中国气凝胶产业化路在何方?
十八届五中全会提出的“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念,首当其冲的就是深入推进创新发展理念。中国科技创新正处于由量变到质变的关键阶段,高科技层出不穷,新成果加速转化,新模式、新业态不断涌现。在中国经济新常态的今天,经过多年的发展,中国气凝胶技术逐渐从理论走向实践,并在工业保温、建筑节能等领域初步进入产业化阶段。
气凝胶被列为十大热门科学技术之一,被称为可以改变世界的多功能新材料。因其优异特性,在航空航天、军工、能源、建筑节能、环保等领域应用前景十分广阔。据Allied市场研究公司2014年6月发布的报告称,全球气凝胶的市场价值在2013年2.218亿美元,估计到2020年可达18.966亿美元。目前国内气凝胶需求主要集中在石油化工、轨道交通、电力工业,并已形成一定的市场规模继续快速增长,建筑节能领域应用也开始少量试用且后期市场巨大。
气凝胶产业化的道路历史过程中,最当铭记的节点是1999年美国aspen Systems公司承接美国宇航局的课题制备出纤维复合的气凝胶超级绝热材料,然后于2001年成立了Aspen Aerogel公司进行气凝胶的商业化运作,此时拉开气凝胶作为超级绝热材料产业化序幕。国内气凝胶研究起步于上世纪90年代,集中于同济大学、清华大学、中南大学、国防科大等著名大学中,气凝胶商业化运作公司集中于浙江纳诺、广东埃力生、湖南上懿丰、陕西盟创等科技公司。
但国内推进气凝胶产业化的公司都属产业化前期,处于规模小、产量低、资金短缺、大规模商业化应用少的现状。比如:湖南上懿丰专注于气凝胶高端建筑节能领域,拥有原创核心技术,技术处于国际领先水平。虽然开发了溶胶——凝胶定向调控新技术,在国内外率先开发出大尺寸完整透明气凝胶规模化工艺,形成了透明气凝胶规模化制备成套技术和装备,但受制于诸多因素,仍处于气凝胶玻璃产业化萌芽期。气凝胶产业是一个典型的高科技高附加值的产业,但也意味着高风险、高投入,产业化需要大量的关键技术积累,产业化过程中需要大量时间和资金的投入。因此,气凝胶产业虽然发展前景无限,但是更需要国家、社会多方面的支持。
“一呼百应”顶层设计和政策支持
目前我国在促进气凝胶技术创新方面出台了许多政策,但缺乏强有力的推进机构,产业发展的技术政策、经济政策和市场政策不配套。尤其是气凝胶成果转化和产业化过程需要大量资金投入,但目前气凝胶产业化项目的孵化、风险投资机制尚未建立,融资困难,面向产业化服务的中介服务体系尚不完善,这些都严重制约了气凝胶产业的快速发展。国务院总理李克强主持召开的国务院常务会议,确定支持科技成果转移转化的政策措施,促进科技与经济深度融合。这一消息也让中国气凝胶人感到振奋。时至今日,虽然中国气凝胶人锲而不舍、苦苦坚持,但是气凝胶这种关键性新材料在产业化应用方面依然收效甚微。其重要原因是气凝胶产业化并没有得到国家政策上的足够重视和社会有力支持。
世界上主要发达国家都高度重视气凝胶研发和产业的发展,作为强化其经济与军事优势的手段,欧美各国政府纷纷提出了自己的气凝胶发展计划,加大研发投入。例如:美国、日本、欧盟等对气凝胶研究资金投入相当集中,并且在政策导向上致力于把科研机构的基础研究和企业密切结合起来。欧盟启动“地平线2020”科研规划,用于推动纳米技术、新材料等领域的应用技术研发费用就有179亿欧元,德国也启动“新高技术战略”,优先发展绿色经济。
相比之下,我国的气凝胶研究基本上属于自发模式,气凝胶商业化运作公司属于散打模式,国家有限投入非常分散,缺少国家层面的全局性规划。社会资本投入急功近利,项目孕育期无人过问,实际上,这些投入方式造成人力、物力和财力资源的极大浪费。所以产业化前期的气凝胶企业和气凝胶研究未来的发展必定离不开国家的政策支持。科研方面,国家应加大气凝胶领域内的资金投入,精准扶持科研机构、气凝胶企业研发平台取得气凝胶突破性研究。
企业方面,国家应加大政策和资金扶持力度,将政策的杠杆更多地倾向于气凝胶产业化运作商业化企业,重点资金扶持10家左右自主创新程度高的气凝胶产业化公司,培育成为气凝胶产品龙头企业,整合企业现有的优势技术、制造设备、优势资源及已有市场,进行产品的技术升级和大规模商业化应用,快速融入国际气凝胶产业化进程。通过树立标杆、龙头气凝胶企业,形成一呼百应的气凝胶产业化聚合效应,以拉动我国气凝胶产业化的发展。
值得注意的是,气凝胶新材料产业化需要经历一个逐步规模化的过程,往往产业化前期生产成本要高于现有同类产品,市场培育、产品推进需要国家加大对自主气凝胶新材料产品的大力支持,只有加大应用,技术才会日渐成熟,产业化水平也才能提高。
“厚积薄发”产业化关键技术研发
气凝胶产业化的基础和前提是保证科研实力的领先和不断进步。法规、政策、标准、投入、技术等对气凝胶产业的发展都至关重要,而关键技术更是发挥着直接驱动作用。企业要想在竞争激烈的市场中生存与发展,必须紧紧依靠技术创新,不断适应环境形势变化,掌握关键核心技术,持续推进关键核心技术领先,才能实现长远发展。
近年来,我国研究气凝胶的科研院所和涉及气凝胶产品的企业日渐增多,取得了众多成果,但依旧存在很多问题:国内的企业气凝胶研究基本上处于产业链研究的低端,简单粗放,大多是为了资本炒作而获益;科研院所大多偏向于理论基础和相关科学问题,和产业化严重脱节;产业界里,涉及气凝胶产品的以中小企业和初创企业为主,缺乏足够的技术和资金支持,产业自主创新能力仍较薄弱,企业忙于生存,研发投入难以保证。
气凝胶产业面临产业层次不高、对基础和核心技术的跟踪、投入严重不足、参与国际竞争能力不强等问题,这些问题归根结底在于技术创新能力不强,关键核心技术掌握不足,性能和效率有待提高。这些问题都不同方面、不同程度地限制了我国气凝胶产业的发展。一个气凝胶企业在产业化道路上越走越远,靠的是原创关键材料技术,因此紧抓“一个‘原创’中心”,依托“团队”和“资金”两个基本点是气凝胶企业产业化成功的关键。近期,就有来自于国内的好消息,建筑节能领域的一项重大技术突破和行业创新,在我国宣告诞生,此项领先于世界的、自主创新的气凝胶玻璃技术已进入了量产化的商业应用阶段。
由湖南上懿丰新材料科技有限公司依托中南大学材料学博士卢斌带领的创新团队历经10余年研究而成的气凝胶玻璃产品产业化生产线,于2015年11月正式启动,开启了气凝胶玻璃产品产业化的序幕。卢斌博士基于气凝胶玻璃产品产业化的历程指出:中国气凝胶产业化的发展,一是专注气凝胶产品应用研发,确定研发方向后应避免急功近利,沉进去探索钻研,浮上来看世界前沿,踏踏实实解决关键技术问题。二是借鉴美国、日本、欧盟对气凝胶技术的经费支持政策,我国应加大对有竞争力的经济性、安全性、市场性好的大规模气凝胶技术的研发和应用示范的支持力度,支持气凝胶产业化示范企业自主创新,突破关键技术。
“文韬武略”产业化团队人才培养
加强气凝胶技术人才培养和高层次人才的引进,形成气凝胶产业后备军,保证气凝胶产业的可持续发展。我国企业因其各种原因对高端气凝胶技术及先进装备制造的研发投入不足,对制备工艺、性质、性能的研究欠缺,技术储备相对匮乏,导致整体产业竞争力不高。部分气凝胶企业在自主创新能力以及人才培养等软实力的建设和培育方面重视程度不够,严重制约了气凝胶产业的创新发展。因此,促进中国气凝胶产业的持续发展:
一是以项目为依托,成果为支撑,推动气凝胶产业领军人物和青年创新人才培养。国家坚持以项目研究和现有优质的、有潜力的气凝胶企业遴选为基础,提供充足的研发经费和保障,发现和培养优秀的创新领军人才,发现一个跟踪一个,跟踪一个重点培养一个,真正成为产业化示范人物。对于成果突出的青年人才,进行跟踪关注,建立气凝胶产业化的人才储备库,加快气凝胶杰出青年后备拔尖人才培养的工作。
二是建设一支敢于挑战世界前沿科技、协同创新的一流团队。气凝胶研究作为一项系统研究工程,具有复杂性、多学科性、偶然性等特点,越来越多的实践表明科研团队在学科交叉、学术融合等方面发挥了越来越大作用。因此,以气凝胶技术为基础,围绕提高企业自主创新能力,选择气凝胶技术产业重点领域,支持一批创新团队建设,以滚动方式进行持续支持,以此带动气凝胶人才建设,进而产生一支有有魄力、有潜力、敢挑战、水平一流的气凝胶产业创新团队。
三是加强企业与相关高等院校学科、专业以及工程技术研究中心建设,培养产业所需中高端人才。根据产业发展的实际需求,调整职业院校专业设置,增设气凝胶工程技术类专业,依托职业教育基地,增设气凝胶产业领域所需培训工种,培养高级技工及对口职业人才。倡导大专院校、科研部门与企业联合,加强对企业现有工程技术人员的再培训,积极开展青年职工技能培训。
中国气凝胶产业化之路,任道而重远,但怀揣科技报国梦想、以“天下兴亡为己任”雄心壮志的中国气凝胶人一定会“吾将上下而求索”,坚定地在气凝胶产业化道路上一直走下去。
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