海洋新材料是指專屬用于海洋開發(fā)的各類特殊材料。根據(jù)《海洋高技術(shù)產(chǎn)業(yè)分類》,海洋新材料包括5個技術(shù)門類,細分為12類產(chǎn)業(yè)。目前,海洋新材料的主要產(chǎn)品包括海洋用鋼(鋼筋和各類不銹鋼)、海洋用有色金屬(鈦、鎂、鋁、銅等)、防護材料(防腐、防污涂料、犧牲陽極材料)、混凝土、復合材料與功能材料等。
宏觀政策環(huán)境
近年來,國家高度重視海洋新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展,先后制定了多項有關(guān)海洋新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)劃,海洋新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策環(huán)境持續(xù)向好。
2015年5月,國務院出臺的《中國制造2025》是未來一段時期引領(lǐng)我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型提升的綱領(lǐng)性文件,其中將海工裝備列為十大重點推動的領(lǐng)域之一。海洋新材料產(chǎn)業(yè)是提升我國海工裝備制造業(yè)的核心領(lǐng)域和重要支撐之一。進入“十三五”,國家高度重視海洋新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,先后將其列入《全國海洋經(jīng)濟發(fā)展“十三五”規(guī)劃》《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)發(fā)展指南(2017年)》《有色金屬工業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016年~2020年)》《稀土行業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016年~2020年)》《關(guān)鍵材料升級換代工程實施方案》等。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
經(jīng)過多年發(fā)展,我國海洋新材料產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化程度有了很大提高,部分產(chǎn)品實現(xiàn)了完全國產(chǎn)化,但高端產(chǎn)品和核心技術(shù)仍依賴進口,部分種類產(chǎn)品的市場長期被國外大公司壟斷。
海洋裝備材料的腐蝕防護與防污是嚴重制約重大海洋工程技術(shù)和裝備發(fā)展的技術(shù)瓶頸之一。目前海洋裝備工程最有效的防護方法是有機涂層防護技術(shù),應用率超過80%。我國海洋防護技術(shù)與發(fā)達國家相比有明顯的差距,國內(nèi)的環(huán)保防污涂料市場主要被國外公司所掌控。涉海重防腐涂料基本上被國外大公司壟斷。
我國高端船舶及海工裝備用鋼研制近年來取得突破并實現(xiàn)裝船。如鞍山鋼鐵、寶鋼股份自主研發(fā)的特種鋼成功打破技術(shù)壁壘替代進口,實現(xiàn)為我國超大型集裝箱整船“中遠海運雙子座”供貨。盡管我國在海工用鋼方面取得多項突破,但目前仍有部分品種的鋼材不能滿足國內(nèi)高端船舶及海工用鋼的需求,關(guān)鍵部位的超高強度鋼材仍需進口。
我國在海洋石油工業(yè)方面應用復合材料制備和應用領(lǐng)域起步較晚,尚處于初級階段,在技術(shù)水平和數(shù)據(jù)積累方面較發(fā)達國家有著較大的差距。美國和日本在復合材料制備和應用領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位,纖維自動鋪設、液態(tài)復合成型等技術(shù)都十分成熟。目前,國外企業(yè)占據(jù)了我國碳纖維80%的市場。碳纖維復合材料在海洋工程等工業(yè)領(lǐng)域都體現(xiàn)了較好的應用前景,同時碳纖維復合材料的價格在降低,未來碳纖維復合材料的應用會越來越廣。
過去20多年,我國深海浮力材料技術(shù)水平實現(xiàn)了從水下300米到1.1萬米的飛躍,并擺脫了國外的技術(shù)制約。如今已實現(xiàn)國產(chǎn)化批量生產(chǎn),年生產(chǎn)能力突破了1500立方米,生產(chǎn)成本大幅降低。但由于其核心原料——高性能空心玻璃微珠的缺乏,使得浮力材料性能與國外相比仍有一定差距,且規(guī)?;潭刃?,生產(chǎn)效率低。
我國海洋工程用鈦起步晚、規(guī)模小,總體上仍處于起步階段,同美、俄、日等海洋強國相比,在應用領(lǐng)域、基礎研究、鈦材生產(chǎn)技術(shù)、設計與應用技術(shù)及相應配套技術(shù)等各個環(huán)節(jié),大體有15年~30年的差距。目前,我國已基本形成了較為完善的海洋用鈦合金體系,并有一定的應用。但由于應用的性能數(shù)據(jù)支撐不充足,海洋工程構(gòu)件建造規(guī)則還不完善,加工設備能力不夠、產(chǎn)品規(guī)格小以及材料生產(chǎn)成本高等諸多原因,海洋用鈦合金尚存在產(chǎn)業(yè)化水平低、應用不足的問題。隨著海洋開發(fā)的不斷深入,鈦合金工程化應用程度的加快以及材料成本的降低,未來海洋用鈦將有非常大的發(fā)展空間。
產(chǎn)業(yè)存在的問題
一方面,我國海洋新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)新能力不足,難以搶占戰(zhàn)略制高點。我國海洋新材料產(chǎn)業(yè)長期實行跟蹤仿制的發(fā)展模式,基礎研究、創(chuàng)新能力不足,減緩了創(chuàng)新發(fā)展的步伐。盡管近年來國內(nèi)制造裝備水平大幅提高,但專業(yè)海洋新材料生產(chǎn)企業(yè)自主創(chuàng)新研發(fā)和應用技術(shù)研究薄弱,生產(chǎn)過程控制缺乏依據(jù),產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不能快速適應海洋經(jīng)濟的高速發(fā)展,海工裝備自主保障能力明顯不足。
另一方面,尚未建立完整的海洋新材料體系。我國目前針對海洋新材料缺少頂層設計、長遠戰(zhàn)略規(guī)劃以及有效的管理機制。主要表現(xiàn)是應用研究經(jīng)費投入不足,科技成果轉(zhuǎn)化率低。同時,設計、生產(chǎn)、應用部門缺少采用國產(chǎn)新材料的意愿與目標,工程化研究與考核驗證方面的問題突出,導致新型材料成熟度低,設計、加工、制造標準缺乏,對國產(chǎn)先進材料應用需求不足。同時,我國至今沒有嚴格意義上的海工材料體系。缺乏完整的海洋環(huán)境以及材料耐蝕、服役性能數(shù)據(jù)庫,對國產(chǎn)新材料需求不足,限制了國產(chǎn)先進材料在設計中的選用。
重點發(fā)展方向
立足當前海洋新材料發(fā)展的現(xiàn)狀,結(jié)合未來我國海工裝備需求,對比與國外發(fā)達海洋國家差距,可以進一步明確我國海洋新材料產(chǎn)業(yè)未來重點發(fā)展方向。
未來船舶與海洋工程重防腐涂料的主要發(fā)展趨勢是環(huán)保、節(jié)能、省資源、高性能和功能化。
船舶總體發(fā)展趨勢為大型化、多海域作業(yè)、運送介質(zhì)多樣化、潛艇深潛化、作戰(zhàn)艦船抗爆抗打擊。船舶發(fā)展趨勢要求船體結(jié)構(gòu)鋼具有“易焊性、耐腐蝕、高強度、高韌性、高止裂”性能。
船舶裝備用復合材料未來主要向低成本/高性能化/集成化、向虛擬設計/制造/驗證一體化、多功能型、優(yōu)化連接、長壽期、安全可靠等方面發(fā)展。
鈦合金材料技術(shù)未來發(fā)展趨勢是形成完整的海洋工程裝備用鈦合金材料設計、驗證、制造、加工、研究等產(chǎn)業(yè)體系,打造若干具有較強創(chuàng)新能力的海洋工程裝備用鈦合金配套服務機構(gòu),全面掌握海洋工程裝備用鈦金屬材料的設計技術(shù)、應用技術(shù)和生產(chǎn)加工技術(shù),具備創(chuàng)新應用鈦金屬材料的技術(shù)能力,達到海洋工程裝備鈦合金應用技術(shù)和范圍的國際先進水平。
我國海洋工程用有色金屬材料的研究和應用起步較晚,與世界先進水平存在一定差距,具體表現(xiàn)為:產(chǎn)品耐蝕性差、使用時長短等。未來,我國海洋工程用有色金屬材料的重點發(fā)展方向是研發(fā)高強、可焊、耐蝕、加工性能優(yōu)良的鋁合金材料,高品質(zhì)銅合金冶煉質(zhì)量控制技術(shù)研究,鎂合金防腐材料研究等。
建議措施
一是加強政策引導和行業(yè)管理。建立和完善海洋新材料產(chǎn)業(yè)政策,加強海洋新材料產(chǎn)業(yè)政策與科技、金融、財稅、投資、貿(mào)易、土地、資源和環(huán)保等政策銜接配合。制定和完善行業(yè)準入條件,發(fā)布重點海洋新材料產(chǎn)品指導目錄,實施海洋新材料產(chǎn)業(yè)重大工程。推進組建海洋新材料產(chǎn)業(yè)協(xié)會,建立健全海洋新材料產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計監(jiān)測體系,把握產(chǎn)業(yè)運行動態(tài),及時發(fā)布相關(guān)信息,避免盲目發(fā)展與重復建設,引導和規(guī)范海洋新材料產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展。
二是制定財政稅收扶持政策。建立穩(wěn)定的財政投入機制,加大對海洋新材料產(chǎn)業(yè)的扶持力度。開展重大示范工程建設,重點支持填補國內(nèi)空白、市場潛力巨大、有重大示范意義的新材料產(chǎn)品開發(fā)和推廣應用。充分利用好現(xiàn)行促進海洋新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的稅收政策,開展海洋新材料企業(yè)及產(chǎn)品認證,完善重點研發(fā)項目及示范工程相關(guān)進口稅收優(yōu)惠政策。
三是建立健全投融資保障機制。加強“政產(chǎn)學研金”合作,逐步形成支撐推動體系。制定和完善有利于海洋新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的風險投資扶持政策,鼓勵和支持民間資本投資海洋新材料產(chǎn)業(yè),研究建立海洋新材料產(chǎn)業(yè)投資基金,發(fā)展創(chuàng)業(yè)投資和股權(quán)投資基金,支持創(chuàng)新型和成長型海洋新材料企業(yè),加大對符合政策導向和市場前景的項目支持力度。金融機構(gòu)合理加大信貸支持力度,積極支持符合海洋新材料產(chǎn)業(yè)政策的企業(yè)、項目和產(chǎn)業(yè)園區(qū)。支持符合條件的海洋新材料企業(yè)上市融資、發(fā)行企業(yè)債券和公司債券。
四是提高產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力。加強海洋新材料學科建設,加大創(chuàng)新型人才培養(yǎng)力度,改革和完善企業(yè)分配和激勵機制,完善創(chuàng)新型人才評價制度,建立面向海洋新材料產(chǎn)業(yè)的人才服務體系。鼓勵企業(yè)建立海洋新材料工程技術(shù)研究中心、工程實驗室、企業(yè)技術(shù)中心、技術(shù)開發(fā)中心,不斷提高企業(yè)技術(shù)水平和研發(fā)能力,圍繞材料換代升級,建立若干技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟和公共服務平臺,組織實施重點海洋新材料關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、創(chuàng)新成果產(chǎn)業(yè)化、應用示范和創(chuàng)新能力建設等重大工程,發(fā)揮引領(lǐng)作用,促進海洋新材料產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展。
五是培育優(yōu)勢核心企業(yè)。發(fā)揮重點海洋新材料企業(yè)的支撐和引領(lǐng)作用,通過強強聯(lián)合、兼并重組,加快培育一批具有一定規(guī)模、比較優(yōu)勢突出、掌握核心技術(shù)的海洋新材料企業(yè)。鼓勵原材料工業(yè)企業(yè)大力發(fā)展精深加工和海洋新材料產(chǎn)業(yè),延伸產(chǎn)業(yè)鏈,提高附加值。高度重視發(fā)揮中小企業(yè)的創(chuàng)新作用,提高中小企業(yè)對大企業(yè)、大項目的配套能力。鼓勵建立以優(yōu)勢企業(yè)為龍頭,聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈上下游核心企業(yè)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,形成以海洋新材料為主體、上下游緊密結(jié)合的產(chǎn)業(yè)體系。
六是完善海洋新材料技術(shù)標準規(guī)范。瞄準國際先進水平,立足自主技術(shù),健全海洋新材料標準體系、技術(shù)規(guī)范、檢測方法和認證機制。加快制定海洋新材料產(chǎn)品標準,鼓勵產(chǎn)學研用聯(lián)合開發(fā)重要技術(shù)標準,積極參與海洋新材料國際標準制定,加快國外先進標準向國內(nèi)標準的轉(zhuǎn)化。加強海洋新材料品牌建設和知識產(chǎn)權(quán)保護,鼓勵建立重要海洋新材料專利聯(lián)盟。加快建立新材料檢測認證平臺,加強產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督,建立海洋新材料產(chǎn)品質(zhì)量安全保障機制。
七是深化國際合作交流。鼓勵企業(yè)充分利用國際創(chuàng)新資源,開展人文交流與國際培訓,引進境外人才隊伍、先進技術(shù)和管理經(jīng)驗,積極參與國際分工合作。鼓勵境外企業(yè)和科研機構(gòu)在我國設立海洋新材料研發(fā)機構(gòu),支持符合條件的外商投資企業(yè)與國內(nèi)海洋新材料企業(yè)、科研院校合作申請國家科研項目。支持企業(yè)并購境外海洋新材料企業(yè)和技術(shù)研發(fā)機構(gòu),參加國際技術(shù)聯(lián)盟,申請國外專利,開拓國際市場,加快國際化經(jīng)營。(作者:自然資源部海洋發(fā)展戰(zhàn)略研究所 劉明)
轉(zhuǎn)自:中國海洋報
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