新能源材料，是太陽能電池板上的關(guān)鍵組件，是電動汽車的心臟，是風(fēng)能發(fā)電機(jī)的骨架，是推動新能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、加快能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵牽引和動力。
近年來，我國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。中國化工信息中心副總經(jīng)理高燕說，特別是電動汽車、鋰電池、光伏產(chǎn)品“新三樣”在全球市場中的份額分別超過60%、70%、80%。但是，與“新三樣”息息相關(guān)的新能源材料的發(fā)展，我國與國外先進(jìn)水平相比仍存在較大差距，以企業(yè)為主體的自主創(chuàng)新體系亟待完善，部分核心關(guān)鍵材料受制于人、高端材料對外依存度較高的問題亟待解決。
近日，在由中國化工信息中心和北海市人民政府聯(lián)合主辦的2024新能源材料（北海）大會上，多位專家學(xué)者和業(yè)內(nèi)人士對此展開深入研討。
我國在新能源領(lǐng)域要保持引領(lǐng)地位
國家發(fā)展改革委能源研究所原所長、中國能源研究會原常務(wù)副理事長周大地表示，我國能源消費(fèi)總量大、碳排放高，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)意義重大，低碳轉(zhuǎn)型任務(wù)緊迫。能源系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)溫室氣體零排放，非化石能源占比很可能接近100%，這是因?yàn)镃CS（碳捕集與封存）技術(shù)成本高、規(guī)模有限且不具經(jīng)濟(jì)性，所以很難依靠化石能源+CCS解決。同時(shí)，生物質(zhì)固碳能力總量不到10億噸，能源碳中和也不能指望碳匯。因此，未來，包括工業(yè)領(lǐng)域在內(nèi)，終端用能要逐步實(shí)現(xiàn)高度電氣化，替代化石能源。
周大地分析，預(yù)計(jì)我國實(shí)現(xiàn)碳中和時(shí)年用電量將在17萬億~20萬億千瓦時(shí)，需要開發(fā)5億千瓦水電、30億千瓦以上風(fēng)電、50億千瓦以上光伏發(fā)電、3億~5億千瓦核電。而目前光伏發(fā)電和風(fēng)電裝機(jī)只有6.1億千瓦和4.4億千瓦，今后每年需新增風(fēng)電1億~2億千瓦、光伏發(fā)電2億~3億千瓦、核電800萬~1500萬千瓦，同時(shí)還要考慮每年幾千萬到一兩億千瓦的存量替代，還要大力推動大規(guī)?；瘜W(xué)儲能在電力系統(tǒng)的應(yīng)用，使儲能成為零碳電力的基本構(gòu)成之一。
我國電力系統(tǒng)加快低碳轉(zhuǎn)型具備充分的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件。我國光伏和風(fēng)電技術(shù)不斷突破，轉(zhuǎn)換效率大幅提高，目前風(fēng)光發(fā)電成本已大大低于火電。我國光伏、風(fēng)電裝備制造能力強(qiáng)，可以支撐光伏、風(fēng)電大規(guī)模高速發(fā)展。同時(shí)，動力電池的技術(shù)進(jìn)步和成本下降，使汽車交通和用油機(jī)具電動化迅速占領(lǐng)市場。動力電池大發(fā)展，也推動化學(xué)儲能的技術(shù)大發(fā)展和成本下降。光伏風(fēng)電加上儲能，就可以使風(fēng)光發(fā)電實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供電。新能源穩(wěn)定供電系統(tǒng)成本將明顯低于火電，我國電力系統(tǒng)必將迎來低碳化的高潮。
目前，我國非化石能源發(fā)電增速還趕不上用電增速。去年火電裝機(jī)新增約8000萬千瓦，發(fā)電時(shí)間增加76小時(shí)，發(fā)電量增加6.1%，總體上看，火電并沒有因?yàn)橹喂怙L(fēng)電上網(wǎng)而減少發(fā)電時(shí)間，其靈活性改造效果難以體現(xiàn)。電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)和安全技術(shù)還不能適應(yīng)持續(xù)大規(guī)模高速度發(fā)展風(fēng)光儲等可再生能源。全國充電樁基本沒有實(shí)現(xiàn)和電網(wǎng)的有效充儲互動。電力系統(tǒng)對光風(fēng)電的接納能力成為光風(fēng)發(fā)電發(fā)展的制約條件。因此，電力系統(tǒng)要聚焦大規(guī)模增加光風(fēng)發(fā)電穩(wěn)定供電，加快技術(shù)和體制轉(zhuǎn)型。
電動車要和低碳電力系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展。預(yù)計(jì)2030年我國電動車保有量將達(dá)1億輛，電池總?cè)萘考s70億千瓦時(shí)，約占全國日用電量的25%以上，可以成為重要的負(fù)荷調(diào)整和電網(wǎng)支撐電源。預(yù)計(jì)2040年我國電動汽車保有量達(dá)到3億輛，新能源汽車對電網(wǎng)功率支撐的能力在100億千瓦時(shí)左右。充電樁未來將發(fā)展到數(shù)以億計(jì)，以V2G（電動汽車給電網(wǎng)送電）充放電系統(tǒng)為主。建立相應(yīng)的與電網(wǎng)互動的數(shù)字信息和運(yùn)行管理系統(tǒng)迫在眉睫。汽車電動化有利于發(fā)展自動駕駛，將推動公路交通的全面信息化自動化，是另一個(gè)巨大的數(shù)字化應(yīng)用領(lǐng)域。
周大地說，西方國家在傳統(tǒng)能源領(lǐng)域長期占據(jù)技術(shù)和市場主導(dǎo)地位，包括重要用能領(lǐng)域，許多重大技術(shù)曾經(jīng)被少數(shù)幾家大公司壟斷，我國用了幾十年時(shí)間購買國外產(chǎn)品、引進(jìn)技術(shù)、支付專利費(fèi)，付出巨大資金和“學(xué)費(fèi)”。全球能源轉(zhuǎn)型是比國內(nèi)市場大幾倍的新能源市場，西方國家已經(jīng)不可能壟斷控制新能源市場。發(fā)展中國家已經(jīng)占全球能源消費(fèi)總量的62%，以后比例仍然有進(jìn)一步提高的空間。我國新能源產(chǎn)品要在技術(shù)、性價(jià)比、服務(wù)、提供系統(tǒng)解決方案等方面保持引領(lǐng)地位。
國家自然科學(xué)基金委員會高技術(shù)研究發(fā)展中心技術(shù)總師史冬梅說，美國、歐盟、韓國、日本、英國等密集出臺電池技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略和扶持政策，加大技術(shù)創(chuàng)新投入和產(chǎn)業(yè)支持力度，對全球電池技術(shù)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)和競爭格局將產(chǎn)生影響，我國應(yīng)予以高度關(guān)注和重視。她建議，盡快制定我國電池技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，把握國際電池技術(shù)未來發(fā)展趨勢態(tài)勢，加強(qiáng)電池領(lǐng)域國家創(chuàng)新平臺建設(shè)、加大研發(fā)投入。
化工企業(yè)布局新能源材料市場空間廣闊
新能源材料是新能源產(chǎn)業(yè)的基石。中國化信•咨詢總經(jīng)理助理、中國石油和化工循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究院院長張松臣表示，風(fēng)電、光伏、氫能、鋰電池等新能源行業(yè)相關(guān)化工新材料市場前景巨大，預(yù)計(jì)2030年我國新能源材料市場規(guī)模超過3萬億元。
風(fēng)電材料產(chǎn)業(yè)鏈
2023年，全球風(fēng)電新增裝機(jī)115吉瓦，比上年增長48.2%，呈現(xiàn)復(fù)蘇趨勢。預(yù)計(jì)未來5年，全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)年均增速將達(dá)11.2%，海上風(fēng)電新增裝機(jī)增速將高于陸上風(fēng)電。
2023年，我國風(fēng)電新增并網(wǎng)容量達(dá)75.9吉瓦，比上年增長101.9%，達(dá)歷史最高水平。截至2023年，我國風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)達(dá)441.3吉瓦。預(yù)計(jì)未來5年新增裝機(jī)年均增速達(dá)5.9%，高于全球4.9%的年均增速。預(yù)計(jì)2028年，我國風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)達(dá)780吉瓦，其中陸上風(fēng)電占比83.3%、海上風(fēng)電占比16.7%，未來5年全國累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)年均增速為12.1%。
我國風(fēng)電行業(yè)邁向大型化。近15年來，最大風(fēng)機(jī)單機(jī)容量年均增長率達(dá)27%，新興的可回收風(fēng)電葉片技術(shù)成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，葉片的設(shè)計(jì)也面臨規(guī)模擴(kuò)大、重量減輕、成本降低三重挑戰(zhàn)。
風(fēng)電葉片是風(fēng)機(jī)的核心組件，也是成本最高的部件之一，占風(fēng)機(jī)成本的22%。風(fēng)電葉片主要由基體樹脂、增強(qiáng)材料、夾芯材料、結(jié)構(gòu)膠等構(gòu)成，其中基體樹脂和增強(qiáng)材料合計(jì)占葉片成本的50%以上。
基體樹脂方面，聚氨酯復(fù)合材料憑借性能優(yōu)勢蠶食環(huán)氧樹脂市場份額。增強(qiáng)材料方面，碳纖維迎來大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)，玻璃纖維需求將繼續(xù)保持穩(wěn)定增長。夾芯材料方面，PET泡沫（主要成分是聚對苯二甲酸乙二醇酯）還依賴進(jìn)口，國產(chǎn)化仍需時(shí)日。結(jié)構(gòu)膠方面，環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠為風(fēng)電行業(yè)的首選，每吉瓦風(fēng)電葉片消耗680噸結(jié)構(gòu)膠，龍頭企業(yè)市場占有率超50%。
光伏材料產(chǎn)業(yè)鏈
2023年全球光伏裝機(jī)近400吉瓦，比上年增長65%，預(yù)計(jì)2024年增速將放緩。
2023年我國光伏裝機(jī)216.88吉瓦，比上年增長148.12%。預(yù)計(jì)2024年裝機(jī)達(dá)250吉瓦，增長15.3%；2025年裝機(jī)達(dá)300吉瓦，增長20%。
光伏組件價(jià)格2023年一路跌勢，PERC（鈍化發(fā)射極和背面電池）組件降幅達(dá)50%。N型電池在2022年實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，2023年市場份額快速提升，預(yù)計(jì)未來3~4年將占據(jù)市場主導(dǎo)地位。N型電池片封裝對POE（聚烯烴彈性體）膠膜的需求有所提升，但受POE供應(yīng)與成本等因素限制，短期內(nèi)以EPE（可發(fā)性聚乙烯）作為替代。
鈣鈦礦電池理論效率更高，光伏頭部企業(yè)鈣鈦礦疊層電池均已實(shí)現(xiàn)30%以上的轉(zhuǎn)化效率，吉瓦級生產(chǎn)線已開工建設(shè)，有望在2025年量產(chǎn)。
硅片環(huán)節(jié)行業(yè)集中度較高，全球硅片幾乎均由我國供應(yīng)。2022年我國硅片產(chǎn)能和產(chǎn)量全球占比均超過97%。2023年，我國硅片產(chǎn)能為906吉瓦/年，較2022年增長近40%。未來大尺寸、薄片化的單晶硅片將加速迭代。
背板材料仍以進(jìn)口為主，國產(chǎn)化空間大。PET基膜技術(shù)壁壘高，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)較少。氟膜以國外進(jìn)口為主，國內(nèi)技術(shù)陸續(xù)突破，上游PVDF（聚偏氟乙烯）產(chǎn)能集中度高。目前主流光伏背板的外層保護(hù)材料普遍使用含氟材料，主要為PVF（聚氟乙烯）、PVDF和FEVE（氟乙烯與乙烯基醚或酯共聚物）
光伏膠膜方面，2023年我國EVA（乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）總產(chǎn)能達(dá)245萬噸/年，較上年增長14%，大量產(chǎn)能將于2024~2028年釋放，預(yù)計(jì)到2028年我國EVA總產(chǎn)能將達(dá)729萬噸/年，年均復(fù)合增速達(dá)24.4%。但國內(nèi)光伏級EVA缺口較大，EVA進(jìn)口需求不減。POE粒子產(chǎn)能主要集中在少數(shù)國外企業(yè)，幾乎全部依賴進(jìn)口。我國POE項(xiàng)目預(yù)計(jì)于2024年開始陸續(xù)建成投產(chǎn)，進(jìn)入產(chǎn)能釋放期。
綠氫材料產(chǎn)業(yè)鏈
綠氫項(xiàng)目將迎來開工浪潮，招標(biāo)量有望翻倍。2023年，國內(nèi)電解水制氫項(xiàng)目公開的電解槽招標(biāo)量已達(dá)2吉瓦，較上年增長100%，預(yù)計(jì)2024年電解槽招標(biāo)量有望再次翻番，達(dá)4吉瓦。
綠色航運(yùn)燃料興起，成為綠氫新動力。綠氫是一種重要的化工原料，超過一半的綠氫項(xiàng)目以綠氨和綠醇作為最終輸出產(chǎn)品。由于遠(yuǎn)洋運(yùn)輸行業(yè)面臨減碳壓力，許多航運(yùn)公司，如馬士基等，正積極在全球范圍內(nèi)尋找可用于其未來甲醇動力船舶的綠色燃料供應(yīng)商，為綠氫市場的增長提供了新的動力。
目前，堿性電解槽仍為行業(yè)主流技術(shù)路線，招標(biāo)量占比達(dá)94%。自1920年以來，堿性電解槽就用于化肥和氯堿工業(yè)，技術(shù)非常成熟。目前國內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備主要性能指標(biāo)均接近國際先進(jìn)水平，設(shè)備成本較低，單槽電解制氫產(chǎn)量較大。堿性電解槽制氫成本為2.01元/立方米氫氣，低于質(zhì)子交換膜電解槽制氫2.85元/立方米氫氣的成本，現(xiàn)階段仍有成本優(yōu)勢。
質(zhì)子交換膜（PEM）電解技術(shù)相比堿性電解槽技術(shù)，能量轉(zhuǎn)化率較高。國外已有百兆瓦級項(xiàng)目案例，運(yùn)行靈活性和反應(yīng)效率較高，能夠以最低功率保持待機(jī)模式，與波動性和隨機(jī)性較大的風(fēng)電和光伏發(fā)電具有良好的匹配性。
用氫方面，燃料電池汽車產(chǎn)銷量與新建加氫站數(shù)量均實(shí)現(xiàn)增長，但距離預(yù)期仍有差距。2023年我國燃料電池汽車產(chǎn)銷量分別為5631輛和5791輛，比上年增加55.3%和72%。目前，我國燃料電池汽車?yán)塾?jì)銷量1.7萬余輛，距《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃》設(shè)定的2025年保有量5萬輛的目標(biāo)還有較大差距。截至2023年，我國已建成407座加氫站，其中當(dāng)年新建62座，增勢不強(qiáng)主要原因是加氫站尚未形成規(guī)模效益。
目前，除儲氫用碳纖維外，氫能大部分重點(diǎn)化工材料仍依賴進(jìn)口。
質(zhì)子交換膜方面，2023年我國在PEM電解槽制氫領(lǐng)域的質(zhì)子交換膜需求量約1.1萬平方米，到2025年將提升至3萬平方米，國內(nèi)企業(yè)近年來產(chǎn)能和質(zhì)量有所提升，但仍以進(jìn)口為主。
碳纖維方面，我國現(xiàn)有大絲束碳纖維產(chǎn)能7.4萬噸/年，規(guī)劃擴(kuò)大產(chǎn)能15.1萬噸/年。儲氫瓶平均碳纖維用量為70千克/個(gè)，2023年氫燃料電池汽車碳纖維需求量為3243噸，2025年預(yù)計(jì)突破萬噸。
氫阻隔材料方面，2023年全球EVOH（乙烯-乙烯醇共聚物）產(chǎn)能約18萬噸/年，共有日本可樂麗等4家主要生產(chǎn)企業(yè)，其中中國石化川維化工現(xiàn)有產(chǎn)能1.2萬噸/年。
催化劑方面，國外企業(yè)幾乎壟斷燃料電池和電解水催化劑市場。我國燃料電池催化劑研究比較分散，尚未實(shí)現(xiàn)可規(guī)?；a(chǎn)、性能優(yōu)異且穩(wěn)定的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。國內(nèi)企業(yè)在氫催化劑領(lǐng)域取得一定進(jìn)展，但產(chǎn)品性能穩(wěn)定性和國外相比存在不小差距。
鋰電池材料產(chǎn)業(yè)鏈
2023年全球鋰電池出貨量達(dá)1192吉瓦時(shí)，產(chǎn)能目前仍由亞太地區(qū)主導(dǎo)，出貨量前十名的企業(yè)中，中國企業(yè)占據(jù)六席。
2023年，我國鋰電池出貨量為885吉瓦時(shí)，占全球出貨總量的75%，比上年增長34%。其中，動力電池出貨量630吉瓦時(shí)，增長31%；儲能電池出貨量206吉瓦時(shí)，增長59%；數(shù)碼電池受經(jīng)濟(jì)增長疲軟影響出貨量49吉瓦時(shí)，僅增長1%。
全球動力電池需求維持高景氣。2023年我國鋰電池出口達(dá)150吉瓦時(shí)，比上年增長超60%；出口金額達(dá)4574億元，增長逾30%。
從鋰電池四大材料盈利能力看：2023年企業(yè)毛利率和凈利率均呈下降態(tài)勢，隔膜行業(yè)壁壘較高、利潤率最高；負(fù)極材料企業(yè)凈利率超過電解液企業(yè)升至第二位；正極材料企業(yè)資源屬性更強(qiáng)、競爭激烈，利潤率最低。
未來，鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展態(tài)勢是：正極材料企業(yè)布局礦產(chǎn)資源，增強(qiáng)成本競爭力，磷酸鐵鋰滲透率進(jìn)一步提高，競爭激烈；負(fù)極材料大量項(xiàng)目落地，擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模遠(yuǎn)超需求，盈利水平繼續(xù)回落；電解液產(chǎn)能過剩但擴(kuò)產(chǎn)依舊，一體化多元化的發(fā)展方向明確；隔膜行業(yè)競爭格局穩(wěn)定，由于多是定制化生產(chǎn)，產(chǎn)能被頭部企業(yè)快速鎖定，新進(jìn)入者難以獲得訂單，而且客戶認(rèn)證周期需要約4年時(shí)間，攪局者難以出現(xiàn)。
2024年末至2025年初可能成為鋰價(jià)拐點(diǎn)。2024年將延續(xù)鋰電產(chǎn)業(yè)供過于求的現(xiàn)狀，產(chǎn)品價(jià)格總體持續(xù)低位運(yùn)行。海外市場成為鋰電企業(yè)的投資新方向。鋰電材料產(chǎn)業(yè)鏈面對產(chǎn)能過剩和價(jià)格競爭的挑戰(zhàn)，將更加注重精細(xì)化的產(chǎn)能規(guī)劃和靈活的市場調(diào)整，新技術(shù)的變革成為提振行業(yè)盈利的新動力。
關(guān)于熱門概念固態(tài)電池，自2022年以來研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化取得明顯進(jìn)展，半固態(tài)電池在2023年實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化突破，預(yù)計(jì)2030年出貨量超過300吉瓦時(shí)，全固態(tài)電池屆時(shí)也將迎來量產(chǎn)。據(jù)測算，當(dāng)量產(chǎn)規(guī)模達(dá)到7吉瓦時(shí)時(shí)，固態(tài)電池價(jià)格就能與液態(tài)電池持平。
近年來，我國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。中國化工信息中心副總經(jīng)理高燕說，特別是電動汽車、鋰電池、光伏產(chǎn)品“新三樣”在全球市場中的份額分別超過60%、70%、80%。但是，與“新三樣”息息相關(guān)的新能源材料的發(fā)展，我國與國外先進(jìn)水平相比仍存在較大差距，以企業(yè)為主體的自主創(chuàng)新體系亟待完善，部分核心關(guān)鍵材料受制于人、高端材料對外依存度較高的問題亟待解決。
近日，在由中國化工信息中心和北海市人民政府聯(lián)合主辦的2024新能源材料（北海）大會上，多位專家學(xué)者和業(yè)內(nèi)人士對此展開深入研討。
我國在新能源領(lǐng)域要保持引領(lǐng)地位
國家發(fā)展改革委能源研究所原所長、中國能源研究會原常務(wù)副理事長周大地表示，我國能源消費(fèi)總量大、碳排放高，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)意義重大，低碳轉(zhuǎn)型任務(wù)緊迫。能源系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)溫室氣體零排放，非化石能源占比很可能接近100%，這是因?yàn)镃CS（碳捕集與封存）技術(shù)成本高、規(guī)模有限且不具經(jīng)濟(jì)性，所以很難依靠化石能源+CCS解決。同時(shí)，生物質(zhì)固碳能力總量不到10億噸，能源碳中和也不能指望碳匯。因此，未來，包括工業(yè)領(lǐng)域在內(nèi)，終端用能要逐步實(shí)現(xiàn)高度電氣化，替代化石能源。
周大地分析，預(yù)計(jì)我國實(shí)現(xiàn)碳中和時(shí)年用電量將在17萬億~20萬億千瓦時(shí)，需要開發(fā)5億千瓦水電、30億千瓦以上風(fēng)電、50億千瓦以上光伏發(fā)電、3億~5億千瓦核電。而目前光伏發(fā)電和風(fēng)電裝機(jī)只有6.1億千瓦和4.4億千瓦，今后每年需新增風(fēng)電1億~2億千瓦、光伏發(fā)電2億~3億千瓦、核電800萬~1500萬千瓦，同時(shí)還要考慮每年幾千萬到一兩億千瓦的存量替代，還要大力推動大規(guī)?；瘜W(xué)儲能在電力系統(tǒng)的應(yīng)用，使儲能成為零碳電力的基本構(gòu)成之一。
我國電力系統(tǒng)加快低碳轉(zhuǎn)型具備充分的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件。我國光伏和風(fēng)電技術(shù)不斷突破，轉(zhuǎn)換效率大幅提高，目前風(fēng)光發(fā)電成本已大大低于火電。我國光伏、風(fēng)電裝備制造能力強(qiáng)，可以支撐光伏、風(fēng)電大規(guī)模高速發(fā)展。同時(shí)，動力電池的技術(shù)進(jìn)步和成本下降，使汽車交通和用油機(jī)具電動化迅速占領(lǐng)市場。動力電池大發(fā)展，也推動化學(xué)儲能的技術(shù)大發(fā)展和成本下降。光伏風(fēng)電加上儲能，就可以使風(fēng)光發(fā)電實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供電。新能源穩(wěn)定供電系統(tǒng)成本將明顯低于火電，我國電力系統(tǒng)必將迎來低碳化的高潮。
目前，我國非化石能源發(fā)電增速還趕不上用電增速。去年火電裝機(jī)新增約8000萬千瓦，發(fā)電時(shí)間增加76小時(shí)，發(fā)電量增加6.1%，總體上看，火電并沒有因?yàn)橹喂怙L(fēng)電上網(wǎng)而減少發(fā)電時(shí)間，其靈活性改造效果難以體現(xiàn)。電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)和安全技術(shù)還不能適應(yīng)持續(xù)大規(guī)模高速度發(fā)展風(fēng)光儲等可再生能源。全國充電樁基本沒有實(shí)現(xiàn)和電網(wǎng)的有效充儲互動。電力系統(tǒng)對光風(fēng)電的接納能力成為光風(fēng)發(fā)電發(fā)展的制約條件。因此，電力系統(tǒng)要聚焦大規(guī)模增加光風(fēng)發(fā)電穩(wěn)定供電，加快技術(shù)和體制轉(zhuǎn)型。
電動車要和低碳電力系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展。預(yù)計(jì)2030年我國電動車保有量將達(dá)1億輛，電池總?cè)萘考s70億千瓦時(shí)，約占全國日用電量的25%以上，可以成為重要的負(fù)荷調(diào)整和電網(wǎng)支撐電源。預(yù)計(jì)2040年我國電動汽車保有量達(dá)到3億輛，新能源汽車對電網(wǎng)功率支撐的能力在100億千瓦時(shí)左右。充電樁未來將發(fā)展到數(shù)以億計(jì)，以V2G（電動汽車給電網(wǎng)送電）充放電系統(tǒng)為主。建立相應(yīng)的與電網(wǎng)互動的數(shù)字信息和運(yùn)行管理系統(tǒng)迫在眉睫。汽車電動化有利于發(fā)展自動駕駛，將推動公路交通的全面信息化自動化，是另一個(gè)巨大的數(shù)字化應(yīng)用領(lǐng)域。
周大地說，西方國家在傳統(tǒng)能源領(lǐng)域長期占據(jù)技術(shù)和市場主導(dǎo)地位，包括重要用能領(lǐng)域，許多重大技術(shù)曾經(jīng)被少數(shù)幾家大公司壟斷，我國用了幾十年時(shí)間購買國外產(chǎn)品、引進(jìn)技術(shù)、支付專利費(fèi)，付出巨大資金和“學(xué)費(fèi)”。全球能源轉(zhuǎn)型是比國內(nèi)市場大幾倍的新能源市場，西方國家已經(jīng)不可能壟斷控制新能源市場。發(fā)展中國家已經(jīng)占全球能源消費(fèi)總量的62%，以后比例仍然有進(jìn)一步提高的空間。我國新能源產(chǎn)品要在技術(shù)、性價(jià)比、服務(wù)、提供系統(tǒng)解決方案等方面保持引領(lǐng)地位。
國家自然科學(xué)基金委員會高技術(shù)研究發(fā)展中心技術(shù)總師史冬梅說，美國、歐盟、韓國、日本、英國等密集出臺電池技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略和扶持政策，加大技術(shù)創(chuàng)新投入和產(chǎn)業(yè)支持力度，對全球電池技術(shù)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)和競爭格局將產(chǎn)生影響，我國應(yīng)予以高度關(guān)注和重視。她建議，盡快制定我國電池技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，把握國際電池技術(shù)未來發(fā)展趨勢態(tài)勢，加強(qiáng)電池領(lǐng)域國家創(chuàng)新平臺建設(shè)、加大研發(fā)投入。
化工企業(yè)布局新能源材料市場空間廣闊
新能源材料是新能源產(chǎn)業(yè)的基石。中國化信•咨詢總經(jīng)理助理、中國石油和化工循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究院院長張松臣表示，風(fēng)電、光伏、氫能、鋰電池等新能源行業(yè)相關(guān)化工新材料市場前景巨大，預(yù)計(jì)2030年我國新能源材料市場規(guī)模超過3萬億元。
風(fēng)電材料產(chǎn)業(yè)鏈
2023年，全球風(fēng)電新增裝機(jī)115吉瓦，比上年增長48.2%，呈現(xiàn)復(fù)蘇趨勢。預(yù)計(jì)未來5年，全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)年均增速將達(dá)11.2%，海上風(fēng)電新增裝機(jī)增速將高于陸上風(fēng)電。
2023年，我國風(fēng)電新增并網(wǎng)容量達(dá)75.9吉瓦，比上年增長101.9%，達(dá)歷史最高水平。截至2023年，我國風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)達(dá)441.3吉瓦。預(yù)計(jì)未來5年新增裝機(jī)年均增速達(dá)5.9%，高于全球4.9%的年均增速。預(yù)計(jì)2028年，我國風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)達(dá)780吉瓦，其中陸上風(fēng)電占比83.3%、海上風(fēng)電占比16.7%，未來5年全國累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)年均增速為12.1%。
我國風(fēng)電行業(yè)邁向大型化。近15年來，最大風(fēng)機(jī)單機(jī)容量年均增長率達(dá)27%，新興的可回收風(fēng)電葉片技術(shù)成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，葉片的設(shè)計(jì)也面臨規(guī)模擴(kuò)大、重量減輕、成本降低三重挑戰(zhàn)。
風(fēng)電葉片是風(fēng)機(jī)的核心組件，也是成本最高的部件之一，占風(fēng)機(jī)成本的22%。風(fēng)電葉片主要由基體樹脂、增強(qiáng)材料、夾芯材料、結(jié)構(gòu)膠等構(gòu)成，其中基體樹脂和增強(qiáng)材料合計(jì)占葉片成本的50%以上。
基體樹脂方面，聚氨酯復(fù)合材料憑借性能優(yōu)勢蠶食環(huán)氧樹脂市場份額。增強(qiáng)材料方面，碳纖維迎來大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)，玻璃纖維需求將繼續(xù)保持穩(wěn)定增長。夾芯材料方面，PET泡沫（主要成分是聚對苯二甲酸乙二醇酯）還依賴進(jìn)口，國產(chǎn)化仍需時(shí)日。結(jié)構(gòu)膠方面，環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠為風(fēng)電行業(yè)的首選，每吉瓦風(fēng)電葉片消耗680噸結(jié)構(gòu)膠，龍頭企業(yè)市場占有率超50%。
光伏材料產(chǎn)業(yè)鏈
2023年全球光伏裝機(jī)近400吉瓦，比上年增長65%，預(yù)計(jì)2024年增速將放緩。
2023年我國光伏裝機(jī)216.88吉瓦，比上年增長148.12%。預(yù)計(jì)2024年裝機(jī)達(dá)250吉瓦，增長15.3%；2025年裝機(jī)達(dá)300吉瓦，增長20%。
光伏組件價(jià)格2023年一路跌勢，PERC（鈍化發(fā)射極和背面電池）組件降幅達(dá)50%。N型電池在2022年實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，2023年市場份額快速提升，預(yù)計(jì)未來3~4年將占據(jù)市場主導(dǎo)地位。N型電池片封裝對POE（聚烯烴彈性體）膠膜的需求有所提升，但受POE供應(yīng)與成本等因素限制，短期內(nèi)以EPE（可發(fā)性聚乙烯）作為替代。
鈣鈦礦電池理論效率更高，光伏頭部企業(yè)鈣鈦礦疊層電池均已實(shí)現(xiàn)30%以上的轉(zhuǎn)化效率，吉瓦級生產(chǎn)線已開工建設(shè)，有望在2025年量產(chǎn)。
硅片環(huán)節(jié)行業(yè)集中度較高，全球硅片幾乎均由我國供應(yīng)。2022年我國硅片產(chǎn)能和產(chǎn)量全球占比均超過97%。2023年，我國硅片產(chǎn)能為906吉瓦/年，較2022年增長近40%。未來大尺寸、薄片化的單晶硅片將加速迭代。
背板材料仍以進(jìn)口為主，國產(chǎn)化空間大。PET基膜技術(shù)壁壘高，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)較少。氟膜以國外進(jìn)口為主，國內(nèi)技術(shù)陸續(xù)突破，上游PVDF（聚偏氟乙烯）產(chǎn)能集中度高。目前主流光伏背板的外層保護(hù)材料普遍使用含氟材料，主要為PVF（聚氟乙烯）、PVDF和FEVE（氟乙烯與乙烯基醚或酯共聚物）
光伏膠膜方面，2023年我國EVA（乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）總產(chǎn)能達(dá)245萬噸/年，較上年增長14%，大量產(chǎn)能將于2024~2028年釋放，預(yù)計(jì)到2028年我國EVA總產(chǎn)能將達(dá)729萬噸/年，年均復(fù)合增速達(dá)24.4%。但國內(nèi)光伏級EVA缺口較大，EVA進(jìn)口需求不減。POE粒子產(chǎn)能主要集中在少數(shù)國外企業(yè)，幾乎全部依賴進(jìn)口。我國POE項(xiàng)目預(yù)計(jì)于2024年開始陸續(xù)建成投產(chǎn)，進(jìn)入產(chǎn)能釋放期。
綠氫材料產(chǎn)業(yè)鏈
綠氫項(xiàng)目將迎來開工浪潮，招標(biāo)量有望翻倍。2023年，國內(nèi)電解水制氫項(xiàng)目公開的電解槽招標(biāo)量已達(dá)2吉瓦，較上年增長100%，預(yù)計(jì)2024年電解槽招標(biāo)量有望再次翻番，達(dá)4吉瓦。
綠色航運(yùn)燃料興起，成為綠氫新動力。綠氫是一種重要的化工原料，超過一半的綠氫項(xiàng)目以綠氨和綠醇作為最終輸出產(chǎn)品。由于遠(yuǎn)洋運(yùn)輸行業(yè)面臨減碳壓力，許多航運(yùn)公司，如馬士基等，正積極在全球范圍內(nèi)尋找可用于其未來甲醇動力船舶的綠色燃料供應(yīng)商，為綠氫市場的增長提供了新的動力。
目前，堿性電解槽仍為行業(yè)主流技術(shù)路線，招標(biāo)量占比達(dá)94%。自1920年以來，堿性電解槽就用于化肥和氯堿工業(yè)，技術(shù)非常成熟。目前國內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備主要性能指標(biāo)均接近國際先進(jìn)水平，設(shè)備成本較低，單槽電解制氫產(chǎn)量較大。堿性電解槽制氫成本為2.01元/立方米氫氣，低于質(zhì)子交換膜電解槽制氫2.85元/立方米氫氣的成本，現(xiàn)階段仍有成本優(yōu)勢。
質(zhì)子交換膜（PEM）電解技術(shù)相比堿性電解槽技術(shù)，能量轉(zhuǎn)化率較高。國外已有百兆瓦級項(xiàng)目案例，運(yùn)行靈活性和反應(yīng)效率較高，能夠以最低功率保持待機(jī)模式，與波動性和隨機(jī)性較大的風(fēng)電和光伏發(fā)電具有良好的匹配性。
用氫方面，燃料電池汽車產(chǎn)銷量與新建加氫站數(shù)量均實(shí)現(xiàn)增長，但距離預(yù)期仍有差距。2023年我國燃料電池汽車產(chǎn)銷量分別為5631輛和5791輛，比上年增加55.3%和72%。目前，我國燃料電池汽車?yán)塾?jì)銷量1.7萬余輛，距《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃》設(shè)定的2025年保有量5萬輛的目標(biāo)還有較大差距。截至2023年，我國已建成407座加氫站，其中當(dāng)年新建62座，增勢不強(qiáng)主要原因是加氫站尚未形成規(guī)模效益。
目前，除儲氫用碳纖維外，氫能大部分重點(diǎn)化工材料仍依賴進(jìn)口。
質(zhì)子交換膜方面，2023年我國在PEM電解槽制氫領(lǐng)域的質(zhì)子交換膜需求量約1.1萬平方米，到2025年將提升至3萬平方米，國內(nèi)企業(yè)近年來產(chǎn)能和質(zhì)量有所提升，但仍以進(jìn)口為主。
碳纖維方面，我國現(xiàn)有大絲束碳纖維產(chǎn)能7.4萬噸/年，規(guī)劃擴(kuò)大產(chǎn)能15.1萬噸/年。儲氫瓶平均碳纖維用量為70千克/個(gè)，2023年氫燃料電池汽車碳纖維需求量為3243噸，2025年預(yù)計(jì)突破萬噸。
氫阻隔材料方面，2023年全球EVOH（乙烯-乙烯醇共聚物）產(chǎn)能約18萬噸/年，共有日本可樂麗等4家主要生產(chǎn)企業(yè)，其中中國石化川維化工現(xiàn)有產(chǎn)能1.2萬噸/年。
催化劑方面，國外企業(yè)幾乎壟斷燃料電池和電解水催化劑市場。我國燃料電池催化劑研究比較分散，尚未實(shí)現(xiàn)可規(guī)?；a(chǎn)、性能優(yōu)異且穩(wěn)定的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。國內(nèi)企業(yè)在氫催化劑領(lǐng)域取得一定進(jìn)展，但產(chǎn)品性能穩(wěn)定性和國外相比存在不小差距。
鋰電池材料產(chǎn)業(yè)鏈
2023年全球鋰電池出貨量達(dá)1192吉瓦時(shí)，產(chǎn)能目前仍由亞太地區(qū)主導(dǎo)，出貨量前十名的企業(yè)中，中國企業(yè)占據(jù)六席。
2023年，我國鋰電池出貨量為885吉瓦時(shí)，占全球出貨總量的75%，比上年增長34%。其中，動力電池出貨量630吉瓦時(shí)，增長31%；儲能電池出貨量206吉瓦時(shí)，增長59%；數(shù)碼電池受經(jīng)濟(jì)增長疲軟影響出貨量49吉瓦時(shí)，僅增長1%。
全球動力電池需求維持高景氣。2023年我國鋰電池出口達(dá)150吉瓦時(shí)，比上年增長超60%；出口金額達(dá)4574億元，增長逾30%。
從鋰電池四大材料盈利能力看：2023年企業(yè)毛利率和凈利率均呈下降態(tài)勢，隔膜行業(yè)壁壘較高、利潤率最高；負(fù)極材料企業(yè)凈利率超過電解液企業(yè)升至第二位；正極材料企業(yè)資源屬性更強(qiáng)、競爭激烈，利潤率最低。
未來，鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展態(tài)勢是：正極材料企業(yè)布局礦產(chǎn)資源，增強(qiáng)成本競爭力，磷酸鐵鋰滲透率進(jìn)一步提高，競爭激烈；負(fù)極材料大量項(xiàng)目落地，擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模遠(yuǎn)超需求，盈利水平繼續(xù)回落；電解液產(chǎn)能過剩但擴(kuò)產(chǎn)依舊，一體化多元化的發(fā)展方向明確；隔膜行業(yè)競爭格局穩(wěn)定，由于多是定制化生產(chǎn)，產(chǎn)能被頭部企業(yè)快速鎖定，新進(jìn)入者難以獲得訂單，而且客戶認(rèn)證周期需要約4年時(shí)間，攪局者難以出現(xiàn)。
2024年末至2025年初可能成為鋰價(jià)拐點(diǎn)。2024年將延續(xù)鋰電產(chǎn)業(yè)供過于求的現(xiàn)狀，產(chǎn)品價(jià)格總體持續(xù)低位運(yùn)行。海外市場成為鋰電企業(yè)的投資新方向。鋰電材料產(chǎn)業(yè)鏈面對產(chǎn)能過剩和價(jià)格競爭的挑戰(zhàn)，將更加注重精細(xì)化的產(chǎn)能規(guī)劃和靈活的市場調(diào)整，新技術(shù)的變革成為提振行業(yè)盈利的新動力。
關(guān)于熱門概念固態(tài)電池，自2022年以來研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化取得明顯進(jìn)展，半固態(tài)電池在2023年實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化突破，預(yù)計(jì)2030年出貨量超過300吉瓦時(shí)，全固態(tài)電池屆時(shí)也將迎來量產(chǎn)。據(jù)測算，當(dāng)量產(chǎn)規(guī)模達(dá)到7吉瓦時(shí)時(shí)，固態(tài)電池價(jià)格就能與液態(tài)電池持平。
