未来的化学工业 ： 合作创新

化学品 未来的化学工业：合作创新 世界正在寻找化学工业的下一波创新浪潮。现有企业、初创企业和投资者之间的合作是将这些创新成功推向市场的途径。 曹睿、吕克、克里斯·穆索和维杰·萨拉西 世界迫切需要为化学工业带来革命性的变化，既满足快速变化的全球社区的需求，又利用前所未有的速度这些挑战中的每一个都需要重大的创新— —从植物基化学品和可生物降解聚合物到先进的电池材料和离子液体。 -化学品行业的领导者和初创企业在扩大创新方面面临着类似的挑战。两者都有互补的优势，可以-也应该-帮助减轻彼此的弱点，但障碍仍然存在，阻碍他们更有效地合作。 化工行业在许多领域都取得了显着的创新，例如锂电池，茂金属线性低密度聚乙烯（LLDPE）和有机发光二极管（OLED）显示器。现在，该行业享有现有企业，初创企业和风险投资投资者的生态系统，它可以而且应该进一步创新，以帮助应对全球挑战。 在本文中，我们建议行业领导者，初创企业和投资者如何共同专注于关键活动，以克服有效合作的障碍，并使创新生态系统蓬勃发展，从而使行业能够发挥自己的作用 在材料革命的下一阶段。我们进一步详细说明了他们如何单独采取行动来帮助创造这个生态系统，同时增加价值。 为了了解化学品行业的创新障碍并帮助确定前进的方向，我们调查了200多名北美化学品公司的高级领导人，包括行业领先公司、投资公司和初创企业的高管。阻碍合作的障碍；行业如何应对中断；正在采取的行动；最后，我们确定了可以支持该行业规模创新的各种推动者。 颠覆性趋势挑战化学工业 化工行业面临着许多全球性的颠覆者。随着客户要求不断提高生态可持续性水平，以及用更可持续的替代品替代传统合成材料（如洗涤剂和聚合物），市场行为正在演变。 调查显示，需要在行业中加强合作，以适应未来的创新并促进更具活力的创新生态系统。主要发现包括： 全球脱碳努力正在加速，由于政府的碳减排计划，环境法规正在收紧。如果要按照1.5 ° ²的路径减少全球变暖，到2030年，化学工业将不得不将其总排放量减少约60％。 —化学品行业的创新贯穿整个价值链，行业领导者和初创企业都在解决这一问题。 —在所有调查受访者的范围内，我们发现化学工艺创新被业界普遍认为是最大的挑战。 自2020年以来，该行业一直在经历飙升的通胀和供应链中断。这些条件给所有化学品公司带来了前所未有的挑战，特别是对于拥有能源密集型业务的全球公司。改变化学制造工艺以提高数字化转型的成本效率的机会是在一个更好的时机出现的。此外，崛起。 电子商务作为一种首选的交换模式，已经导致客户互动和需求随着数字化而转移。 All of these changes (and many others) have created a virstneed for technological change as the industry pivots to havethe advantages offered by the evoluing chemicals economy.However, despite 低估成功采用和扩大规模所需的时间，成本和精力。协作可以而且应该是这里答案的一部分。 然而，正如我们从调查中观察到的那样，行业领导者、投资者和初创企业往往回避合作，往往将彼此视为竞争对手而不是合作伙伴。 The need for transformation, there has been little discovery- led innovation in the chemicals industry this century. Infact, all of the top - ten chemical products were developedover 50 years ago. 创新面临的五大挑战 我们的分析-通过调查验证-重点介绍了五个价值链步骤中的11个新兴创新主题：发现，生产，交付，应用和管理（图表1）。 幸运的是，这种情况开始发生变化。调查结果表明，长期的行业领导者和有远见的投资者都在投资。化学初创企业正在加紧发展，因为他们看到了将新化学品推向市场的黄金机会-尽管他们经常 附件1 11个创新主题推动化学品业务建设。 Discovery AI辅助化学发现：使用AI和高级分析来预测和发现新的化学分子或组合提供卓越的性能来解决传统化学品没有的新问题（例如，用于药物的AI使能蛋白质发现） 生产 分散式化学品生产：新的化学品生产系统资本轻，分散，多用途，和/或可以更靠近使用点，从而实现理想的单位经济性，更高的ROIC和最小化的库存/运输 化工工艺创新：化工生产过程中减少排放的工艺（例如，电气化，新反应器设计，非原始原料等）和新颖的制造，以生态，模块化的方式创建商品化学品，以实现高过程价值链（例如，从盐水资源中提取锂） 化学品：使用CO2/碳作为原料生产化学品和燃料（与氢结合） 生物原料和生物过程：使用生物质和其他生物材料作为化学品生产的投入，能源和材料与传统石化投入和生物过程(如发酵、酶生化过程等)的比较 交付 数字平台和电子商务：允许跨化学价值链参与者进行数字互动和交易的数字市场或平台（例如，买方，卖方，分销）关于采购，规范/MSDA管理，库存等 化学品的可追溯性：用于实现供应链透明度的工具和化学品的制造过程（例如，SaaS解决方案，原材料智能） 附件1续 应用程序 特种材料或可持续性应用：支持可持续性计划的单个材料和/或材料系统工程如过渡到可再生能源和电气化（如电动汽车生产、绝缘、阻燃剂、风力涡轮机涂层） 用于新应用的专用材料：支持新产业发展的单个材料和/或材料系统工程和创新（例如，太空旅行，医疗级塑料） 管理 塑料的循环性：减少塑料废物/泄漏，支持塑料回收和再利用（例如，废物到塑料，生物塑料，热解回收，机械回收等）和/或塑料价值链的重新配置以支持循环（例如，产品以旧换新系统） 其他化学品的循环性：减少废物/泄漏，支持其他危险和非危险化学品的回收和再利用（例如，生物燃料，再精炼润滑剂，轮胎覆盖）和/或化学价值链的重新配置以支持循环（例如，重新设计产品以更容易修复） 麦肯锡公司 对投资和扩大行业创新的浓厚兴趣 化学工艺创新和 行业领导者和投资者已经对他们认为对增长最重要的主题进行了实质性投资，超过70％的调查参与者计划在未来五年内在大多数创新主题上平均投资超过5000万美元（图表3）。 人工智能辅助化学发现是两个最重要的主题 根据我们的调查，行业领导者、初创企业和投资者一致认为，化学工艺创新和人工智能辅助化学发现是最具挑战性和最重要的两个主题，并一致认为它们最具近期增长潜力(图表2)。 总体而言，与投资者相比，行业领导者对跨主题投资表现出更多的乐观看法：平均94％的行业领导者和71％的投资者计划花费超过5000万美元。 然而，当谈到下一个最具挑战性的主题时，有分歧的观点。虽然投资者和初创企业都将二氧化碳与化学品列为第三大最具挑战性的主题，但行业领导者更加重视可持续发展专用材料的新应用（例如，电动汽车生产或绝缘）或其他应用（例如太空旅行或医疗级塑料）。 投资者对发现和生产相关的主题最感兴趣，行业领导者最关注交付和应用相关的主题。 行业领导者准备下更大的赌注，其中35％的人计划在数字平台和电子商务方面花费超过5亿美元(75%)，生物原料和生物工艺，以及 二氧化碳对化学品的影响被认为比对增长的重要性更具挑战性，而人工智能辅助发现被认为比挑战更重要。 用于新应用的特种材料是首选。另一方面，投资者更为保守，有10％的人计划花费相同的金额，用于新应用的特种材料，化学品的循环性和化学品的可追溯性吸引了最高的兴趣。 —受访者认为化学工艺创新是最关键的主题，90%的投资者和97%的行业领导者计划投资超过5000万美元。 —人工智能辅助发现虽然不被视为最重要的创新主题，但仍在积极追求— — 43%的投资者和75%的化工行业领导者提议在基于人工智能的产品开发上投资超过1亿美元。 虽然投资兴趣因主题而异，但通常与主题的感知重要性保持一致。这些包括： 麦肯锡公司 麦肯锡公司 （在调查受访者中排名倒数三位），100％的投资者计划花费不到5000万美元，而88％的行业领导者正在考虑在未来两年内投资超过5000万美元。 —分散化化学品生产被视为投资者最重要的第四大主题，有69％的受访者考虑投资1亿至5亿美元。尽管行业领导者并不认为这一主题同样重要（排名第九），但他们认为这是第三困难的主题，占89％计划花费超过 鉴于化学品生态系统的复杂性，所需的实际投资可能会高于计划，这使得行业领导者和投资者合作支持此类创新的创新和规模至关重要。 1亿美元，其中33%的计划正在考虑支出超过5亿美元。 —化学品的循环性看到最广泛的分散-尽管其评级相对较低 附件3 按投资主题划分的未来两年计划投资；%调查受访者 麦肯锡公司 行业领导者和初创企业具有互补的优势来平衡弱点 与原料和资金的获取以及价值链的导航。尽管最初的实验室取得了成功，但初创企业也常常没有意识到扩大规模并成功商业化创新的难度-以及需要多长时间（图表4）。 好消息是，行业领导者和初创企业具有互补优势，可以减轻彼此的弱点。行业领导者在研发，资本获取和进入市场资源方面的优势， 接受调查的行业领导者透露，与初创企业建立理想合作关系的最高标准是战略协调和有效的概念证明。对于其中一半的人来说，与初创企业合作的好处是利用技术开发。 例如，可以帮助初创企业扩展突破性技术。他们可以进一步帮助初创企业进行客户访问和验证，这将提高初创企业的信誉并实现扩展。 反过来，初创企业可以帮助行业领导者获得新技术并以更大的敏捷性加速孵化。作为合作的动机，初创企业引用了可用的资本来支持行业领导者的扩展以及他们与其他行业参与者的接触。此外，63％的开始- 行业领导者都面临着规模创新的挑战。根据我们的调查，资源，组织和运营模式是两者的共同障碍。行业领导者面临着诸如适合目的的设计，高级管理人员的信念和专业知识等因素的差距，而初创企业却在挣扎 附件4 现有企业和初创企业都面临着规模创新的挑战。 扩展顶级创新主题的主要障碍%调查受访者 麦肯锡公司 行业领导者更喜欢在内部开发创新主题-例如，通过内部研发或创建新的业务部门。例外是塑料和电子商务的循环性，行业领导者更喜欢在外部开发（可能是由于缺乏内部能力或需要 受访者寻求利用行业领导者的进入市场和研发渠道。 合作伙伴关系已经被认为对增长很重要- 60％的初创企业和行业领导者都将彼此视为潜在的价值链或研发合作伙伴，而不是竞争威胁（图表5）。 对于生态系统协作）。在内部创新时，行业领导者会遇到资源，组织，运营模式和技术方面的障碍。 增加合作的障碍：缺乏透明度和信任是最重要的 与此同时，初创企业对特定主题的行业领导者采取更具竞争力的观点，如数字平台和电子商务、二氧化碳转化为化学品以及可持续发展应用的特种材料。与此同时，他们难以在资本、原料和组织能力等充足资源的情况下扩展其运营模式，并且难以在价值链中导航。 然而，目前有几个障碍阻碍了初创企业和行业领导者之间的合作，以加强合作。 Lack of transparency is a major concerns for start - ups andindustry leaders — both view it as a key risk to partnershipand collaboration. Seeking 目标成果、下行保护和参与规则的一致性可能有助于解决这一问题。 Exhibit 5 变革的案例：合作的机会 总体而言，22%的行业领导者认为技术失败，15%的人认为缺乏透明度是主要风险。与此同时，21%的初创企业认为缺乏速度和透明度是一种风险，而15%的企业认为缺乏技术专长是一个问题。要想建立合作伙伴关系，必须提高透明度和一致性(图表6)。 许多行业领导者和初创企业都