内容简介
《中国工程科技2040发展战略·化工、冶金与材料领域报告》，锚定全球科技创新发展的关键阶段，在系统分析世界科技发展大势的基础上，面向国家重大需求和基础科技创新需要，提出面向2040年中国化工、冶金与材料领域工程科技的发展思路、战略目标与总体架构，各子领域的重点任务、基础研究方向、重大工程与重大工程科技项目，以及工程科技需求牵引的基础研究重点方向建议。
精彩书摘
**篇 中国基础材料工业领域工程科技2040发展战略研究
**章面向2040年基础材料工业领域世界工程科技发展态势
当今世界正处在大变革大调整之中，新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起。世界科技发展呈现出前所未有的系统化突破性发展态势，世界已经进入以创新为主题和主导的发展新时代，全球创新的新格局加速形成，抢占科技和经济发展制高点的竞争愈发激烈。基础材料工业是国民经济的支柱产业，是我国从制造大国向制造强国迈进的主战场之一，其发展状况直接影响国家的经济基础。基础材料工业主要通过对原材料进行混合、分离、粉碎、加热等物理或化学工艺处理，将原材料转化为人们所需要的目标产品，同时产生各种副产物。化工、冶金、建材等基础材料工业是我国的支柱产业，但与发达国家相比，技术水平与产品质量不高、物耗与能耗较高、环境污染严重，制约了行业乃至国民经济的快速发展，在技术创新的催化下，我国需要不断探索生产力与生产效率的提升。
**节世界基础材料工业领域工程科技发展状况与国际先进水平
一、本领域世界各国正在开展的重大科技计划及其预期成果
基础材料工业是一种以过程自动化和优化为核心的工业生产模式，涵盖了工艺流程的设计、控制和管理，旨在提高产品质量、降低生产成本以及提高生产效率。基础材料工业旨在通过自动化控制和优化技术，实现生产过程的高效、稳定和可持续，以达到提高产品质量和生产效率的目标。
传统基础材料工业正面临着挑战与机遇并存的时代考验。进入21世纪以来，随着新一轮工业革命的迅速发展，传统基础材料工业生产制造方式的问题日益凸显，包括生产效率低、人工成本高、安全隐患大等。
为突破基础材料工业技术与产业创新瓶颈，重大科技计划部署成为世界各发达国家的重要手段。近年来，世界各主要国家和组织相继发布了与基础材料工业领域相关的各类重大科技计划和科技战略研究报告，其主要聚焦的领域和技术方向见表1-1。
2011年，美国启动“先进制造业伙伴关系”（Advanced ManufacturingPartnership，AMP）计划，聚合工业界、高等院校和联邦政府力量，投资强化美国全球竞争力的新兴技术。该计划涉及以下关键领域：关键国家安全工业的国内制造能力，先进材料产业研制效率，下一代机器人技术及生产过程能源效率等。2018年，美国发布《美国先进制造业领导力战略》（Strategy for American Leadership in Advanced Manufacturing，SALAM），确定了保障未来美国占据先进制造业领导地位的战略规划，以确保强大的国防工业基础与可控的弹性供应链，鼓励创新的生态制造系统、加强国防制造业基础等。
2013年，德国政府采纳《把握德国制造业的未来—关于实施“工业4.0”战略的建议》，建立资源、信息系统、组织结构和文化等工业层次评估方法，强调利用信息技术和制造技术的融合，改变当前的工业生产与服务模式，实现“智慧工厂”和“智能生产”；并陆续出台了一系列指导性规划框架，如《数字化行动议程（2014—2017）》（Digitale Agenda 2014—2017）、《数字化战略2025》（Digital Strategy 2025）、《高技术战略2025》（High-Tech Strategy 2025，HTS2025）等，明确了德国未来工程技术关键技术发展方向。2017年，德国政府又发布了“数字平台”白皮书，制定了“数字化的秩序政策”。
2015年，法国出台了《绿色增长能源转型法案》（Energy Transition forGreen GrowthAct），提出限定核能发电量、降低化石能源消耗、提升可再生能源在能源总消耗中的比例，并且到2050年能源消耗量降低一半。
2016年，日本在第五期“科学技术基本计划”中提出“社会5.0”（Society5.0）概念，指出要*大限度地应用现代通信技术，通过虚拟与现实空间的高度融合，解决经济社会问题，拥有一个“超智能社会”。此后，围绕“社会5.0”愿景，日本先后发布《未来投资战略2017：为实现“社会5.0”的改革》《新产业结构蓝图》《未来投资战略2018—迈向社会5.0和数据驱动型社会的变革》《集成创新战略》《统合创新战略2020》《科学技术白皮书》等一系列战略规划及政策（国家信息中心，2024），内容涉及生命健康、人工智能（artificial intelligence，AI）、生物技术、量子技术、尖端材料制造、能源与环境等未来产业的系统布局。在“社会5.0”愿景的牵引下，日本通过推动前沿技术创新与未来产业发
目录
目录
总序 i
前言 vii
**篇 中国基础材料工业领域工程科技2040发展战略研究
**章 面向2040年基础材料工业领域世界工程科技发展态势 3
**节 世界基础材料工业领域工程科技发展状况与国际先进水平 3
第二节 面向2040年基础材料工业领域工程科技发展趋势及影响 11
第二章 2040年中国基础材料工业领域科技与社会发展愿景及需求 15
**节 2040年中国基础材料工业领域经济社会发展预测及需求 15
第二节 2040年中国基础材料工业领域经济社会与科技发展愿景 23
第三章 中国基础材料工业领域工程科技技术预见与发展能力分析 31
**节 基础材料工业领域工程科技2040技术预见 31
第二节 中国基础材料工业领域工程科技体系发展能力分析 49
第四章 中国基础材料工业领域工程科技发展的战略构想 55
**节 发展思路 55
第二节 战略目标 57
第五章 中国基础材料工业领域工程科技重点任务和发展路径 62
**节 重点任务 62
第二节 发展路线图 66
第六章 基础材料工业领域重大工程建议 70
**节 “减油增化”创新工程 70
第二节 化石资源高效清洁利用工程 71
第三节 废弃物循环利用工程 72
第四节 可再生能源产生和利用工程 73
第五节 无机化工转型升级发展工程 74
第六节 基于“无废社会”发展的工业生态链接工程 75
第七节 流程制造工业软件研发与应用工程 77
第八节 基础材料制造工业软件研发与应用工程 78
第九节 基础材料工业数字化智能化转型工程 79
第十节 基础材料工业绿色化制造工程 81
第七章 基础材料工业领域重大工程科技项目建议 84
**节 低碳烃和芳烃的高值化利用技术 84
第二节 聚合物绿色可控制备技术 85
第三节 新型功能膜技术 87
第四节 化石资源绿色转化与高效利用技术 88
第五节 煤炭清洁高效利用技术 89
第六节 绿色催化技术 91
第七节 废弃资源清洁循环利用技术 92
第八节 生物高效制造技术 94
第九节 绿氢高效制备、存储、输送、利用技术 95
第十节 流程工业绿色化制造工程 97
第十一节 战略性矿产资源选冶强化分离及精深加工技术 99
第十二节 氢基竖炉直接还原-电炉短流程炼钢技术 102
第十三节 非常规资源多金属短流程联合冶炼技术 103
第十四节 极端环境冶金技术 105
第十五节 特种冶金技术及装备 106
第十六节 降碳增效高炉炼铁智慧生产技术 109
第十七节 冶金智能化技术及装备 111
第十八节 冶金过程物理化学解析及信息化工业管控软件 113
第十九节 水泥及水泥基材料关键技术 115
第二十节 玻璃新材料关键技术 116
第二十一节 智能建材制造技术 117
第二十二节 智能安全管控技术 119
第八章 基础材料工业领域工程科技需求牵引的基础研究方向建议 122
**节 物质转化过程智能调控机制基础研究 122
第二节 能/质高效清洁利用基础研究 123
第三节 材料基因组基础研究 124
第四节 化工过程强化技术基础研究 125
第五节 矿产资源绿色选冶基础研究 125
第六节 低碳绿色智能冶金基础研究 126
第七节 特种冶金基础研究 127
第八节 建材产品低碳智能制备基础研究 128
第九节 泛半导体玻璃材料基础研究 129
第九章 基础材料工业领域发展推进措施与政策建议 130
第二篇 中国先进材料领域工程科技 2040 发展战略研究
第十章 面向2040年先进材料领域世界工程科技发展态势 135
**节 世界先进材料领域工程科技发展状况与国际先进水平 135
第二节 面向2040年先进材料领域工程科技发展趋势及影响 160
第十一章 2040年中国先进材料领域科技与社会发展愿景及需求 165
**节 2040年中国先进材料领域经济社会发展预测及需求 165
第二节 2040年中国先进材料领域经济社会与科技发展愿景 170
第十二章 中国先进材料领域工程科技技术预见与发展能力分析 174
**节 先进材料领域工程科技 2040 技术预见 174
第二节 中国先进材料领域工程科技体系发展能力分析 179
第十三章 中国先进材料领域工程科技发展的战略构想 183
**节 发展思路 184
第二节 战略目标 186
第三节 总体架构 188
第四节 先进材料发展战略 191
第十四章 中国先进材料领域工程科技重点任务和发展路径 243
**节 重点任务 243
第二节 发展路线图 276
第十五章 先进材料领域重大工程建议 292
**节 能源先进材料 292
第二节 海洋先进材料 294
第三节 空天材料 296
第四节 生物质高分子材料 298
第五节 材料大数
试读
**篇 中国基础材料工业领域工程科技2040发展战略研究
**章面向2040年基础材料工业领域世界工程科技发展态势
当今世界正处在大变革大调整之中，新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起。世界科技发展呈现出前所未有的系统化突破性发展态势，世界已经进入以创新为主题和主导的发展新时代，全球创新的新格局加速形成，抢占科技和经济发展制高点的竞争愈发激烈。基础材料工业是国民经济的支柱产业，是我国从制造大国向制造强国迈进的主战场之一，其发展状况直接影响国家的经济基础。基础材料工业主要通过对原材料进行混合、分离、粉碎、加热等物理或化学工艺处理，将原材料转化为人们所需要的目标产品，同时产生各种副产物。化工、冶金、建材等基础材料工业是我国的支柱产业，但与发达国家相比，技术水平与产品质量不高、物耗与能耗较高、环境污染严重，制约了行业乃至国民经济的快速发展，在技术创新的催化下，我国需要不断探索生产力与生产效率的提升。
**节世界基础材料工业领域工程科技发展状况与国际先进水平
一、本领域世界各国正在开展的重大科技计划及其预期成果
基础材料工业是一种以过程自动化和优化为核心的工业生产模式，涵盖了工艺流程的设计、控制和管理，旨在提高产品质量、降低生产成本以及提高生产效率。基础材料工业旨在通过自动化控制和优化技术，实现生产过程的高效、稳定和可持续，以达到提高产品质量和生产效率的目标。
传统基础材料工业正面临着挑战与机遇并存的时代考验。进入21世纪以来，随着新一轮工业革命的迅速发展，传统基础材料工业生产制造方式的问题日益凸显，包括生产效率低、人工成本高、安全隐患大等。
为突破基础材料工业技术与产业创新瓶颈，重大科技计划部署成为世界各发达国家的重要手段。近年来，世界各主要国家和组织相继发布了与基础材料工业领域相关的各类重大科技计划和科技战略研究报告，其主要聚焦的领域和技术方向见表1-1。
2011年，美国启动“先进制造业伙伴关系”（Advanced ManufacturingPartnership，AMP）计划，聚合工业界、高等院校和联邦政府力量，投资强化美国全球竞争力的新兴技术。该计划涉及以下关键领域：关键国家安全工业的国内制造能力，先进材料产业研制效率，下一代机器人技术及生产过程能源效率等。2018年，美国发布《美国先进制造业领导力战略》（Strategy for American Leadership in Advanced Manufacturing，SALAM），确定了保障未来美国占据先进制造业领导地位的战略规划，以确保强大的国防工业基础与可控的弹性供应链，鼓励创新的生态制造系统、加强国防制造业基础等。
2013年，德国政府采纳《把握德国制造业的未来—关于实施“工业4.0”战略的建议》，建立资源、信息系统、组织结构和文化等工业层次评估方法，强调利用信息技术和制造技术的融合，改变当前的工业生产与服务模式，实现“智慧工厂”和“智能生产”；并陆续出台了一系列指导性规划框架，如《数字化行动议程（2014—2017）》（Digitale Agenda 2014—2017）、《数字化战略2025》（Digital Strategy 2025）、《高技术战略2025》（High-Tech Strategy 2025，HTS2025）等，明确了德国未来工程技术关键技术发展方向。2017年，德国政府又发布了“数字平台”白皮书，制定了“数字化的秩序政策”。
2015年，法国出台了《绿色增长能源转型法案》（Energy Transition forGreen GrowthAct），提出限定核能发电量、降低化石能源消耗、提升可再生能源在能源总消耗中的比例，并且到2050年能源消耗量降低一半。
2016年，日本在第五期“科学技术基本计划”中提出“社会5.0”（Society5.0）概念，指出要*大限度地应用现代通信技术，通过虚拟与现实空间的高度融合，解决经济社会问题，拥有一个“超智能社会”。此后，围绕“社会5.0”愿景，日本先后发布《未来投资战略2017：为实现“社会5.0”的改革》《新产业结构蓝图》《未来投资战略2018—迈向社会5.0和数据驱动型社会的变革》《集成创新战略》《统合创新战略2020》《科学技术白皮书》等一系列战略规划及政策（国家信息中心，2024），内容涉及生命健康、人工智能（artificial intelligence，AI）、生物技术、量子技术、尖端材料制造、能源与环境等未来产业的系统布局。在“社会5.0”愿景的牵引下，日本通过推动前沿技术创新与未来产业发
