低碳環(huán)保新材料是指在全生命周期內(nèi)具有低碳排放甚至零碳排放屬性且對環(huán)境友好的材料，往往采用清潔工藝生產(chǎn)。全國兩會期間，國務(wù)院總理李強在2025年政府工作報告中指出，要因地制宜發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，加快建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系，推動科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新融合發(fā)展，大力推進新型工業(yè)化，做大做強先進制造業(yè)，促進新動能積厚成勢、傳統(tǒng)動能煥新升級。

　　作為具備“雙碳”屬性的化工產(chǎn)品，低碳環(huán)保新材料這個石油化工行業(yè)的新“風口”正在迎來屬于自己的“春風”。日前，國家工信部等四部門聯(lián)合印發(fā)《標準提升引領(lǐng)原材料工業(yè)優(yōu)化升級行動方案(2025—2027年)》，指出要以標準提升引領(lǐng)原材料工業(yè)供給高端化、結(jié)構(gòu)合理化、發(fā)展綠色化、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、體系安全化發(fā)展。提出到2027年，要完成石化、化工等行業(yè)的標準評估及優(yōu)化，分行業(yè)構(gòu)建支撐原材料工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的標準體系。

　　近日，本刊采訪中國石化石油化工科學(xué)研究院(簡稱石科院)有限公司副院長、“百千萬人才工程”國家級人選王輝國，詳細了解我國低碳環(huán)保新材料發(fā)展現(xiàn)狀、最新進展及未來發(fā)展趨勢。

　　中國石化石油化工科學(xué)研究院(簡稱石科院)有限公司副院長、“百千萬人才工程”國家級人選王輝國

　　記者：當前我國化工企業(yè)發(fā)展低碳環(huán)保新材料的發(fā)展重點領(lǐng)域和方向有哪些?

　　王輝國：從產(chǎn)品類型來看，主要包括：高性能合成纖維，涵蓋可在不同場景下應(yīng)用的功能性纖維，以及在抗爆、阻燃方面表現(xiàn)出色的特種纖維等。高性能合成樹脂，涵蓋常規(guī)包裝及高端電子化學(xué)品封裝等領(lǐng)域，以及工程塑料、催化材料等領(lǐng)域。特種橡膠和熱塑性彈性體，其可用于制造汽車零部件、工業(yè)密封件等，通過減輕重量、減少磨損來提高效能。生物基及可降解材料，生物基材料生產(chǎn)過程碳足跡小，可降解材料使用后能自然分解，減少污染。

　　從應(yīng)用場景來看，主要包括：輕量化材料，主要用于汽車、飛機等交通工具的輕量化。新能源材料，涵蓋風電材料(風電葉片材料等)、光伏材料(光電轉(zhuǎn)換和配套材料等)、新能源電池材料(電極、隔膜材料等)等。CCUS相關(guān)材料，涵蓋CO?捕集、綠色轉(zhuǎn)化利用與封存等技術(shù)所需的材料。

　　以上只是一些有代表性的例子，當前我國低碳環(huán)保新材料涉及能源、交通等關(guān)乎國計民生的領(lǐng)域。從全生命周期、全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展來看，發(fā)展這些新材料的合成單體同樣至關(guān)重要。首先，其能從源頭保障材料的低碳環(huán)保屬性，能有效減少全生命周期內(nèi)的碳排放。其次，合成單體的清潔高效制備，能有效減少廢棄物和有害氣體排放。再者，有助于構(gòu)建資源循環(huán)體系，部分新型單體為可回收、可降解材料的合成提供基礎(chǔ)，能緩解資源壓力，助力循環(huán)經(jīng)濟。

　　記者：石科院在綠色低碳新材料方面有哪些主要的進展或成功的案例?

　　王輝國：石科院秉承中國石化打造世界領(lǐng)先潔凈能源化工公司的發(fā)展愿景，以建設(shè)世界一流的綠色低碳能源化工科學(xué)研究院為目標，近年來，石科院聯(lián)合中國石化多家兄弟企業(yè)、單位，聚焦低碳環(huán)保新材料合成單體的綠色生產(chǎn)技術(shù)，組織力量開展攻關(guān)，部分技術(shù)已在工業(yè)化的征程上實現(xiàn)了階段性突破。

　　己內(nèi)酰胺綠色生產(chǎn)技術(shù)。己內(nèi)酰胺是生產(chǎn)聚酰胺-6合成纖維、工程塑料和薄膜等材料的單體，這些材料用于復(fù)合材料中，可以減輕結(jié)構(gòu)重量，提高材料的強度和韌性，有助于交通工具的輕量化，也可用于電子電器設(shè)備制造。20世紀90年代初，我國耗費近百億元引進3套5萬噸/年己內(nèi)酰胺生產(chǎn)裝置，工藝流程復(fù)雜，腐蝕污染嚴重，生產(chǎn)成本高，造成企業(yè)長期虧損。歷經(jīng)30年持續(xù)創(chuàng)新，石科院牽頭研發(fā)成功的新一代己內(nèi)酰胺綠色生產(chǎn)成套技術(shù)，集成新反應(yīng)途徑、新催化材料和新反應(yīng)工程，使我國己內(nèi)酰胺年產(chǎn)能從 40 年前的 1 萬噸發(fā)展到 600 多萬噸，由全部依靠進口到占全球市場 60% 以上，同時裝置建設(shè)投資、生產(chǎn)成本和污染物排放分別下降 50%、70% 和 90% 以上。2024年，世界技術(shù)最先進、單套產(chǎn)能最大己內(nèi)酰胺生產(chǎn)研發(fā)基地——中石化湖南石化60萬噸/年己內(nèi)酰胺產(chǎn)業(yè)鏈搬遷與升級轉(zhuǎn)型發(fā)展項目全線開車成功、實現(xiàn)安穩(wěn)長滿優(yōu)運行，為己內(nèi)酰胺產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展提供新動能和新優(yōu)勢。

　　中石化湖南石化60萬噸/年己內(nèi)酰胺產(chǎn)業(yè)鏈搬遷與升級轉(zhuǎn)型發(fā)展項目全景 供圖/湖南石化

　　雙氧水法環(huán)氧丙烷生產(chǎn)技術(shù)。環(huán)氧丙烷是生產(chǎn)聚醚多元醇的關(guān)鍵原料，主要用于制造聚氨酯材料。其用于保溫材料，能夠有效降低建筑物的能耗，用在家具制造和汽車座椅等領(lǐng)域，可以提供舒適持久的支撐性能。石科院與湖南石化聯(lián)合開發(fā)的丙烯雙氧水法制環(huán)氧丙烷技術(shù)具有流程簡單、投資小、清潔高效等優(yōu)點，相比傳統(tǒng)氯醇工藝每年可減排大量含氯廢水和固體危廢，有效減輕環(huán)境污染。與國外同類先進技術(shù)相比，中石化技術(shù)的雙氧水轉(zhuǎn)化率、環(huán)氧丙烷選擇性均有提高，雜質(zhì)含量顯著降低，優(yōu)級品率100%，不僅減少了原料消耗，還能夠滿足高端環(huán)氧丙烷下游產(chǎn)品的生產(chǎn)要求，實現(xiàn)了我國環(huán)氧丙烷綠色生產(chǎn)技術(shù)從跟跑到領(lǐng)跑的跨越，在推動石油化工綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)揮重要作用。

　　湖南石化10萬噸/年過氧化氫法環(huán)氧丙烷工業(yè)示范裝置 供圖/湖南石化

　　環(huán)保型環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)技術(shù)。以環(huán)氧氯丙烷為原料合成的環(huán)氧樹脂，不僅可以與碳纖維、玻璃纖維等增強材料復(fù)合，用于制造風力發(fā)電葉片，還因其優(yōu)良的絕緣性和穩(wěn)定性，可以用于制造電子電氣絕緣材料。但是，傳統(tǒng)的環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)方法存在能耗高、原子經(jīng)濟性低、產(chǎn)生大量廢水和廢渣等弊端。石科院與湖南石化聯(lián)合開發(fā)的環(huán)保型環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)工藝，作為國際首創(chuàng)的綠色化工技術(shù)，與傳統(tǒng)氯醇法環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)工藝相比，物料消耗低，“三廢”排放大幅降低，其中廢水減排率超過90%。目前，基于該技術(shù)的工業(yè)示范裝置正在湖南石化緊鑼密鼓的建設(shè)中，計劃2025年投產(chǎn)，對于推動環(huán)氧氯丙烷清潔生產(chǎn)工藝技術(shù)創(chuàng)新、增強樹脂產(chǎn)業(yè)鏈綠色發(fā)展競爭力具有重要意義。

　　石科院科研人員在湖南石化5萬噸/年環(huán)保型環(huán)氧氯丙烷工業(yè)示范裝置建設(shè)現(xiàn)場參加“三查四定”工作 攝影/孫乾輝

　　記者：在您看來，我國發(fā)展低碳環(huán)保新材料具有怎樣的意義?

　　王輝國：我國大力發(fā)展低碳環(huán)保新材料的意義是多方面的。

　　在應(yīng)對環(huán)境挑戰(zhàn)方面，低碳環(huán)保新材料在其生命周期內(nèi)的碳排放量顯著降低，同時能減少低揮發(fā)性有機物等污染物排放，改善空氣質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境。例如上面提到的，新型環(huán)氧丙烷、環(huán)氧氯丙烷等單體的綠色生產(chǎn)技術(shù)都將大幅度降低廢水廢渣的排放。

　　在推動產(chǎn)業(yè)升級方面，發(fā)展低碳環(huán)保新材料既能為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)輸入新技術(shù)、新產(chǎn)品，又能催生出更多的新興產(chǎn)業(yè)，帶動上下游協(xié)同發(fā)展，形成新的產(chǎn)業(yè)集群，為經(jīng)濟增長提供新動力。以綠色己內(nèi)酰胺技術(shù)為例，其已形成了800億人民幣的新產(chǎn)業(yè)，并帶動了5000億人民幣的下游產(chǎn)業(yè)，對產(chǎn)業(yè)升級和經(jīng)濟發(fā)展做出了貢獻。

　　在保障資源安全方面，低碳環(huán)保新材料能夠在滿足使用需求的前提下減少原材料的消耗，部分材料具有良好的可回收性和再利用性，可減少對原生資源的依賴，保障國家資源安全。

　　在國際貿(mào)易層面，能搶占國際市場，滿足全球需求，提升出口份額，還可參與標準制定，增強話語權(quán)。石科院也在積極地布局相關(guān)領(lǐng)域的國際專利體系，快速響應(yīng)《標準提升引領(lǐng)原材料工業(yè)優(yōu)化升級行動方案(2025—2027 年)》要求，與合作企業(yè)一起參與相關(guān)產(chǎn)品標準的制定，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的成套技術(shù)。

　　記者：未來低碳環(huán)保新材料在我國的市場前景如何?有哪些更多的應(yīng)用場景和市場?

　　王輝國：我國 “雙碳” 目標的推進以及一系列環(huán)保政策的實施，將為低碳環(huán)保新材料行業(yè)提供強大的政策支持和發(fā)展動力。隨著消費者環(huán)保意識的提高和對綠色生活的追求，市場對低碳環(huán)保產(chǎn)品的需求也將持續(xù)增長，為低碳環(huán)保新材料創(chuàng)造巨大的市場空間。可以肯定地說，未來，低碳環(huán)保新材料應(yīng)用場景將不斷拓展和深化，具有廣闊的市場前景。

　　同時，新材料產(chǎn)品和技術(shù)的不斷創(chuàng)新和突破將進一步提升其性能和質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，滿足不同領(lǐng)域的需求。目前，石科院除上述已在工業(yè)化過程中實現(xiàn)階段突破的單體生產(chǎn)技術(shù)外，還積極布局包括十二內(nèi)酰胺、己二胺等綠色生產(chǎn)新工藝及生物基可再生2,5-呋喃二甲酸、呋喃基環(huán)狀二胺、戊二胺等多項新型產(chǎn)品開發(fā)，其中部分已實現(xiàn)了小試、中試層面的突破，將為低碳環(huán)保新材料的創(chuàng)新發(fā)展帶來更多的可能性。

　　由石科院連續(xù)生產(chǎn)工藝制備的生物基2,5-呋喃二甲酸(FDCA)樣品 攝影/孫乾輝

　　同時，基于單體生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)積淀，在材料合成方面，石科院近年來聯(lián)合清華大學(xué)、中國科學(xué)院等領(lǐng)軍研究機構(gòu)，通過簽訂全面合作框架協(xié)議、聯(lián)合申報科研項目、共建聯(lián)合實驗室、共同開展技術(shù)開發(fā)與裝備制造等方式，開展了包括生物基共聚酰胺、熱塑性聚烯烴彈性體、CCUS吸附材料等多種低碳環(huán)保新材料合成技術(shù)研發(fā)工作。例如，石科院牽頭開啟了基于生物基賴氨酸及多種具有創(chuàng)新結(jié)構(gòu)單體的新型抗菌生物基共聚酰胺材料的研發(fā)工作，獲得了中國石化“高端聚酰胺材料制備關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)示范”重大科技項目的支持，不斷拓展生物基共聚酰胺材料的性能潛力和應(yīng)用邊界。

　　未來石科院將持續(xù)推動我國低碳環(huán)保新材料領(lǐng)域的高質(zhì)量發(fā)展，助力相關(guān)材料實現(xiàn)廣泛應(yīng)用和高效生產(chǎn)，為構(gòu)建綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系貢獻新質(zhì)生產(chǎn)力，助力實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標和美麗中國愿景。

　　石科院科研人員開展新型抗菌生物基共聚酰胺材料合成試驗 攝影/李澤陽