近年,我國有色金屬材料產業在共性關鍵技術開發、產業化應用等方面取得顯著進展與成效。自主開發的高鐵用鋁型材、航空用鈦材與高精密銅管加工成型等一大批重大關鍵技術,保障了國家重大工程的需要。我國鋁合金建筑型材、鋁箔、空調用精密銅管材、鋰電池材料等加工產品的質量進入國際先進行列,不僅可以滿足國內需要,而且形成品牌,占有國際市場穩定份額。有色金屬加工材產能、實際產量多年來居世界第一。我國先進生產線和大型裝備的數量也居世界第一。
面臨的形勢、問題與挑戰
近年,我國有色金屬工業認真落實供給側結構性改革,加強行業自律,市場環境明顯改善,產業運行向好的積極因素增多,呈現生產平穩、市場活躍、結構優化、效益改善等主要特點。但行業發展不平衡、不充分的狀況仍然十分突出。行業高質量發展仍面臨著資源、環境壓力持續加大和高端產品不足的瓶頸制約。資源保障能力不足、開發利用水平有待提高,行業能耗總量大、節能技術亟待突破,環境污染矛盾突出、清潔生產任重道遠,初級產品能力過剩、高端產品嚴重短缺。這些問題與難題短期內還難以得到根本性改變。
未來5年是我國有色金屬產業調結構、促轉型,建設有色金屬工業強國的關鍵時期。從國際環境看,發達國家重歸制造業,新興經濟體國家持續發展。圍繞資源、市場、技術、標準等方面的國際競爭日益加劇,貿易保護主義和資源民族主義抬頭,全球綠色低碳發展面臨挑戰,我國有色金屬工業發展的外部環境更趨復雜。受國際貿易摩擦不斷、國內資源稟賦惡化、節能減排和生態保護、勞動力成本上升等多種因素影響,我國有色金屬產業參與國際競爭面臨的壓力逐漸增大。目前,國內有色金屬消費年均增長速度回落到10%以下,支撐有色金屬生產持續、快速增長的因素不復存在,產業轉型發展任務艱巨。
新時代對有色金屬行業節能環保和清潔綠色生產提出了新要求。在節能環保領域,國內企業清潔生產、環保意識有待進一步加強;一些低效、高耗能工藝和裝備仍在使用;先進環保技術、高端裝備及核心技術依賴進口。2018年10月起,京津冀及周邊地區大氣污染傳輸通道城市銅、鋁、鉛、鋅等企業將執行大氣污染物特別排放限值(二氧化硫、氮氧化物均小于100mg/m3,顆粒物小于10mg/m3),企業環保達標面臨極大挑戰。同時,冶煉過程產生的固體廢物特別是危險固體廢物,無害化率低、處理成本高,目前仍沒有合理解決途徑,環境風險較大。
在材料加工領域,產能利用率低、產品結構不合理,以初級加工和低附加值產品為主(全行業平均利潤率不足3%)的局面沒有得到改觀。產業技術和應用數據及評價體系支撐不足,導致下游高端應用領域不能實現國產高端材料的自主保障。下游用戶從成本、采購等角度考慮,側重于國外產品,不利于國內技術產品的穩定有序良性發展。當前我國有色金屬材料產業總體處于國際產業鏈的中低端,難以獲得合理利潤;原創性成果不多,科技成果轉化和新技術推廣率低;關鍵新材料開發能力不足,特別是其高端加工裝備幾乎全部依賴進口,受制于人,難以支撐戰略性新興產業發展,在國際競爭中處于被動地位。
發展目標
貫徹落實《“十三五”材料領域科技創新專項規劃》《國家中長期新材料人才發展規劃(2010—2020年)》,推進有色金屬大宗材料技術提升,重點突破有色金屬材料設計開發、制造流程及工藝優化等關鍵技術和國產化裝備,掌握一批精深加工技術和銜接下游的工程化應用技術,加快開發基于互聯網與工業大數據的智能制造技術,推動一批先進有色金屬材料的應用,解決有色金屬材料產業面臨的產品同質化、低值化,能源效率低、環境負荷重等瓶頸問題,實現重點大宗材料產品的高性能和高附加值、綠色高效低碳生產。有色金屬材料高端產品平均占比提高15%,航空鋁材、高精度電子銅帶等精深加工產品綜合保障能力超過70%,有色金屬生產綜合能效提高10%。建立和完善知識產權和標準保障體系,完善有色金屬材料產業鏈,提升產業整體競爭力和影響力,滿足“一帶一路”倡議、戰略性新興產業以及航空航天和國防軍工等領域的需求。
創新重點
開發質量穩定的大宗及稀有金屬高端材料。開發大規格高性能鋁鎂鈦輕合金材料,高精度高性能銅及銅合金材料,新型稀有/稀貴/稀土金屬材料,高品質粉末冶金難熔金屬材料及硬質合金,新型復合涂層材料等高端產品,提升材料產品穩定性、一致性和均勻性,降低綜合成本,大幅提高中高端材料供給和保障能力。
突破制品精深加工及工程化應用關鍵技術。重點突破有色金屬材料的先進凝固—冷/熱變形加工—強韌化熱處理等全流程制備加工、復雜結構件成型制造—殘余應力消減—異質金屬連接—表面處理等工程化應用技術等,實現“新材料—新制造技術—工程化技術”同步開發、一體化設計及應用。
開展基于互聯網與工業大數據的智能制造技術。重點開展基于互聯網與工業大數據的制品全流程精益制造、產品開發與定制化服務技術。通過在線實測采集、數值模擬仿真等方法,實現制品全流程制備加工的工業大數據獲取、迭代和積累,建立工藝參數—產品綜合性能—質量穩定性的大數據平臺;基于工業大數據,開展制品生產全流程工藝參數的深度優化;建立適應大規模定制、多工序協同的制品生產智能化工藝模型庫。
加強高端材料的集成創新。圍繞海洋石油鉆探用鈦材,電子信息產業用高純靶材,新能源汽車用動力電池材料,海洋工程和船舶裝備用深潛、抗沖擊、耐蝕材料等關鍵材料性能及質量提升等緊迫需求,實施一批重大科技工程項目,提高關鍵環節和重點領域的基礎理論、生產工藝和應用技術的集成創新能力。
加快綠色制備技術與裝備推廣應用。推進材料基因組技術開展與應用。
體系與平臺建設
加快行業和團體標準規范的制訂;建立和完善知識產權及標準保障體系;加快關鍵技術成果轉化。
保障措施
加強中青年創新人才和團隊培養與交流;探索和優化產業化合作模式;加大使用國產新材料的政策支持力度;優化資源配置,加強統籌協調。