近年來，我國聚烯烴行業發展迅速，産能和消費量呈現雙增長，成為全球聚烯烴生産和消費大國。但我國聚烯烴産業存在依賴性強、利潤微薄等結構性短闆問題，部分高端聚烯烴産品仍需依賴進口，高端聚烯烴産品研發生産亟須技術突破。

聚烯烴指乙烯、丙烯、丁烯或α-烯烴聚合而成的熱塑性樹脂材料，是工業和日常生活中應用廣泛、需求量較大的高分子材料。聚烯烴材料與農業、包裝、電子、汽車和日用品等衆多下遊領域密切相關。

目前使用最多的聚烯烴材料是聚乙烯和聚丙烯。全球聚乙烯和聚丙烯的産能、産量和消費量整體均呈穩定上漲态勢。詳見圖1。

圖1 全球聚乙烯生産消費情況 數據來源：IHS Markit

1.全球聚乙烯市場概況

根據IHS數據，2020年，全球聚乙烯總産能超1.28億噸/年，同比增長5%左右。其中，高密度聚乙烯（HDPE）占比45%，線性低密度聚乙烯（LLDPE）占比33%，低密度聚乙烯（LDPE）占比22%。預計到2025年，全球聚乙烯總産能将提升到1.5億噸/年。

2020年，全球聚乙烯總産量和消費量均約為1.08億噸，同比增長3%。其中，東北亞是主要的聚乙烯消費地區，約占總消費量的39%，其次為北美和西歐地區。

全球聚乙烯産能排名前10的企業（見表1）合計占全球總産能的56%。埃克森美孚和陶氏化學産能均占全球總産能的8%左右，位居前兩名。中國石化排在第三位，産能占比約為5%。

表1 2020年全球聚乙烯總産能前10的企業

數據來源：IHS Markit

2.全球聚丙烯市場概況

根據IHS數據，2020年，全球聚丙烯産能約為9050萬噸/年，新增産能600萬噸/年。聚丙烯産能主要集中在東北亞、西歐、中東和北美地區，合計約占全球總産能的76%。其中，東北亞占總産能的45%。預計到2025年，聚丙烯産能将提升到1.1億噸。

2020年，全球聚丙烯産量約為7600萬噸，消費量約為7540萬噸，略低于2019年的7563萬噸消費量。其中，東北亞也是主要的聚丙烯消費地區，占總消費量的47%。詳見圖2。

圖2 全球聚丙烯生産消費情況 數據來源：IHS Markit

全球聚丙烯産能排名前10的企業（見表2），産能均超過100萬噸/年，合計占全球總産能的37.8%。中國石化以676萬噸/年的産能位居第一，約占總産能的7.5%。其次是利安德巴塞爾和中國石油，分别占比6.3%和3.5%。

表2 2020年全球聚丙烯總産能前10的企業

數據來源：IHS Markit

近年來，中國聚烯烴行業産能持續擴大，新建聚烯烴裝置也陸續投産。2020年，我國聚乙烯總産能達2326萬噸/年，同比增長22%；總産量約為1970萬噸，同比增長17%。聚丙烯總産能達3084萬噸/年，同比增長11%；總産量約為2656噸，同比增長6.5%。

我國對聚烯烴的需求在不斷增加。2020年，我國是全球聚乙烯和聚丙烯消費量最大的國家。聚乙烯表觀消費量約3762萬噸，同比增長13%，自給率52%。聚丙烯表觀消費量約3057萬噸，同比增長3.7%，自給率86%。其中，對防疫物資、包裝膜料等需求的快速增長是其主要的驅動力。

同時，随着國内市場需求不斷擴大，我國也是聚烯烴進口大國。2020年，我國聚乙烯進口量為1853萬噸，同比增長11%，主要來自沙特、伊朗、阿聯酋、韓國、新加坡和泰國等國家；聚丙烯進口量為489萬噸，同比下降0.9%，主要來自韓國、沙特、印度、阿聯酋、新加坡、日本、美國等國家。然而，我國聚乙烯出口量約為25萬噸，聚丙烯出口量約44萬噸，貿易逆差巨大。

圖3和圖4分别展示了近年來我國聚乙烯和聚丙烯的生産消費情況。

圖3 中國HDPE LDPE生産消費情況 數據來源：IHS Markit

注：截至發稿，IHS未更新LLDPE數據，因此本圖中僅展示HDPE和LDPE數據情況

圖4 中國聚丙烯生産消費情況 數據來源：IHS Markit

高端聚烯烴即具有高技術含量（技術有門檻）、高應用性能（牌号多，快速的技術服務導向）、高市場價值（價格高、盈利強、波動小）的聚烯烴産品。其中主要包括茂金屬牌号的聚乙烯、聚丙烯産品（mPE、mPP），聚烯烴彈性體等（見圖5）。高端聚烯烴應用領域也十分廣泛，主要包括汽車零配件、能源、醫療設備、高端管材和包裝等。

圖5 高端聚烯烴的主要代表産品

全球高端聚烯烴的生産主要集中在西歐、東南亞以及北美地區，日本是東南亞高端聚烯烴主要生産國。企業集中度很高，主要生産企業包括北歐化工、陶氏化學、利安德巴塞爾、道達爾、三井化學和住友化學等。

茂金屬牌号的聚乙烯（mPE）是高端聚乙烯的主要代表，是在茂金屬催化體系下聚合而成的共聚物，也是目前大規模工業化生産，且産量最大、應用進度最快的高端聚烯烴産品。全球mPE産能約為1500萬噸/年，主要分布在美國、新加坡、泰國和印度，四國産能合計占全球茂金屬總産能的76.3%。其中，埃克森美孚和陶氏化學占比較高。mPE具有分子結構規整性高、強度高、韌性好、透明性好、熱封強度高等特點，主要應用于包裝領域。

茂金屬牌号的聚丙烯（mPP）是高端聚丙烯的主要代表，起步時間和市場發展規模滞後于mPE。技術壁壘較高，目前隻有少數幾家海外公司開發了mPP産品，生産商遠少于mPE，生産技術長期被埃克森美孚、利安德巴塞爾、道達爾、三井化學等國外公司所壟斷。mPP具有相對分子量分布窄、微晶較小、抗沖強度和韌性極佳、光澤度和透明度高、絕緣性能優異，與多種樹脂相容性好等特點，主要應用于紡絲、無紡布、注塑制品和薄膜等領域。

聚烯烴彈性體（POE）是主要指乙烯與α-烯烴（丁烯-1、己烯-1、辛烯-1等）的無規共聚物彈性體。産能主要分布在北美、西歐、日本、韓國、新加坡和沙特等。雖然全球POE産能分布較為分散，但是企業集中度很高，其中陶氏化學占全球産能40%以上。主要涉及汽車、發泡（鞋材、玩具）、電線電纜、家電和薄膜（食品包裝、工業包裝）等行業。

近年來，我國聚烯烴行業規模逐漸擴大，聚烯烴裝置大量投産，聚乙烯、聚丙烯産能及産量大幅增長，我國已然成為了聚烯烴的生産大國。一方面，中低端産品産能過剩；另一方面，高端聚烯烴的市場規模超千億，表現消費量可達1200萬噸，但自給率卻隻有41%。我國聚烯烴産業面臨依賴性強、利潤微薄等結構性短闆問題。

中國石油和化學工業聯合會發布的《化工新材料産業“十四五”發展指南》提出，将重點發展、提升高端聚烯烴塑料，目标是2025年的自給率力争提升到近70%。國内部分石化企業、研究院所和高校，如萬華化學、大慶石化、獨山子石化、齊魯石化、沈陽石化、揚子石化、燕山石化、中石油石油化工研究所、浙江大學、中國科學院化學研究所等，正在進行茂金屬産品、聚烯烴彈性體等高端聚烯烴的研發和生産，并已取得突破性進展。

以SCIE（全球獲取學術信息的重要數據庫科睿唯安的Web of Science的核心合集之一）專利檢索結果為數據源，基于文獻計量方法，對全球高端聚烯烴行業研發技術專利趨勢和布局進行分析，旨在從全球和客觀數據視角，為我國高端聚烯烴行業及相關研發者提供可借鑒的參考依據。

1.全球高端聚烯烴技術研究趨勢

1981—2020年，全球高端聚烯烴行業的同族專利申請檢索出超1.7萬項。20世紀90年代初，埃克森美孚和陶氏均研發出新型催化劑，并成功生産出高端聚烯烴産品。自此，全球領先的聚烯烴企業紛紛在聚合催化劑、聚合方法、産品改性和加工方面投入研發，全球高端聚烯烴專利申請量快速增長。近10年的專利申請量占總量的33%，全球高端聚烯烴相關技術進入全面應用期。

全球高端聚烯烴行業技術布局可分為專利申請來源地區和專利的公開地區。專利申請來源地在一定程度上可以反映相關技術的來源地區，以及相關地區的研發投入情況。高端聚烯烴專利申請來源的位居前5位的是日本、美國、中國、歐洲和韓國，專利占比分别為28%、19%、14%、11%和8%。前10位的專利申請人均為大型企業，分别是三井化學、利安德巴塞爾、北歐化工、陶氏化學、埃克森美孚、住友化學、三菱化學、中國石化、日本聚丙烯株式會社和尤尼威蒂恩技術。其中，日本和美國企業在高端聚烯烴行業專利申請方面占據主導地位。專利公開地區一定程度反映了相關技術最終流入的市場。從高端聚烯烴專利申請的市場分布看，最受重視的市場主要分布于日本、美國、歐洲和中國，專利占比分别為16%、11%、11%和11%。

通過對高端聚烯烴領域專利技術主題聚類分析，得出高端聚烯烴領域研發技術熱點方向集中在聚合催化劑、聚合物和方法、聚合物改性和加工三個方面。詳見表3。

表3 全球高端聚烯烴領域研發技術熱點方向

2.中國高端聚烯烴技術研究趨勢

1981—2020年高端聚烯烴行業在我國申請專利共計6000多項。2013年後該領域的專利申請量增長較快，并呈持續增長态勢。近10年的專利申請趨勢與全球拓展期的專利申請趨勢大緻相同，但增速更快，占專利申請總量的83%。整體來看，我國正處于高端聚烯烴相關技術技術拓展期。

在專利申請量上，國内申請3309項，占據總量的53.5%，國内申請略占優勢。但2014年以後，國外申請人在華專利申請量有較大幅度增長，遠超國内專利申請，說明國外申請人對中國市場的重視。國外專利申請主要國家/地區分别是歐洲、韓國和美國，分别占總量的21%、19%和18%。在華高端聚烯烴前10位專利申請人分别是中國石化集團、北歐化工集團、陶氏化學集團、利安德巴塞爾集團、中國石油集團、LG化學集團、埃克森美孚集團、沙比克、中科院化學所和三井化學。

随着汽車、醫療設備等下遊産業的高端化發展，對高端聚烯烴應用需求在不斷攀升，行業發展前景較好。中國的聚烯烴行業規模在逐年擴大，中低端通用料産能過剩趨勢加劇，市場競争激烈。但較多高端聚烯烴産品自給率低，進口依賴度高，未來實現國産化空間較大。産品結構向高端化、差異化、功能化發展，實現進口替代，将成為中國聚烯烴産業升級的重點方向。在技術方面，要從原料多元化、催化劑技術、聚合工藝、設備大型化等方面加大研發力度，突破高端牌号聚烯烴材料的生産技術。

作者：中國化工信息中心 于宸 肖甲宏； 中國科學院文獻情報中心 吳鳴

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