新材料作为我国战略性、基础性产业,几乎涵盖了我国所有战略领域布局,是现代产业体系的重要支撑。今年政府工作将“大力推进现代化产业体系建设,加快发展新质生产力”列为首要任务,中国工程院院士、中国建材集团首席科学家彭寿表示,对于新材料产业来说,新质生产力带来的是发展命题,也是创新命题,要以前沿创新、产业创新、模式创新引领新质生产力,同时还要做好新材料、新技术、新产品的转化应用,让新质生产力转化为现实生产力。
前沿技术与市场需求并非天然高效对接,推动更多原创性、颠覆性科技成果从科研院校走进企业、从实验室成功走向生产线要经过小试、中试、产业化等多环节,然而中试环节因制度、合规、环保等问题的制约,已经成为新材料产业化率低下的重要瓶颈之一。
中试是指在小试成功后、工业化生产前,为验证工艺的可行性、稳定性、安全性和先进性,探索解决工业化规模生产关键技术而进行的科学研究活动。
一是,中试对于降低科技研发成本,提高科技成果转移转化效率具有重要的意义,有数据显示,科技成果经过中试,产业化成功率可达80%;而未经中试,产业化成功率只有30%。
二是,SCI大数据显示,我国科技工作者在材料领域的论文被国际普遍认可是领先的,被引用次数和影响因子也处在世界前列,然而,在电子信息材料、航空航天材料、发光材料等几百种材料类型中,我国确有很多都被“卡脖子”,科研成果无法实现中试产业化。
三是,新材料产业年产值达7万亿元,GDP占比接近6%,直接关系到我国国民经济的高质量发展。但是新材料的中试面临创新风险高、环保压力大、合规问题突出、资金投入大、专业性要求高等众多难题,导致很多企业不敢试、不愿试,已经成为制约当前新材料科技成果转化的关键所在。
近年来,国家、省市纷纷开始重视中试环节。今年年初工信部、国家发改委联合印发《制造业中试创新发展实施意见》,鼓励中试能力的培育及中试平台建设。其中,化工新材料等领域的中试成果转化更受关注,浙江、湖南、上海、深圳等省市纷纷出台政策,推进化工新材料中试能力建设。
以上海为例,2023年9月上海市经济信息化委、市发展改革委、市教委、市科委、市规划资源局、市生态环境局、市应急局等七部门联合发布《上海市新材料中试基地和中试项目管理办法(试行)》,实现简化安评环评流程、强化专家指导作用、突出龙头企业引领、配套关键工艺及仓储设施、支持中试装置转工业生产、优化项目考核指标等六大创新突破,并提出建设一批新材料中试基地、落地一批新材料中试项目等重点工作,积极推进新材料创新和研发成果产业化。
新材料中试平台需要借助高校、院所或企业科研资源,开发模式有龙头(链主)企业自建,政府与龙头企业、高校院所等具有产业中试创新基础的各类主体共建等方式,向中试项目提供厂房、危化品仓库、污水处理厂等基础设施配套,以及大量科研和技术人才,助力创新成果迈向产业化的“最后一公里”。
中国科学院新材料创新基地位于杭州湾上虞经开区,由国科院及上虞区政府共同出资建立,是全国首个新材料领域市场化运营的专业中试平台,为上虞新材料产业补齐了“中场”断档。
项目于2022年正式投入运营,占地204.7亩,总建筑面积90000平方米,总投资6.8亿元。目前,已开发建设150亩,预留约50亩用于二期扩张建设。
中试基地聚焦战略性新型材料产业方向,重点对高分子材料、能源和催化材料、功能性复合材料、电子化学材料等四大新材料生产的工艺、催化剂制备等进行中型试验和工程放大实验研究,为上虞企业提供从实验室到工业化、产业化一站式服务,疏通科研到产业化的“快车道”。
制定全国首个《中试项目全周期管理办法》,解决项目快速入驻及管理问题。针对国内对中试管理暂无规定可依的情况,上虞中试基地制定了《中试项目全周期管理办法》,对中试项目的审查备案、安全环保风险防控等领域内容和相关部门的工作职责进行全方位约定。围绕审批痛点,精简“非必要”审批流程,变“审批制”为“备案制”,由基地统一评审、区级环评备案,将传统19项审批流程减为8项,传统审批所需的近18个月,缩短至4个月。
构建“增值化+多元化”服务体系,满足企业中试的专业平台及服务需求。基地建设有通用型公辅配套和设备平台,包括管理服务区、中试运营区、物流仓储区和动力配套区,在厂房高度、防爆、防腐、三废处理等方面为中试项目提供专业需求。同时,实行要素指标备案统配直达,由基地统一申报购买土地、能耗、排污权等相关要素指标,企业只需备案、租赁,即可分配使用,大大降低企业的中试成本。
成立反应风险评估联合实验室,为中试开展提供数据支撑。立足安全环保底线,中试基地建立反应风险评估实验室和基地智慧化管理平台,明确项目过程安全控制措施,精准控制边界参数,确保企业中试工艺本质安全。反应评估实验室通过摸索项目中试阶段反应热安全数据,补充工艺基础数据包内容,有效地促进中试验证和工艺包设计,目前已运营10个月,服务29家企业,出具143份报告。
建设新材料产业技术创新研究院,为项目提供中试人才支撑。中试基地建起了由中国科学院30多位院士领衔的中试专家联盟,以及由国家级特聘专家领衔、国内知名工程化研究专家为核心的工程化管理团队,为入驻项目工程化提供技术支撑,赋能企业及项目的快速入驻、专业化设计、规范化生产等全过程。
围绕中试基地的产业定位、制度规范及市场需求,上虞中试基地在项目招引上更加精准化。在具备强专业化的运营条件及适配性的平台建设基础上,主要面向掌握创新成果的科研院所、人才及具有中试成果转化需求的本地中大型企业进行精准招商。
在科研院所和人才项目的招商上,依托新材料创新研究院及中国科学院资源,进行项目对接及招引;在本地企业招商上,借助上虞经开区的新材料产业及重点企业基础,摸排有中试平台需求的企业定向招商;同时,通过以商引商,引进上虞周边区域的新材料企业入驻。
自投用近2年来,基地已有22个项目立项,15个项目正式签约。其中,4个项目已开始中试,7个项目正在加快车间建设,4个项目开始筹备进场,基本完成全部招商任务。
面对新材料中试环节的创新发展,行业需要解决的问题是卡脖子的瓶颈、自主工艺创新、专业化管理;企业需要解决的问题是中试验证体系的建立,中试立项审批的简化,中试安全隐患及专业性要求。中试载体的建设,需要针对性行业及企业需求,完善专业化运营,推动精准性招商,解决新材料中试创新和安全的平衡,全面提升新材料产业的中试能力及生态建设。
中试载体的建设相对其他产业标准厂房更具专业性和特色化,在建设初期已经进行了精细的产业定位,确定了相应的建筑标准。因此,在项目后期招商上可实行定向、精准招引。在招商路径上,建议以产业生态招商、行业协会招商及政企协同招商为主,可依托政府及相关协会资源,引入科研项目或高精尖人才作为种子,进而吸引上下游相关企业及项目入驻。
基于新材料中试载体的产业特性,其非简单的物业管理,而是涉及危险品生产、使用管理等,且运营团队要对项目的安全负直接责任,需要聘请了解新材料中试工艺、流程等专业的运营团队。运营团队需要对项目的招引、审核、入驻、生产、出园等全过程把关,并对项目提供工艺设计、设备选型、自控方案、安全环保解决方案等专业化工程服务,提供严格规范的技术保密和知识产权管理。
各地的新材料中试基地政策,均提出需要制定严格的管理规章制度,建立全员安全责任制、生态环境责任制。在制度的设立上,需要严格符合不同细分领域的中试运营需求,与中试项目试验单位签订相关安全协议,明确各自的安全生产管理职责和环保责任,以严格的运营流程规范项目的中试运行及管理,尽可能降低中试基地安全风险。
参考资料:制胜成果转化“决赛圈”——走进国科中试基地,探索成果转化创新“密码”
✎来源 | 和达产业研究院
✎编辑 | 沈含
✎审核 | 楼昕