傅向升:試論石化產業與未來產業
一論未來產業及其特點
今年初,中央政治局首次集體學習,聚焦的主題是前瞻布局和發展未來產業。習近平總書記在集體學習時發表重要講話指出:“新一輪科技革命和產業變革加速演進,前沿技術不斷涌現,引領和支撐未來產業快速崛起?!薄芭嘤l展未來產業,對于搶占科技和產業制高點、把握發展主動權,對于發展新質生產力、建設現代化產業體系,對于提高人民生活品質、促進人的全面發展和社會全面進步,都具有重要意義?!睂嶋H上,自2020年4月習近平總書記在浙江考察首次強調“抓緊布局數字經濟、生命健康、新材料等戰略性新興產業、未來產業”以后,2021年發布的《“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要》對未來產業做出了部署:“在類腦智能、量子信息、基因技術、未來網絡、深海空天開發、氫能與儲能等前沿科技和產業變革領域,組織實施未來產業孵化與加速計劃,謀劃布局一批未來產業?!睆拇?,“未來產業”一詞成為科技界、產業界以及媒體、學術界高度關注,使用頻率很高的熱詞之一,甚至被評為“2024年十大流行語”之一。
1. 未來產業的定義。根據工信部等七部委《關于推動未來產業創新發展的實施意見》,未來產業即“由前沿技術驅動,當前處于孕育萌發階段或產業化初期,是具有顯著戰略性、引領性、顛覆性和不確定性的前瞻性新興產業”。重點是未來制造、未來信息、未來材料、未來能源、未來空間和未來健康“六大賽道”。
從不同的視角,也有著略有差異的理解,國家發展改革委把未來產業概括為四“新”:依托新科技、引領新需求、創造新動力、拓展新空間??萍疾块T的理解則是:未來產業是基于前沿重大科技創新而形成的、能夠決定未來產業競爭實力和區域競爭力的前瞻性產業,在未來將成為支撐產業發展的主導力量。
2. 未來產業的基本特點。根據習近平總書記主持集體學習時強調“未來產業具有前瞻性、戰略性、顛覆性等特點,需要科學謀劃、全局統籌”的重要指示精神及有關部門對未來產業的闡釋,我們可以理解未來產業具有“前瞻性、戰略性、顛覆性和不確定性”“四性”之特點。
一是前瞻性。未來產業由前沿技術驅動,正處于孕育萌芽階段或產業化初期,代表新一輪科技革命和產業變革的方向,尚處于創新研發階段、尚未大規模量產、尚未形成現實生產力,因此說具有“前瞻性”。一旦突破就能帶動關聯技術升級和產業鏈重塑,有望發展成為先導性支柱產業,形成強大的輻射效應。
二是戰略性。當前正面臨百年未有之大變局和第四次工業革命加速演進的時代,區域動蕩頻發、大國博弈加劇,經濟競爭和科技競爭成為大國博弈的重要領域和角力的焦點,縱觀技術革命和經濟發展史,歷次科技革命和產業變革都會催生一批顛覆性技術和未來產業,產業的發展推動經濟發展和社會的進步,甚至導致大國的興衰輪替與競爭力更迭,可見未來產業的發展關乎國家發展大局、國家安全及長治久安。此為其戰略性特點。
三是顛覆性。第一次工業革命推動人類社會進入蒸汽動力時代;第二次工業革命則推動人類社會進入電力時代;上世紀八十年代開啟的第三次工業革命,推動人類社會進入了信息化時代。目前人們正在持續深化信息化革命、推動人類社會正在向數字化邁進,這些技術的突破所帶來的產業進步,都對人類社會帶來了顛覆性的變革,不僅為人類創造了比過去多得多的物質財富,也推動了社會文明和精神文明的顯著進步。今天我們講的未來產業,主要是以顛覆性技術為驅動力,一旦實現突破將打破傳統技術路徑和既有格局,催生新的生產方式、產業形態和生活方式,將帶來生產力的跨越式發展。此乃其顛覆性特征。
四是不確定性。由于未來產業尚處于前沿技術的萌芽期,正處于研發創新和培育階段,代表著新一輪科技和產業革命的方向,技術路徑的選擇、市場的培育、規則的建立也都處在同步探索階段,都存在較大變數。若成功了將對經濟社會具有強大帶動和重大引領作用,將產生經濟社會發展的變革性力量,推動創新型經濟發展和產業變革,形成產業和經濟競爭以及大國博弈和國際競爭的新優勢。但也確實存在著不確定性,最大不確定性的核心要素則是自主創新水平與能力,以及科技創新與產業創新的融合及其創新成果的工程轉化和市場化,因此要“建立未來產業投入增長和風險分擔機制”。
二論未來產業的內涵
未來產業的內涵因其不同的歷史階段而不同,也因其不同的國家而有別。縱觀經濟發展史而言,18世紀之前,棉紡織業是未來產業,當在英國引爆第一次工業革命之時,而在美國卻是未來產業;同樣的當伴隨著第二次工業革命誕生了煤化工、合成化學開始在實驗室起步的時候,石油化工與“三大合成材料(合成樹脂、合成橡膠、合成纖維)”則是未來產業;當福特“T型車”在紐約街頭大受追捧的時候,航空工業則是未來產業;而今天紡織工業、煉油及其通用合成材料、燃油交通工具等都已成為傳統產業的典型代表。
1. 我國未來產業的內涵。根據最新發布的“十五五”規劃綱要“前瞻布局未來產業”部分:“瞄準引領未來發展重點領域,構建未來產業全鏈條培育體系,推動量子科技、生物制造、氫能和核聚變能、腦機接口、具身智能、第六代移動通信等成為新的經濟增長點。加強未來產業識別和動態調整,強化基礎性、前沿性、顛覆性技術布局”的部署;今年《政府工作報告》布置的重點是:培育發展未來能源、量子科技、生物制造、具身智能、腦機接口、6G等未來產業??梢?,我國對未來產業的內涵是明確的,培育和發展壯大的重點是突出的。
2. 發達國家未來產業的內涵。世界各國因國情不同、發展階段和發展水平不同,對未來產業的戰略布局和重點不盡相同,但其內涵基本一致。
根據科技部科技創新戰略研究專項和中國社科院創新工程項目研究成果,美國2019年發布的《美國將主導未來產業》包括:人工智能(AI)、量子信息科學、先進通信網絡/5G、先進制造和生物技術“五大領域”,以及支撐未來產業發展的未來計算生態系統和未來產業發展實現的遠程車輛自動駕駛技術。其中人工智能的發展目標是:持續投資基礎人工智能研究,指導各機構提供數據、模型和計算資源,促進技術轉型及應用,建立統一治理標準,維持人工智能領域的領先優勢。量子信息科學的發展目標是:加強關鍵基礎設施建設,建立量子信息科學中心,探索量子前沿,支持量子技術產業化,確保美國實現量子科技的經濟和安全利益。先進通信網絡/5G的發展目標是:加速安全網絡和先進通信技術的研究、開發、測試和部署,增強數據與算力設施服務能力,提前布局6G。先進制造的發展目標是:發展和推廣先進材料和加工技術,教育、培訓和匹配制造業勞動力,重點關注智能和數字制造系統、半導體等技術方向,引領全球先進制造。生物技術的發展目標是:推進生物技術領域的科學發現、技術突破和工具開發升級,支持藥物開發和精準醫學計劃,彌補醫學研究、醫藥產業與藥品監管之間的缺口,提高美國人的健康水平。
英國2020年發布《未來科技貿易戰略》提出加快發展5G、工業4.0、光子學等新興產業,并發布《氫能源戰略路線圖》。在其《英國產業戰略:建設適應未來的英國》中,明確在人工智能方面的重點領域是未來觀眾、量子技術商業化、創意產業集群、數字安全設計、下一代服務;在清潔增長方面的重點領域是工業脫碳、低成本核能、智能制造、能源革命等;在未來交通運輸方面的重點領域是電力革命、未來飛行、國家衛星測量設施、機器人技術、無人駕駛汽車等;在老齡化社會方面的重點領域是加速疾病檢測、健康老齡化、從數據到早期診斷和精準治療、先進醫療保健。
德國繼“工業4.0”戰略以后,又先后出臺了《高技術戰略2025》《人工智能戰略》《國家工業戰略2030》《國家氫能戰略》等文件,重點圍繞智能制造、基礎研究、人工智能、清潔能源、數字轉型、數字基礎設施建設等重點領域。實施高技術戰略主要是通過加大基礎科研投入,保持德國全球科技領先地位;通過實施人工智能戰略,讓德國和歐洲成為領先的人工智能中心,從而幫助德國鞏固未來的競爭力;通過實施《德國工業戰略2030》,加大在人工智能、數字化、生物科技、納米技術等領域的研發投入,打造歐洲自己的數字化基礎設施,維護科技主權;通過實施《國家氫能戰略》,重點發展“綠氫”,到本世紀中葉實現氣候中和目標,成為氫技術的全球領導者。
日本在2016年提出,建立將網絡空間和物理空間高度融合、以人工智能技術為基礎、經濟發展與解決社會問題并重的“超智慧社會(社會5.0)”;2018年發布將網絡空間、材料開發、光量子技術等12個項目作為重點領域;2019年提出,到2040年將生命科學、生物技術、信息與通信技術等作為未來技術研究的重點領域。明確網絡空間基礎技術主要是利用大數據和人工智能的網絡空間基礎技術,材料開發平臺主要是統合性材料開發系統的材料革命,光/量子技術基礎主要是利用光和量子技術實現社會5.0,生物與農業主要是智能生物產業與農業基礎技術,能源和環境主要是實現脫碳社會的能源系統,健康醫療主要是AI醫院的先進診療系統,海洋主要是創新深海資源勘探技術。
三論未來產業與傳統產業和戰略性新興產業
為把握新科技革命和產業變革的新機遇,實現大國到強國的跨越,一定要高度重視發展未來產業。但我們也要處理好未來產業與傳統產業相互依存的關系,并且要進一步認識到傳統產業是發展未來產業的基礎,未來產業是傳統產業轉型升級的方向。一定要深刻領會習近平總書記關于“在優化提升傳統產業、培育壯大新興產業、超前布局未來產業上開創新局面”的重要指示精神。下面簡要談談在不同文件、不同場景下經常強調的傳統產業、戰略性新興產業,順便談一下最新提出的新興支柱產業,以便加深對未來產業的理解。
1. 傳統產業。傳統產業是指采用傳統的生產方式和組織方式提供產品或服務,或者是提供傳統的產品或服務的產業;是勞動力密集型的、以制造加工為主的行業,一般指技術相對成熟、形成了相對固定的技術標準和生產規模,發展速度相對緩慢、商業模式相對陳舊的產業。但是傳統產業是現代產業體系的基石,是我國制造業發展的“基本盤”,對經濟高質量發展具有基礎性支撐作用。傳統產業雖然具有高耗能、高排放,資源約束和環境承載矛盾突出及勞動密集型為特征,但本身并不是低端產業,通過轉型升級,即通過創新轉型、技術改造可以升級為高端產業、新興產業;傳統產業和新興產業不是取而代之的關系,而是相互依存、相伴相生、相互轉換、互動升級的關系。在培育發展未來產業過程中,我們應深刻領會并貫徹好習近平總書記強調的“要強化產業協同,推動未來產業同新興產業、傳統產業相得益彰?!眰鹘y產業不能被當成低端產業簡單退出,新技術能夠賦能傳統產業高端化、智能化、綠色化轉型,從而孕育出新產品、新業態、新模式,開辟產業發展的第二增長曲線。
2. 戰略性新興產業。戰略性新興產業是以重大技術突破和重大發展需求為基礎,對經濟社會全局和長遠發展具有重大引領帶動作用,知識技術密集、資源消耗少、成長潛力大、綜合效益好的產業。即戰略性新興產業是指建立在重大前沿科技突破基礎上,代表未來科技和產業發展新方向,體現當今世界知識經濟、循環經濟、低碳經濟發展潮流,尚處于成長初期、未來發展潛力巨大,對經濟社會具有全局帶動和重大引領作用的產業。發展戰略性新興產業已成為世界主要國家搶占新一輪經濟和科技發展制高點的重大戰略,我們應瞄準國際競爭力,以國際視野和戰略思維,把握科技革命和產業變革趨勢,前瞻布局新一代信息技術、生物技術、新能源、新材料等戰略新興產業。“十五五”規劃綱要“發展壯大新興產業”部分提出,“加快新一代信息技術、新能源、新材料、智能網聯新能源汽車、機器人、生物醫藥、高端裝備、航空航天等戰略新興產業發展”。這是立足我國已發展成為全球產業門類最齊全、規模最大的工業體系,告別“短缺經濟”、解決了“有沒有”問題的基礎,為適應新時代社會主要矛盾的變化,發展方式必須轉向高質量和提質升級做出的部署,這對于推進產業結構升級和發展方式轉變,提升我國自主發展能力和國際競爭力,促進經濟社會高質量發展具有重要意義。
戰略性新興產業的核心要素是創新性和戰略性,是當前各國科技競爭、經濟競爭,甚至是大國博弈的焦點和重點。尤其是發達國家都在加大戰略新興產業的培育和發展,以搶占科技和產業競爭的制高點、把握未來發展的主動權和尋找下一輪經濟增長的重要驅動力。美國高度重視新能源、干細胞、航天航空、寬帶網絡的技術開發和產業發展;日本把重點放在商業航天市場、信息技術應用、新型汽車、低碳產業、醫療與護理、新能源(太陽能)等領域;英國啟動批量生產電動車、混合燃料車的“綠色振興計劃”;德國重視電動汽車研發與產業化;韓國制定《新增長動力規劃及發展戰略》,將綠色技術、尖端產業融合、高附加值服務等三大領域共17項新興產業確定為新增長動力,并調整完善涉及AI、生物醫藥、軍工、能源和先進制造等戰略性產業的政策體系。
3. 新興支柱產業。這是一個新提法,當前的理解:新興支柱產業是在經濟轉型、科技創新及全球巨變背景下,面向新質生產力、科技強國、制造強國目標,以產業科技創新體系為基礎,培育壯大的具有創新引領、智能高效、戰略先導、綠色高質為特征,對國民經濟起到核心支撐、能夠有效帶動產業升級的新產業群體。“十五五”規劃綱要提出,“因地制宜建設各具特色、優勢互補的戰略新興產業集群,著力打造一批成長潛力大、技術含量高、滲透領域廣的新興支柱產業?!苯衲辍墩ぷ鲌蟾妗访鞔_的重點是:實施產業創新工程,打造集成電路、航空航天、生物醫藥、低空經濟等新興支柱產業。
與傳統產業相比,新興支柱產業具有技術含量高、資源消耗少、產業帶動性和增長動能強、市場前景廣闊等特征,是新質生產力的核心載體,是我國未來經濟增長的新引擎,是現代產業體系成長性和引領性強的關鍵產業,也是保障產業鏈供應鏈安全的重要支撐。通過創新牢牢把握新興支柱產業發展主動權,就能在區域競爭、大國博弈和全球格局中占據有利地位、贏得發展優勢。過去的“四大支柱產業(機械電子、石油化工、汽車制造和建筑業)”,其建筑業基礎設施已飽和、房地產過剩嚴重;汽車制造業傳統燃油車擁有量和產銷量面臨達峰;石油化工的煉油和基礎化學品、通用材料等結構性矛盾突出。疊加當前科技革命和產業變革的進程加快,未來競爭力將聚焦于“集成電路、航空航天、生物醫藥、低空經濟”四大新興支柱產業。
如果把“產業”比作一艘航船,傳統產業就是早已停泊港灣、并已深入內河兩岸與廣闊腹地,正值碩果滿枝的產業,是當今經濟主體構成與“壓艙石”的產業;戰略新興產業則是已經登陸,在沿海及相鄰區域已經布局、正在快速建設、快速發展,并正向內陸擴展的產業;新興支柱產業可以理解為剛剛靠岸、即將登陸,正在沿海和發達地區開始布局、產業化前景良好,一旦推開將迅速成長為經濟支柱的重要產業;未來產業則是立于岸邊、眺望海面,已經看得見桅桿尖頭的航船,正在向我們駛來,也可以比作是“一輪噴薄欲出的朝日,正在冉冉升起”的產業,是發展的未來和未來發展的潛力與空間之所在。
石化產業是國民經濟的重要支柱產業,這是上世紀九十年代確立的國民經濟“四大支柱產業”之一。三十年來,石化產業沒有辜負重要支柱產業的定位和作用,自身快速發展為全球同行高度關注的石化大國,同時為國民經濟穩增長和社會生活、工業各領域提供了重要配套。“十四五”期間,年均營業收入接近16萬億元,年均利潤額高于9300億元,年均進出口額超過9400億美元;5年營業收入總量78.9萬億元、比“十三五”增加25.6%,實現利潤總量4.65萬億元、比“十三五”增加32.5%,實現進出口總額4.71萬億美元、比“十三五”大幅增加49.1%。石化產業不僅為我國經濟總量跨越140萬億元、“十四五”增量高于36萬億元作出了突出貢獻,而且化學品、合成材料、橡膠制品等合計出口順差每年都在千億美元之上,為去年我國貿易順差1.19萬億美元也作出了重要貢獻。
四論石化產業與未來產業及其創新發展
石化產業既是重要支柱產業,也是基礎性配套產業;既是勞動密集型產業,也是技術密集型產業,尤其是化工新材料、特種化學品的技術含量要求高。石化產業的整體水平和競爭力是一個國家經濟發展水平和技術水平的代表??纯疵绹⒌聡?、日本等全球石化產業整體技術水平和競爭力強的石化化工強國,都是經濟強國和科技強國,美國還是軍事強國。深入分析不難發現是科技強國支撐了石化強國,石化強國保障了經濟強國,而且支撐了制造強國、軍事強國和航天強國。
正因為石化產業既兼具勞動密集型傳統產業的屬性,又兼具高技術含量、是一個國家發展水平和技術水平的代表,這種自身的重要性和特殊性,使得石化產業為未來產業發展提供重要保障,其發展影響甚至決定著未來產業的發展,與未來材料關系密切。而就其自身產業結構和產品結構來看,化工新材料、高端膜材料、高性能纖維及其復合材料、高端電子化學品、超凈超純試劑等,又都屬于重點科技攻關和加快發展的未來產業范疇。
1. 石化產業與未來產業。按照《關于推動未來產業創新發展的實施意見》的“六大賽道”,未來材料中化工新材料及高性能碳纖維等前沿材料,未來能源中的氫能、生物質能及新型晶硅太陽能電池、隔膜太陽能電池、新型儲能等,都是石化化工領域重點創新與發展的未來產業。實際上,未來材料中的先進半導體材料、超導材料,以及未來能源中的核能、核聚變能,也都離不開功能化學品、化工專用材料、絕緣和密封材料提供支撐和保障。再如未來信息賽道中,下一代移動通信、6G以及量子、光子計算、類腦智能、具身智能等,都需要超純超凈高端電子化學品和特種功能材料提供配套,如6G對電子化學品的純度要求更苛刻,磷化銦、砷化鎵等化合物也與5G用的氮化鎵、氮化砷不同,對高性能導熱膠、散熱膜以及封裝材料等的要求也更加苛刻。未來健康中的細胞和基因技術、快速精準診斷、生物合成、生物育種等前沿技術,都離不開專用檢測試劑、診斷試劑(如彭孝軍院士的熒光染料、上海化工研究院和三菱化學的氧-18等)、菌種、功能助劑等,還有生物可降解縫合線、內置可降解支架、人體骨骼用超高分子量聚乙烯、醫用級聚醚醚酮等。未來制造賽道中的智能制造、納米制造、激光制造以及模擬仿真等制造過程和關鍵核心技術的突破,都需要專用或功能性材料作保障。未來空間賽道中,無論是空天、深海,還是載人航天、探月探火、先進高效航空器,都需要化工高性能材料、耐超高溫超低溫材料以及特種密封、絕緣材料作保障,如石油天然氣勘探世界領先的“萬米垂深井”技術及深海、超深??碧介_采技術,都為未來空間探索與發展奠定了技術基礎。
特別提一下人形機器人的創新與發展,這是未來有著廣闊市場需求的標志性產品,特別是今年春晚之后,中國的人形機器人再次驚艷了世界。這一產業對輕量化和柔軟新材料已提出迫切需求,當前需要解決的就有高強高模碳纖維增強復合材料、增強自潤滑聚醚醚酮特種工程塑料、安全柔性類皮膚的彈性材料等等,及人形機器人對骨骼、肌肉、皮膚、外衣等的需求,都是對化工高性能材料和功能化學品的需要??梢?,離開了石化產業未來產業將成為無米之炊。
2. 石化產業與生物制造。今年的《政府工作報告》將“生物制造”列為“加緊培育壯大新動能”的重點任務,《關于推動未來產業創新發展的實施意見》的“未來制造賽道”也對“生物制造”做出了安排,可見生物制造是未來產業創新發展的重要領域。對于石化產業來說,當前生產石化產品主要是以石油、天然氣、煤炭等化石資源為原料,資源有限論是不可爭辯的事實、資源枯竭論此起彼伏,新世紀以來氣候危機又為人類敲響了新的警鐘,也使人們認識到化石資源的無序開采、大量消費,伴隨溫室氣體的大量排放,生產不可持續、生態日益惡化、生存危機持續加劇。以可再生生物質資源為原料、替代化石資源以減碳降碳逐漸得到重視,正在成為共識,生物制造的創新和生物化工產業的發展日益成為科技界、產業界的重大課題,并取得了顯著的進步與成果,正在發展成為石化產業的未來。
以第一代生物技術制取營養化學品、醫藥保健品、食品與飼料添加劑、生物農藥等,都實現了規?;a;以玉米、甘蔗等為原料的第一代生物技術制造生物基乙醇,以美國、巴西為代表已形成全球過億噸產能;以第一代生物技術生產生物基1.3-丙二醇、聚丙烯酰胺、生物可降解材料聚乳酸以及生物基丁二酸、丁二醇、己二酸、戊二胺等,也都實現了工業化生產;以廢棄植物油為原料制取生物柴油、生物航煤等,也已建成多套工業化裝置,正在逐步得到市場的認可。鑒于第一代生物技術的局限性,以植物秸稈、玉米芯、生活垃圾、林業加工等廢棄生物質為原料替代糧食淀粉的第二代生物技術,制取生物基乙醇(巴西的甘蔗渣制乙醇技術全球領先)、生物基甲醇、生物基乙二醇、生物基糠醛(糠醇、聚四氫呋喃等)以及生物基聚乳酸,都已建成工業化示范裝置,生物基呋喃二酚及其新型可降解聚酯(PEF)也都取得了重大創新突破。
目前以生物質為原料制得的化學品和材料,大多數產品在成本上不具有競爭優勢,尤其是與大宗基礎化學品、石油基產品無法競爭,但隨著技術創新和進步,生物基產品取代石油基產品是未來趨勢。當然,第一代生物技術存在與人爭糧問題不予鼓勵。第二代技術將是當前和未來創新與發展的重點。為了破解生物基化學品與人爭糧和與糧爭地的制約與困境,正在實驗室研發過程的第三代生物技術,即以二氧化碳為原料直接生物法合成化學品,或以二氧化碳為原料養殖微藻,再經生物法合成生物燃料、生物基化學品及其生物基材料的創新,也正在取得良好的進展。可見,生物制造將是石化領域未來產業的重要方向。
生物制造之所以被列為未來產業,不僅是以可再生資源代替化石原料,也不只是為了應對氣候危機而減碳負碳(據統計,1噸干生物質可固碳1.8噸,秸稈發電取代煤電可減碳80%,我們與巴西化工協會交流時得知:生物基二代乙醇與化石基乙醇相比減碳率高達96%,等等),關鍵是生物制造已成為發達國家和跨國公司創新與戰略轉型的重點。美國發布了《國家生物經濟藍圖》、歐盟制定了《生物經濟2030》戰略、英國提出生物科學時代、德國頒布了《國家生物經濟研發戰略2030》、日本確立生物產業立國戰略,以及最近與巴斯夫、贏創、科思創、三菱化學、三井化學、住友化學、BP、殼牌等知名跨國公司交流,都把生物基化學品和材料的創新與研發,作為未來轉型的戰略重點(贏創的“新三大戰略”就是生物基、新能源、循環經濟)。有經濟學家和國際著名智庫預測:生物技術將取代信息技術引領新科技革命。石化產業在未來產業創新與發展過程中,應高度重視生物制造,并將其確立為重點戰略之一,否則本世紀中葉以后,將錯失引領世界創新高地和競爭力的新機遇。
3. 石化產業與氫能。氫,自工業現代化以來一直是石化產業的重要產品,石化工業也是氫最大和最重要的用戶。氫的制取目前是以天然氣、煤炭、石油等化石資源為原料,經與水的化學反應過程(通常稱為氣化或轉化)而獲得。就產品看合成氨、甲醇等大宗基礎化學品都消耗大量的氫;就生產過程看煉油、清潔油品以及煤焦油深加工、不飽和烴制取飽和烴、硝基化合物到酚類等眾多加氫反應,都需要大量的氫。當然,截至目前生產化工品和大量反應過程用氫,幾乎都是以化石資源為原料制取的,化石資源制氫都伴隨二氧化碳的產生與排放問題。
這里談的氫能,也就是人們希望“氫能將成為人類最清潔的終極能源”的設想,目前的化石資源制氫恐難當此任!因為化石資源制氫,如果不能經濟性解決二氧化碳排放問題的話,這樣的清潔能源恐怕是顧此失彼的!
那會不會有人問“目前的電解水制氫,獲得的就是綠氫,不就可以作為清潔能源嗎?”就這一問題,在此不妨細想:電解水制氫,如果電的來源還是煤電或天然氣發電的話,全產業鏈看上游發電過程的碳排放、最終獲得的氫也不應視作是綠氫;有人也許會進一步問“光伏、風電等綠電經電解過程獲得的是綠氫,不就可以作為清潔能源了嗎?”是的,用綠電獲得的是綠氫??蛇@樣的綠電,目前的成本是化石資源制氫的至少2倍,如此的高成本作為個別產品反應過程用氫是可取的,若作為清潔能源大量使用是難以如愿的。
那會不會有人再問“如此說來,氫能作為未來產業能實現嗎?”答案是能!尚須經過大量的創新和研發,目前看獲得綠氫的堿性電解槽技術、質子交換膜電解技術、固體酸電解槽技術及其分離提純技術,都在持續取得科技攻關的進步,海水直接制氫、生物質制氫也都取得了良好進展。特別是自然光分解水制氫實驗不斷取得新進展,中國科學院大連化物所及三菱化學、東京大學等單位的實驗結果喜人:2017年我帶隊訪問三菱化學時,首席技術官瀨戶山先生告訴我們,“自然光分解水制氫”已研發了12年,實驗室效果良好;有媒體報道東京大學的研發團隊已開展了示范驗證,2022年他們建成了100平方米的戶外實驗裝置,進行了連續幾個月的示范驗證,這是世界首例“自然光分解水制氫”大規模驗證實驗,不僅驗證了高效光催化劑從太陽能到氫能的能效轉換率和穩定性,而且還驗證了氫與氧的安全分離及其分離效率?;诖?,實驗該團隊正在籌劃3000平方米的大型工程系統,為實現太陽光-綠氫-可持續燃料的未來目標,即低成本、大規模綠氫生產探索可行路徑。如果自然光分解水制氫在技術上、經濟上都獲得成功的話,可以試想地球表面的71%被海水覆蓋,蘊藏著豐富的氫能資源,那時氫改變化學品屬性、作為終極能源的理想才會筑夢成真。
4. 最后特別強調:石化產業要處理好與未來產業的關系。伴隨著第二次工業革命,合成化學開始起步,創新進入加速期,化學工業逐漸發展成為重要的產業門類。二十世紀三十年代合成材料逐步成長,二戰以后世界化學工業實現了向石油化工的轉型,以美歐為代表成長起來杜邦、陶氏、??松梨?、巴斯夫、拜耳、殼牌、BP、道達爾等一批世界知名的跨國公司,隨后日韓、沙特、包括中國在內,把石化產業作為振興經濟的重要骨干工業領域,甚至可以稱之為“石化立國”之策。繼美歐日實現經濟強國、科技強國,甚至國防強國之后,上述國家都實現了經濟騰飛和跨越,公允地說“石化產業功不可沒!”
可隨著不斷創新和產業發展,今天的石化產業總體看被稱之為傳統產業,就基礎化學品、通用材料來看,甚至有人把石化產業歸類為“夕陽產業”。特別是針對化工生產過程存在高溫高壓、易燃易爆和有的物料及產品有毒有害等現狀,有一段時期有些地區、有些人“談化色變”的誤解日益加重,甚至有人喊出了“去化工”這不客觀、也不科學的謬想。就基礎化學品、通用材料來看,石化產業確實屬于傳統產業,但卻是重要的基礎性配套產業。如果沒有最普通、最基礎的純堿產品,就不可能有新能源用光伏發電的玻璃板,也不可能有電腦、手機、家電等電子信息產品顯示屏的玻璃板;若沒有輪胎,新能源汽車怎么行駛?客機、艦載機如何起降?發展未來產業不能忽視像石化產業這種傳統產業的重要方面,就是很多高端產品是由基礎產品升級而來的,如新能源電池用的磷酸鐵鋰、六氟磷酸鋰等,很多都是磷肥企業產品結構調整和產品升級提供的;食品級、醫用級、電子級鈉鹽,很多都是純堿廠生產的;光伏和新能源汽車用膜,很多都是聚乙烯、聚酯或聚乙烯醇生產企業,經過創新提質以后提供的。離開了聚酰亞胺膜,最新款的手機是折疊不了的。再有就是石化產業細分領域的化工新材料、高性能纖維及其復合材料、高端專用化學品,以及生物化工、廢棄資源化學循環利用等,本身就是重要的未來產業,并且是未來產業“六大賽道”未來發展的重要支撐和保障。
很多跨國公司的發展歷程也告訴我們,今天的多家創新能力一流、以新材料或功能化學品為代表的高科技公司,都是由基礎化學品公司創新發展和轉型升級而來的。十九世紀初創立的杜邦是一家火藥公司,二十世紀經創新與轉型由火藥帝國發展為世界領先的材料公司;進入二十一世紀,在規劃杜邦第三個百年目標的時候,提出的是“生命科學公司”。如果不是被十年前與陶氏的合并、再拆分打斷,今天的杜邦也許在生命科學領域已形成影響力。另一家是索爾維公司,起家的產品是純堿,至二十世紀上半期是全球純堿技術與市場的壟斷者(后被侯德榜博士的“侯氏制堿法”破解) 索爾維走過百年歷程以后,加大創新與重組,至本世紀前20年轉型為新材料和特種化學品公司,其血液透析用聚砜膜和手機用膜居領先地位,當然今天已把新材料業務拆分為新的公司“世索科”。再一家代表性公司也是大家熟悉的帝斯曼(現在的名字是帝斯曼-芬美意),成立初期是一家煤炭公司,逐步以煤焦油化工延伸了合成氨、合成橡膠等業務,二十世紀末期加快創新與轉型,至本世紀初轉型為特種化學品和新材料領先的公司,近五年又轉型為營養化學品和香精香料領域全球領軍型企業。還有像巴斯夫由染料起家,今天是連續多年位居全球化工50強首位、世界領先的新材料和特種化學品公司;拜耳也是由染料起家,持續加大創新的同時,經不斷轉型與重組,相繼拆分誕生了今天的朗盛、科思創2家新材料公司后,自身發展成為全球領先的農藥和醫藥公司。陶氏漂白劑起家、三井化學煤化工起家、住友化學化肥起家,還有很多當今世界領先的跨國公司,都是由基礎化學品業務創新發展與轉型而來的。這些公司過去的百年、有的幾個百年都是所在領域的領先者,今天仍然居于石化化工領域塔尖的位置,并引領著化工新材料、高端化學品的發展。如果研究他們的未來定位和發展戰略,不難發現這些世界一流公司將繼續創造新的奇跡、奔向未來。
可見,石化產業不僅是未來產業創新發展的重要支撐與保障,更是未來產業的重要組成部分,并具有特殊的和極為重要的地位和影響。因此有人說:失去了被稱之為傳統產業的石化產業,未來產業將成為空中樓閣、將無以立足。此言基本屬實,并無自夸之意。
正如習近平總書記指出的“科技突破的程度,很大程度上決定未來產業發展的速度、廣度、深度?!眲撔率俏磥懋a業培育與發展的核心要素,尤其是原始創新和高水平科技自立自強。離開了創新,石化產業難以實現高端化,也就難以為未來產業發展提供重要配套和支撐;離開了創新,未來產業將失去培育之源頭、將無發展之基礎。這就要求我們應面向未來產業的創新與發展,瞄準國際科技前沿,聚焦國家重大戰略需求和重點工程,強化原始創新和自主創新,加大關鍵核心技術攻關,加快突破一批原創性、引領性技術,破解瓶頸制約,以創新確保高質量發展,以創新確保產業鏈供應鏈自主可控,以創新推動新興支柱產業和未來產業的成長與可持續發展。創新及其重要性對各位再熟悉不過了,限于篇幅不再贅述。