欧洲可持续性化学技术平台——2025年及以后年代的设想（摘要）
朱曾惠 编译
引  言
化学是关于分子控制的科学,其实质是通过设计、生产等将基础原料转变为更加复杂的
产品和材料。这些产品和材料都是原油、天然气、天然油脂等自然资源的衍生物,可以为人们提供有用的功能。这
些产品和材料非常有用,几乎渗透到人们生活的各个角落。
　　化学品是核电站、风力发电以及燃料电池等发电和储能系统的必要组成部分;化学品推动和构筑了我们的交通
基础设施,而且可以提高运输和加热中燃料的效率;化学品为食物生产、包装和贮存提供所需的功能。在安全、医学
和临床诊断、卫生和化妆品等领域,化学品也大有用武之地。化学品还是现代纺织、印染、涂料、计算机和移动电
话及其他通讯设备的主要组成部分。此外,化学品在休闲、运动器材和时装等领域也发挥了关键的作用。化学还是
解决遗留环境问题的主要手段,例如用于治理生物或化学污染地区的土壤和水处理技术。
　　最近10年来,人们的化学知识取得了长足发展,化学给社会带来更多的正面影响。化学无处不在,今后也必然如
此。化学是现实世界的科学,是现实世界舞台上的明星。但是要保持这种状态,化学必须应对新的问题。如果化学家
从分子尺度全面认识表面活性剂设计、胶体合成、磁共振成像的显影剂、胚胎中细胞的传输以及再生性医药的应用
等问题,化学和社会就会有更好的解决方案,使两者相互激励。如果化学工业能成功地将突破性的实验室发明转变为
市场需要的新产品和服务,以上设想便成为现实。
    1.社会经济带来的挑战
　　世界的不断变化给欧洲的化学工业和社会带来了新的机遇和挑战。全球化、远距离通讯和数字传输的进步、资
源(土地、能源和水)的有限性、世界范围的人口增长以及社会高龄化等问题将决定世界未来的发展趋势。
　　对于我们这个人口不断增长的世界来说,要实现全球范围的富裕和平,消除冲突、食物和水的充足供应、可再生
能源的开发以及更健全的卫生系统是不可缺少的前提。这些目标的最佳实现途径需要综合平衡经济、环保和生活质
量等方面。要满足这些需要,以创新支撑的化学工业将发挥重要作用。
　　以下事实将说明全球化趋势的影响,以及对化学、过程工程和新材料的技术开发,生物技术工业应用等领域的迫
切需求。
    ● 目前的能源结构主要为石油、煤和天然气等化石燃料。油气主要用于运输、加热等,只有少量用做化工原料。
而可再生能源不仅可以保证长期能源供应,而且可以减少CO2排放。研究工作的重点应放在:效率更高的、经济实用
的光电设备,制氢技术,运输基础设施和燃料电池技术。
    ● 通过工艺集成和开发新的工艺技术来节约能源仍将是节能的主导。
    ● 更为有效的节水、大规模水处理及水循环再利用技术不仅是化学工业需要的,其他工业也同样需要。更好的
后勤物流系统也有利于进一步节约有限的水资源。
    ● 2025年全世界将有80亿人口,这是对人类的一大挑战,只有通过农作物保护、养殖和生物技术的进步才能
解决。
    2.化学方面的挑战
　　化学的最佳状态即将展现在人们面前:基于人类基因研究成果的新型抗癌、抗衰老和疾病预防治疗技术将会出
现;能源产生、存贮和供应将更为清洁,更加持久;高容量信息存贮、分布和处理将更加可靠、迅捷;食物质量和产量
更高,对可耕土地的需求更少。化学将为人们提供各种功能材料,利用这些材料可以使交通工具更轻、更坚固,从而
提高其能源利用率和安全性;建筑的能耗更低,而且更为安全;并且可以为日益突出的健康问题提供解决方案。
　　欧洲可持续性化学技术平台已经出台,旨在聚集化学工业及相关行业的主要力量来提高欧洲化学工业的研发和
创新方面的投入。创新是欧洲化学工业自身生存的关键,需要整个欧洲、各个国家和地区联合行动。
　　2004年7月发布的“技术平台”是欧洲化学工业委员会(Cefic)、欧洲生物工业协会(EuropaBio)和欧洲委员
会(European Commission)联合建议方案。此后,相关部门向这些组织的咨询内容越来越广泛。
　　这一技术平台的工作目标为本文的设想,并在工业生物技术、材料技术及反应和工艺设计3个方面逐步形成战
略性研究议程。此外,这一平台还将确定和指出化学创新面临的障碍和机遇,以及水平议题工作组(Horizontal
Issues Group)需要处理的工作。
   化学工业现状
    1.当前的化学工业
    (1)化工产品
　　化工部门生产数千种产品,供应范围几乎遍及国民经济所有部门。其中,约27%的初级化工产品被化学工业自身
进一步加工。
　　化工产品的组成结构为:基础化学品约37.7%,专用精细化学品约28.8%,药品23.3%和消费化学品10.3%。消耗
化学品最大行业为金属、机械、电气和电子、纺织、汽车、造纸和印刷业。
　　化工产品的消费结构见图1。
　　化学工业下游部门的产品附加值比化学工业高几个数量级。例如,有机发光二极管(OLEDs)的市场价值约3.5亿
欧元,属中等规模,但由之构成的显示技术产品市场价值要高出10倍。而显示产品又是消费品(移动电话、平面显示
等)的重要组成部件,这一领域的零售价值近500亿欧元。这个事例清楚地说明了化学的激活特性。
　　欧盟是全球化学品生产的领先地区,产量占全球产量32%。在欧洲有2.5万家化工企业,占欧盟GDP的2.4%,其
中98%是中小型企业,约占化工部门附加值的45%。目前,欧盟化学工业直接雇佣职工270万人,其中46%的人受雇于
中小型企业,间接雇员则数倍于这一数字。
　　欧盟化学工业70%的产品在欧洲本土市场销售,其中35%在欧盟各国之间出口。化学品贸易净顺差由1990年的
140亿欧元提高到2004年的400亿欧元。因此,对欧盟贸易平衡,化学工业做出了主要的正面贡献,约为25%。
    （2）化学:创新的发动机
　　对于下游部门来说,化学工业不仅是原材料供应者,而且也是创新的主要来源。图2表明了化学创新对其他工业
创新活动的影响。
　　从图2可以看到,化学工业的创新通过不同的机制影响其他部门,如新材料可以改进或制造新的产品,新材料可
以促进工艺的创新,降低价格使化学品可以更大规模的应用。德国近期1份研究报告指出,化学创新对其他行业有着
推动作用。大约50%以上的医药、纺织和服装、金属以及石油加工领域的创新受到化学创新的推动。根据1998年
的数据,德国每年因为产品创新增加的产值为192亿欧元,工艺过程创新方面可获得成本节约为94亿欧元，也就是
说,化学研发每投入1欧元下游行业年可获益0.8欧元,节约成本0.5欧元,化学工业本身收益未计在内。
    （3）竞争力面临风险
　　虽然化学工业当前显示出强劲和健康的势态,但最近Cefic研究报告的结论是:此行业的未来竞争力正面临危
险。比如管理法规数量不断增加,给欧洲化学事业带来的压力也与年俱增。化学工业已经针对法规做出了适当的响
应,但在创新和发展方面的精力却被分散。
　　欧洲的化学工业已经进入成熟期;不过许多商品面临强劲的竞争,特别是来自亚洲的竞争。欧洲化学品市场处于
停滞状态,而中国市场正强劲发展。在创新产品、通过规模经济和先进技术降低成本以及具有竞争力的原料供应等
方面的努力都没有明显效果。
　　欧盟在化学制造业中的领先地位正慢慢消失,原因是亚洲生气勃勃的发展以及由之带动的全球性投资模式的改
变。欧盟在全球生产中的份额从10年前的32%,降到当前的28%。尽管10年劳动生产率持续提高,欧盟化学工业雇
员减少了16%,达到170万人,在中欧和东欧则降低了40%,达到100万人。
　　欧洲在化学品方面进行进一步的投资并不太乐观,由于生产成本较高、管理费用高以及原料供应不具备优势等
综合原因,欧洲化学品的投资回报率很低。但是,长期看来,投资回报率与原料价格有关。这将导致投资流向欧洲以
外地区。欧盟需要创新性的领导来减缓甚至扭转这种趋势以对抗国际竞争,特别来自新兴亚洲地区的竞争。这些都
依赖于更为完善的知识和技艺。
　　在2015年时间层次上,Cefic竞争力研究开发了4种未来情景。按以上情景计算,欧盟2015年的全球生产份额
将降到16%～23%,最乐观的情景是,欧盟总体净贸易平衡下降,2015年欧洲将成为化学品净进口地区。这将对欧洲消
费业务在未来的生存能力起到警示作用。最乐观的情景与其他情形的主要差别是:创新作为化学工业的重点。因此,
创新将是未来竞争力的关键动力。
    （4）管理问题
　　化学品的有用程度来自于其反应活性以及工业利用技巧。因此有责任对健康和环境风险进行有效的管理。与其
他许多技术一样,风险管理的效率和风险知识的范围受到公众关注。这需要象REACH和SCALE这样的法规来加强化
学品管理和加大量化风险的力度。
　　就更为广泛的生态负荷来看,化学工业已经取得了长足的进展,产量增长已经不会导致排放、能源消耗的大幅增
长。2002年,化学工业的产量比1990年增长了43%,而能源消费仅增加了1%,CO2排放量下降了9%。这些是生态效
率方面的重要进展,与欧盟委员会《环境技术行动计划》(Environment Technologies Action Plan)关于发展可持
续性技术的要求一致。未来的目标是:更为持续的化学品生产和消费方式,提高生态效益(减少废物),恢复人们对化
学工业新产品和新技术的信任。
    2.研究、开发和创新
　　化学工业是“知识密集型”产业,欧洲在此方面的研究工作在全球范围都具有竞争力。欧洲在很多关键性技术
领域都处于领导地位。这些领域的主要科技期刊中,欧洲的论文占了很高的比例。此外,欧洲公司和科研机构申请了
大量专利,其中在美国申请的专利占到该国专利总量的23%。在将化学发明转变为产品和工艺创新方面,欧洲化学工
业也有良好的表现。大多数化学品公司和下游用户认为,研发是仅次于客户关系的创新的关键推动力。
　　但是,目前将财务表现作为重点的方式、频繁的重组以及管理费用的提高限制了工业研发方面的投入,就结构来
看要比美国和日本差。由于化学是其他行业的创新的基础,这就对欧洲制造业及知识和技术提供方面产生广泛的负
面影响。1996～2003年的私人研发投入比例见图3。
　　与欧洲不同,美国和日本都已经制定了国家战略和关键性化学技术发展规划,以指导公共的或私人的研究投资。
而欧洲的力量则比较分散,公私合作模式尚未形成。这就使欧洲在主要竞争对手面前处于劣势,因为竞争对手总体上
都为创新提供了更好的支持环境。
　　传统上,化学研究方面工业和院校的合作程度很高。如7%的德国企业与大学之间有合作关系,而在化学企业的
比例为22%。这种合作主要具有2种优势:更好的专业知识;可以缩短商品化的时间。由于机构精简和外包非核心业
务趋势的推动,这种合作关系变得越来越重要。这种合作对中小企业尤为重要,而大公司也可以从中获得更多利益。
在当前市场环境下,合作对所有公司来讲都会节省大量时间。
    3.人力资源
　　欧洲化学和化学工程专业的大学毕业生人数正急剧下降,将来这种趋势还将继续。其他学科也有此类似的情况。
若要使化学工业继续创新和发展,这种情形必须被扭转。
　　欧洲研究领域的教育体系的教育方式必须调整,将化学科学和技术作为现代文明的必要组成部分呈现给人们,从
而吸引更多的学生从事科学和技术工作。企业作为人力资源的需求方也要作出适当的改进:企业应当告知其长期需
求。
　　化学的形象是吸引潜在学生的重要因素,在中等和高等教育中引起学生对可持续性化学和工程的直接关注有助
于下一代对化学有正面的认识。
　　其他一些相关问题还包括:如何确保学术机构对工业需要解决的问题开展工作?如何培训下一代研究人员?如何
对欧洲的世界级大学的基础设施进行投资,确保它们拥有所需的设备?如何提供具有吸引力的就业机会来获得最优秀
的学生?（未完待续）