編者按?創新關系著行業未來的發展方向,也關系著一個企業到底能走多遠。發達國家跨國化企在創新方面的成果和動向一直廣受業界關注。為此,中國石油和化學工業聯合會會長李壽生一年來親自率團考察了包括贏創、巴斯夫、科思創、科萊恩、陶氏、亨斯邁、霍尼韋爾、KBR、UOP、三井化學、三菱化學和日本高化學等在內的德國、美國和日本三個國家的著名化企,在創新方面的現狀和趨勢,并將其了解、觀察和分析的這些公司在創新發展方面的戰略、理念、特點等匯總在《德美日跨國公司創新發展考察報告》一文中。本版根據這篇報告進行精編,對德美日化企的創新戰略和創新聚焦的重點加以介紹,以饗讀者。??
中國石油和化學工業聯合會會長?李壽生?
![李壽生:德美日化企未來創新聚焦的五大方向(果斷轉發收藏) 李壽生:德美日化企未來創新聚焦的五大方向(果斷轉發收藏)]()
考察團參觀科萊恩實驗室。
德國、美國、日本石化企業都將創新發展重點放在對未來需求的預測上。通過分析未來世界可能發生的、必然發生的高概率產業結構變化,按照行業未來的發展趨勢,結合企業自己的技術優勢,加緊培育未來能夠獨領風騷的技術制高點,努力形成具有核心競爭力的新的經濟增長點。
德美日化企在創新發展的戰略和理念上,在追求未來的優勢中,呈現出五個重點方向和特色。
德美日化企非常注重對引領行業發展方向的技術創新上的投入。這些企業按照未來需求的預測,集中精力加緊研究一批新的經濟增長點技術,搶占未來技術制高點,以贏得未來的競爭優勢。他們聚焦的課題主要有甲烷制乙烯技術、人工光合成技術和CO2利用新技術。
美國公司目前非常注重甲烷制乙烯技術的開發。美國頁巖氣革命帶來了天然氣化工的熱潮,天然氣化工技術的突破將對全球化學工業發展的格局帶來重大影響。2015年美國巴西石化公司投資1500萬美元,建設的產能為1噸/天的小試裝置成功投產,標志著世界首套甲烷氧化耦聯(OCM)直接制乙烯技術取得成功。目前該公司正在進行14萬噸/年中試和40萬噸/年的工業裝置試車。與傳統石腦油裂解制乙烯相比,甲烷制乙烯不僅成本低、溫室氣體排放少,除了節能,經濟價值高外,乙烯還可進一步轉化為液體燃料,進一步提高整個產業鏈的經濟價值。該項技術的突破,對石化行業具有顛覆意義。目前美國還有一批公司正在下功夫進行工藝技術的改進研究,如美國西北大學和弗吉尼亞大學、合成燃料公司、霍尼韋爾等都在進行不同工藝、不同催化劑的研發。多家公司表示,甲烷制乙烯的商業化進程指日可待。據了解,目前,美國天然氣價格僅為3.2~3.5美元/百萬英熱單位(按現在匯率計,每立方米天然氣約合0.78~0.85元人民幣),這項技術的突破,將給全球乙烯的生產帶來新的顛覆和希望。
日本企業看重人工光合成技術的開發。目前日本政府已投入145億日元,計劃10年內,采用光分解和分子篩技術,從水中分解出H2和O2,再以CO2和H2為原料,在催化劑作用下合成乙烯、丙烯和甲醇。該課題正由三菱化學和東京大學等單位聯合開發,目標是光轉化率達到10%,目前已達到3%。三菱化學相關負責人表示,太陽能分解水技術將成為化學工業技術的又一尖端突破,為化工原料制造開創又一個新紀元。
德國化企的CO2綜合利用技術同樣意義重大。全球氣候變暖,不少人把罪名強加在CO2頭上。無論證據是否準確,研究人員認為CO2是一種被人誤解、誤判的資源,對其充分利用成為跨國石化企業的研究熱點。據科思創董事長唐納德介紹,該公司目前正在醞釀兩大技術的突破:一是CO2利用技術,現已有一套利用CO2生產多元醇的小規模中試裝置;二是利用CO2作為軟泡聚氨酯的發泡劑。此外,科萊恩和贏創也在合作進行相似的技術開發,即利用CO2和H2生產甲烷,由科萊恩負責提供新型觸媒,贏創負責工藝開發,現已有一套中試裝置在運行。?
陶氏化學CEO利偉誠曾評價中國石油和化學工業是一個基礎原材料工業,離終端市場太遠。通過這次考察,考察團親身感受到德美日化企開拓終端市場的能力,也切身感受到了差距。在德美日化企看來,市場競爭優勢的最高境界,就是為用戶提供一攬子解決方案。?
亨斯邁是一家高端化學品國際制造企業,共有聚氨酯、專用化學品、先進材料、紡織印染和色素與添加劑五大業務板塊,獲得專利技術4500余件。以專用化學品為例,僅專用胺化物,下游產品品種在風能、聚合物改性、氣體處理、燃料與潤滑添加劑等多個領域廣泛應用;多種表面活性劑廣泛用于洗衣與洗碗劑、硬表面清潔劑、洗液、乳膏、沐浴露和洗發水等;農用化學品包括除草劑和殺蟲劑施用系統的分散劑和乳化劑,產品琳瑯滿目,質量高端精細。
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考察團參觀亨斯邁實驗室。
巴斯夫建廠150年來始終依靠創新發展,創新是巴斯夫發展成功的唯一動力。巴斯夫的研發人員占全體員工的十分之一,雖然每年研發投入20億歐元,但是產品銷售收入達100億歐元。巴斯夫的創新主要集中在三大技術平臺:一是化工工藝及化學工程研發平臺(重點在德國),二是先進化工材料研發平臺(重點在中國上海),三是生物、農業化學研發平臺(重點在美國)。近年來,巴斯夫研發的契合終端市場需要的產品有:為新型跑鞋開發的超彈性聚氨酯泡沫、用于生產高效殺菌劑的全新酰胺類殺菌劑、適應環保新要求的汽車尾氣全新四元轉化催化劑、用于電動汽車電池的高性能鋰離子電池正極材料、L-薄荷醇三步合成法新工藝。?
陶氏每年研發投入16億美元,全球研發人員達5.6萬。該公司的高通量合成材料實驗室、液體流變實驗室、涂料研發實驗室和分析實驗室配有全球少有的、極其先進的5000萬倍電子顯微鏡和C13核磁共振掃描儀等設備。他們先進的研發理念、研發手段、研發隊伍都給考察團留下了深刻的印象,特別是對終端市場產品的追求。僅PE的終端產品就達幾百種,薄薄的包裝材料就有7層結構:保鮮層、殺菌層、防水層、結構層、印刷層等,功能各異、特色鮮明。
三菱化學在終端產品開發中,不斷創新超前的產品。在化工新材料、化學制藥兩大領域都保持較好的競爭優勢。在化學廣場展廳,考察團看到其在LED技術、生物基塑料技術以及碳纖維材料、汽車輕量化材料、電子化學品材料、食品包裝材料等領域,都研發出一大批有質量、有特色、有水平的終端市場產品。
德美日化企認為,石油和化學工業發展的根本目的是讓人類生活更精彩,為人類創造更舒適的生活。?
三井化學提出,石油和化學工業生產的優質安全化學品無處不在:食品包裝、農業、汽車輕量化、健康管理、清潔環境、建筑材料等,讓人們生活的每一天都可以看到三井化學的產品。同時,他們還提出了獨具特色的研發理念:用化學表達感覺,將感覺轉變為體驗,為舒適、新穎、便捷、豐富的生活,提供高端的化學產品。他們倡導:從一個化學反應開始,從一個小顆粒開始,從一個小薄膜開始,用化學表達感覺。
三井化學研發的產品讓人眼花繚亂,滲透到終端市場的方方面面。譬如,功能材料研究所開發了無數個與人們生活密切相關的高質量的小產品。在食品與包裝材料方面,他們研發了保鮮膜、防腐膜、透明高阻隔性薄膜、超薄OPP保鮮膜等一系列多功能包裝材料;在健康保健方面,開發出多種多樣的無紡布;在樹脂加工技術方面,也是絕活不斷,看書用的樹脂放大鏡、老年人多用途的“看遠、看近”新型眼鏡等。
科思創是從拜耳公司分立出來的一個新型化工材料專業公司。該公司董事長表示,科思創從拜耳分離出來,就是要成為一個世界級化工新材料公司??扑紕撔虏牧涎邪l重點主要集中在四大領域:食品保鮮包裝材料、絕熱絕冷保溫材料、汽車輕量化材料和專用電子化學品材料??扑紕搩H食品保鮮包裝材料,每年銷售額就達近百億歐元。中國有13億人口,如果能在食品包裝材料上取得優勢,每年的銷售額將會是歐洲的幾十倍。舒適生活是一個十分龐大且追求無止境的巨大市場。?
此外,德美日化企還有一個產業結構上的顯著特點,即把創新發展的重點和制高點都放在醫療、保健和生命科學領域。?
考察團科思創總部合影。(圖片由石化聯合會提供)
2016年是電動汽車發展標志性的一年,從這一年起,很多重要的國內外企業紛紛向電動汽車轉型,力度之大超出了很多人的預期。?
表現之一:2016年,很多國家紛紛發布禁售傳統燃油車的時間表。挪威和荷蘭率先宣布到2025年禁售傳統燃油車;德國宣布到2030年、法國宣布到2040年、英國宣布到2040年禁止銷售傳統柴油車和汽油車,印度也宣布2030年淘汰全部汽油車和柴油車。值得一提的是德國,作為全球最有實力的燃油車生產國家,其內閣在2016年11月提議,在2030年禁售傳統燃油車,引起全球業界的轟動。?
表現之二:國際汽車巨頭及零部件公司集體快速轉向新能源汽車。沃爾沃到2019年每輛汽車上都將裝上電池;林肯、捷豹、路虎旗下的所有車型全部進入電動化;大眾到2025年出臺30款新能源汽車,最近在德國的車展上更是宣布,到2025年新能源汽車銷量將達到200萬~300萬輛;寶馬將在中國提供包括純電動、插電式和混合動力汽車在內的5個系列9款新能源汽車;通用汽車到2020年將在中國市場推出10余款新能源汽車;豐田計劃到2020年建成并完善純電動汽車的生產體系;福特汽車到2020年將有13款新能源汽車面市;奔馳將在2022年前全部停產停售傳統燃油車,未來只提供混合動力和純電動版的汽車,再增加50個全新的電動汽車車型。?
表現之三:資本市場看好自動駕駛和共享汽車。摩根士丹利最近發布的報告顯示,如果谷歌旗下的自動駕駛公司Waymo分拆,后者的估值將達到700億美元甚至更高。目前美國共享汽車優步市值500億~700億美元,福特汽車市值440億美元,通用汽車市值500億美元,特斯拉市值約500億美元。由于Waymo公司代表了汽車產業的未來,使之市值最高。?
表現之四:資深的分析師和專家、學者的判斷和忠告。麥肯錫的資深合伙人理查德·福斯特在接受采訪時表示,汽車產業進入了創造性破壞時期,守成者將面臨巨大的挑戰。
汽車工業一直被看作一個系統復雜的產業,有人認為競爭者很難有機會顛覆該產業。理查德認為,這種說法100年前也許還說得通,而今天,傳統車企擁有的龐大人員體系和資本結構已經不再是優勢,反而是企業轉型的障礙。利益格局讓傳統企業缺乏冒險探索新領域的勇氣,這可能讓傳統企業裹足不前,陷入被顛覆的危機中。?
斯坦福大學經濟學家托尼·希巴,2017年4月發表的《反思交通運輸2020-2030年》研究報告預測,未來若干年將是電動汽車的爆發年。從成本曲線看,到2025年所有新車都將是電動汽車,凡是靠輪子行駛的機械都是電動的,因為其運行費用只有燃油機械的1/10,屆時,世界上將不再有汽油和柴油轎車、大巴和卡車的出售。他還說:“一旦數據證實人類駕駛汽車有多么的危險,城市內將禁止人來駕駛汽車,人們將集體轉向自動駕駛的電動汽車,現有的車輛將會大量閑置,石油價格會一落千丈。下一代轎車將是裝在輪子上的電腦?!?
當前,中國也把禁售燃油車提上了議事日程。我認為,具體時間不是最主要的,重點是我們必須要看清楚為什么政府要伸出一只“有形的手”來干預市場,而且力度如此之大,到了不允許銷售的程度。政府應該十分清楚,如果這樣執行,將會造成大量資產損失、破壞就業崗位,產業鏈也會造成巨大震動。難道僅僅是為了把燃油改成電?或者僅僅是解決環境問題?如果我們沒有對實施這一政策的原因完全搞清楚,將會給將來留下后遺癥。?
電動汽車的下一步發展將是無人駕駛。電動汽車的地位如此之高,是因為他將帶動后續的經濟、社會、能源、交通、出行方式的系統性重大變化,實質上就是第三次工業革命的核心。能源要由石油時代逐步轉化為新能源時代,而中間的一個核心載體就是電動汽車,和他相銜接的是新能源、智能單元、智能交通、智慧城市、分享式出行等。
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為了擁有持續的核心競爭力,跨國化企都斥巨資建立研發能力超強的研發中心,把先進的研發目標同先進的研發手段緊密結合,把研發平臺同互聯網、大數據緊密融合,呈現出一個研發高效、高速、高成果的新局面。其中,高強度的數據采集手段、高水平的樣本分析設備、高效率的微反應技術、高速度的技術轉化能力最為搶鏡。
在陶氏化學高通量實驗室,考察團看到在機器人機械臂的協助下,科研人員可以在短時間內完成大量化學實驗,大大提高了試驗效率和安全系數。一些藥劑配制、測量稱重、結構分析等操作可全部由機器人完成,而科研人員則集中時間和精力進行技術分析與結果研究。
陶氏化學流體流變分析實驗室,通過高尖端的分析儀器對各種材料進行物理和化學性能測試分析,獲得大量實驗數據。據該研發中心負責人介紹,該中心有專門的機器人部門,與各實驗室溝通合作,共同制作、改裝試驗機械臂等自動化設備,不斷完善試驗手段,提高試驗效率。?
UOP擁有高水平的表征分析實驗室。高分辨率電子共振掃描電鏡分辨率高達5000萬倍,可以用來分析催化劑的各種表征特點,包括有機物的相對分子質量、官能團以及組成結構。目前,該儀器全球僅10臺。UOP對這臺儀器進行改裝后,增加了模擬反應條件單元,能更加直觀地收集、反應環境下的試驗數據。?
UOP中試車間具有高超的技術轉化能力。研究人員每天可以收集超過10億組分析數據,為大規模工廠生產做好充分的準備工作。UOP膜工藝實驗室研發的新一代氣體分離膜產品及生產技術,其膜組件可以大規模列裝,且分離效果很好,理論使用年限3年,而實際使用年限在5年以上。?
微型反應設備和技術是跨國化企領先的一個重要領域。德國弗勞恩霍夫化學所生產的微型化工反應器,從各類不同類型的反應器設計到工藝制作、從化學刻蝕工藝到激光焊接技術、從催化劑印刷技術到尖端的高壓密封工藝,設計出一套套低成本,不同壓力、不同工藝要求的微型反應設備。他們將這些微型反應器同計算機軟件開發緊密結合成一體,不僅大大降低了研究成本,加快了化學反應效率,還從整體上大大提升了化學反應的可靠性和優化方案的選擇性。