塑料均已建成工业化装置, 而特种工程塑料多数处于生产开发和应用研究阶段, 国内市场主要为进口产品占据。

技术装备水平有待提升。化工新材料生产设备专业性较强, 在得不到国外先进技术的同时, 也难以采购到先进的生产设备。

企业规模小, 产业集中度低。我国化工新材料产业存在的问题之一是企业规模小, 产业集中度低, 低水平重复建设现象严重, 从而造成资源浪费和过度竞争, 不利于产业的长期健康发展。

国外公司大举进人国内市场。为了长期占有我国这一不可多得的市场, 国外生产商纷纷到我国投资建厂。虽然有利于国内新材料供应能力的提高, 但也对相对弱小、正处于成长期的国内企业提出了挑战。

(2) 未来趋势与发展潜力

我国化工新材料产业将保持快速发展。长期来看, 国内生产技术的开发和产业化任务艰巨。有机硅国内外市场继续快速发展, 单体出口量持续扩大。有机氟材料性能独特, 应用领域不断增加。工程塑料的市场仍有较大发展潜力。高性能纤维新品种叠出, 市场将长期保持高速增长。功能高分子材料品种繁多。应用领域广泛。复合材料发展迅速, 市场前景广阔。

新材料作为提升经济发展质量所不可缺少的配套原材料, 已被列为我国“战略性新兴产业”的重要组成内容。“十二五”期间。化工新材料的总体发展目标是:加大发展力度, 增加有效供给, 提升市场满足率, 完善优化产业内部结构。到2015年, 化工新材料的产值力争达到l200亿元, 国内市场自给率达到60%以上。

(3) 产业结构调整重点

根据行业特点, 调整结构时注意以下四点:一是加大对高新技术产业化进程的政策支持;二是限制稀缺资源和资源密集型初级产品的出口;三是加强对CDM (碳交易) 项目的统筹, 指导企业交易行为;四是鼓励企业进行跨地区兼并重组, 形成具有行业领导力的企业。

严格执行产业政策, 保证有效供应。严格执行国家有关产业政策, 提高准入门槛, 淘汰技术落后、资源消耗过高、污染严重的装置。“十二五”期间。工程塑料生产能力需增加约81万t/a, 力求到2015年总产能达到220万t/a, 总产量达到169万t。

重点发展下游产业, 促使上下游平衡发展。扩大下游有机硅、有机氟的生产规模, 尤其是国内需求量增长较快的氟精细化学品和新型氟树脂、氟利昂替代产品, 丰富产品品种, 优化产品结构。以市场为导向, 发展适销对路的工程塑料品种和牌号。

提高技术装备水平, 促进规模和运行稳定性的提高。进一步加强国内设备的开发工作, 提高单体合成的装备水平, 促进安全高效生产。

大力发展循环经济, 提高资源利用效率。提高副产物利用和处理率, 包括一甲基三氯硅烷 (一甲) 、三甲基氯硅烷 (三甲) 、一甲基二氯硅烷、高沸物, 以及氯化氢等。

建设原料基地, 保障原料供应。根据2015年国内有机硅单体的生产规模, 化学硅的需要量在50万L/a左右, 应积极开发工业硅提纯技术, 同时在木炭资源比较充足的地区建设化学级硅块生产基地。加强自主创新, 重视科技成果转化:要实现科技、生产、使用“三结合”, 加强自主创新, 加快新技术的推广应用, 重点解决好科技成果的工程化、产业化问题, 实现产品的升级换代, 增强企业竞争能力, 提高经济效益。

8. 精细化工

(1) 行业特点及现存问题

我国精细化工产品的自我供应能力已有了大幅度的提升, 传统精细化工产品不仅自给有余, 而且大量出口;新领域精细化工产品的整体市场自给率达到70%左右。一些产品在国际市场上具有较大的影响力。

精细化学品仍难以满足细分市场需求。目前国内精细化工产业虽具备了较大规模的生产能力, 但产品尚难以满足细分市场需求。以中低档产品为主, 难以满足高端市场要求, 以电子化学品为代表的高端精细化学品严重依赖进口。

新技术和新产品研发能力不足。虽然我国已具备了一定的自我发展能力, 但在快速变化的市场面前, 我国的研发力量还是很不足, 基础性研究薄弱已成为我国开发精细化工的新技术和新产品的重要制约因素。

环保和安全法规日益严格。欧美发达国家利用自身的技术优势, 以保护环境和提高产品安全性为由, 陆续实施了一批新的条例和标准;与此同时, 我国也在不断加大与人民生活息息相关的工业品的安全管理力度和提高安全标准。

(2) 未来趋势与发展潜力

国家经济结构转型带来机遇。“十二五”将是我国经济结构的重要转折期, 要求将高消耗型转为“节约型”, 将高污染型转为“清洁型”。预计到2015年, 我国精细化工的产值将达到16000亿元, 比2008年增长一倍, 进人世界精细化工大国和强国之列。

兼顾总量扩大和产品结构优化。对于传统精细化工行业, 发展重点在于优化产品结构, 总量不宜过快增长;对于新领域精细化工行业, 发展需兼顾扩大总量和优化产品结构。在优化产品结构的同时, 优化企业结构, 提高产业集中度。

新型精细化工领域仍将是投资重点。“十二五”期间, 我国精细化工产品的需求将保持稳定的增长态势, 特别是功能涂料及水性涂料、染料新品种及其产业化技术、重要化工中间体绿色合成技术及新品种、电子化学品、高性能水处理化学品、功能型食品添加剂、高性能环保型阻燃剂、高性能橡塑助剂等都将成为精细化工技术开发和产业化的重点。

(3) 产业结构调整重点

产业结构调整的重点一是进一步加强市场监管, 为产业升级营造良好的市场环境;二是引进与自主创新相结合, 推动产业技术水平提高;三是坚持清洁、安全的发展思路。

以市场需求为导向, 以技术创新和产品创新为主要手段, 进一步提升我国精细化工产业自我发展的能力, 加快产业结构升级调整, 缩小与发达国家的差距, 大力发展市场需要的高性能产品。进一步提升产品的自足率。到2015年, 精细化工的产值超过16000亿元, 国内市场自给率保证80%以上, 初步实现精细化工产业强国的目标。“十二五”期间, 精细化工产业要加大对涂料、染料、胶粘剂等传统领域的结构调整和优化升级, 重点做好电子化学品、食品添加剂、饲料添加剂、水处理化学品等新型精细化工的发展工作, 同时大力开发生物精细化工领域的新产品和新技术。

9. 其他行业

氯碱:调整产品结构, 继续提高离子膜法烧碱产能比例和鼓励发展乙烯氧氯化法生产聚氯乙烯, 推动烧碱用离子膜的国产化进程, 开发高附加值的耗碱、耗氯产品。加快技术进步, 研发新型分子筛催化剂和无汞催化剂, 推广干法乙炔、新型干法水泥、低汞触媒、新型电解槽等先进技术。调整产业布局, 引导企业向资源优势地区转移, 形成若干煤、电、盐、碱联产的大型氯碱基地。提倡热电联产, 提高能源利用效率。

纯碱:严格行业准入条件, 限制产能无序扩张, 东部沿海地区不再增加纯碱产能。加快产品结构调整, 争取到2015年, 重质纯碱和干燥氯化铵的产能比例分别超过60%和80%, 氨碱、联碱产能比例接近l:l。推动技术进步, 加快节能减排改造, 提高行业清洁生产水平。调整产业布局, 促进东中西部协调发展。

硫酸:调整技术结构, 限制进口硫磺制酸的盲目发展。加快技术进步, 推广磷石膏制酸、低温位热能回收利用、酸洗净化等先进技术, 淘汰水洗净化工艺。提高硫铁矿废渣、高硫煤中硫资源的利用水平, 提高国产催化剂的质量, 丰富催化剂产品种类。

轮胎及橡胶制品:进一步限制斜交胎的发展, 积极扶持高性能、节能、安全、环保轮胎的发展。继续提高载重子午胎、工程子午胎产量和无内胎载重子午胎、轻载和国产轿车子午胎以及低断面、扁平化、大轮辋高性能轿车子午胎的比例, 发展航空轮胎、大型工程子午胎等高端产品。鼓励企业兼并重组、做大做强, 争取到2015年, 轮胎子午化率提高到85%。胶管胶带要向安全、节能、环保、集团化和国际化的方向发展, 争取在5年内有国内企业进人世界非轮胎企业50强。

橡胶制品要形成为汽车等高技术产业配套服务、全面协调发展的产业格局。乳胶行业要遏制盲目投资, 淘汰落后产能, 提高生产集中度, 优化乳胶制品出口环境。胶鞋行业要调结构、上水平, 由数量型增长向质量效益型转变。

篇4:我国食品领域的发展概况及分析

【关键词】食品;技术;功能性;传统;创新

(一)食品领域的简介

民以食为天,这句话流传已久,却也言之有理。人类的生存离不开食品。随着人民生活水平大大提高,人们对于食品的需求也在不断提高,不再仅仅停留于将食品用于果腹的基础阶段,而是上升到需要合适口感、营养健康的食品来给身体注入动力的高度。快节奏的现代社会中,某些时候,方便营养的即食食品也是不可或缺的。这些需求都促进食品领域蓬勃发展。

曾经有一段时期,食品领域被定位为家庭作坊的模式;而随着社会进步,科技发展,食品领域日新月异,日趋产业化、工业化,企业规模也逐渐庞大。现今,食品工业已变成国民经济的主要组成部分之一,它的发展不仅与大众生活息息相关,而且也成为衡量国家经济水平的重要指标。当然,食品领域的发展伴随着现代科技的进步,食品领域的发展核心在于创新。

食品领域里也有许多著名的公司,例如雀巢公司、可口可乐公司、中粮公司,这些公司属于世界500强之列。食品领域的发展一直稳中有升。据有关数据显示,2012年,在我国工业普遍低迷的大环境下,食品工业仍取得约20%的增长,实现工业总产值超过6万亿元,已成为名副其实的第一支柱产业。

食品领域的崛起与现代技术的发展密不可分。新产品与新技术的研究和开发利用,使食品工业产品的种类、产量和质量都有了显著的提高。从我国的国情来谈,我国食品工业底子薄,远远不能适应不断提高的生活要求,因此就需要积极挖掘科学技术的先导作用,利用现代科技进行改造生产以满足更高的需求。换而言之,创新是我国食品领域发展的方向。

(二)食品领域的创新亮点

目前,现代化技术在食品领域的应用以及功能保健型食品的开发研究是食品界创新的两大亮点。

现代化技术包括生物技术、辐照技术、纳米技术等。

生物技术在食品领域中的应用可谓历史悠久,人类早在古代就巧妙地利用微生物进行酿造工艺,例如制醋、制酱、酿酒等。而今,利用现代生物技术可以改善食品品质,例如使转基因番茄具有抑制聚半乳糖醛酸酶活性,控制番茄的成熟,能延长番茄的储存期。利用细胞工程技术可以生产生物来源的天然食品或天然食品添加剂。生物酶工程加快了新酶源的开发,使功能性食品添加剂,如营养强化剂,低热量的甜味剂、食用纤维和脂肪替代品等得到迅速发展。而酶制剂保鲜技术则是利用酶的催化作用,防止或消除外界环境因素对食品品质的不良影响,从而保持食品原有风味。

食品辐照技术是一项新兴的食品保藏技术,该项技术是利用射线照射食品,以延迟新鲜食物某些生理过程的发展,或对食品进行杀菌、杀虫、防霉等处理,达到保鲜目的。食品辐照技术的优点有无污染、易操作、节省能源。

纳米技术是高尖端的物理学技术,在食品领域应用很广,主要涉及食品包装、食品加工和食品检测等领域。经纳米复合的尼龙薄膜具有更强的阻隔性和透明度,是新型食品包装材料。纳米微胶囊技术以安全无毒的天然材料为基础,经一定处理,在其自组或重组过程中形成微胶囊,这种纳米微胶囊可以经pH和温度等达到控制释放。纳米乳化剂在食品工业中还可以起到良好的去污效果。此外,纳米技术也能用于过滤技术,牛奶经过纳米过滤器,可以滤出细菌等杂质。而且,纳米传感器以其特有的体积效应、表面效应和量子尺寸效应,在食品的特异性检测及快速分析上具有巨大的应用前景。

功能性食品一般定义为具有营养功能、感觉功能和调节生理活动功能的食品。随着社会的进步和发展,人类健康已成为关注焦点。目前,国际上食品研究的热点和发展趋势是研究食物的功能成分和开发功能食品。近期,活跃的海外功能性食品市场有三大特点:一是低脂、低热量、低胆固醇的保健食品品种居多,销售量较大;二是植物性食品倍受青睐,中草药、保健茶在海外新兴发展;三是工艺领先、高新技术制备、产品纯度和性能都可圈可点,剂型一般为软胶囊、片剂,易于吸收的运动饮料也颇为流行。据有关数据分析,全球来说,第3代功能性食品占整个食品销售额的一半,达到2000亿美元之多。

每个国家在研究功能性食品的侧重各有不同。美国着力开发第3代功能性食品,主要的品种有医药类例如辅酶Q10、深海鱼油类、维生素类、矿物质类和蜂产品类例如蜂胶。日本特别重视开发益生菌、益生元和合生元这类产品。我国60%的产品功能集中在抗疲劳、免疫调节和调节血脂3项,在使用原料方面,我国应用最多的维生素是C、D、E,应用最多的微量元素是钙、铁、锌,应用最多的植物类提取成分有原花青素、大豆异黄酮、银杏提取物;采用的主要中药原料有首乌、阿胶、绞股蓝、枇杷叶、西洋参、虫草、当归、枸杞等。人参、林蛙、银杏、红景天、鹿茸等也被积极研究发掘提取营养成分。

(三)传统食品的发展

我国传统食品是中华饮食源远流长至今的瑰宝,具有独特而丰富的中华文化特色内涵,更具有无法衡量的文化价值。随着现代食品工业的飞速发展,我国传统食品的发展受到了严峻的挑战。由于对传统食品的保护意思不强、传统食品的生产方法较为原始、现代化程度偏低,再加上其他因素制约,传统食品的改革需求迫在眉睫。传统食品需要现代科技的辅佐,才能维持其永久活力,并将之发扬光大。

(四)食品领域的未来展望

我国食品领域的未来发展方向是充分发扬合理的膳食传统,重点保护极具地域特色的膳食形式,适当采纳优良的国外膳食结构,创新繁荣我国食品领域,全面升高营养科技水平,目标是建立以营养需求为导向的现代食物产业体系。为了实现这一目标,核心手段就是在传承的基础上不断创新。

参考文献

[1]李里特.中国传统食品的科学与价值[J].食品科技,2004(1):8~11.

[2]熊双丽.功能性食品的发展及研究新动向[J].安徽农业科学,2009,35(10):3356~3357.

[3]许新德,徐尔尼,高荫榆.生物技术在食品领域中的应用[J].食品工业科技,1999,20(4):68-70.

作者简介

篇5:我国新材料领域发展

生物医用材料市场重点发展领域分析

生物医用材料是指一类区别于传统材料、人体必需又安全无害的具有特殊性能的材料。医用材料在人体植入体和组织修复等方面具有广泛的应用。2016年出台的《“十三五”科技创新规划》第五章“构建具有国际竞争力的现代产业技术体系”中明确指出要大力发展新材料技术和先进高效生物技术。

在生物医用材料方向,指出以组织替代、功能修复、智能调控为方向,加快3D生物打印、材料表面生物功能化及改性、新一代生物材料检验评价方法等关键技术突破,重点布局可组织诱导生物医用材料、组织工程产品、新一代植介入医疗器械、人工器官等重大战略性产品,提升医用级基础原材料的标准,构建新一代生物医用材料产品创新链,提升生物医用材料产业竞争力。从规划内容不难看出,本次规划的重点主要集中在植介入器械、组织修复材料和前沿新技术三个大方向。

在国家科技政策和计划资助下,我国生物医用材料已取得了长足进步,生物医用材料目前在医学领域的应用和研究热点主要集中在骨科仿骨植入体(包括创伤类产品、脊柱类产品、人工关节产品、运动医学类产品、神经外科产品等)、植入和介入器械(包括人工心脏、心脏瓣膜、起搏器、封堵器、支架、介入导管和导丝、人工血管等)、金属和陶瓷等高分子材料(包括种植牙、义齿、3D打印、口腔修复等)、组织工程和再生医学(包括器官移植、人工器官、杂化人工器官和组织重建等)、高新技术和矫形领域。

1、骨科植入物市场

骨科植入物是骨肌系统治疗的方式之一,植入物的主要功能是全部或者部分替代人体关节、骨骼或肌肉骨骼系统。骨科植入市场中最常用到的三个产品类别为:关节植入物、脊柱植入物、创伤植入物,其2016年全球市场占比可参考下图。

图表 2016年全球骨科植入物销售额

单位:亿美元

数据来源:GBI Research 根据中投顾问发布的《2017-2021年中国生物医用材料行业投资分析及前景预测报告》调查数据,中国的骨科植入物市场规模在2015年达到166亿元,预计到2017年将达到218亿元。相比国际市场,该行业

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整体渗透率低于欧美国家。相比国际品牌,国产品牌在创伤类植入物中的占比相对大,而在关节和脊柱植入物中国产品牌占比低于国际品牌,因此国产品牌在关节和脊柱植入物领域有一定的提升空间。纵观我国骨科植入物产业现状,除了国家的政策支持和市场监管措施逐步进行改革之外,产品技术创新和品牌认知度是产业发展的壁垒。

2、心血管植入器械

除了人体植入骨之外,植入和介入器械在心血管领域的应用也是非常大的。应用比较广泛的产品有冠状动脉植入医疗器械(包括支架、导管和导丝等)、先天性心脏病植入医疗器械(包括封堵器、心脏起搏器、心脏瓣膜等)、脑血管植入医疗器械(颈动脉支架、椎动脉支架、颅内血管支架、覆膜支架、球囊扩张导管、微导管、微导丝、远端保护器械等)、外周血管介入器械(动脉支架、主动脉瘤覆膜支架、股静脉支架等)。

根据我国冠心病政策模型预测,2010年至2030年仅考虑人口老龄化和人口增加的因素,我国35岁至84岁人群中心血管病事件数增加将大于50%;如果考虑血压、总胆固醇、糖尿病、吸烟的因素,心血管病事件将额外增加23%。在我国城乡居民主要疾病死亡构成中,心血管病占据首位。从总体来看,我国的心血管植入器械本土企业与欧美外资企业实力悬殊很大,市场也大都掌握在外资企业手中。2004年以来,自微创医疗成为国内第一家具有药物洗脱冠脉支架系统生产能力的企业之后,随着国内心血管介入医疗器械进口替代步伐的逐步加快,我国药物洗脱冠脉支架系统的市场占有率在逐渐提高。目前,国内药物洗脱支架系统市场份额主要由国内的微创医疗、乐普医疗和吉威医疗等企业和国外的强生、BostonScientific、美敦力等企业占有,其中微创、乐普和吉威医疗占据了70%的市场份额。

3、医用新材料领域

医用新材料首次应用在人体组织修复上药追溯到公元前5000年,人类首次使用黄金修复失牙,中国和埃及在公元前2500年开始使用假牙、假手等人工假体。在近代,最先应用于临床实践的金属材料是金、银、铂等贵重金属,从1588年使用黄金修复颚骨到20世纪90年代以后,科学家借助于生物技术和基因工程的发展,由无生物存活性材料扩展到具有生物学功能的材料领域,生物医用材料的应用和发展经历了漫长的时期。近年来,随着社会经济的发展和科学技术的突飞猛进的飞跃,人们的目光开始投向精、新、前沿技术上。

我国解放军军事医学科学院野战输血研究所、全军干细胞与再生医学重点实验室裴雪涛团队历经10年急智公关,建立“人工血液”制备工艺,并通过干细胞技术,成功制备出“人工红细胞”。经军地卫生和药监权威机构检测,该“人工红细胞”与正常红细胞的血红蛋白含量、携氧能力和渗透脆性等各项指标基本一致,是干细胞来源、体外制备最接近临床应用的生物科技成果,扩增率可达10万倍以上,明显优于以往技术水平,为规模化生产奠定了重要基础,使中国干细胞制备“人工血液”的研发水平进入国际一流行列。该团队下一步将致力于规模化制备红细胞,与特定功能血浆复合,形成具有完整生理功能的新型“人工血液”。4、3D打印技术领域

近年,在3D打印技术方面,突破性的进展还是比较多的。2015年12月份中国科学院上海硅盐研究所研究员吴成铁与常江带领的研究小组首次提出将骨组织工程与光热治疗相结合的思想,在制备用于治疗与修复骨肿瘤缺损的光热功能化的生物活性陶瓷支架的研究中取得了新进展。该研究通过3D打印技术制备出

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生物陶瓷与氧化石墨烯复合支架,在超低功率近红外光下可使支架温度迅速升高,且其光热性能可控。在体外骨肿瘤细胞杀伤率达到90%,另外,该研究小组通过三年的探索,成功解决了传统3D打印生物陶瓷支架大孔尺度与大孔结构可控性不高的问题,相关研究工作得到了中组部青年千人计划、科技部“863”计划以及所创重点项目支持;此外,2015年湖南省肿瘤医院肝胆肠外科利用3D打印技术,设计了3D模型引导下的肝切除导板—3D打印肝截板,仅用两个小时,就完美地切除了肝脏上乒乓球大小的肿瘤,出血量仅100ml,成功破解两难谜题。目前3D打印肝截板技术已成功申请专利。这在肝脏疾病上的治疗又是一个大的突破。

虽然新技术和前沿研究正在取得重大的进展,但是由于技术及其他原因,传统材料至少仍将是未来20-30年内生物医学工程产业的基础和临床应用的重要材料。传统生物医用材料性能和生物相容性的改进和提高,亦是当代生物医用材料发展的另一个重点。生物医用材料和人体植入医疗器械科学和产业将发生革命性的变化,一个为再生医学提供可诱导组织或器官再生或重建的生物医用材料和植入器械新产业将成为生物医用材料产业的主体。

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篇6:我国新材料领域发展

此,我们邮政企业要以科学发展观为统领,认真研究如何发挥邮政行业优势为我市加快追赶跨越提供现代邮政服务,以进一步促进我市地方经济和社会的又好又快发展。在深入学习实践科学发展活动中,我局领导班子在认真学习研读相关文件资料的基础上,结合邮政行业优势以及产品特点,就“充分利用和整合邮政企业资源,拓展邮政服务领域,加快我市经济又好又快发展”这一主题,认真开展工作调研。

一、邮政服务地方经济的优势与条件

邮政业是国家重要的社会公用事业,邮政网络是国家重要的通信基础设施。经过多年的发展,**邮政不断将资源优势转化为经营优势,如今已形成邮务类、金融类、速递物流类“三大板块”业务及实物网、信息网和金融网“三网合一”的综合性服务平台,**邮政强大的网络优势和品牌优势逐步得到彰显。近年来,**邮政在认真履行普遍服务义务的同时,充分利用现有网络、网点和人员优势,积极参与我市社会主义新农村建设、“万村千乡”市场工程建设等,目前全市已建成“万村千乡”市场工程农家店173个,不断加大邮政服务的基础建设投资力度,在服务我市经济社会发展、尤其是服务“三农”方面已具备了明显优势。

(一)百年邮政所独有的品牌和信誉优势,使邮政部门能够更有效的为中小企业、农资生产企业、快速消费品等商家和农户架起流通平台。特别是通过长期的履行普遍服务义务的工作,邮政与农民建立了深厚的感情,得到了广大农民群众的信赖与认可。

(二)邮政部门具有独特的网点、网络优势。目前全区共有邮政服务网点194个,现有邮运二级干线8条,县乡邮路18条,投递邮路426条,服务网络遍布城乡,邮政服务的触角已延伸到千家万户。

(三)邮政履行的通商、通政、通民的职能。邮政部门所独有的集资金、信息、实物“三流合一”优势,通过提供金融服务、物流配送、数据库商函、报刊杂志的订阅、投递服务,为我市中小企业为实现发展壮大提供了物品配送、资金、产品营销等一揽子服务解决方案,帮助他们解决了发展中面临的诸多难题;同时为我市农民的日常生产生活、抢抓致富信息、购买必需的农业生产资料、推销农业产品提供了便利条件。

(四)邮政部门开展物流配送业务,将依托现有的运输、投递和营业网络,网络运行和管理更为规范,具有一定的规模效益,可以有效减少农资营销环节、降低流通成本,有利于减轻农民负担。与个体经营渠道相比,我们在产品质量、价格和商业信誉方面,具有明显的优势。

(五)邮政部门在服务平台、网络建设等方面已全面建立成熟完善的运行体系,基础建设主要由邮政部门自己投资,不需要政府部门大量的资金投入,可有效补充现有农村供销社体系、农业技术推广部门和个体经营等农资流通渠道的不足。

二、当前邮政服务经济经济的主要工作举措

(一)为满足人民群众不断增长的金融服务需求,更好地服务地方经济,**邮政不断递增城乡营业网点数量,扩大网点服务规模,加大网点软硬件建设,改善居民用邮环境,提高信息化水平。通过不断扩大业务范围,使**邮政储蓄经营范围已从简单的储蓄业务拓展到小额质押贷款、代理保险、代销基金、代售国债、代发工资、代收话费等业务种类,涉足于资产、负债和中间业务三大领域。与区域内各中小企业联系,利用邮政储蓄网点分布广泛的优势,加大中小企业公司业务的推广力度,推动代发工资业务,同时根据我市广大农村地区企业不同情况制订全方位金融服务方案,使邮储资金反哺农村,加大邮储资金支农力度,提高农村金融服务的覆盖面和满意度,为我市经济发展做好支撑保障。

(二)利用自身网络和品牌优势着力打造现代物流服务平台。**邮政充分利用资源优势,积极介入地方的生产、制造和流通加工企业的物流供应链,为**帝伯格茨活塞环有限公司、乘风制约等多家企业提供仓储、配送、货款结算等一体化现代物流服务,帮助地方企业挖掘市场潜力,扩大市场份额。根据市场和季节需求,备好各类农资,严把进货质量关,将质优价适的种子、农药、化肥,以及洗涤日化、酒水饮料等配送下乡,缩短了流通环节,方便了农民的生产生活。针对农民缺乏农业知识的现状,组织相关农业技术人员和厂家技术人员为农民开办培训班,熟悉产品特性及使用要求,然后再组织技术人员深入田间地头,与农民进行面对面交流,并定期向农户发放病虫害预防信息,降低农户生产风险。

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