“數”說工業化:中國化纖工業是如何發展起來的?

#用數字講述中國的工業化歷程
現代紡織工業中,化纖(特別是合成纖維)早已替代棉花、羊毛等天然纖維成為主要的原料,正是化纖產量的增長解決了中國紡織工業的原料問題。
改革開放前,中國紡織工業的主要原料是以棉花為代表的天然纖維。
中國紡織工業發展的瓶頸是原料供應,居民衣著單調,布料長期憑票供應。
雖然政府一直努力增加棉花產量,但是受制於種植面積、氣候、單產等多種因素,依靠棉花難以解決中國人民的穿衣問題。
1:中國棉花和化纖產量
中國透過發展化纖工業最終解決了紡織工業的原料問題。
中國化纖產量從零增長到目前的6000萬噸以上,化纖工業生產規模全球最大,遠超其它所有國家。
中國紡織工業能有今天的成就,紡織原料問題的解決是一個重要因素,是化纖工業奠定了紡織工業發展的基礎。
一、中國化纖工業發展歷程
2:中國化纖產量
1980年中國化纖產量只有45萬噸,僅僅是當年棉花產量的16.6%,在紡織工業原料中的佔比仍然較小。
中國從50年代就著手開始發展化纖工業,先後嘗試了粘膠纖維和維綸纖維的生產,但是一直到改革開放前化纖的生產規模都相對較小。
中國在60年代從日本引進維綸技術建設了北京維尼綸廠,70年代以北京維尼綸廠為樣板在全國建設了9個維綸生產廠,其中福建、江西、安徽、湖南、廣西、雲南、山西、甘肅8個維綸廠的產能為1萬噸,石家莊維尼綸廠的產能為5000噸。
自主建設維綸廠標誌著中國掌握了維綸生產技術,維綸纖維的生產工業流程較長,產量規模難以擴大,且纖維綜合性能不如滌綸、錦綸和腈綸等合成纖維。
粘膠纖維也存在同樣的問題,這兩種化學纖維的生產都難以擴大,因此粘膠纖維和維綸纖維都不是解決紡織工業原料問題的答案。
合成纖維才是化纖產業的發展方向。
20世紀50年代以來,全球以石油為原料的合成纖維生產技術進步迅速,合成纖維產量不斷擴大,在化纖產量中的佔比越來越高。
石油化工技術路線的合成纖維才是解決中國紡織工業原料問題的答案,因此中國從70年代開始透過引進技術裝置大規模發展合成纖維生產。
中國大規模發展合成纖維始於70年代的兩次大規模技術引進:“四三計劃”和七八計劃”。
1972年,中國耗資43億美元從西方引進成套裝置建設了26個專案,這些專案中包括了四個化纖專案:分別是天津石油化纖廠、上海石油化工總廠、遼陽石油化纖總廠和四川維尼龍廠。
這四個化纖專案的投資規模相當於建設1000萬棉紡錠的投資總和,或相當於從新中國成立到1971年的22年間國家給紡織工業的投資總和,在紡織工業建設史上是空前的。
在紡織工業部的努力下,“四三計劃”中的這4個合成纖維專案到1981年底都順利建成投產。四大石油化纖專案建成後,每年生產合成纖維35萬噸,相當於1100多萬畝的棉花產量。
1978 年我國再度從西方國家集中引進了22個成套裝置專案,儀徵化纖是“七八計劃”中的重點專案,規劃建設年產53 萬噸聚酯及合成纖維工程。
1990年,儀徵化纖一、二期工程全面建成投產,形成年產50萬噸化纖和化纖原料生產能力,佔全國合成纖維產量的三分之一,滌綸產量的二分之一,相當於全國棉花總產量的八分之一,能給全國人民每人每年提供5米布料,是我國最大的化纖和化纖原料生產基地。
2000年中國化纖產量達到694萬噸,佔世界20.3%,成為全球最大的化纖生產國。
中國化纖產量超過442萬噸的棉花產量,化纖成為最重要的紡織原料,其中合成纖維產量是630萬噸。
在八九十年代,我國繼續從國外引進化纖生產裝置,先後引進70多套聚酯裝置,這些化纖生產裝置構成了中國化纖工業的主體。
但是此時中國化纖生產技術和化纖生產裝置主要依靠引進,不僅投資成本高,而且缺少技術自主性,仍然限制了中國化纖工業的發展。
透過自主研發,中國逐步掌握了化纖生產技術,並且實現了從原油到聚酯全產業鏈技術的突破,而技術的突破則推動了中國化纖特別是合成纖維產量增長迅速!
2010年,中國化纖產量增長至3090萬噸;
2020年,中國的化纖產量增加至6125萬噸,其中合成纖維產量是5634萬噸。
20年的時間裡化纖產量增加了5331萬噸,其中合成纖維貢獻了5004萬噸的增量。
正是技術的突破給化纖產量的增長奠定了基礎。
二、中國是如何掌握化纖生產技術的?
3:中國化纖產量十年增量
中國從50年代就開始發展化纖工業,最早是粘膠纖維,60年代引進維綸纖維,70年代引進合成纖維生產技術。
70年代透過“四三計劃”,我國依靠成套引進國外技術和裝置建成了四家大型化纖企業,為發展現代合成纖維工業打下基礎。
依靠技術和裝置引進雖然可以迅速擴大化纖的生產能力,但這種方式也存在嚴重的不足:技術被國外少數公司控制、引進價格昂貴、生產成本高、重複引進嚴重等。
以化纖工業中生產規模最大的聚酯纖維(滌綸)為例,到2000年我國先後引進70多套聚酯裝置,幾乎囊括了世界上各種生產工藝,唯獨沒形成自有技術。
80年代到2000年,國內也有民營企業開發了“小聚酯”技術。例如江蘇揚州民營科技企業惠通公司開發了間歇法年產萬噸級聚酯聚合裝備,並在國內建設了近80餘條生產線。
這種“小聚酯”裝置生產的聚酯產品,質量雖然比不上引進的大裝置產品,但國產裝置投資很低,建設容易,上馬快。
“小聚酯”裝置生產聚酯基本滿足了紡織的需要,提供了滌綸紡絲生產急需的原料。
中國化纖產業要真正發展壯大起來,在技術上必須實現趕超,落後的技術不具備市場競爭力,是無法實現大規模擴張的。
化纖生產技術特別是合成纖維生產技術的突破,最終是由中國紡織工業設計院、中石化、華東理工大學等機構完成的。
90年代開始,中石化就聯合中紡設計院和華東理工大學等機構進行技術攻關,把聚酯合成纖維生產中的聚合和紡絲技術作為國產化的重點。
儀徵化纖1978年引進了9套聚酯生產裝置,每套裝置的聚酯生產能力是6萬噸,中石化聯合中紡設計院、華東理工大學組成工作組首先對引進的聚酯裝置進行改造以提高產能。
19965月,儀徵化纖聚酯裝置增容改造工程一次投產成功,單套裝置的聚酯生產能力從6萬噸增加至9萬噸,實際生產能力增容達到50%,超過了原定增容30%的目標。
儀徵化纖聚酯裝置的增容改造開創了依靠自有技術和裝置對引進生產線成功改造的先河,也為進一步開發研製更先進的聚酯成套技術和裝置奠定了基礎。
這個專案之所以能夠獲得成功,在於有具體依託的工程專案,有工程設計單位、高校科研力量和生產企業聯合攻關的合作形式,邁出了聚酯纖維國產化之路第一步。
在增容改造成功的基礎上,我國又開展了年產10萬噸(300噸/日)聚酯纖維技術和成套裝置的開發。
1997年,原國家計委和經貿委將其列入“九五”國家重點科技攻關計劃,並以儀徵化纖10萬噸/年聚酯裝置作為依託工程。
儀徵化纖國產化10萬噸/年聚酯裝置於200012月建成,一次開車成功,日產量最大能力可達400噸,且各項技術經濟指標均處於國際先進水平。
透過10萬噸/年聚酯裝置的研發,我國掌握了大型聚酯生產裝置的全流程規律,形成了具有自主智慧財產權的技術工藝包,並具備了在國內製造成套聚酯裝置的能力。
這標誌著大型先進的國產化聚酯纖維技術和裝備終於獲得突破,並且達到了國際領先。
此後,中國聚酯技術的發展速度顯著加快,不斷有更大生產能力的國產化裝置投產。
2002年兩套年產15萬噸的國產聚酯纖維裝置先後投產,產品質量優於原有引進裝置的產品。此後,單系列生產能力18萬噸、20萬噸的生產裝置又有多套相繼投產。
採用自主智慧財產權和國產成套裝置的聚酯纖維裝置,單系列最大生產能力達日產900噸(年產30萬噸),包含多種不同的工藝流程,形成了從年產6萬噸(日產180噸)到年產30萬噸(日產900噸)的系列,可滿足不同建設規模的需要。
國產聚酯纖維技術和裝各的成功開發,大大降低了建設投資,萬噸產品的建設投資由當初引進裝置的8500萬元降低到2003年的1000萬元左右。
中國化纖產量的增長速度從2000年開始顯著加快,根源就是化纖生產技術的全面突破!
中國化纖技術的突破不僅僅侷限聚酯一個環節,而是包含了從上游原料石油到終端產品合成纖維全產業鏈技術的突破。
聚酯纖維的原料是PTA(精對苯二甲酸)和乙二醇,PTA的原料是PX(對二甲苯),PX則是透過芳烴生產裝置利用原油生產的。
因此只有掌握了從原油到聚酯的全部生產技術才能算得上真正掌握了合成纖維的生產技術。
2002年,我國成功研製了年產百萬噸級PTA的生產裝置,此後國產PTA生產裝置的規模不斷升級,在全球實現了領先。
PTA技術突破之後的下一項技術瓶頸是PX生產技術,即芳烴生產技術。2010年之前,全球只有美國和法國擁有生產芳烴的成套技術,技術壁壘非常高
20131215日,海南煉化芳烴聯合裝置生產出一級對二甲苯產品,中國石化成為全球第3家擁有整套芳烴生產專利技術的公司。
中國石化“高效環保芳烴成套技術開發及應用”榮獲2015年度國家科學技術進步特等獎。
至此,中國掌握了從原油到合成纖維的全套生產技術,產業的發展不再受制於人。
4:中國化纖產量增量
中國掌握化纖生產技術的結果就是中國化纖產量的增長速度不斷加快,有力支撐了21世紀中國紡織工業和紡織出口的大發展。
2000年前,中國化纖工業經過50多年的發展產量一共只增加了694萬噸。
由於掌握了技術,中國化纖產量在2000年後顯著加快:
2001~2005年(“十五時期”),中國化纖產量5年增加971萬噸,比前50年的產量增量還要高40%
2006~2010年(“十一五時期”),中國化纖產量在5年增加1425萬噸,這是在十五時期高速發展的基礎上繼續增長,產量增速進一步提高了46.8%
2011~2015年(“十二五時期”),中國化纖產量5年增加了1742萬噸!這是歷史上中國化纖產量增長最快的時期,中國在這5年增加的化纖產量幾乎相當於1990年全世界化纖產量的總和。
2015年後,中國化纖產量增速下降,但是“十三五期間”仍然增加了1293萬噸,2021~2023年也增加了747萬噸。
5:中國化纖產量年度增量
2001~2023年,除了少數年份以外,中國化纖產量都保持了增長,而且每年的增長規模大多在百萬噸以上,最快增速是2021年增長了684萬噸。
2001~2023年,中國平均每年化纖產量的增量是268萬噸,這個規模超過了美國全年的化纖產量,也超過了西歐全年的化纖產量。
正是由於中國徹底掌握化纖工業全產業鏈的生產技術,中國化纖產量在2000年後才能一直都保持如此高的增長速度,中國才能成為全球最大的化纖生產國。
三、全球化纖工業格局的演變
化纖是現代工業體系使用的重要材料,在人類使用的所有材料中僅次於水泥、鋼鐵和塑膠,超有所有種類的有色金屬,在石化工業中的產量僅次於合成樹脂。
全球化纖產量從20世紀下半葉至今一直保持了增長,在2000年左右就已經超過了棉花等天然纖維的產量,是解決人類穿衣問題的關鍵材料。
6:全球化纖產量
1970年全球化纖產量還只有839萬噸,全球化纖生產規模還低於棉花等天然纖維。
2000年全球化纖產量就超過了3000萬噸,化纖產量開始超過棉花產量。
2020年全球化纖產量進一步增長至8254萬噸,是2000年的2.5倍,生產規模遠遠超過棉花成為最主要的紡織原料。
7:全球化纖產量十年增量
全球化纖產量的增長是一個逐步加速的過程,特別是2000年後增長速度顯著加快。
20世紀七八十年代,全球化纖產量十年增量只有500萬噸左右;到了九十年代,全球化纖產量十年增加了1403萬噸,平均每年增加140萬噸。
2000年後全球化纖產量增長速度進一步加快,2001~2010年十年間增加了1942萬噸,2011~2020年十年間更是增加了3023萬噸。
全球化纖產量在2000年後的高速增長主要是兩方面的原因:
第一是化纖生產技術的成熟,單套化纖裝置的生產規模大大提高;
第二是中國掌握了化纖生產技術,併成為全球化纖生產的主要國家。
8:全球化纖產量增長結構
2000年前,全球化纖產量的增長主要是中國以外的其它國家貢獻的,但是中國貢獻的化纖產量增量不斷增加。
20世紀90年代,全球化纖產量增加了1403萬噸,同期中國化纖產量增加了529萬噸,佔全球產量增量的37.7%
21世紀的第一個十年裡,全球化纖產量增加了1942萬噸,同期中國化纖產量增加了2396萬噸,大幅超過了全球化纖產量,這意味著部分國家的化纖產量減少了。
2011~2020年,中國化纖產量增加了2935萬噸,佔全球化纖產量增量的97.1%,幾乎是全球化纖產量增量的全部。
中國化纖產量高速增長的背後是西方發達國家化纖產量的減少,全球化纖工業的重心逐步從發達國家轉移至發展中國家,主要是中國。
9:中國化纖產量全球份額
中國化纖產量連續幾十年的高速增長使得中國化纖產量在全球的市場份額不斷提高。
1980年,中國化纖產量佔全球總產量的份額還只有3.1%,到2000年提升至21.1%,到2020年更是提升至73.0%
中國不僅是全球最大的化纖生產國,而且中國在全球化纖市場的份額更是達到了史無前例的七成以上,這是歷史上任何其它國家都未達到過的。
101980年和2020年全球化纖產量結構
1980年,西方發達國家還是全球化纖產業的主導者,美國、日本、西歐三方的化纖產量合計868萬噸,佔全球總產量的61%
1980年到2020年,全球化纖工業格局發生了翻天覆地的變化。
中國以6025萬噸的產量佔全球總產量的73%,而美國、日本、西歐三方的化纖產量合計只有646萬噸,在全球總產量中的佔比只有7.8%
11:主要國家化纖產量變化
備註:西歐產量為2018年資料。
在全球主要的工業國中,2000年以來只有中國的化纖產量增長顯著,美國、西歐和日本的化纖產量都出現了大幅減少。
2000年至2020年,美國化纖產量減少了16萬噸,西歐化纖產量減少了110萬噸,日本化纖產量減少了73萬噸。
2020年美國化纖產量只有330萬噸,低於1980年的產量水平;西歐和日本2020年的化纖產量也顯著低於1980年的水平,甚至也不如1970年的產量水平。
西方發達國家的去工業化是體現在這些具體的產業中的,而西方發達國家之所以走上去工業化的道路,來自中國的競爭是重要的原因。
中國之所以能在產業競爭中超過西方發達國家,根源在於中國掌握了技術,因此能夠擺脫西方發達國家的限制實現產業的自主發展。
四、中國化纖工業發展的啟示
中國化纖工業的發展是紡織工業部、石油工業部和機械工業部等多個產業部門歷經幾十年的努力一步步發展起來的。
從引進技術到最終獨立自主,中國化纖工業的發展用了近五十年的時間,最終建成了強大的化纖產業。
中國化纖工業技術的追趕代表了中國所有產業部門技術追趕的路徑。
中國化纖工業技術的追趕首先從終端起步,首先解決的是終端產品(滌綸)的生產技術:儀徵化纖首先掌握了聚酯生產技術,並擴散至全國。
在儀徵化纖聚酯生產技術的基礎上,國內其它化纖企業包括恆逸石化等民營化纖企業繼續發展,不斷擴大聚酯裝置的生產規模,使得中國化纖工業首先在聚酯技術上達到領先。
在解決了聚酯生產技術後,化纖工業技術突破的下一步是聚酯原料PTA,以恆逸石化為代表的民營化纖企業研發了全球生產規模最大的PTA生產技術,自身也成為全球最大的PTA和化纖生產企業。
生產PTA的原料對二甲苯(PX)的芳烴生產技術是化纖工業最終的發展目標。2010年後,中國石化掌握了百萬噸芳烴成套生產技術,成為全球三家掌握這種技術的國家,至此中國徹底掌握了全套的化纖生產技術。
122020年中國主要材料產量佔全球市場份額
備註:乙烯為2022年產能資料對比。
在鋼鐵、水泥、有色金屬、塑膠、化纖等人類使用的主要材料中,中國化纖產量在全球總產量的比重顯著超過鋼鐵、水泥等其它所有主要材料。
中國鋼鐵、水泥、電解鋁等材料產量在全球的佔比只有50%多,乙烯產量在全球的佔比只有20%多,而化纖產量在全球的份額超過70%
正是中國化纖產業的大發展給紡織工業提供了堅實的基礎,中國紡織工業出口規模全球第一、順差規模全球第一!
13:中國紡織出口規模
紡織工業是中國工業部門中典型的從生產裝置、中間環節原料到終端產品都完全實現自主的產業,因此也是中國競爭力最強的產業。
全產業鏈自主的好處是顯著的——中國服裝紡織產品出口規模最大,貿易順差最大!
從絕對規模來看,中國紡織工業的出口規模全球最大,基本上是其它紡織出口國的十倍以上;從增長情況來看,2000~2022年中國服裝紡織產品出口金額增加了2783億美元,顯著高於印度254億美元的增量,也高於越南和孟加拉國400多億美元的增長水平。
2000年後中國服裝紡織出口如此顯著的增長,特別是明顯高於其它紡織出口國的增量,全產業鏈自主是核心原因,加入WTO僅僅是增加了一個有利因素而已。
14:中國紡織出口順差
中國紡織工業出口順差比例顯著高於其它紡織出口國,紡織品貿易順差佔出口金額的比例在90%以上。
因為實現了全產業鏈的自主,中國紡織工業除了源頭的石油需要進口外,其它中間產品基本上都能自給。
紡織工業全產業鏈自主也顯著增強了中國服裝紡織產品出口的韌性,在特朗普上臺後對中國實施貿易戰的過程中受到的衝擊有限。
為什麼在美國全面制裁中國的條件下,印度紡織工業仍然無法搶走中國紡織工業的出口份額,為什麼美國政府“中國+1”的目標會失敗?
根源就在於技術能力和產業基礎。沒有原料保障,印度在最好的國際貿易條件下連勞動密集型的紡織工業市場份額都搶不走!
這也是中國工業化過程堅持要掌握技術的原因和意義。
參考資料:
1、《當代中國的紡織工業》
2、《中石化簡史》
3、《中國紡織工業發展歷程研究》
4、《國事憶述》,陳錦華
5、《錢之光傳》


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