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提高新材料支撑保障能力助推制造强国建设
  |   2017-05-22   |  

  新材料是先进制造业和国民经济发展的基础,是重要的战略性新兴产业。培育壮大新材料产业,是推动我国制造强国建设,抢占国际竞争新优势的必由之路。“十二五”以来,我国新材料产业规模不断扩大,创新能力逐步提升,产业体系日益完善。在国家和地方政府的大力推动下,新材料产业发展步伐明显加快,取得了一批有国际影响力的创新成果,培育了一批骨干企业,打造了一批特色产业集群,在支持重大工程建设和国民经济发展中起到了积极的作用。但与世界第一梯队相比,我国新材料在性能稳定性、核心技术掌控、专用装备配套、高端产品供给等方面还存在诸多不足。

  “十三五”时期国内外形势发生深刻变化,全球新一轮科技和产业变革蓬勃兴起,美国、欧盟、日本等发达国家和地区为重塑制造业优势,以新材料为突破口,出台一系列政策支持新材料研发和产业化应用,力图巩固其在新材料领域的垄断地位;主要新兴经济体也竞相加快发展新材料产业,抢占新材料市场份额,全球新材料市场竞争愈发激烈。我国经济步入新常态,供给侧改革循序渐进,产业结构深度调整,新技术、新业态、新模式层出不穷,对新材料产业发展提出了新的要求。面对新形势,我国新材料产业必须立足国情,以下游应用为牵引,以创新为驱动,提升新材料产业发展档次和质量,初步实现我国从新材料大国向强国的转变。

  一、推动新材料产业提质增效

  质量和效益是产业发展的关键。“十二五”期间,我国新材料产业快速发展,产值从2010年的6500亿元增加到2015年的2万亿元,年均增速超过24%,增速较快;产品品种不断增加,高性能钢铁、轻合金、工程塑料等品种结构不断优化,解决了材料有无的问题,支撑了装备制造、航空航天、新一代电子信息等领域的发展。尽管发展势头良好,但总体来看,我国新材料产业发展方式仍比较粗放,还处于规模扩张的初级阶段,自主创新能力偏弱,部分产业关键技术和核心工艺受制于人,支撑产业内涵式增长的动力不足,存在部分低端品种过剩、高端品种严重依赖进口的现象,如我国中低端钛加工材过剩,而高品质焊管用纯钛带、宇航及医疗用钛合金棒材、滨海电站用钛焊管等高技术含量的产品还不能批量生产,仍依赖进口;同样问题也存在于硅材料、动力电池正极材料、化工新材料、稀土永磁材料等诸多品种中。此外,新材料推广应用难、评价体系不完善等问题也制约了新材料产业的发展。因此,必须把提高我国新材料产业发展质量和效益放到更加突出的位置,增强新材料产业的创新能力,推动新材料企业与下游国内外知名制造业企业开展供应链合作,扩大高强轻合金、高性能纤维、特种合金等新材料规模化应用范围,逐步进入全球高端制造业采购体系;同时建立新材料技术成熟度评价体系和“首批次”应用保险补偿机制等,逐步完善新材料产业体系,提高我国新材料产业国际竞争力。

  二、构建新材料标准体系

  全球经济一体化使得国家间联系更加紧密,竞争也日益激烈,除了资源、技术、资本、人才等层面的竞争,标准逐渐成为国际竞争的新工具。发达国家相继制定了标准化战略,力求在竞争中处于不败之地。标准化水平已经成为衡量一国核心竞争力的基本要素。作为技术创新的先导,新材料的标准自然成为各国竞争的焦点。各国都试图通过抢先制定标准,来促进新材料的开发和应用,规范市场秩序,助推企业参与国际竞争,维护本国产业利益和贸易安全。我国也高度重视新材料的标准化工作,“十二五”期间出台了《新材料产业标准化工作三年行动计划》,先后制定了碳纤维、光学功能薄膜等标准,但由于新材料种类繁多,涉及面广,材料性能、工艺、关键技术等数据缺乏,导致我国新材料标准体系多建立在传统材料基础之上,还没有形成完整的标准体系,只能被动跟随国外先进标准,在国际竞争中处于不利地位。此外,我国部分材料标准与下游高端装备、新一代信息技术、新能源等领域的设计规范无法有效衔接配套,导致“有材不能用”。因此,必须以应用为牵引,围绕新一代信息技术、高端装备制造、节能环保等产业需求,加强新材料产品标准与下游行业设计规范的衔接配套,加快重点新材料标准制定,推广应用现有标准,完善新材料标准体系,逐步推动国内标准向国际标准转化。

  三、促进特色资源新材料可持续发展

  我国是稀土、钨钼、钒钛、锂等资源大国,稀土储量约占世界储量的23%,钨资源储量约占60%,钼资源储量约占39%,钒资源储量占21%,钛资源储量约占37%,均居于世界前列。以资源优势为基础,我国大力发展稀土功能材料、稀有金属材料、电池材料等特色资源新材料,部分新材料的产能跻身世界前列。但过去粗放型增长方式使得我国对优势特色资源的保护力度不够,部分资源过度开发,大量低价出口,矿区生态环境破坏较为严重。我国的资源优势逐渐流失,且没有完全转化成新材料竞争优势。如南方部分地区采用落后的工艺开采、冶炼和分离离子型稀土矿,造成了严重的水土流失、土壤酸化、农作物绝收等问题,生态修复任务较重,生态治理成本较高,不仅影响了我国稀土资源的可持续利用,也阻碍了稀土功能材料的健康发展。部分特色资源新材料虽具有绿色环保属性,但材料生产过程却能耗较高、污染较重,对环境造成一定伤害。此外,受技术和成本所限,我国特色资源新材料的回收利用率不高。矿产开采过程中存在采富弃贫现象,尾矿、伴生矿等利用率较低,新材料回收利用技术还不成熟,长此以往会削弱我国特色资源新材料的供给能力。随着国内外对可持续发展的重视,低碳、环保成为发展方向,我国必须以绿色发展理念为指引,大力发展绿色制造和循环经济,推动稀土、钨钼、钒钛、锂、石墨等特色资源高质化利用,加强专用工艺和技术研发,提高特色资源新材料的回收利用率。

  四、前瞻布局前沿新材料研发

  前沿新材料是具有技术引领性和颠覆作用强的材料,大多处于研发或产业化初期阶段,一旦实现规模化应用,将会产生变革性的影响,催生新的产业模式。根据当前新材料发展阶段和未来发展趋势,各国都将石墨烯、纳米材料、智能材料、超材料、3D打印材料等列入前沿新材料的范围给予支持。欧盟于2013年启动了“石墨烯旗舰计划”,确定了13个重点研发领域;美国于2014年底出台了《材料基因组战略规划》,明确发展生物材料、高温超导体等重点新材料,同时美国国防部、国家自然科学基金会等部门和机构还开展了石墨烯研发和产业化应用的研究;日本、韩国、英国等也在石墨烯、3D打印材料等方面投入了大量资金。除此之外,国外优势材料企业和相关科研机构还在前沿新材料领域积极进行专利布局,以石墨烯为例,三星电子石墨烯专利申请数量全球第一,IBM、LG、东芝、索尼、诺基亚等企业,以及莱斯、普林斯顿、成均馆大学等都掌握了大量核心专利。为赢得前沿新材料的先发优势,我国不断加强前沿新材料的基础和应用研究,高温超导技术已经处于世界领先水平,纳米材料、生物材料应用规模不断扩大,石墨烯制备技术不断取得突破。但总体而言,我国前沿新材料的研究和应用积累还不够,规模化和高水平应用技术还不成熟,与先进国家还有一定差距。因此,“十三五”时期,我国必须加强前沿新材料的前瞻布局,突破石墨烯产业化应用技术,拓展纳米材料在光电子、新能源、生物医药等领域的应用范围,开发智能材料、仿生材料、超材料、低成本增材制造材料和新型超导材料,加大空天、深海、深地等极端环境所需材料研发力度,形成一批具有广泛带动性的创新成果。

(工业和信息化部赛迪研究院  刘文强、肖劲松、曾昆)



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