结构泡沫材料产业发展行动建议

结构泡沫材料产业发展行动建议

当前，新一轮科技革命与产业变革蓄势待发，全球新材料产业竞争格局正在发生重大调整。新材料与信息、能源、生物等高技术加速融合，大数据、数字仿真等技术在新材料研发设计中作用不断突出，互联网+、材料基因组计划、增材制造等新技术新模式蓬勃兴起，新材料创新步伐持续加快，国际市场竞争将日趋激烈。未来五年，是国家实施《中国制造2025》、调整产业结构、推动制造业转型升级的关键时期。新一代信息技术、航空航天装备、海洋工程和高技术船舶、节能环保、新能源等领域的发展，为新材料产业提供了广阔的市场空间，也对新材料质量性能、保障能力等提出了更高要求。必须紧紧把握历史机遇，集中力量、加紧部署，进一步健全新材料产业体系，下大力气突破一批关键材料，提升新材料产业保障能力，支撑中国制造实现由大变强的历史跨越。建立部门协调工作机制，做好顶层设计和规划统筹，充分发挥规划引领作用，强化各部门专项资金和重大项目的衔接，系统解决新材料产业发展的重大问题；进一步简政放权、创新管理、强化服务，形成协同推进的工作格局；加强对地方新材料产业发展的宏观指导和信息引导。建立国家新材料产业发展专家指导委员会，为行业规划、产业政策、重大工程等提供咨询建议。支持建立新材料行业协会和一批产学研用紧密结合的新材料产业联盟，集中优势资源推动新材料研发、工程化、产业化与应用。布局一批前沿新材料把握新材料技术与信息技术、纳米技术、智能技术等融合发展趋势，更加重视原始创新和颠覆性技术创新，加强前瞻性基础研究与应用创新，制定重点品种发展指南，集中力量开展系统攻关，形成一批标志性前沿新材料创新成果与典型应用，抢占未来新材料产业竞争制高点。基本原则（一）需求牵引、创新发展发挥市场需求对新材料开发应用的引导作用，紧紧围绕重大战略急需，强化产用结合，促进上下游协作配套，加快应用示范。推动新材料产业大众创业、万众创新，践行绿色发展理念，鼓励大中小企业分工合作，促进新材料产业与其他产业同步转型升级。（二）市场主导、引导遵循市场经济规律，强化企业主体地位，破除体制机制障碍，激发企业创新活力。转变职能，创新行业管理方式，聚焦重点方向、重点企业和重点地区，完善新材料初期市场培育措施，有效带动社会资源，营造产业发展良好环境。（三）统筹协调、分类指导加强部门统筹、信息共享与协调合作，提高新材料产业发展规划的系统性、部门工作的协同性、国家和地方政策措施的配套性。遵循各类新材料产业发展规律，立足当前，着眼长远，因地制宜，分类施策，完善支持政策，提高服务水平。（四）、促进信息技术与新材料融合发展，推动新材料设计、加工、制造及测试过程数字化、智能化，利用互联网技术加强新材料供需对接，支持发展新模式、新业态。推进新材料深度发展，加快军民共用新材料技术双向转移转化，积极发展军民共用新材料，实现良性互动发展。结构泡沫材料行业周期性、季节性和区域性结构泡沫材料下游应用包括风力发电、船舶游艇、轨道车辆等多领域，通常不具有周期性，但下游风电行业受抢装潮、补贴退坡及平价上网等政策影响，表现出一定的波动性。随着技术的不断发展和创新，结构泡沫材料的用途也越来越广泛，行业周期性主要受国民经济发展以及部分下游行业的景气度影响。结构泡沫材料受货运成本、运输半径的影响均较小，总体来说区域性特征不明显，但不同地区的经济、行业等发展水平存在一定差异，且部分下游应用行业存在一定的产业地区集群特征，也会对结构泡沫材料行业区域销售造成一定的影响。面临的形势当前，新一轮科技革命与产业变革蓄势待发，全球新材料产业竞争格局正在发生重大调整。新材料与信息、能源、生物等高技术加速融合，大数据、数字仿真等技术在新材料研发设计中作用不断突出，互联网+、材料基因组计划、增材制造等新技术新模式蓬勃兴起，新材料创新步伐持续加快，国际市场竞争将日趋激烈。未来五年，是国家实施《中国制造2025》、调整产业结构、推动制造业转型升级的关键时期。新一代信息技术、航空航天装备、海洋工程和高技术船舶、节能环保、新能源等领域的发展，为新材料产业提供了广阔的市场空间，也对新材料质量性能、保障能力等提出了更高要求。必须紧紧把握历史机遇，集中力量、加紧部署，进一步健全新材料产业体系，下大力气突破一批关键材料，提升新材料产业保障能力，支撑中国制造实现由大变强的历史跨越。完善新材料产业标准体系提高现有标准技术水平，完成600项以上新材料标准制修订。加强标准复审及修订，提高现有标准技术水平，及时解决重点标准老旧、缺失等问题。将标准化列入新材料产业重点工程、重大项目考核验收指标，及时将科研创新成果转化为标准。推动新材料产业标准化试点示范，建设一批新材料产业标准化示范企业和园区，加速新材料技术产业化进程。加强材料标准与下游装备制造、新一代信息技术、工程建设等行业设计规范以及相关材料应用手册衔接配套。推动新材料产业国际标准跟踪转化，加快新材料标准国际化步伐。结构泡沫材料行业市场概况（一）结构泡沫材料市场结构泡沫材料是一种闭孔泡沫，能与湿法和预浸料及热塑性树脂兼容，具有较好的强度重量比、耐疲劳性能、防火性能，可热成型，加工中具有较好的抗压缩蠕变性能。目前结构泡沫材料主要包括PVC泡沫、PET泡沫、PMI泡沫及其他类别，其中PVC、PET两种结构泡沫材料应用较为广泛。结构泡沫材料因其密度低、强度高，主要作为各种复合材料夹层结构的芯材使用，用来增强刚度、减轻重量。其应用于夹层结构中可以大大增强力学性能，满足了风电叶片、轨道交通车辆、船舶、飞机等应用领域对材料低密度、高强度的要求。与传统的蜂窝板芯材、Balsa木芯材相比，结构泡沫材料更能适应复杂形状的场合，并且可以通过热成型的方法进行加工，而且在同样的固化条件下，综合性能更高。因此截至目前，从价值和数量来看，结构泡沫芯材材料已占据芯材市场的大部分份额。（二）结构泡沫主要下游应用目前市场上主要应用的结构泡沫材料有PVC泡沫、PET泡沫和PMI泡沫。其中PVC泡沫由于具备性能优越、价格适中的优点，是目前应用最广泛的一种泡沫材料。结构泡沫材料广泛应用于风电叶片、船舶游艇、轨道交通车辆、航空航天等应用领域。1、结构泡沫材料风电叶片领域应用结构泡沫芯材是风电叶片的关键材料，通常应用在叶片的前缘、后缘以及腹板等重要部件，普遍采用夹层结构来增加结构刚性，防止局部失稳，提高整个叶片的力学性能和载荷能力，增强叶片的稳定性和耐疲劳性，并同时减轻叶片重量。目前风电叶片最常用的芯材是PVC结构泡沫和Balsa木，其中PVC结构泡沫主要用在腹板、叶片壳体，包括蒙皮、大梁以及大梁两侧；Balsa木主要用于叶根部位。此外，近年来PET结构泡沫在叶片领域开始得到应用。PET结构泡沫的密度高于PVC结构泡沫但低于Balsa木，具有良好的耐热性和力学性能；同时理论上其可以100%循环利用，减少废弃物数量且再生成本较低，有助于降低叶片生产成本。根据GWEC于2021年3月下旬发布的《GlobalWindReport2021》数据，2020全球风电取得历史性突破，新增装机容量高达93GW，同比增长53%；累计装机容量达到743GW，同比增长14%。其中，陆上风电新增装机容量为86．9GW，创历史新高。中国是全球风电装机容量第一大国，根据CWEA近年来《中国风电吊装容量统计简报》统计数据，2019年度全国（除港、澳、台地区外）新增装机10，916台，新增装机容量26．79GW，同比增长26．7%；累计装机13．5万多台，装机容量约236．32GW，同比增长12．8%。2020年度全国（除港、澳、台地区外）新增装机20，401台，容量54．43GW，同比增长105．1%；累计装机超15万台，容量超290GW，同比增长23%。全球及国内风电产业呈现出的高增长前景，将带动各方对风电行业的资本投入。风电产能规模快速的扩张使全球市场对风电设备需求保持旺盛，带动了全球领域对风电叶片及芯材需求总量的持续升高。根据GWEC预测，截至到2026年的未来五年全球将新增风电装机容量556．9GW，每年平均新增装机容量111GW以上。中国作为风电产业最大的市场，占全球风电市场份额的40%左右。自2020年9月以来，中国政府高层多次在重要讲话及署名文章中明确提出中国的碳减排目标。在2020年12月12日的巴黎气候峰会上，将2030年非化石能源占比目标提升到25%。而2020年底中国风电及光伏合计装机容量534GW，预期未来10年风电及光伏发电的年均装机量平均每年不低于70GW。十四五期间，根据GWEC保守预测，我国2025年陆上风电新增装机容量将达到45GW，2021-2025年CAGR达到10．67%。总体而言，为完成2030年碳排放峰值，2060年碳中和目标，国内的新能源新增装机容量在十四五期间，将较十三五期间明显提升。在十四五期间国内市场新增装机快速增长的情况下，预期风电产业链均会在需求推动下继续保持高速发展态势。根据数据显示，风电叶片的成本占风电机组总成本比重达到20%-30%，其设计及选材决定了风机的发电性能与功率。近年来中国以及全球风力发电市场的持续快速增长，风力发电机装机量节节攀升，为风电叶片及芯材市场提供了庞大的成长空间。2、结构泡沫材料船舶游艇领域应用结构泡沫材料目前在游艇、渔船上成熟应用，通常用于船底、舷部、甲板、舱壁及防水壁中，正逐步向舰艇和大型船舶上发展。由于结构泡沫材料是孔隙材料，可以减轻结构重量，降低铺层制作成型的工作量，同时减少了加筋数量，有利于冲击荷载的扩散。近些年中国船舶工业已经发展成为全球的造船中心，特别是船舶工业十三五规划之后，中国船舶工业保持强劲增长势头，预计随着国内船舶游艇工业发展，对结构泡沫芯材的市场需求量也会逐步释放。3、结构泡沫材料轨道交通车辆领域应用结构泡沫材料是一种闭孔泡沫，具有较好的强度重量比、耐疲劳性能、防火性能，加工中具有较好的抗压缩蠕变性能。以上出色的综合性能使其在轨道交通车辆中主要应用于结构底板、车顶、侧板、车尾部。对芯材的有效利用能够降低交通工具的能耗、提升载荷能力，并能一定程度上提升载具的隔音、保温等性能。近年来，我国铁路行业发展迅速。根据中长期铁路发展规划、城际铁路设计规划等政策文件，未来我国轨道交通车辆市场发展前景较好，增长潜力巨大。在保证车体强度的情况下做到轻量化的优化设计是车辆发展的要求，根据现有资料显示，单个动车组车厢需要结构泡沫材料约0．2吨，一组列车组约需要1．6吨，动车组列车对结构泡沫材料的年需求量将达到400-480吨。4、结构泡沫材料航空航天领域应用由于结构泡沫材料具备高力学性能和耐疲劳性能，制作成夹层结构能够在飞机中的桨叶、外翼、垂尾、平尾、机身地板梁和后承压框等部件得到应用。整体结构一体化程度高，安装较为简单，能够缩短总装时间，而且可使飞机结构减重，结构设计成本降低。同时，在疲劳和恶劣的环境下使用，不会降低剩余强度。目前结构泡沫芯材在无人机、支线飞机上成熟应用，正逐步向军机和大飞机上发展。随着国内大飞机项目上马，航空工业对硬质泡沫芯材的需求将保持增长。综上，随着国民经济快速发展、城市化进展稳步推进，风电、船舶游艇、轨道交通、航空航天等多个经济领域较快发展，将进一步增加市场对结构泡沫材料的需求。应用水平明显提升先进半导体材料、新型电池材料、稀土功能材料等领域加速发展，高性能钢铁材料、轻合金材料、工程塑料等产