打破壟斷!中國海洋新材料突破技術瓶頸建設海洋強國

 

 

習近平總書記指出:“建設海洋強國是中國特色社會主義事業的重要組成部分。”

21 世紀是海洋的世紀,海洋在國家經濟發展格局和對外開放中的作用更加重要,在維護國家主權、安全、發展利益中的地位更加突出。加快實施國家海洋戰略,大力推進海洋科學和技術的創新是國家的重大需求。而材料科學是發展海洋科學技術的基礎,沒有高性能材料作為物質保證,海洋科技的發展和產業化將受到很大制約。

海洋新材料 現代海洋產業的物質基礎與保障

海洋新材料是指用于高濕、高鹽、高壓環境下海洋開發的各類特殊材料,是海軍裝備、船舶運輸、海洋工程、海洋資源、漁業生產、海洋環境等領域裝備設施的物質基礎。隨著海洋開發新時代的來臨,海洋資源開發、海上船舶運輸、港口建設以及海防建設等需要使用大量的新型材料,部分傳統材料表面經過新型材料防護在船舶和海洋工程中普遍使用。

目前,海洋新材料的產品包括海洋用鋼、海洋用有色金屬、防護材料、混凝土、復合材料與功能材料等。 海洋新材料是技術與裝備創新的物質基礎與保障。加強海洋新材料的研究,有利于海洋的探索和資源的開發利用。對于推進海洋生態保護、海洋經濟發展和海防建設,培育壯大海洋戰略性新興產業,建設現代海洋產業體系,具有十分重大的意義和作用。

打造完整產業鏈 品種全角色重

海洋新材料與海洋產業的關聯體現在海工裝備產業鏈,其主要包括船舶、海洋工程裝備、海洋涂料、發電、海上鉆井平臺、海洋污染治理等行業。

圖表:海洋新材料行業產業鏈

一直以來,在軍事領域特別是航空航天領域碳纖維復合材料發揮著重要作用,近年來隨著應用研究的發展,國內外對其在海軍艦艇上的應用越來越重視。碳纖維復合材料減重明顯,有著優良的力學性能,并且耐酸、堿、海水侵蝕,水生物也難以附生在表面;還具備著優良的聲、磁、電性能,容易維護,維護費用遠低于鋼制艦艇。目前,碳纖維復合材料的成本隨著研發技術的提高在不斷降低,未來碳纖維在軍事領域發揮的作用將無法取代。

 

而另一種海洋新材料高吸油樹脂在清除油類污染,改善人類生存環境中也起著重要作用。隨著世界工業的不斷發展,油污排放日益增加,油品泄漏的機率越來越大。特別是海上航運造成的大規模泄漏事故。隨著我國經濟尤其是沿海經濟的迅速發展,我國港口的石油吞吐量正以每年10萬噸的速度增長,發生油泄漏事故的可能性越來越大。因此開發新型油水選擇性高、保油性好的吸油材料引起了世界各國重視,獨特的高吸油樹脂應運而生。

 

它是一種兼有吸附和吸收作用的自溶脹型功能高分子材料,具有吸油倍率高、可吸油品多、油水選擇性高、壓力下保油性好而且吸油前體積小的眾多優點,不但可以替代傳統材料用于廢油處理,而且適于海洋中漏油的處理,回收水面浮油。隨著人們環保意識的增強,對高效環保用吸油材料的需求量必將迅速增長,因此系統開發新型高吸油樹脂具有很大的社會和經濟效益。

市場規模大 國內優質廠商前景可期

隨著海洋新材料市場的快速增長,我國從事海洋新材料生產與研究的企業數量也在逐漸擴大,2019年我國有超過4000家企業開展了海洋新材料相關業務。另一方面,行業整合也在穩步推進,行業并購與投資行為漸增。

中國海洋新材料行業市場規模分析

統計數據顯示,2017年中國海洋新材料行業市場規模6620.58億元,2019年我國海洋新材料市場規超過8500億,達到8601億元,近5年整體市場增長率超過10%。

2021年中國海洋新材料行業市場規模9968.84億元,同比增長11.89 %。2017-2021年中國海洋新材料行業市場規模如下:

圖表:2017-2021年中國海洋新材料行業市場規模

數據來源:智研瞻產業研究院整理

在藍海經濟的大戰略推動下,未來5年國內對于海洋新材料的需求將以每年17%左右的速度增長。同時,隨著研發投入的增長及對技術開發的重視,在國內海洋新材料技術進步的驅使下,未來國內海洋新材料對于進口產品的依賴將逐步下降,在更具競爭力的價格條件下,國內產能將逐步替代中低端新材料的供應市場,甚至部分高端海洋新材料市場也有望實現初步的自給。

多重利好驅動 未來發展空間廣闊

下游領域拉動市場需求,行業迎來高質量發展

海洋環境是一種嚴酷復雜的腐蝕環境。在這種環境中,海水本身是一種強的腐蝕介質,同時波、浪、潮、流又對金屬構件產生低頻往復應力和沖擊,加上海洋微生物、附著生物及它們的代謝產物等都對海洋裝備的腐蝕過程產生直接或間接的加速作用。目前我國每年腐蝕所造成的經濟損失可達到8000多億元人民幣。因此,海洋重大工程在設計和使用過程中都必須考慮海洋環境的腐蝕問題,海洋防腐新技術、新材料的開發尤為重要。

 

近年來,在全球化發展大趨勢下,國際貨物運輸頻繁,而在多種運輸方式中,據調查,海洋運輸在國際貨物運輸中應用最為廣泛,目前,海上運輸占國際貨運總量的80%以上。海洋腐蝕卻讓海上唯一運輸工具——船舶的壽命急劇縮短。所以開發高可靠性、長壽命、耐腐蝕的海洋新材料對保證海洋工程設施安全持久運行意義重大。

另外,今年是實現2027建軍百年目標的既往開來之年,是我國軍工行業全面迎來黃金時代的關鍵之年。根據權威數據預測,未來五年海軍裝備釋放市場規模約為1萬億左右,預計未來五年海軍裝備領域多功能復合材料市場空間能夠達到1000億左右。

其他下游領域如海上交通、海底隧道、海洋平臺、海上光伏/風力發電等工程建設方興未艾,海洋新材料需求隨之釋放。未來下游應用領域的高速發展,將為海洋新材料行業帶來廣闊市場需求空間。

國家政策支持力度加大,驅動行業創新發展

近年來,國家高度重視海洋新材料產業發展,先后制定了多項有關海洋新材料產業發展的規劃,海洋新材料產業發展政策環境持續向好。

2015年5月,國務院出臺的《中國制造2025》是未來一段時期引領我國制造業轉型提升的綱領性文件,其中將海工裝備列為十大重點推動的領域之一。海洋新材料產業是提升我國海工裝備制造業的核心領域和重要支撐之一。2021年12月,國務院批復海洋“十四五”規劃,各省市海洋工程裝備相關政策如下:

 

 

 

隨著科學技術的發展,傳統的材料已經無法滿足實際的要求,加強新材料的研發是作為海洋科學技術發展的重要項目,有利于國家海洋整體戰略的規劃和發展。加快加強海洋新材料的科學技術創新,為實現“堅持以海富國,以海強國,人海和諧,合作共贏的發展道路”的大目標提供物質基礎和關鍵技術支撐。