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碳中和背景下硅基新材料产业发展研究——以安徽自贸区蚌埠片区为例

赵鹏1 黄安琪2 陈妍3 管子晗4

安徽财经大学,安徽蚌埠,233000

摘要: 基于碳中和的时代背景之下,传统能源形式以化石能源为代表逐渐转向了以硅基能源为代表的新能源,中国正逐步实施建立以绿色低碳的可持续化、现代化的能源体系。本文基于碳中和的背景下,通过分析硅基新材料产业的发展,尤其以安徽自贸区蚌埠片区的案例,采用主客观综合权重的方法确定权重指标对安徽自贸区蚌埠片区的硅基新材料产业发展水平进行测度,构建相应的模型,运用线性规划的方法对硅基新材料产业的发展影响因素进行科学有效地分析,最近根据检验地结果有针对性地对中国硅基新材料产业优化路径研究提供实证依据和政策建议。
关键词: 碳中和;硅基新材料;安徽蚌埠;产业发展水平测度
DOI:10.12721/ccn.2022.157140
基金资助:本文属安徽财经大学2022年度安徽财经大学本科生科研创新基金项目《碳中和背景下硅基新材料产业发展的影响研究——以安徽自贸区蚌埠片区为例》(项目编号:XSKY22112)阶段性研究成果,指导老师:徐洁香
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1 前言

基于碳中和的时代背景之下,全球各个地区正积极发展以光伏产业为代表的新能源,而光伏产业中最具代表性和基础性的产业就是硅基新材料产业。随着碳中和目标的提出,如何促进硅基等新材料产业的健康有效发展已经成为了值得探讨的问题。安徽省蚌埠市是国家硅基新材料新型工业化产业的示范基地,在经过了近年来的加速发展后,对于硅基新材料的相关技术,逐渐积累了深厚的经验,集聚了一大批硅原料深加工的专业人才,形成了较为健全的产业发展体系。针对安徽自贸区蚌埠片区作为案例进行分析,具有充分的代表性。本文采用主客观综合权重的方法确定权重指标对安徽自贸区蚌埠片区的硅基新材料产业发展水平进行测度,构建相应的模型,运用线性规划的方法对硅基新材料产业的发展影响因素进行科学有效地分析,填补了硅基新材料产业的研究空缺,丰富研究成果,提高硅基新材料产业发展效率。

2 研究现状和文献综述

基于硅产业的建设对高质量发展的推进效用,已有大量国内学者研究了硅产业对经济发展与贸易推进的影响。李俊江(2018)从经济基础、产业结构、石英砂开采行业、玻璃行业等方面分析凤阳硅基产业现状,并指出凤阳硅基产业在生产成本、产业层次、人才创新、生态保护等几个方面存在的问题。涂春潮(2021)通过制备硅材料,对比硅材料与其他新型材料的效能,印证了硅材料的优越性与综合有效性,表明了硅基新材料相较于传统材料的优越性。靳惠怡(2021)在第二届中国光材料大会上提出发展硅基新材料的重要性与必然要求,为实现高科技自立自强奠定基础。闫瑾(2020)通过对工业硅格局变化特点分析出硅产业的产量在不断增加,市场对硅材料的需求不断提高。硅产业所带来的综合效益也越来越明显。宋香静(2021)认为我国区域资源禀赋迥异、发展差异大,从区域层级探讨碳中和路径有利于形成区域绿色低碳协同发展合力。

3 蚌埠自贸片区硅基新材料产业发展现状

蚌埠市共有硅基新材料企业269家,产业规模突破600亿元,以新型显示、光伏发电、半导体材料、特种玻璃等四大产业链条为代表,以玻璃装备、玻璃工程、新型建材、储能材料等产品为配套的产业集群已经形成。成功创建玻璃新材料国家高新技术产业化示范基地、国家硅基新材料新型工业化示范基地。“十四五”期间,蚌埠市将围绕奋力打造科技创新策源地、新兴产业聚集地、改革开放新高地、经济社会发展全面绿色转型区、淮河流域和皖北地区中心城市,狠抓项目引进、加快载体建设、完善政策配套、聚焦品牌升级、强化平台支撑,做大做强硅基产业集群,着力实现千亿产业发展目标。蚌埠市国家玻璃新材料制造业创新中心在安徽省委、省政府大力推进下也即将获批。但蚌埠自贸片区硅基新材料产业集群内部组织化水平较低,企业之间专业化分工与协作关系相对松散,创新协作意识不强。 

4 蚌埠自贸片区硅基新材料产业发展水平测度

1、产业结构合理化水平

产业结构合理化是产业发展中相互协调程度的体现,也是生产要素在产业间得到合理配置的评判标准。研究产业结构合理化水平时,通常需要采用Fabricant在1942年所提出的偏离结构法进行分析。但是,为了弥补结构效应的缺失,本文选择泰尔指数对产业结构合理性进行衡量更加合适。其具体计算公式如下:

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其中,i,,分别表示产业、产业产值、产业产值占生产总值的比重、产业就业人数占就业人总额的比重。如果TL=0,则表明经济处于均衡状态,TL的数值越接近0,则表明产业结构越合理。其中,蚌埠市截止2021年上半年的产业规模突破600亿元,预计到2021年末,蚌埠片区的硅基新材料产业规模将突破750亿元。

2、产业体系健全程度

在光伏玻璃方面,形成以薄膜太阳能电池基板玻璃—TCO镀膜玻璃—太阳能电池盖板玻璃为主线的产业发展链条,建成了日产550吨超白浮法玻璃,年产900万重量箱超白盖板玻璃、60兆瓦薄膜太阳能电池生产线,年产40万平方米TCO薄膜太阳能电池玻璃生产线。在显示玻璃方面,上游超薄显示基板生产领域,玻璃设计院依托雄厚的技术研发优势自主创新,填补了0.55mm、0.33mm超薄电子玻璃国内生产技术空白,国内首条150td全氧燃烧电子信息显示超薄基板生产线已建成建成投产;安徽华益公司建成了年产5000万片ITO导电膜玻璃生产基地,规模全球第一,国内市场占有率25%,年产130万片电容式触摸屏用导电膜玻璃项目正在加速建设;下游多点式电容式触摸屏和STN-LCD显示器领域,已集聚新威国际、高华电子等多家企业,年产90万片电容式触摸屏、180万对液晶显示面板生产线项目已投产,3条年产450万片触摸屏生产线正在建设中。应用领域,新威国际与美国优派合作成立的安徽恒光通讯科技有限公司已在我市落户,电子图书、平板电脑等终端显示产品项目正在推进之中。在玻璃粉体材料方面,现已具备年产7000吨超细硅酸锆、6000吨球形石英粉、6000吨电解氧化镐生产能力,成为我国最大的高纯超细硅酸锆生产基地之一。在普通玻璃方面,现已具备年产600万重量箱浮法玻璃、20万吨玻璃器皿、1万吨光学玻璃等生产能力,是安徽省重要的玻璃制品生产基地。在玻璃装备方面,建成玻璃成套设备生产基地和我国最大的玻璃切割机生产基地。

3、人才储备充足度

根据相关数据显示,蚌埠市现有硅基新材料类中高级以上技术人才1100人,其中教授和高工250人,享受国务院政府特殊津贴4人。近年来,依托现有科教资源,已建成“高端研发人才、适用型人才、技能人才、技术工人”多层次人才培养体系,每年可培养近8000名技术人才,为硅基新材料及装备产业发展奠定了坚实的人才基础。

 

5 PEST分析模型

1、政治因素

在2022年2月的中国(安徽)自由贸易试验区建设新闻发布会上,蚌埠市人民政府副市长张铭表示,今年将全力推进蚌埠综保区、跨境电商综试区申建工作。同时,实施工业经济三年倍增计划,争取硅基和生物基产业产值突破千亿。蚌埠自贸区的硅基产业建设受到当地政府的大力支持,相关联的支持性政策在近些年陆续出台。蚌埠片区新梳理出营商环境优化、贸易投资便利化、金融创新、产业发展等多个领域17项创新事项,其中:正式上线运行“一照通”系统,发放了安徽首张“一照通”营业执照,行政审批事项提交材料数量平均精减30%以上,办理时限平均压缩85%以上;建设跨境金融区块链服务平台,实施资本项目收入支付便利化政策。

2、经济因素

随着我国经济的快速发展及人均可支配收入的增加,我国人均消费能力也随之不断提升,消费水平的提升促进了我国消费经济的增长,为我国硅基产业的发展提供了一个良好的经济环境。

3、社会因素

蚌埠市相紧邻的凤阳县境内石英岩储量异常丰富,总储量超过100亿吨,东西绵延50多公里,覆盖面积80多平方公里,石英岩储量、品位、综合利用价值均居全国首位,可广泛用于浮法玻璃、玻璃新材料、信息产业、光伏玻璃等众多产品基础材料,被评为“中国优质石英砂原料基地”,为蚌埠硅基新材料产业链的快速壮大和可持续发展提供了充足的原料保证。

4、技术因素

目前蚌埠硅基产业在硅基新材料方面已拥有玻璃工业节能技术国家地方联合工程研究中心等省级以上研发平台16家,建设了国家特种玻璃及硅制品检测中心等省级以上创新服务平台。创新平台不断拓展,为蚌埠市硅基新材料产业快速发展提供了持续的技术支撑,累计100余项科技成果获省部级奖励。在显示玻璃方面,掌握了国际领先的ITO导电膜玻璃生产技术,超薄电子信息显示玻璃生产技术填补了国内空白。在硅基电池方面,自主开发了非晶硅薄膜太阳能电池、TCO玻璃基板等生产技术。在硅基粉体方面,软硅生产技术世界独创,高折射率玻璃微珠、球形石英粉生产技术国内首创,超细硅酸锆产品实现进口替代。在有机硅新材料方面,甲基苯基氯硅烷无水生产工艺国内独创,苯基三甲氧基硅烷生产工艺国内领先。在玻璃制品方面,率先建成了被誉为世界第二的中国式优质浮法玻璃生产线,率先掌握全氧燃烧技术,自主研发了玻璃熔窑烟气脱硫、超宽幅光学玻璃板材生产等技术。在玻璃装备方面,掌握了具有国际水平的玻璃成套装备生产技术,成功研制了我国第一台双桥立式精密玻璃切桌,建成了国内唯一的深曲率玻璃切割机生产线。

6 结语

随着中国传统产业的逐步升级,以低碳经济为代表的新型经济正在快速发展,伴随着战略性新兴产业的崛起,必将为性能优异的硅产业提供广阔的市场空间。基于碳中和的发展格局下,全球半导体材料市场的需求迎来快速增长期。综上所述,安徽自贸区蚌埠片区下的硅基产业仍然需要合理优化产业布局、提升科技创新能力、提高准入门槛、实行总量控制,在充分发挥自身优势的前提下,还要充分考虑硅基技术和产业发展的特点和趋势,未来在培育发展硅基新材料产业中要立足创新驱动和融合发展,实现可持续发展。

参考文献

[1]刘伟. 蚌埠市政府扶持生物基新材料产业发展存在的问题和对策研究[D].安徽财经大学,2021.DOI:10.26916/d.cnki.gahcc.2021.000526.

[2]本刊讯.中国(安徽)自由贸易试验区揭牌  凯盛集团硅基新材料产业发展迈向新征程[J].中国建材,2020(10):49.DOI:10.16291/j.cnki.zgjc.2020.10.015.

[3]尹萍,吴寒,杨心瑶.安徽省铜陵市战略性新兴产业发展研究——以铜基新材料产业为例[J].产业创新研究,2020(12):59-60.

[4].中国硅基新材料产业发展大会暨科技创新成果对接会在蚌开幕[J].科学中国人,2019(23):20.

作者简介:赵鹏(2000—03月) 男,汉族,安徽桐城人,

安徽财经大学国际经济贸易学院,2019级本科生,研究方向:国际经济与贸易

黄安琪 统计与应用数学学院;陈妍 国际经济贸易学院;管子晗 国际经济贸易学院