อุตสาหกรรมวัสดุเคมีใหม่เป็นส่วนสำคัญของอุตสาหกรรมวัสดุใหม่ และเป็นสาขาใหม่ที่มีความมีชีวิตชีวาและศักยภาพในการพัฒนาสูงในอุตสาหกรรมเคมี นโยบายต่างๆ เช่น แผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 14 และยุทธศาสตร์ "ลดการปล่อยคาร์บอนสองเท่า" ล้วนส่งผลดีต่อเทคโนโลยีของอุตสาหกรรมนี้

วัสดุเคมีใหม่ประกอบด้วยฟลูออรีนอินทรีย์ ซิลิคอนอินทรีย์ สารประหยัดพลังงาน สารรักษาสิ่งแวดล้อม สารเคมีอิเล็กทรอนิกส์ หมึกพิมพ์ และวัสดุใหม่อื่นๆ หมายถึงวัสดุที่ได้รับการพัฒนาและอยู่ระหว่างการพัฒนาแล้ว ซึ่งมีประสิทธิภาพดีเยี่ยมหรือมีคุณสมบัติพิเศษบางอย่างที่วัสดุเคมีแบบดั้งเดิมไม่มี วัสดุเคมีใหม่มีศักยภาพในการใช้งานสูงในด้านต่างๆ เช่น ยานยนต์ ระบบขนส่งทางราง การบิน ข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ไฮเอนด์ การประหยัดพลังงานและรักษาสิ่งแวดล้อม อุปกรณ์ทางการแพทย์ และการก่อสร้างในเมือง

ประเภทหลักของวัสดุเคมีใหม่
วัสดุเคมีใหม่จำแนกตามประเภทอุตสาหกรรมได้ 3 ประเภท ได้แก่ ผลิตภัณฑ์เคมีขั้นสูงในสาขาใหม่ วัสดุเคมีดั้งเดิมขั้นสูง และวัสดุเคมีใหม่ที่ผลิตผ่านกระบวนการแปรรูปขั้นที่สอง (เช่น สารเคลือบขั้นสูง กาวขั้นสูง วัสดุเมมเบรนที่มีคุณสมบัติเฉพาะ เป็นต้น)

วัสดุเคมีใหม่ส่วนใหญ่ได้แก่ พลาสติกวิศวกรรมและโลหะผสมของพลาสติก วัสดุพอลิเมอร์เชิงฟังก์ชัน ซิลิคอนอินทรีย์ ฟลูออรีนอินทรีย์ เส้นใยพิเศษ วัสดุคอมโพสิต วัสดุเคมีอิเล็กทรอนิกส์ วัสดุเคมีนาโน ยางพิเศษ โพลียูรีเทน โพลีโอเลฟินประสิทธิภาพสูง สารเคลือบพิเศษ กาว และสารเติมแต่งพิเศษ รวมแล้วมากกว่าสิบประเภท

นโยบายเป็นแรงผลักดันให้เกิดนวัตกรรมทางเทคโนโลยีในการพัฒนาวัสดุเคมีใหม่ๆ
การพัฒนาวัสดุเคมีใหม่ในประเทศจีนเริ่มต้นขึ้นในช่วงทศวรรษ 1950 และ 1960 และมีการนำนโยบายสนับสนุนและมาตรฐานที่เกี่ยวข้องมาใช้ต่อเนื่องเพื่อสร้างสภาพแวดล้อมการเติบโตที่ดีสำหรับอุตสาหกรรมวัสดุเคมีใหม่ของจีน นับตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 21 การวิจัยวัสดุเคมีใหม่ของจีนได้พัฒนาไปอย่างต่อเนื่องและประสบความสำเร็จในการค้นพบที่สำคัญหลายประการ และวัสดุใหม่ที่พัฒนาขึ้นได้ถูกนำไปประยุกต์ใช้ในหลายสาขาและนำข่าวดีมาสู่การพัฒนาอุตสาหกรรมต่างๆ ในประเทศจีน

การวิเคราะห์แผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 14 ที่เกี่ยวข้องกับการวางแผนทางเทคนิคสำหรับอุตสาหกรรมวัสดุเคมีใหม่

เมื่อเผชิญกับ “แผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 14” ซึ่งมีปัญหาหลายประการในอุตสาหกรรมวัสดุใหม่ เช่น ปริมาณรวมน้อย โครงสร้างไม่สมเหตุสมผล เทคโนโลยีดั้งเดิมมีน้อย ขาดการสนับสนุนเทคโนโลยีทั่วไป และเทคโนโลยีหลักถูกควบคุมโดยผู้อื่น เวทีการพัฒนาและนวัตกรรมอุตสาหกรรมวัสดุใหม่จึงมุ่งมั่นที่จะแก้ไขข้อบกพร่อง ปรับปรุงประสิทธิภาพ และส่งเสริมการประยุกต์ใช้ โดยให้ความสำคัญกับภารกิจสำคัญใน 4 ด้าน

ตาม “แนวทางการพัฒนาอุตสาหกรรมวัสดุเคมีใหม่ ระยะ 5 ปี ฉบับที่ 14” ที่ออกโดยสมาคมอุตสาหกรรมปิโตรเลียมและเคมีแห่งประเทศจีนในเดือนพฤษภาคม 2564 มีการวางแผนว่า ในช่วง “แผนพัฒนา 5 ปี ฉบับที่ 14” รายได้หลักและการลงทุนในสินทรัพย์ถาวรของอุตสาหกรรมวัสดุเคมีใหม่ของประเทศจะเติบโตอย่างรวดเร็วอย่างต่อเนื่อง และมุ่งมั่นที่จะบรรลุเป้าหมายการเป็นอุตสาหกรรมระดับสูงและมีความแตกต่างอย่างชัดเจนภายในปี 2568 โดยมีการเปลี่ยนแปลงวิธีการพัฒนาอย่างมีนัยสำคัญและปรับปรุงคุณภาพการดำเนินงานทางเศรษฐกิจอย่างมีนัยสำคัญ

การวิเคราะห์แรงผลักดันทางเทคโนโลยีของอุตสาหกรรมวัสดุเคมีใหม่ภายใต้กลยุทธ์ความเป็นกลางทางคาร์บอนและจุดสูงสุดของการปล่อยคาร์บอน

ในความเป็นจริง กลยุทธ์คาร์บอนคู่ช่วยปรับโครงสร้างของอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่องและยกระดับเทคโนโลยีของอุตสาหกรรมผ่านการพัฒนาภายใต้ข้อจำกัด และส่งเสริมการพัฒนาเศรษฐกิจไปในทิศทางที่มีคุณภาพสูงขึ้นและยั่งยืนมากขึ้น โดยการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของด้านอุปทานและอุปสงค์ของผลิตภัณฑ์เคมี อธิบายถึงผลกระทบของกลยุทธ์นี้ต่ออุตสาหกรรมวัสดุเคมีใหม่

ผลกระทบของเป้าหมายคาร์บอนคู่คือการเพิ่มประสิทธิภาพด้านอุปทานและสร้างความต้องการ การเพิ่มประสิทธิภาพด้านอุปทานนั้นแสดงให้เห็นได้จากการลดกำลังการผลิตแบบเดิมและการส่งเสริมกระบวนการผลิตใหม่ๆ กำลังการผลิตใหม่ของผลิตภัณฑ์เคมีส่วนใหญ่มีข้อจำกัดอย่างเข้มงวด โดยเฉพาะอย่างยิ่งผลิตภัณฑ์ที่ใช้พลังงานสูงและปล่อยมลพิษสูงในอุตสาหกรรมเคมีถ่านหินแบบดั้งเดิม ดังนั้น การผลิตวัตถุดิบเคมีใหม่ที่สามารถทดแทนได้และการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่จึงถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มอัตราการใช้ประโยชน์ของวัตถุดิบและลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ พร้อมทั้งค่อยๆ ทดแทนกำลังการผลิตแบบเดิมที่มีอยู่

ตัวอย่างเช่น เทคโนโลยี DMTO-III ล่าสุดของสถาบันเทคโนโลยีเคมีต้าเหลียน ไม่เพียงแต่ลดปริมาณการใช้เมทานอลต่อหน่วยเหลือเพียง 2.66 ตันเท่านั้น แต่ตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่ยังช่วยเพิ่มผลผลิตของโมโนเมอร์โอเลฟิน หลีกเลี่ยงขั้นตอนการแตกตัวของ C4/C5 และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์โดยตรง นอกจากนี้ เทคโนโลยีใหม่ของ BASF ยังเปลี่ยนจากการใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นแหล่งความร้อนสำหรับการแตกตัวของเอทิลีนด้วยไอน้ำ มาใช้เตาเผาแบบใหม่ที่มีฮีตเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งสามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากถึง 90%

การสร้างความต้องการยังมีความหมายสองประการ ประการแรกคือการขยายความต้องการใช้งานของวัสดุเคมีใหม่ที่มีอยู่ และประการที่สองคือการทดแทนวัสดุเก่าด้วยวัสดุใหม่ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและปล่อยก๊าซคาร์บอนต่ำ ตัวอย่างเช่น พลังงานใหม่ รถยนต์พลังงานใหม่ใช้วัสดุจำนวนมาก เช่น เทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ ซึ่งเพิ่มความต้องการวัสดุเคมีใหม่ที่เกี่ยวข้องโดยตรง ส่วนในประการหลัง การทดแทนวัสดุเก่าด้วยวัสดุใหม่จะไม่เพิ่มปริมาณความต้องการโดยรวมอย่างมีนัยสำคัญ แต่จะส่งผลกระทบต่อการใช้วัตถุดิบมากกว่า ตัวอย่างเช่น หลังจากมีการส่งเสริมพลาสติกที่ย่อยสลายได้ การใช้ฟิล์มพลาสติกแบบดั้งเดิมก็ลดลง

ทิศทางการพัฒนาทางเทคนิคในด้านสำคัญของวัสดุเคมีใหม่
วัสดุเคมีใหม่มีหลายประเภท โดยพิจารณาจากขนาดของอุตสาหกรรมวัสดุย่อยและระดับการแข่งขัน วัสดุเคมีใหม่สามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทหลักตามเทคโนโลยีและขอบเขตการใช้งาน ได้แก่ วัสดุพอลิเมอร์ขั้นสูง วัสดุคอมโพสิตประสิทธิภาพสูง และวัสดุเคมีอนินทรีย์ใหม่

เทคโนโลยีวัสดุพอลิเมอร์ขั้นสูง

วัสดุพอลิเมอร์ขั้นสูงส่วนใหญ่ได้แก่ ยางซิลิโคน ฟลูออโรอีลาสโตเมอร์ โพลีคาร์บอเนต ซิลิโคน โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน พลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ โพลียูรีเทน และเยื่อแลกเปลี่ยนไอออน รวมถึงหมวดหมู่ย่อยต่างๆ บทความนี้ได้สรุปและวิเคราะห์เทคโนโลยีที่เป็นที่นิยมในหมวดหมู่ย่อยเหล่านั้น เทคโนโลยีวัสดุพอลิเมอร์ขั้นสูงของจีนมีการกระจายตัวอย่างกว้างขวางและมีการใช้งานที่หลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านสารประกอบพอลิเมอร์อินทรีย์และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐาน

วัสดุคอมโพสิตประสิทธิภาพสูง

หัวข้อวิจัยที่สำคัญของอุตสาหกรรมวัสดุคอมโพสิตประสิทธิภาพสูงของจีน ได้แก่ สารประกอบพอลิเมอร์อินทรีย์ ชิ้นส่วนไฟฟ้าพื้นฐาน และวิธีการหรืออุปกรณ์ทางกายภาพหรือเคมีทั่วไป ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนเกือบ 50% นอกจากนี้ สารอินทรีย์ระดับโมเลกุลยังถูกนำมาใช้เป็นส่วนประกอบ และวิธีการหรืออุปกรณ์ที่ใช้ในการแปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรงก็มีความเคลื่อนไหวทางเทคนิคสูงมาก

วัสดุเคมีอนินทรีย์ใหม่

ในปัจจุบัน วัสดุเคมีอนินทรีย์ใหม่ส่วนใหญ่ได้แก่ กราฟีน ฟูลเลอรีน กรดฟอสฟอริกเกรดอิเล็กทรอนิกส์ และหมวดหมู่ย่อยอื่นๆ อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้ว การพัฒนาเทคโนโลยีวัสดุเคมีอนินทรีย์ใหม่ค่อนข้างกระจุกตัว และพื้นที่ที่มีสิทธิบัตรเทคโนโลยีที่สำคัญนั้นกระจุกตัวอยู่ในส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐาน สารประกอบอินทรีย์โมเลกุลสูง เคมีอนินทรีย์ และสาขาอื่นๆ

ในช่วงแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 14 รัฐบาลได้กำหนดนโยบายที่เกี่ยวข้องเพื่อส่งเสริมและชี้นำการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมวัสดุเคมีใหม่ และอุตสาหกรรมวัสดุเคมีใหม่ได้กลายเป็นหนึ่งในพื้นที่ที่ตลาดจีนกำลังเติบโตอย่างดีในปัจจุบัน การวิเคราะห์เชิงอนาคตเชื่อว่า สำหรับอุตสาหกรรมวัสดุเคมีใหม่นั้น นโยบายต่างๆ จะช่วยชี้นำทิศทางการพัฒนาเทคโนโลยีของอุตสาหกรรมวัสดุเคมีใหม่ในด้านหนึ่ง และในอีกด้านหนึ่ง นโยบายเหล่านั้นควรเอื้อต่อการพัฒนาอุตสาหกรรมวัสดุเคมีใหม่ และส่งเสริมการลงทุนจากภาคสังคมเพื่อเพิ่มการวิจัยและพัฒนาเชิงนวัตกรรมของเทคโนโลยีวัสดุเคมีใหม่ ซึ่งจะทำให้กิจกรรมทางเทคโนโลยีของอุตสาหกรรมวัสดุเคมีใหม่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว