化工新材料, 撬動(dòng)低空經(jīng)濟(jì)萬億市場(chǎng)
在全球產(chǎn)業(yè)格局加速重塑的當(dāng)下,低空經(jīng)濟(jì)正以迅猛之勢(shì)崛起,成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的新引擎。這一新興領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展,離不開化工新材料的強(qiáng)力支撐。從輕質(zhì)高強(qiáng)度的碳纖維復(fù)合材料機(jī)身,到性能卓越的聚醚醚酮航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件,化工新材料貫穿低空經(jīng)濟(jì)全產(chǎn)業(yè)鏈,為其裝上騰飛的“隱形翅膀”。
低空經(jīng)濟(jì)崛起
國(guó)家戰(zhàn)略開啟萬億藍(lán)海
2024年12月27日,國(guó)家發(fā)展改革委低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展司正式亮相,標(biāo)志著低空經(jīng)濟(jì)已上升為國(guó)家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。根據(jù)國(guó)家發(fā)展改革委官網(wǎng)信息,該司將負(fù)責(zé)擬訂并組織實(shí)施低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略、中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃,提出政策建議并協(xié)調(diào)解決重大問題,如空域管理體制改革、法規(guī)體系建設(shè)及安全監(jiān)管等。這一制度性安排為低空經(jīng)濟(jì)的規(guī)范化、規(guī)?;l(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),也向市場(chǎng)釋放了明確信號(hào):低空經(jīng)濟(jì)將成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要引擎。
低空經(jīng)濟(jì)這一概念并非憑空而來,其發(fā)展脈絡(luò)可追溯至2021年2月,中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》首次將“低空經(jīng)濟(jì)”寫入國(guó)家規(guī)劃。2023年12月,中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議進(jìn)一步將其列入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),2024年政府工作報(bào)告則明確提出要“積極打造生物制造、商業(yè)航天、低空經(jīng)濟(jì)等新增長(zhǎng)引擎”。
這一系列頂層設(shè)計(jì)為低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了政策背書,也激發(fā)了地方政府和企業(yè)的參與熱情。
在政策東風(fēng)下,全國(guó)各地掀起了發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)的熱潮。據(jù)統(tǒng)計(jì),2024年全國(guó)有近30個(gè)省份將低空經(jīng)濟(jì)寫入政府工作報(bào)告或出臺(tái)專項(xiàng)政策。北京、上海、常州、杭州、合肥等15個(gè)城市與企業(yè)攜手共建低空經(jīng)濟(jì)生態(tài)圈,計(jì)劃到2025年打造上百個(gè)涵蓋低空飛行路線、應(yīng)用示范區(qū)等多個(gè)領(lǐng)域的示范項(xiàng)目。更為重要的是,一些地方政府已設(shè)立專門產(chǎn)業(yè)基金,為低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供資金支持,如廣東省成立了全國(guó)首個(gè)省級(jí)低空經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì),湖南省由6家省屬國(guó)企共同出資組建了湖南低空經(jīng)濟(jì)集團(tuán),《珠海經(jīng)濟(jì)特區(qū)低空交通建設(shè)管理?xiàng)l例》也于2025年1月1日正式實(shí)施。從產(chǎn)業(yè)界定來看,中國(guó)民航局綜合司副司長(zhǎng)孫文生指出,低空經(jīng)濟(jì)是新興產(chǎn)業(yè),是新質(zhì)生產(chǎn)力的代表,既包括傳統(tǒng)通用航空業(yè)態(tài),也融合以無人機(jī)為支撐的低空生產(chǎn)服務(wù)方式,還涉及無人系統(tǒng)、無人駕駛、芯片等多個(gè)領(lǐng)域。一般而言,低空經(jīng)濟(jì)指在垂直高度低于1000米(根據(jù)實(shí)際需求可延伸至3000米)的空域內(nèi)開展的經(jīng)濟(jì)活動(dòng),涵蓋無人機(jī)配送、低空旅游、通用航空等多個(gè)產(chǎn)業(yè),包括低空制造、低空飛行、低空保障及綜合服務(wù)四大板塊。
市場(chǎng)數(shù)據(jù)印證了低空經(jīng)濟(jì)的爆發(fā)式增長(zhǎng)。據(jù)工信部賽迪研究院測(cè)算,2024年我國(guó)低空經(jīng)濟(jì)規(guī)模約為6702.5億元。預(yù)計(jì)2025年我國(guó)低空經(jīng)濟(jì)規(guī)模將達(dá)到8591.7億元,樂觀預(yù)計(jì)到2026年低空經(jīng)濟(jì)規(guī)模有望突破萬億元。另據(jù)中國(guó)民航局預(yù)測(cè),到2035年,我國(guó)低空經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到3.5萬億元。這一廣闊藍(lán)海正吸引著資本、技術(shù)和人才的加速集聚,而化工新材料作為產(chǎn)業(yè)鏈上游的關(guān)鍵環(huán)節(jié),將在這一浪潮中扮演舉足輕重的角色。
低空經(jīng)濟(jì)的價(jià)值不僅體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)規(guī)模上,更在于其多維度的產(chǎn)業(yè)賦能效應(yīng)。一方面,它能有效利用低空空域資源,拓展經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新空間,帶動(dòng)飛行器制造、通信導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)、雷達(dá)系統(tǒng)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展,形成生態(tài)價(jià)值共同體。另一方面,低空經(jīng)濟(jì)融合了信息通信、北斗導(dǎo)航、人工智能等高新技術(shù)及裝備,推動(dòng)航空器制造、低空通信、導(dǎo)航、監(jiān)視、識(shí)別等領(lǐng)域的技術(shù)突破,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)。更為重要的是,空中通勤、空中物流等新場(chǎng)景將極大提高生產(chǎn)效率和生活品質(zhì),重塑人們的生產(chǎn)生活方式。
聯(lián)合飛機(jī)副總裁孫立業(yè)表示,如果前兩年還是無人機(jī)在部分領(lǐng)域試應(yīng)用,那么2025年就是低空經(jīng)濟(jì)在全行業(yè)大規(guī)模應(yīng)用的起點(diǎn),已經(jīng)到了真正賦能千行百業(yè)的關(guān)鍵時(shí)刻。在這一歷史性機(jī)遇面前,化工產(chǎn)業(yè)如何把握機(jī)遇、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí),已成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。
復(fù)合材料領(lǐng)航
化工賦能低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展
在低空經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的背后,有一類“隱形功臣”正默默支撐著這場(chǎng)空天革命——它們就是各類高性能化工新材料。“人類要突破地球重力飛向天空,最開始選擇就是要克服重量的影響。”南昌航空大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授梁紅波向記者介紹說,從航空發(fā)展史來看,第一架飛機(jī)采用的是木布結(jié)構(gòu),因?yàn)楫?dāng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)性能不足,只能用較輕的木布材料。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的快速發(fā)展,航空領(lǐng)域?qū)︼w機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提出更高要求,強(qiáng)度更高的高密度金屬材料在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)成為航空主體結(jié)構(gòu)材料。而伴隨著材料技術(shù)進(jìn)一步突破,低密度的高性能基復(fù)合材料逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位,其用量超過了鈦鋼,成為最主要的航空材料。
復(fù)合材料是支撐低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵材料。據(jù)梁紅波介紹,復(fù)合材料具有密度低、比強(qiáng)度大、比模量大的顯著特點(diǎn),其比模量比鋼和鋁合金高5倍,比強(qiáng)度高3倍以上。將其應(yīng)用于低空飛行器,可實(shí)現(xiàn)30%~40%的結(jié)構(gòu)減重,大幅提升飛行器的續(xù)航能力與載荷性能。此外,復(fù)合材料還具備耐疲勞性高、抗斷裂能力強(qiáng)、減振性能好等優(yōu)勢(shì),自振頻率高,能有效避免共振及早期破壞,極大地提高了飛行器的安全性與可靠性。
近年來,碳纖維復(fù)合材料在低空飛行器中的應(yīng)用尤為引人注目?!吨腥A人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》(以下簡(jiǎn)稱“綱要”)明確提出,要加強(qiáng)碳纖維等高性能纖維及其復(fù)合材料的研發(fā)與應(yīng)用,并將碳纖維納入高端新材料領(lǐng)域,強(qiáng)調(diào)其在提升制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力中的重要性。這為碳纖維及其復(fù)合材料零部件的研發(fā)和生產(chǎn)提供了有力的政策支持,也促使相關(guān)企業(yè)進(jìn)一步加大在該領(lǐng)域的技術(shù)投入。
記者了解到,目前,航空航天及低空經(jīng)濟(jì)復(fù)材零部件制造所使用的復(fù)材主要為碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料。在無人機(jī)制造中,碳纖維復(fù)材憑借其輕質(zhì)、高強(qiáng)度特性提升了飛行效率和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,滿足了復(fù)雜任務(wù)需求。在eVTOL制造中,碳纖維復(fù)材用于結(jié)構(gòu)部件和推進(jìn)系統(tǒng),不僅提升了飛行性能和使用壽命,還降低了成本。在低空旅游中,碳纖維復(fù)材被用于觀光飛機(jī)、直升機(jī)、熱氣球等設(shè)備,其耐腐蝕性強(qiáng),提升了飛行效率,為游客提供安全、舒適體驗(yàn)。在飛行培訓(xùn)設(shè)備制造中,碳纖維復(fù)材減輕了設(shè)備重量,提升了穩(wěn)定性和真實(shí)感,降低了成本,提高了教練機(jī)飛行性能。
此外,熱塑性復(fù)合材料如PEEK復(fù)合材料、PA復(fù)合材料等,則結(jié)合了樹脂基體的加工性和纖維的增強(qiáng)作用,具有優(yōu)異的綜合性能,同樣適用于制造低空飛行器的部件。
目前,化工行業(yè)內(nèi)如金發(fā)科技、南京聚隆等企業(yè)的產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。金發(fā)科技研發(fā)的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,解決了熱固復(fù)合材料高效加工、高精度加工等成型瓶頸,在低空經(jīng)濟(jì)、電動(dòng)工具等多個(gè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)了高速增長(zhǎng)。南京聚隆的控股子公司聚隆復(fù)材專注于先進(jìn)復(fù)合材料應(yīng)用的研發(fā)與生產(chǎn)制造,尤其在碳纖維復(fù)合材料的設(shè)計(jì)和制造方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。尤為亮眼的是,聚隆復(fù)材在航空航天及低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的營(yíng)收增長(zhǎng)迅猛,2024年上半年?duì)I收1195.37萬元,同比大增460.97%。
塑料前景可期
特種工程材料有待突破
作為低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈上游的重要組成部分,工程塑料在低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中扮演著不可或缺的角色。工程塑料分為通用工程塑料和特種工程塑料兩類。前者主要品種有聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)和熱塑性聚酯五大通用工程塑料;后者主要是指耐熱達(dá)150℃以上的工程塑料,主要品種有聚酰亞胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)等。
應(yīng)用方面,聚碳酸酯膜材料憑借無色透明、良好的耐熱性、耐沖擊性、以及優(yōu)異的物理機(jī)械性能和絕緣阻燃性等特點(diǎn),可用于制造航空器透明部件、航空器內(nèi)外飾材料、航空動(dòng)力電池、無人及控制器等。聚酰胺具有高強(qiáng)度、高韌性、耐高溫等優(yōu)勢(shì),成為飛行器結(jié)構(gòu)件的首選材料之一。聚甲醛則以其高強(qiáng)度、高韌性和耐磨性,在低空經(jīng)濟(jì)中主要用于制造需要耐磨和耐化學(xué)腐蝕的部件,如齒輪、軸承、傳動(dòng)裝置等。
特種工程塑料方面,被譽(yù)為“塑料之王”的聚醚醚酮近年來備受業(yè)界關(guān)注。這種材料具有出色的高溫穩(wěn)定性、高硬度和耐化學(xué)腐蝕性能,特別適用于制造對(duì)材料性能要求極高的部件,如發(fā)動(dòng)機(jī)部件、緊固件、電氣絕緣部件等,從而實(shí)現(xiàn)在極端環(huán)境下也能保持穩(wěn)定性能。輕量化方面,相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,聚醚醚酮在無人機(jī)螺旋槳、框架等部件的應(yīng)用可減重40%以上,提升續(xù)航能力30%。
根據(jù)弗若斯特沙利文的預(yù)測(cè),全球聚醚醚酮市場(chǎng)規(guī)模有望從2022年的49億元人民幣增長(zhǎng)至2027年的84億元人民幣,年均復(fù)合增速達(dá)到11.38%。另據(jù)華創(chuàng)證券研報(bào)顯示,目前,聚醚醚酮的產(chǎn)能主要集中在歐洲,我國(guó)聚醚醚酮產(chǎn)能則主要集中在吉林省長(zhǎng)春吉大特塑工程研究有限公司和中研股份,占全國(guó)總產(chǎn)能的70%左右,其中,中研股份產(chǎn)能達(dá)1000噸/年,居全國(guó)首位。
聚苯硫醚也在低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。聚苯硫醚具有優(yōu)良的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、阻燃性和機(jī)械性能,被應(yīng)用于飛行器起落架與機(jī)翼、電氣部件、熱交換器等,滿足飛行器在高溫、高濕等惡劣環(huán)境下的使用需求。
耐高溫材料領(lǐng)域,聚酰亞胺表現(xiàn)尤為突出,它具有極高的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、優(yōu)良的介電性能和機(jī)械性能,常被用于飛行器隔熱層、電氣絕緣部件、減震降噪部件等,顯著提高飛行器的安全性和可靠性。近年來,國(guó)內(nèi)企業(yè)在聚酰亞胺薄膜、纖維等技術(shù)領(lǐng)域已取得突破性進(jìn)展,國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程正在加速,但聚酰亞胺高端產(chǎn)品仍依賴進(jìn)口。
企業(yè)方面,金發(fā)科技是國(guó)內(nèi)品種最全、產(chǎn)業(yè)化規(guī)模領(lǐng)先的特種工程塑料領(lǐng)軍企業(yè),具備覆蓋樹脂合成至改性應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)鏈。根據(jù)金發(fā)科技信息,2025年一季度,公司特種工程塑料業(yè)務(wù)銷量保持強(qiáng)勁增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品銷量0.63萬噸/年,同比增長(zhǎng)91%。
此外,新和成于近年切入聚苯硫醚領(lǐng)域。2008年,新和成聯(lián)合浙江大學(xué)開始研發(fā)高端聚苯硫醚制造關(guān)鍵技術(shù),2013年建成第一套生產(chǎn)裝置,2017年新建第二套生產(chǎn)裝置,2023年第三套生產(chǎn)裝置投產(chǎn)。目前,公司擁有聚苯硫醚年產(chǎn)能2.2萬噸,2024年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能利用率100%,未來還將根據(jù)市場(chǎng)需求進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)。
總體來看,我國(guó)特種工程塑料產(chǎn)業(yè)起步較晚,其生產(chǎn)規(guī)模及技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)企業(yè)存在一定差距,因此國(guó)內(nèi)對(duì)該類材料的需求主要依賴進(jìn)口。《化工新材料產(chǎn)業(yè)“十四五”發(fā)展指南》中提到,工程塑料及特種工程塑料力爭(zhēng)2025年的自給率提升到85%,其中基礎(chǔ)較好的特種聚酯類工程塑料實(shí)現(xiàn)凈出口。
業(yè)內(nèi)專家指出,未來特種工程塑料將向規(guī)?;?、高性能化等方向發(fā)展。如通過納米復(fù)合、纖維增強(qiáng)等技術(shù)優(yōu)化材料性能,以滿足航空航天等領(lǐng)域的極端工況需求。龍頭企業(yè)則有望通過一體化產(chǎn)業(yè)鏈布局,整合上游原料與下游應(yīng)用,形成穩(wěn)定供應(yīng)體系。