Là một phần quan trọng của ngành công nghiệp vật liệu mới, ngành công nghiệp vật liệu hóa học mới là một lĩnh vực mới đầy sức sống và tiềm năng phát triển trong ngành công nghiệp hóa chất. Các chính sách như “Kế hoạch 5 năm lần thứ 14” và chiến lược “Giảm phát thải carbon kép” đều đã thúc đẩy tích cực sự phát triển công nghệ của ngành này.

Vật liệu hóa học mới bao gồm flo hữu cơ, silic hữu cơ, vật liệu tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường, hóa chất điện tử, mực in và các vật liệu mới khác. Chúng đề cập đến những vật liệu hiện đang được phát triển và đang trong quá trình phát triển, có hiệu suất vượt trội hoặc một số chức năng đặc biệt mà vật liệu hóa học truyền thống không có. Vật liệu hóa học mới có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực ô tô, vận tải đường sắt, hàng không, thông tin điện tử, thiết bị cao cấp, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường, thiết bị y tế và xây dựng đô thị.

Các loại vật liệu hóa học mới chính
Phân loại theo ngành công nghiệp, vật liệu hóa học mới bao gồm ba loại: một là các sản phẩm hóa học cao cấp trong các lĩnh vực mới, hai là các loại vật liệu hóa học truyền thống cao cấp, và ba là các vật liệu hóa học mới được sản xuất thông qua quá trình chế biến thứ cấp (lớp phủ cao cấp, chất kết dính cao cấp, vật liệu màng chức năng, v.v.).

Các vật liệu hóa học mới chủ yếu bao gồm nhựa kỹ thuật và hợp kim của chúng, vật liệu polyme chức năng, silicon hữu cơ, flo hữu cơ, sợi đặc biệt, vật liệu composite, vật liệu hóa học điện tử, vật liệu hóa học nano, cao su đặc biệt, polyurethane, polyolefin hiệu suất cao, lớp phủ đặc biệt, chất kết dính và phụ gia đặc biệt. Có hơn mười loại như vậy.

Chính sách thúc đẩy đổi mới công nghệ trong lĩnh vực vật liệu hóa học mới.
Việc phát triển các vật liệu hóa học mới ở Trung Quốc bắt đầu từ những năm 1950 và 1960, và các chính sách hỗ trợ và định hướng liên quan đã được ban hành liên tiếp để tạo ra môi trường phát triển thuận lợi cho ngành công nghiệp vật liệu hóa học mới của Trung Quốc. Từ đầu thế kỷ 21, nghiên cứu về vật liệu hóa học mới của Trung Quốc đã đạt được nhiều kết quả nghiên cứu đột phá, và các vật liệu mới được phát triển đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực và mang lại tin tốt cho sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp ở Trung Quốc.

Phân tích kế hoạch kỹ thuật liên quan đến “Kế hoạch 5 năm lần thứ 14” cho ngành công nghiệp vật liệu hóa học mới.

Đối mặt với “Kế hoạch 5 năm lần thứ 14”, trước những vấn đề mà ngành công nghiệp đang gặp phải như tổng sản lượng nhỏ, cơ cấu không hợp lý, ít công nghệ độc quyền, thiếu sự hỗ trợ cho các công nghệ phổ biến và các công nghệ cốt lõi bị các bên khác kiểm soát, Diễn đàn Phát triển Đổi mới Công nghiệp Vật liệu Mới đã quyết tâm khắc phục những thiếu sót, nâng cao hiệu quả và thúc đẩy ứng dụng, tập trung vào các nhiệm vụ trọng điểm trên bốn lĩnh vực.

Theo “Hướng dẫn phát triển kế hoạch 5 năm lần thứ 14 cho ngành công nghiệp vật liệu hóa học mới” do Liên đoàn Công nghiệp Dầu khí và Hóa chất Trung Quốc ban hành tháng 5 năm 2021, kế hoạch đặt ra là trong giai đoạn “Kế hoạch 5 năm lần thứ 14”, ngành công nghiệp vật liệu hóa học mới của nước ta sẽ duy trì tốc độ tăng trưởng nhanh chóng về doanh thu kinh doanh chính và đầu tư tài sản cố định vào năm 2025, với những thay đổi đáng kể về phương thức phát triển và sự cải thiện đáng kể về chất lượng hoạt động kinh tế.

Phân tích động lực công nghệ của ngành công nghiệp vật liệu hóa học mới theo chiến lược trung hòa carbon và đỉnh điểm carbon.

Trên thực tế, chiến lược carbon kép liên tục tối ưu hóa cấu trúc ngành và nâng cao trình độ kỹ thuật của ngành thông qua phát triển có ràng buộc, đồng thời thúc đẩy sự phát triển kinh tế theo hướng chất lượng cao hơn và bền vững hơn. Thông qua phân tích sự chuyển đổi cấu trúc của phía cung và cầu sản phẩm hóa chất, hãy giải thích tác động thúc đẩy của chiến lược này đối với ngành công nghiệp vật liệu hóa học mới.

Tác động của mục tiêu kép về carbon chủ yếu là tối ưu hóa nguồn cung và tạo ra nhu cầu. Tối ưu hóa nguồn cung thể hiện ở việc thu hẹp năng lực sản xuất lạc hậu và khuyến khích các quy trình mới. Năng lực sản xuất mới của hầu hết các sản phẩm hóa chất bị hạn chế nghiêm ngặt, đặc biệt là các sản phẩm tiêu thụ năng lượng cao và phát thải cao trong ngành công nghiệp hóa chất than truyền thống. Do đó, việc sản xuất các nguyên liệu hóa học mới có thể thay thế và sử dụng các chất xúc tác mới được sử dụng để tăng tỷ lệ sử dụng nguyên liệu thô và tăng lượng khí thải, giảm phát thải carbon và dần dần thay thế năng lực sản xuất lạc hậu hiện có.

Ví dụ, công nghệ DMTO-III mới nhất của Viện Công nghệ Hóa học Đại Liên không chỉ giảm lượng methanol tiêu thụ trên mỗi đơn vị xuống còn 2,66 tấn, mà chất xúc tác mới còn làm tăng hiệu suất monome olefin, tránh được bước cracking C4/C5 và trực tiếp giảm lượng khí thải carbon dioxide. Ngoài ra, công nghệ mới của BASF thay thế khí tự nhiên làm nguồn nhiệt cho quá trình cracking hơi nước của etylen bằng lò nung mới với bộ gia nhiệt điện, có thể giảm lượng khí thải carbon dioxide lên đến 90%.

Việc tạo ra nhu cầu cũng có hai ý nghĩa: một là mở rộng nhu cầu ứng dụng của các vật liệu hóa học mới hiện có, và hai là thay thế các vật liệu cũ bằng các vật liệu mới thân thiện với môi trường và có lượng khí thải carbon thấp. Ví dụ điển hình là năng lượng mới. Xe năng lượng mới sử dụng một lượng lớn vật liệu như chất đàn hồi nhiệt dẻo, điều này trực tiếp làm tăng nhu cầu đối với các vật liệu hóa học mới liên quan. Trong trường hợp thứ hai, việc thay thế vật liệu cũ bằng vật liệu mới sẽ không làm tăng đáng kể tổng lượng nhu cầu cuối cùng, mà chủ yếu ảnh hưởng đến việc sử dụng nguyên liệu thô. Ví dụ, sau khi thúc đẩy sử dụng nhựa phân hủy sinh học, việc sử dụng màng nhựa truyền thống đã giảm.

Định hướng phát triển kỹ thuật của các lĩnh vực trọng điểm về vật liệu hóa học mới
Có nhiều loại vật liệu hóa học mới. Dựa trên quy mô của ngành công nghiệp vật liệu và mức độ cạnh tranh, vật liệu hóa học mới được chia thành ba loại công nghệ chính và lĩnh vực ứng dụng của chúng: vật liệu polymer tiên tiến, vật liệu composite hiệu năng cao và vật liệu hóa học vô cơ mới.

Công nghệ vật liệu polymer tiên tiến

Các vật liệu polymer tiên tiến chủ yếu bao gồm cao su silicon, fluoroelastomer, polycarbonate, silicon, polytetrafluoroethylene, nhựa phân hủy sinh học, polyurethane và màng trao đổi ion, cùng nhiều phân loại phụ khác. Các công nghệ phổ biến của các phân loại phụ được tổng kết và phân tích. Công nghệ vật liệu polymer tiên tiến của Trung Quốc có phạm vi phân bố rộng và ứng dụng đa dạng. Trong đó, lĩnh vực hợp chất polymer hữu cơ và linh kiện điện cơ bản đang phát triển mạnh.

Vật liệu composite hiệu suất cao

Các lĩnh vực nghiên cứu trọng điểm của ngành vật liệu composite hiệu năng cao của Trung Quốc bao gồm các hợp chất polyme hữu cơ, linh kiện điện cơ bản và các phương pháp hoặc thiết bị vật lý hoặc hóa học thông thường, chiếm gần 50%; các hợp chất hữu cơ phân tử được sử dụng làm nguyên liệu, và các phương pháp hoặc thiết bị dùng để chuyển đổi trực tiếp năng lượng hóa học thành năng lượng điện đang được nghiên cứu rất tích cực về mặt kỹ thuật.

Vật liệu hóa học vô cơ mới

Hiện nay, các vật liệu hóa học vô cơ mới chủ yếu bao gồm graphene, fullerene, axit photphoric cấp điện tử và các phân loại phụ khác. Tuy nhiên, nhìn chung, sự phát triển công nghệ vật liệu hóa học vô cơ mới tương đối tập trung, và các lĩnh vực hoạt động của công nghệ được cấp bằng sáng chế tập trung vào các linh kiện điện cơ bản, hợp chất hữu cơ phân tử cao, hóa học vô cơ và các lĩnh vực khác.

Trong thời kỳ “Kế hoạch 5 năm lần thứ 14”, nhà nước đã ban hành các chính sách liên quan để khuyến khích và định hướng sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp vật liệu hóa học mới, và ngành công nghiệp vật liệu hóa học mới đã trở thành một trong những lĩnh vực mà thị trường Trung Quốc hiện đang phát triển mạnh. Phân tích triển vọng cho rằng, đối với ngành công nghiệp vật liệu hóa học mới, một mặt, các chính sách định hướng hướng phát triển công nghệ của ngành, mặt khác, các chính sách này có lợi cho sự phát triển của ngành, từ đó thúc đẩy vốn xã hội tăng cường nghiên cứu và phát triển sáng tạo công nghệ vật liệu hóa học mới. Với sự đầu tư, hoạt động công nghệ của ngành vật liệu hóa học mới đang nóng lên nhanh chóng.