在我國“碳達峰、碳中和”的目標指引下，新能源產業(yè)發(fā)展如火如荼，其中以鋰電池為主要代表的新型儲能成為全球經濟復蘇的關鍵抓手，在構建新型電力系統(tǒng)工作中的位置也越發(fā)醒目。
然而儲能行業(yè)的發(fā)展也面臨著諸多難題，近的有惡性競爭、落后產能過剩、優(yōu)質產能釋放緩慢的行業(yè)困擾，中期的有安全性、使用壽命、應用場景的局限，更遠的是儲能規(guī)?；瘧眠^程中的成本壓力。
儲能玩家們如何從困局中突圍，贏得冠軍寶座，從而讓儲能這最后一塊“拼圖”順利嵌入構建新型電力系統(tǒng)的宏大版圖中，材料端的技術突破成為了關鍵看點。
材料是新能源產業(yè)發(fā)展的起點
眾所周知，歷次科技革命的本質都是材料學的突破，愛迪生通過上千次實驗發(fā)現竹炭燈絲材料做的白織燈泡亮度更好，因此得以給人類帶來嶄新光明。硅材料工藝的完善和半導體器件的微型化推動了計算機、通信設備的迅猛發(fā)展。
實際上通過材料創(chuàng)新改變世界的企業(yè)真實案例很多，美國鋁業(yè)、杜邦、拜耳、GE塑料、陶氏化學、日本帝人、日本TORAY、韓國LG等大型跨國公司，其在全球產業(yè)鏈上的統(tǒng)治力表現均來自于每一家第一無二的核心材料技術。
而材料學的發(fā)展同樣是新能源產業(yè)運轉的底層邏輯——電池的性能和效率很大程度上取決于材料的選擇和設計。近年來，新型電池材料的研發(fā)和應用不斷涌現，如硅負極材料、固態(tài)電解質材料等，以提高電池的能量密度、循環(huán)壽命和安全性能。
這些新材料的應用推動了電池技術的發(fā)展，聯動了新能源產業(yè)的興起。甚至光伏發(fā)電技術從多晶到單晶的轉型，包括N、P電池路線的選擇，從根上來講，每一次的選擇也是基于比較不同材料的結構和性質。
在新能源領域，近些年憑借材料創(chuàng)新突破而享受到“技術紅利”的當屬協鑫集團，公司花費十年時間創(chuàng)造的硅烷流化床法（FBR）批量生產顆粒硅，綠豆大的顆粒硅形似球狀，流動性好，更好滿足復投料尺寸要求，無需破碎避免損耗和降低破碎成本，并消除破碎過程中引入雜質的風險。
這種材料端的研發(fā)創(chuàng)新為協鑫集團帶了強大的成本優(yōu)勢，也成為光伏行業(yè)降本增效的重要推動力。
材料是儲能電池降本“密鑰”
目前，鋰離子電池由于其高能量密度、長壽命、安全性好等優(yōu)點已成為目前儲能電池市場中的主流產品。而鋰離子電池的主要原材料中，正極材料為主要成本?，F階段正極材料迭代正在加快，而簡工序、高效能、低成本是主流方向。
在近日舉行的SNEC國際儲能與氫能技術大會暨展覽會上，協鑫集團首次亮相了“鑫源”儲能專用LFP正極材料，該材料能使電池循環(huán)次數從8000次增加至15000次，提升接近兩倍；采用該正極材料的電芯能量密度、安全性、使用壽命和高低溫性能也均有長足的進步。
同時，協鑫集團在材料端最大的亮點在于獨創(chuàng)的PHY法磷酸鐵鋰工藝是100%自主開發(fā)，其工序技術難突破，協鑫團隊掌握核心工藝，建立了較高的技術壁壘。
相比傳統(tǒng)磷酸鐵鋰工藝技術泛濫、成本高、工藝復雜、電性能普通等弊端，PHY法磷酸鐵鋰工藝由傳統(tǒng)的十一步合成縮短至四步合成。PHY法磷酸鐵鋰工藝通過徹底改變原材料，成本較傳統(tǒng)磷酸鐵鋰工藝大幅降低，同時工藝簡化，設備優(yōu)化，砂磨和燒結設備減少；生產過程不涉及化工，無工藝廢水廢渣廢氣，可迅速放量，更加綠色環(huán)保。
此外，PHY法下材料的壓實和容量比同行磷酸鐵鋰工藝性能更優(yōu)，單體設備產能高，同樣的設備投入產能是傳統(tǒng)工藝近2倍。
而在負極材料上，協鑫集團同樣有自己的“黑科技”——硅碳（Silicon-Carbon Anode Material），硅碳原料利用顆粒硅副產物，硅碳負極目前被業(yè)內譽為下一代負極材料，可替代石墨。而與同等級硅粉相比，硅碳成本低、硅粉純度高、粒徑細，材料特性更優(yōu)。
在材料的深層次研發(fā)升級上，協鑫的科研創(chuàng)新也并未止步：目前協鑫二代物理法硅碳首效純度>89%，應用領域新能源車、動力工具等；協鑫三代氣相法硅碳 首效純度>90%，應用領域3C電子、新能源車等。
基礎材料端的技術升級，最終體現在了協鑫集團儲能產品參數優(yōu)勢上，比如，“鑫衛(wèi)+”PACK的電芯溫差＜2℃、能量密度提升20%、電氣安全增加＞50%，容量也從104.5kWh提升至200kWh。而更進一步，采用了先進材料技術的“鑫宇＋”系列液冷儲能一體艙容量也從5.015MWh提升至6.00MWh，目前處于行業(yè)領先地位。
儲能行業(yè)在材料端的突破之所以那么重要，在于新材料往往能同時實現多方面的綜合效益提升，這是因為材料應用學本身的邏輯就在于“全面優(yōu)化”，單一維度的性質改善，在材料研發(fā)進程中是沒有意義的，一句話來說，材料學追求的是“均衡”而不是“突出”。
拿協鑫PHY一步物理干法磷酸鐵鋰舉例，相比于傳統(tǒng)生產流程通常需要在化工園區(qū)進行，PHY一步物理干法磷酸鐵鋰的生產過程采用的是一種干法工藝，不需要使用有機溶劑，也沒有高溫反應環(huán)節(jié)，因此可以在非化工園區(qū)進行生產。
這樣一來，PHY一步物理干法磷酸鐵鋰將不受化工園區(qū)的限制，可以在更廣泛的地區(qū)進行生產，降低物流成本和運輸風險，更好地滿足市場需求。同時生產過程更簡化，不需要建設和維護復雜的化工設施，可以降低生產成本。
所以，更安全、更綠色、更經濟，這些在PHY一步物理干法磷酸鐵鋰統(tǒng)一實現了，這就是材料驅動進步的美妙之處。
一體化優(yōu)勢打造儲能成本“最優(yōu)解”
今年三月份，協鑫集團董事長朱共山在中國有色金屬工業(yè)協會主辦的企業(yè)家高峰論壇上表示：碳達峰、碳中和目標背景下，硅材料和鋰材料作為兩大戰(zhàn)略性新興材料，正在能源轉型變革中發(fā)揮重要的推動作用。而協鑫集團由材料端開始層層夯實的基礎優(yōu)勢，與公司一體化戰(zhàn)略布局密切相關。
一體化為材料研發(fā)帶來的首先是原料優(yōu)勢：作為協鑫硅產業(yè)鏈的延伸項目，原料（硅粉、硅烷）來源于GCL—FBR顆粒硅裝置，與基礎材料打交道更多，更了解不同材料的性質，更便于研發(fā)出行業(yè)領先級新材料。
其次是人才優(yōu)勢，協鑫集團擁有十余年氯硅烷體系化工經驗，已成功開發(fā)了GCL法多晶硅、電子級多晶硅和流化床顆粒硅產業(yè)，在硅能源產業(yè)擁有先進的品質管理經驗、基礎和理念，也積累了一大批優(yōu)秀的技術攻關人員。
新材料的研究和開發(fā)始終是新能源技術實現的關鍵。而協鑫集團正通過材料技術突破把光伏的降本成功經驗帶到儲能行業(yè)。
喬治•林肯曾說過，“沒有材料，工程師就無法實施創(chuàng)新，沒有創(chuàng)新，世界就無法進步。”德國的尤金•博蘭教授則認為“材料科學是實現可持續(xù)發(fā)展和解決全球挑戰(zhàn)的關鍵領域，從節(jié)能減排到新能源開發(fā)，都需要先進材料的支持和推動。”
協鑫集團董事長朱共山近日也發(fā)表過類似看法，其認為當下科技已經垂直貫穿于材料、制造與應用三大環(huán)節(jié)，儲能全產業(yè)鏈正在迭代升級，需要通過材料端革命帶動制造端革命，催生應用端多元化生態(tài)場景，讓行業(yè)實現高質量健康發(fā)展。
“材料掘金”構建儲能行業(yè)全新增長曲線
當下，儲能行業(yè)方興未艾，受益于市場需求和政策導向雙重驅動，我國新型儲能規(guī)?；瘧泌厔葜饾u呈現。據不完全統(tǒng)計，全國30多個省市出臺的儲能規(guī)劃及政策，均要求新能源項目配建儲能，配置比例基本在10%-20%，其中河南、陜西、廣西、西藏等地要求儲能配置比例達到20%，部分項目儲能時長達到4-6小時。
而要想快速推動儲能規(guī)?；瘧?、實現儲能行業(yè)的“高質量健康發(fā)展”，現存的幾個“行業(yè)堵點”亟待解決。一方面是產品端，儲能產品要能夠做到高效、安全、綠色和經濟性等。
前面我們提到了，材料端的升級往往能夠帶來產品層面的全面優(yōu)化，在產品端的體現之外，解決行業(yè)當下困境同樣要看材料突破。
上海SNEC儲能展會期間，朱共山說，“產品同質化嚴重，價格戰(zhàn)愈演愈烈，沖業(yè)績、搶份額、報價跌破成本，這是儲能行業(yè)的現狀。”
根據朱共山在展會開幕式上介紹，儲能項目行業(yè)投標價格在半年內下降了三分之一，產品同質化嚴重。很多情況是：一個新玩家買來生產線，找來幾個人拉上投資就干，然后很低的報價搶訂單，搞得行業(yè)一半春天，一半寒流。
根據CNESA Datalink全球儲能數據庫的不完全統(tǒng)計，2023年9月，儲能EPC中標均價1407.47元/kWh，同比下降25%，環(huán)比下降8%；儲能系統(tǒng)中標均價993.01元/kWh，持續(xù)下行，2小時磷酸鐵鋰儲能系統(tǒng)最低中標價格跌破900元/kWh。造成這一現狀的原因，則與產量供應增加，以及上游成本下行有關。
中科院黃維院士亦曾表示，“內卷”背后，其實是創(chuàng)新的匱乏。不能通過創(chuàng)新帶來新的增量價值，陷入低水平的存量競爭。但凡增長停滯，發(fā)展放緩，必然會帶來“內卷”。因此，要開辟新賽道，要開道超車，以創(chuàng)新帶增量，發(fā)現新機遇，制造新紅利。
近年來儲能行業(yè)紛紛意識到材料的重要性，無論是仍在研發(fā)進程中的鈉離子電池、耐高溫電芯還是全新電解液配方，都是各家企業(yè)圍繞材料發(fā)現、應用和創(chuàng)新進行的比拼。毫無疑問“發(fā)現基礎材料”將成為儲能規(guī)?；瘧米钪匾囊画h(huán)，“應用基礎材料”也是儲能設備降本增效必由之路，而“材料創(chuàng)新能力”更將是構建新型電力系統(tǒng)之下最牢固的基石。
未來儲能行業(yè)要想擺脫一味追求數量和規(guī)模擴張的競爭模式，徹底告別內卷，駛入高質量軌道，勢必要回歸材料創(chuàng)新這條路上來。正如朱共山所說，政策已經將儲能扶上馬，而這個行業(yè)要想走得好，走得長遠，關鍵還是要靠市場之手。大家通過科技創(chuàng)新推動行業(yè)高質量發(fā)展。我們制造業(yè)就是要通過這六個字：科技、品質、成本，來實現自身發(fā)展。
儲能行業(yè)里沒有“遙遙領先”，產品優(yōu)勢要抓“底層材料”，唯有專注于本質的創(chuàng)新和理性主導的競爭，才能幫助行業(yè)徹底跳出低效內卷的惡性循環(huán)，引領新能源產業(yè)形成發(fā)展共贏的良性運作體系。
