低碳环保新材料迎来“春风”——专访中国石化石科院副院长王辉国

　　低碳环保新材料是指在全生命周期内具有低碳排放甚至零碳排放属性且对环境友好的材料，往往采用清洁工艺生产。全国两会期间，国务院总理李强在2025年政府工作报告中指出，要因地制宜发展新质生产力，加快建设现代化产业体系，推动科技创新和产业创新融合发展，大力推进新型工业化，做大做强先进制造业，促进新动能积厚成势、传统动能焕新升级。

　　作为具备“双碳”属性的化工产品，低碳环保新材料这个石油化工行业的新“风口”正在迎来属于自己的“春风”。日前，国家工信部等四部门联合印发《标准提升引领原材料工业优化升级行动方案(2025—2027年)》，指出要以标准提升引领原材料工业供给高端化、结构合理化、发展绿色化、产业数字化、体系安全化发展。提出到2027年，要完成石化、化工等行业的标准评估及优化，分行业构建支撑原材料工业高质量发展的标准体系。

　　近日，本刊采访中国石化石油化工科学研究院(简称石科院)有限公司副院长、“百千万人才工程”国家级人选王辉国，详细了解我国低碳环保新材料发展现状、最新进展及未来发展趋势。

　　中国石化石油化工科学研究院(简称石科院)有限公司副院长、“百千万人才工程”国家级人选王辉国

　　记者：当前我国化工企业发展低碳环保新材料的发展重点领域和方向有哪些?

　　王辉国：从产品类型来看，主要包括：高性能合成纤维，涵盖可在不同场景下应用的功能性纤维，以及在抗爆、阻燃方面表现出色的特种纤维等。高性能合成树脂，涵盖常规包装及高端电子化学品封装等领域，以及工程塑料、催化材料等领域。特种橡胶和热塑性弹性体，其可用于制造汽车零部件、工业密封件等，通过减轻重量、减少磨损来提高效能。生物基及可降解材料，生物基材料生产过程碳足迹小，可降解材料使用后能自然分解，减少污染。

　　从应用场景来看，主要包括：轻量化材料，主要用于汽车、飞机等交通工具的轻量化。新能源材料，涵盖风电材料(风电叶片材料等)、光伏材料(光电转换和配套材料等)、新能源电池材料(电极、隔膜材料等)等。CCUS相关材料，涵盖CO₂捕集、绿色转化利用与封存等技术所需的材料。

　　以上只是一些有代表性的例子，当前我国低碳环保新材料涉及能源、交通等关乎国计民生的领域。从全生命周期、全产业链的发展来看，发展这些新材料的合成单体同样至关重要。首先，其能从源头保障材料的低碳环保属性，能有效减少全生命周期内的碳排放。其次，合成单体的清洁高效制备，能有效减少废弃物和有害气体排放。再者，有助于构建资源循环体系，部分新型单体为可回收、可降解材料的合成提供基础，能缓解资源压力，助力循环经济。

　　记者：石科院在绿色低碳新材料方面有哪些主要的进展或成功的案例?

　　王辉国：石科院秉承中国石化打造世界领先洁净能源化工公司的发展愿景，以建设世界一流的绿色低碳能源化工科学研究院为目标，近年来，石科院联合中国石化多家兄弟企业、单位，聚焦低碳环保新材料合成单体的绿色生产技术，组织力量开展攻关，部分技术已在工业化的征程上实现了阶段性突破。

　　己内酰胺绿色生产技术。己内酰胺是生产聚酰胺-6合成纤维、工程塑料和薄膜等材料的单体，这些材料用于复合材料中，可以减轻结构重量，提高材料的强度和韧性，有助于交通工具的轻量化，也可用于电子电器设备制造。20世纪90年代初，我国耗费近百亿元引进3套5万吨/年己内酰胺生产装置，工艺流程复杂，腐蚀污染严重，生产成本高，造成企业长期亏损。历经30年持续创新，石科院牵头研发成功的新一代己内酰胺绿色生产成套技术，集成新反应途径、新催化材料和新反应工程，使我国己内酰胺年产能从 40 年前的 1 万吨发展到 600 多万吨，由全部依靠进口到占全球市场 60% 以上，同时装置建设投资、生产成本和污染物排放分别下降 50%、70% 和 90% 以上。2024年，世界技术最先进、单套产能最大己内酰胺生产研发基地——中石化湖南石化60万吨/年己内酰胺产业链搬迁与升级转型发展项目全线开车成功、实现安稳长满优运行，为己内酰胺产业链高质量发展提供新动能和新优势。

　　中石化湖南石化60万吨/年己内酰胺产业链搬迁与升级转型发展项目全景 供图/湖南石化

　　双氧水法环氧丙烷生产技术。环氧丙烷是生产聚醚多元醇的关键原料，主要用于制造聚氨酯材料。其用于保温材料，能够有效降低建筑物的能耗，用在家具制造和汽车座椅等领域，可以提供舒适持久的支撑性能。石科院与湖南石化联合开发的丙烯双氧水法制环氧丙烷技术具有流程简单、投资小、清洁高效等优点，相比传统氯醇工艺每年可减排大量含氯废水和固体危废，有效减轻环境污染。与国外同类先进技术相比，中石化技术的双氧水转化率、环氧丙烷选择性均有提高，杂质含量显著降低，优级品率100%，不仅减少了原料消耗，还能够满足高端环氧丙烷下游产品的生产要求，实现了我国环氧丙烷绿色生产技术从跟跑到领跑的跨越，在推动石油化工绿色低碳转型发挥重要作用。

　　湖南石化10万吨/年过氧化氢法环氧丙烷工业示范装置 供图/湖南石化

　　环保型环氧氯丙烷生产技术。以环氧氯丙烷为原料合成的环氧树脂，不仅可以与碳纤维、玻璃纤维等增强材料复合，用于制造风力发电叶片，还因其优良的绝缘性和稳定性，可以用于制造电子电气绝缘材料。但是，传统的环氧氯丙烷生产方法存在能耗高、原子经济性低、产生大量废水和废渣等弊端。石科院与湖南石化联合开发的环保型环氧氯丙烷生产工艺，作为国际首创的绿色化工技术，与传统氯醇法环氧氯丙烷生产工艺相比，物料消耗低，“三废”排放大幅降低，其中废水减排率超过90%。目前，基于该技术的工业示范装置正在湖南石化紧锣密鼓的建设中，计划2025年投产，对于推动环氧氯丙烷清洁生产工艺技术创新、增强树脂产业链绿色发展竞争力具有重要意义。

　　石科院科研人员在湖南石化5万吨/年环保型环氧氯丙烷工业示范装置建设现场参加“三查四定”工作 摄影/孙乾辉

　　记者：在您看来，我国发展低碳环保新材料具有怎样的意义?

　　王辉国：我国大力发展低碳环保新材料的意义是多方面的。

　　在应对环境挑战方面，低碳环保新材料在其生命周期内的碳排放量显著降低，同时能减少低挥发性有机物等污染物排放，改善空气质量和生态环境。例如上面提到的，新型环氧丙烷、环氧氯丙烷等单体的绿色生产技术都将大幅度降低废水废渣的排放。

　　在推动产业升级方面，发展低碳环保新材料既能为传统产业输入新技术、新产品，又能催生出更多的新兴产业，带动上下游协同发展，形成新的产业集群，为经济增长提供新动力。以绿色己内酰胺技术为例，其已形成了800亿人民币的新产业，并带动了5000亿人民币的下游产业，对产业升级和经济发展做出了贡献。

　　在保障资源安全方面，低碳环保新材料能够在满足使用需求的前提下减少原材料的消耗，部分材料具有良好的可回收性和再利用性，可减少对原生资源的依赖，保障国家资源安全。

　　在国际贸易层面，能抢占国际市场，满足全球需求，提升出口份额，还可参与标准制定，增强话语权。石科院也在积极地布局相关领域的国际专利体系，快速响应《标准提升引领原材料工业优化升级行动方案(2025—2027 年)》要求，与合作企业一起参与相关产品标准的制定，形成具有自主知识产权的成套技术。

　　记者：未来低碳环保新材料在我国的市场前景如何?有哪些更多的应用场景和市场?

　　王辉国：我国 “双碳” 目标的推进以及一系列环保政策的实施，将为低碳环保新材料行业提供强大的政策支持和发展动力。随着消费者环保意识的提高和对绿色生活的追求，市场对低碳环保产品的需求也将持续增长，为低碳环保新材料创造巨大的市场空间。可以肯定地说，未来，低碳环保新材料应用场景将不断拓展和深化，具有广阔的市场前景。

　　同时，新材料产品和技术的不断创新和突破将进一步提升其性能和质量、降低生产成本，满足不同领域的需求。目前，石科院除上述已在工业化过程中实现阶段突破的单体生产技术外，还积极布局包括十二内酰胺、己二胺等绿色生产新工艺及生物基可再生2,5-呋喃二甲酸、呋喃基环状二胺、戊二胺等多项新型产品开发，其中部分已实现了小试、中试层面的突破，将为低碳环保新材料的创新发展带来更多的可能性。

　　由石科院连续生产工艺制备的生物基2,5-呋喃二甲酸(FDCA)样品 摄影/孙乾辉

　　同时，基于单体生产技术研发积淀，在材料合成方面，石科院近年来联合清华大学、中国科学院等领军研究机构，通过签订全面合作框架协议、联合申报科研项目、共建联合实验室、共同开展技术开发与装备制造等方式，开展了包括生物基共聚酰胺、热塑性聚烯烃弹性体、CCUS吸附材料等多种低碳环保新材料合成技术研发工作。例如，石科院牵头开启了基于生物基赖氨酸及多种具有创新结构单体的新型抗菌生物基共聚酰胺材料的研发工作，获得了中国石化“高端聚酰胺材料制备关键技术研发与产业示范”重大科技项目的支持，不断拓展生物基共聚酰胺材料的性能潜力和应用边界。

　　未来石科院将持续推动我国低碳环保新材料领域的高质量发展，助力相关材料实现广泛应用和高效生产，为构建绿色低碳循环发展经济体系贡献新质生产力，助力实现碳达峰、碳中和目标和美丽中国愿景。

　　石科院科研人员开展新型抗菌生物基共聚酰胺材料合成试验 摄影/李泽阳