過去一年多來，碳達峰碳中和成為市場的投資熱點。碳中和與能源結構調整、重點領域減排密切相關，在這場史無前例的能源結構革命中，對新能源、光伏、半導體等領域有著“基石”般重要性的新材料，已成為各方關注焦點。其技術突破，對於實現碳中和可謂意義重大。
新材料在戰略產業中應用廣泛
根據工信部的定義，新材料可以分為“先進基礎材料”“關鍵戰略材料”以及“前沿新材料”。從工業發展歷史來看，各大產業的重大突破很大程度上依賴於相應的新材料發展。基於其重要性，我國也對這一產業給予了高度重視，比如，新材料行業就與節能環保、新興資訊產業、生物產業、新能源、新能源汽車、高階裝備製造業一起，被確定為國家七大戰略性新興產業。
從下游應用角度而言，新材料的“新”主要體現為更多應用於光伏、風電、新能源車、半導體、航空航天以及5G通訊等戰略新興產業中；從發展空間而言，新興產業中涉及的一些材料，由於對外依存度仍然較高，正需國內大力發展。行業前景廣闊。
促進能源結構調整
論及“雙碳”目標下的技術路線圖，“減少碳排放”和“增加碳吸收”是兩條主線。其中，能源結構轉變是關鍵一環，需要大力發展清潔能源、替代能源，這些均會拉動對上游材料的需求。
在清潔能源的使用上，預計到2030年，光伏和風電將開始替代存量的發電需求。目前中國光伏裝機需求已經全球領先。光伏在能源結構中的佔比持續提升，核心因素就在於各環節材料進步所帶來的成本降低、效率提升。例如，從多晶矽到單晶矽的轉變，帶來了光電轉換效率提升；光伏單晶體爐中熱場材料從石墨向碳複合材料轉變，帶來了更長的使用壽命。總結而言，光伏的平價上網，是產業界在核心材料上不斷探索改良的成果，未來光伏產業的升級和普及，更離不開新材料工藝技術的不斷迭代，這也意味著相關新材料蘊藏巨大投資機會。
在探索替代能源的使用、能源使用效率的提升上，新材料也大有可為。例如，氫能作為一種替代能源，電解生產綠氫會帶動隔膜、催化劑的生產，高壓儲氫瓶的核心材料、固態儲氫材料等，也均是產業界正在加大生產或重點研發的熱點；在煤化工的氣固分離過程中，利用新材料如高效能陶瓷膜等，將有助於提高煤炭利用率，在排放量同等的條件下得到更多電能或化工產品。
新材料讓產業變革成為可能
“雙碳”背景下，全社會的能源消耗結構將從化石能源逐漸向清潔電力轉變，這其中最大的應用場景就是汽車的電動化。過去幾年，新能源車行業經歷了從概念到快速成長、滲透率加速提升的過程。從2021年前三季度情況來看，海內外電動車銷量同比大幅增長，超出預期。
新能源車的蓬勃發展離不開材料的快速升級，最明顯的就是電池材料，經歷了正極從磷酸鐵鋰到三元體系，再到高鎳三元的能量密度提升路徑，為消費者帶來續航越來越長的駕駛體驗。材料成本的不斷最佳化，也為消費者提供越來越實惠的車型選擇，從而進一步帶動需求。電池材料僅僅是新能源車產業發展中一個環節，在其他各個元件中，材料技術也在不斷進步。例如，汽車輕量化將有利於減少能耗，鋁鎂合金部件備受關注。隨著新能源汽車的電動化、智慧化大趨勢，未來相信新材料層面將湧現全面而深遠的投資機會。
新材料照亮CCUS未來之路
CCUS即碳捕獲、利用與封存，指將CO2從工業過程、能源利用或大氣中分離出來，直接利用或注入地層以實現CO2永久減排的過程，這是應對全球氣候變化的關鍵技術之一。
在CCUS技術要求下，直接吸收化石燃料燃燒產生的CO2的新型碳捕捉材料備受各界矚目，成為發展重點。這些新材料目前主要依靠液體有機胺化合物，未來還可能包括分子篩、吸附樹脂、炭材料等。
“能耗雙控”也使傳統的化工行業面臨挑戰和機遇。化工行業每年貢獻全球4%的碳排放，排放接近15億噸/年。要協調解決碳排放的問題，首要是如何將化石能源從燃料轉變成為原料、材料，進而變成更多的低能耗、高附加值材料。“燃料—材料”的路徑轉變，將為化工企業帶來新的成長賽道，這裡面蘊藏巨大投資機會。此外，在化工領域，生物質材料由於減少了對化石原料、能源的需求，同時相對較容易分解，正受到較大關注。
在碳中和程序中，新材料既是推動傳統能源結構向清潔能源轉型的實踐載體，也是傳統高汙染、高能耗行業尋求積極轉型的有效抓手。“雙碳”背景下，新材料行業不僅具有巨大投資價值，也對全球綠色能源轉型具有重大意義。
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