Als wichtiger Bestandteil der neuen Werkstoffindustrie stellt die neue chemische Werkstoffindustrie ein dynamisches und entwicklungsreiches Feld innerhalb der chemischen Industrie dar. Maßnahmen wie der „14. Fünfjahresplan“ und die „Doppelte Kohlenstoffstrategie“ haben die technologische Entwicklung der Branche positiv beeinflusst.

Neue chemische Werkstoffe umfassen organisches Fluor, organisches Silizium, Energiespar- und Umweltschutztechnologien, Elektronikchemikalien, Tinten und weitere innovative Materialien. Sie bezeichnen aktuell entwickelte und in Entwicklung befindliche Werkstoffe mit herausragenden Eigenschaften oder besonderen Funktionen, die herkömmliche chemische Werkstoffe nicht bieten. Neue chemische Werkstoffe finden breite Anwendung in Bereichen wie Automobilbau, Schienenverkehr, Luftfahrt, Informationstechnik, High-End-Geräte, Energieeinsparung und Umweltschutz, Medizintechnik und Städtebau.

Hauptkategorien neuer chemischer Materialien
Neue chemische Materialien werden nach Industriekategorien in drei Kategorien eingeteilt: zum einen hochwertige chemische Produkte in neuen Anwendungsgebieten, zum anderen hochwertige Varianten traditioneller chemischer Materialien und zum dritten neue chemische Materialien, die durch Sekundärverarbeitung hergestellt werden (hochwertige Beschichtungen, hochwertige Klebstoffe, funktionelle Membranmaterialien usw.).

Zu den neuen chemischen Werkstoffen zählen vor allem technische Kunststoffe und deren Legierungen, funktionelle Polymerwerkstoffe, organisches Silizium, organisches Fluor, Spezialfasern, Verbundwerkstoffe, elektronische chemische Werkstoffe, nanochemische Werkstoffe, Spezialkautschuk, Polyurethan, Hochleistungspolyolefine, Spezialbeschichtungen, spezielle Klebstoffe und Spezialadditive. Es gibt mehr als zehn Kategorien.

Politische Maßnahmen fördern die technologische Innovation neuer chemischer Materialien
Die Entwicklung neuer chemischer Werkstoffe in China begann in den 1950er und 1960er Jahren. Um ein günstiges Wachstumsumfeld für die chinesische Industrie neuer chemischer Werkstoffe zu schaffen, wurden sukzessive entsprechende Förder- und Regulierungsmaßnahmen eingeführt. Seit Beginn des 21. Jahrhunderts hat die chinesische Forschung auf diesem Gebiet zahlreiche bahnbrechende Ergebnisse erzielt. Die entwickelten neuen Werkstoffe finden erfolgreich Anwendung in vielen Bereichen und haben die Entwicklung zahlreicher Branchen in China positiv beeinflusst.

Analyse der technischen Planung im Zusammenhang mit dem „14. Fünfjahresplan“ für die neue chemische Werkstoffindustrie

Angesichts des „14. Fünfjahresplans“ und der Probleme, mit denen die Branche konfrontiert ist – geringes Gesamtvolumen, unzweckmäßige Struktur, wenige innovative Technologien, mangelnde Unterstützung für Standardtechnologien und die Kontrolle von Kerntechnologien durch Dritte –, hat das Innovationsforum der Neuen Materialindustrie beschlossen, die Defizite zu beheben, die Leistung zu verbessern und die Anwendung zu fördern. Dabei werden zentrale Aufgaben in vier Bereichen verfolgt.

Gemäß dem „Vierzehnten Fünfjahres-Entwicklungsleitfaden für die neue chemische Werkstoffindustrie“, der im Mai 2021 vom Chinesischen Erdöl- und Chemieverband herausgegeben wurde, ist geplant, dass während des Zeitraums des „14. Fünfjahresplans“ die Haupteinnahmequellen und die Investitionen in Sachanlagen der neuen chemischen Werkstoffindustrie meines Landes ein rasantes Wachstum beibehalten und bis 2025 eine High-End- und differenzierte Industrie anstreben, mit signifikanten Änderungen der Entwicklungsmethoden und einer signifikanten Verbesserung der Qualität der wirtschaftlichen Operationen.

Analyse des Technologieantriebs der neuen chemischen Werkstoffindustrie durch die Strategie der Klimaneutralität und der Reduzierung von CO2-Emissionen

Die Dual-Carbon-Strategie optimiert kontinuierlich die Branchenstruktur und hebt das technische Niveau durch bedarfsgerechte Entwicklung an. Dadurch fördert sie eine qualitativ hochwertigere und nachhaltigere Wirtschaftsentwicklung. Anhand der Analyse des Strukturwandels auf Angebots- und Nachfrageseite chemischer Produkte wird die treibende Wirkung dieser Strategie auf die neue chemische Werkstoffindustrie erläutert.

Die Auswirkungen des dualen Klimaziels bestehen hauptsächlich in der Optimierung des Angebots und der Schaffung von Nachfrage. Die Angebotsoptimierung äußert sich in der Reduzierung veralteter Produktionskapazitäten und der Förderung neuer Verfahren. Die neuen Produktionskapazitäten der meisten chemischen Produkte sind stark begrenzt, insbesondere bei energieintensiven und emissionsstarken Produkten der traditionellen Kohlechemie. Daher werden die Produktion alternativer chemischer Rohstoffe und der Einsatz neuer Katalysatoren genutzt, um die Rohstoffausnutzung zu erhöhen, die Abgasemissionen zu senken und bestehende veraltete Produktionskapazitäten schrittweise zu ersetzen.

Die neueste DMTO-III-Technologie des Dalian Institute of Chemical Technology beispielsweise reduziert nicht nur den Methanolverbrauch pro Einheit auf 2,66 Tonnen, sondern erhöht durch den neuen Katalysator auch die Ausbeute an Olefinmonomeren, vermeidet den C4/C5-Cracking-Schritt und senkt die Kohlendioxidemissionen direkt. Darüber hinaus ersetzt die neue Technologie von BASF Erdgas als Wärmequelle für das Dampfcracken von Ethylen durch einen neuen Ofen mit elektrischen Heizungen, wodurch die Kohlendioxidemissionen um bis zu 90 % reduziert werden können.

Die Schaffung von Nachfrage hat zwei Bedeutungen: Zum einen die Erweiterung der Anwendungsbereiche bestehender neuer chemischer Materialien, zum anderen den Ersatz alter Materialien durch neue, umweltfreundliche und emissionsarme Materialien. Ersteres lässt sich am Beispiel neuer Energien verdeutlichen. Fahrzeuge mit alternativen Antrieben benötigen zahlreiche Materialien wie thermoplastische Elastomere, was die Nachfrage nach entsprechenden neuen chemischen Materialien direkt erhöht. Im zweiten Fall führt der Ersatz alter durch neue Materialien nicht zu einer signifikanten Steigerung der Gesamtnachfrage, sondern beeinflusst vielmehr den Rohstoffverbrauch. So ist beispielsweise der Einsatz herkömmlicher Kunststofffolien nach der Förderung biologisch abbaubarer Kunststoffe zurückgegangen.

Technische Entwicklungsrichtung wichtiger Bereiche neuer chemischer Materialien
Es gibt viele Arten neuer chemischer Werkstoffe. Je nach Umfang der einzelnen Werkstoffindustrien und dem Grad des Wettbewerbs lassen sich die neuen chemischen Werkstoffe in drei Haupttechnologiebereiche und ihre Anwendungsgebiete unterteilen: fortschrittliche Polymerwerkstoffe, Hochleistungsverbundwerkstoffe und neue anorganische chemische Werkstoffe.

Fortschrittliche Polymerwerkstofftechnologie

Zu den fortschrittlichen Polymerwerkstoffen zählen vor allem Silikonkautschuk, Fluorelastomere, Polycarbonat, Silikon, Polytetrafluorethylen, biologisch abbaubare Kunststoffe, Polyurethan und Ionenaustauschermembranen sowie verschiedene Unterkategorien. Die gängigen Technologien dieser Unterkategorien werden zusammengefasst und analysiert. Chinas fortschrittliche Polymerwerkstofftechnologie ist weit verbreitet und findet vielfältige Anwendung. Besonders aktiv sind dabei die Bereiche organische Polymerverbindungen und elektrische Basiskomponenten.

Hochleistungsverbundwerkstoffe

Die Forschungsschwerpunkte der chinesischen Hochleistungsverbundwerkstoffindustrie sind organische Polymerverbindungen, elektrische Basiskomponenten sowie allgemeine physikalische oder chemische Verfahren oder Vorrichtungen, die fast 50 % ausmachen; Molekulare organische Verbindungen werden als Bestandteile verwendet, und Verfahren oder Vorrichtungen zur direkten Umwandlung chemischer Energie in elektrische Energie sind hochtechnisch aktiv.

Neue anorganische chemische Materialien

Derzeit umfassen neue anorganische chemische Materialien hauptsächlich Graphen, Fullerene, Phosphorsäure in Elektronikqualität und weitere Unterkategorien. Die Entwicklung neuer anorganischer chemischer Materialien konzentriert sich jedoch im Allgemeinen auf bestimmte Bereiche, wobei patentierte Technologien vor allem in den Bereichen grundlegende elektrische Bauelemente, organische Hochmolekülverbindungen, anorganische Chemie und anderen Gebieten Anwendung finden.

Während des 14. Fünfjahresplans formulierte der Staat entsprechende Richtlinien, um die rasante Entwicklung der neuen chemischen Werkstoffindustrie zu fördern und zu lenken. Diese Industrie zählt heute zu den Wachstumsbranchen des chinesischen Marktes. Prognosen zufolge geben die Richtlinien einerseits die technologische Entwicklungsrichtung der neuen chemischen Werkstoffindustrie vor und fördern andererseits deren Entwicklung. Dadurch wird das gesellschaftliche Kapital gestärkt, was wiederum die innovative Forschung und Entwicklung neuer chemischer Werkstofftechnologien vorantreibt. Dank der Investitionen gewinnt die technologische Aktivität in diesem Bereich zunehmend an Fahrt.