01 光伏發(fā)電材料行業(yè)                                                                              

       光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈從上游到下游，主要包括的產(chǎn)業(yè)鏈條包括多晶硅、硅片、電池片以及電池組件。在產(chǎn)業(yè)鏈中，從多晶硅到電池組件，生產(chǎn)的技術(shù)門檻越來越低，相應(yīng)地，公司數(shù)量分布也越來越多。

光伏材料中可做太陽電池材料的材料有單晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。用于空間的有單晶硅、GaAs、InP。用于地面已批量生產(chǎn)的有單晶硅、多晶硅、非晶硅，其他尚處于開發(fā)階段。

        雖然光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成材料各異，但所有的組件都包括若干層從向光面到背光面的材料。光伏原材料的最上游是硅礦，從硅礦到金屬硅再到多晶硅幾個環(huán)節(jié)共同構(gòu)成光伏產(chǎn)業(yè)鏈最上游的環(huán)節(jié)。

        

    02 光熱發(fā)電材料                                                                                                

       

        光熱發(fā)電憑借其自帶儲能的優(yōu)勢迎來新一波發(fā)展熱潮， 光熱電站保溫范圍廣，對保溫材料質(zhì)量要求高。在當(dāng)下主流的塔式和槽式光熱項目中，保溫材料主要應(yīng)用于其聚光集熱系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、儲熱裝置和汽輪發(fā)電裝置四部分。目前光熱發(fā)電系統(tǒng)中使用的保溫材料主要包括陶瓷纖維制品、巖棉保溫氈、硅酸鋁板、硅酸鎂板、氣凝膠等。

       

       陶瓷纖維有望成為光熱電站的首選保溫材料，充分受益于光熱發(fā)電行業(yè)的成長。

 

   03風(fēng)力發(fā)電材料                                                                                               

       風(fēng)電葉片存在大型化、輕量化趨勢。大型化、輕量化發(fā)展趨勢助推葉片材料升級。由于大尺寸葉片需要減重，碳纖維等重量 更輕、強(qiáng)度更高材料在風(fēng)電葉片中的滲透率也在持續(xù)提升。

       

        風(fēng)電葉片主要原料包括樹脂基體材料、增強(qiáng)材料、夾芯材料以及結(jié)構(gòu)膠等。根據(jù)《復(fù)合材料在大型風(fēng)電葉片上的應(yīng)用與發(fā)展》，原材料費用占風(fēng)電葉片總成本的 75%，在原材料成本中占比較大的主要是基體材料、增強(qiáng)材料和夾芯材料。其中樹脂基體材料在風(fēng)電葉片原材料成本中占比 33%，夾芯材料占比 25%，增強(qiáng)材料占比 21%。

玻璃纖維和碳纖維是目前風(fēng)電葉片主要使用的增強(qiáng)材料：

1.玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的新型無機(jī)非金屬材料，絕緣性好，機(jī)械強(qiáng)度高，具有輕質(zhì)，高強(qiáng)度，耐高溫，耐腐蝕等特性，是目前使用最廣泛的增強(qiáng)材料。

2.碳纖維是一種寺莊碳素材料，被稱為材料領(lǐng)域的“黑色黃金”，是具有多種優(yōu)異性能并擁有廣泛應(yīng)用前景的基礎(chǔ)性新材料。高比強(qiáng)度，高比模量，低比重的性能特點使得以碳纖維為增強(qiáng)體的復(fù)合材料具有出色的增強(qiáng)，減重效果。另外耐腐蝕，耐高溫，低膨脹系數(shù)，導(dǎo)電等良好的化學(xué)穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性和電性能特點使得碳纖維可以在諸如高溫，高壓，高濕，高寒，高腐蝕等惡劣工況環(huán)境中使用。

   04 電化學(xué)儲能及動力電池材料                                                                   

       電池產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游原材料、中游電芯模組廠商和下游應(yīng)用領(lǐng)域。上游原材料分為基礎(chǔ)原材料（包括各種金屬和非金屬原材料）和電池原材料（包括正極、負(fù)極、隔膜和電解液等）。中游是電芯模組廠商，使用上游材料生產(chǎn)不同規(guī)格、容量的鋰離子電芯產(chǎn)品。下游應(yīng)用包括動力領(lǐng)域、消費電子產(chǎn)品和儲能領(lǐng)域等。

      正極材料

在動力電池領(lǐng)域，三元材料和磷酸鐵鋰是目前常用的正極材料，它們的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)差異，導(dǎo)致了電池性能差別和不同的應(yīng)用領(lǐng)域。

       鐵鋰和三元材料各具優(yōu)勢，在不同應(yīng)用場景中被廣泛使用。磷酸鐵鋰的低成本、高安全和長壽命，使其適用于對能量密度要求較低但安全和壽命要求較高的場景，如商用車和儲能領(lǐng)域。近年來，隨著電池成組技術(shù)的提高，磷酸鐵鋰能量密度的不足得到改善，且成本和安全優(yōu)勢使其在乘用車領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。三元材料的高比能優(yōu)勢，適用于需要高能量密度和客戶體驗的場景，如乘用車領(lǐng)域。根據(jù)鎳含量不同，三元材料又分為低鎳、中鎳和高鎳三個品類，隨著鎳含量的提升，能量密度顯著提升。高鎳三元主要應(yīng)用于長續(xù)航的高端新能源乘用車，如特斯拉Model 3長續(xù)航版、蔚來ES6、小鵬P7等，而中鎳三元主要應(yīng)用于中低端新能源乘用車。

       隨著新能源汽車市場驅(qū)動轉(zhuǎn)型，我國動力電池裝機(jī)量穩(wěn)步上升，同時動力電池的發(fā)展經(jīng)歷了兩個階段。第一階段（2016-2019年）實行高能量密度傾斜的政策，三元材料因高比能表現(xiàn)占據(jù)市場主導(dǎo)地位；第二階段（2020年至今）政策退坡，磷酸鐵鋰電池憑借性價比優(yōu)勢開始逆襲，2021年7月正式反超三元材料。磷酸鐵鋰逆襲的原因包括三個方面：政策方面, 補(bǔ)貼退坡帶動成本壓力增大，磷酸鐵鋰電池以低成本獲得明顯的性價比優(yōu)勢；新國標(biāo)安全要求加碼，磷酸鐵鋰的天然安全優(yōu)勢愈發(fā)凸顯；供給方面，新型成組技術(shù)帶動磷酸鐵鋰能量密度提升并拉動出貨量增長；需求方面則由車型需求帶動磷酸鐵鋰電池出貨量爆發(fā)式增長，比如比亞迪漢EV、鐵鋰版Model 3/Y以及宏光Mini EV等。

       磷酸錳鐵鋰是磷酸鐵鋰的升級方向，在短期內(nèi)尚不適于作為正極材料主材。磷酸錳鐵鋰是磷酸鐵鋰和磷酸錳鋰的結(jié)合物，繼承了磷酸鐵鋰的高安全性和穩(wěn)定性。雖然磷酸錳鐵鋰的理論容量與磷酸鐵鋰相同，但它相對于Li/Li+的電極電勢更高，達(dá)到4.1 V，遠(yuǎn)高于磷酸鐵鋰的3.4 V。同時它能在有機(jī)電解液體系的穩(wěn)定電化學(xué)窗口以內(nèi)工作，從而使得它的能量密度可提高約10~15%，這也是相對于磷酸鐵鋰的最大優(yōu)勢。不過，磷酸錳鐵鋰的電導(dǎo)率較低，而錳元素會溶出導(dǎo)致充放電能力差、循環(huán)壽命差等問題，因此短期內(nèi)作為正極主材還不可見。盡管磷酸鐵鋰的市場占比已有所回暖，但在乘用車領(lǐng)域，高鎳三元仍是主流。目前，市場份額最大的NCM523呈現(xiàn)下滑趨勢，低鎳三元市場份額逐年被壓縮。相反，高鎳NCM811占比持續(xù)增加。同時，部分企業(yè)在9系高鎳、NCMA甚至無鈷高鎳等領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)升級，但它們?nèi)詫儆谠诟哝圀w系內(nèi)的迭代。對于NCA，由于技術(shù)壁壘較高，國內(nèi)企業(yè)在市場份額上占據(jù)較小的份額。

       預(yù)計未來兩年，磷酸鐵鋰的市場份額將繼續(xù)回暖，占比預(yù)計穩(wěn)定在50%~60%間，但在整個動力電池市場，特別是乘用車領(lǐng)域，高鎳三元仍將占據(jù)重要地位。低鎳三元將逐步淘汰，中鎳三元市場份額將進(jìn)一步減少，而高鎳三元份額有望繼續(xù)增長。預(yù)計未來，三元和磷酸鐵鋰將長時間共存。磷酸鐵鋰將利用其性價比和安全優(yōu)勢在儲能、商用車和中低續(xù)航乘用車市場占據(jù)一席之地，而高鎳三元則將憑借其高能量密度優(yōu)勢擴(kuò)大在中高續(xù)航乘用車市場中的份額。在新能源車市場，高中低端乘用車對各項指標(biāo)的敏感度不同，將實現(xiàn)分級消費。高續(xù)航版（≥600km）搭載高鎳三元；中續(xù)航版（400＜x＜600km）搭載中鎳三元；入門級/低續(xù)航版（≤500km）搭載磷酸鐵鋰。但是，由于車型定位、動力性能、快充性能和風(fēng)阻系數(shù)等因素的差異，各種車型之間的動力電池選擇差異還是存在的。

      05 儲氫材料                                                                                                     

       氫能源是我國新能源戰(zhàn)略當(dāng)中非常關(guān)鍵的一部分，簡單來講，電網(wǎng)所及，大部分是動力電池的陣地，但是在電網(wǎng)覆蓋不了的地方，例如江河湖海，高山戈壁，寒冷地帶，未來皆是氫燃料電池的天下。

氫是地球上能量密度最高的燃料，燃燒熱值為每克142千焦，是天然氣和汽油的2倍多，是酒精的5倍多。氫能以其自然儲量豐富、清潔無毒、發(fā)熱值高和可循環(huán)性好而成為各國能源發(fā)展的重要組成部分，也成為全球應(yīng)對氣候變化的重要途徑和能源變革的重要方向。

       氫氣作為氫能的主要載體，其生產(chǎn)、存儲、運輸及應(yīng)用技術(shù)及設(shè)備的開發(fā)是推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。然而氫氣的高效存儲一直受制于氫氣低密度、高活性的物理化學(xué)特性限制而難以實現(xiàn)，因此，氫的 “儲存和運輸” 是氫能產(chǎn)業(yè)鏈中的瓶頸問題。

       在儲氫實際應(yīng)用中，安全和高密度儲存是最重要的問題，其次為經(jīng)濟(jì)性和便利性。固態(tài)儲氫具有最接近解決這些問題的特性，因此可提供重要的解決方案，原因在于：第一，它具有最高的體積儲氫密度。以MgH₂為例，其體積儲氫密度可達(dá)110kg·m^-3，是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氫氣密度的1191倍、70MPa高壓儲氫的2.75倍、液氫的1.55倍。第二，它有很好的儲氫安全性。儲氫罐易密封，可在常溫常壓下儲存氫氣。在突發(fā)事件下，即使發(fā)生氫氣泄漏，儲罐也能自控式地降低氫氣泄漏速度和泄漏量，從而為采取安全措施贏得寶貴時間。固態(tài)儲氫本質(zhì)上是儲氫首要問題的最佳解決方案之一，可為氫能的高密度和高安全儲運提供有力支持。

合金儲氫材料

       金屬氫化物儲氫材料已被廣泛應(yīng)用，包括稀土系（如如LaNi₅）、Ti-Zr-Mn系、鈦鐵系（如TiFe）、鎂系和鈦/鋯系等儲氫合金。這些材料能有效克服高壓氣態(tài)和低溫液態(tài)兩種儲氫方式的不足，擁有大的體積儲氫密度、易操作、運輸方便、低成本、高安全性等特點，特別適用于體積要求嚴(yán)格苛刻的氫氣應(yīng)用場所。

      目前，稀土系儲氫材料的生產(chǎn)工藝最為成熟，產(chǎn)業(yè)規(guī)模也最大，因此是實現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)手段之一。

       固態(tài)儲氫整體雖然處于研發(fā)示范的早期階段，但在近年已有大巴車、卡車、冷藏車、備用電源等實現(xiàn)以固態(tài)儲氫為能源供應(yīng)，2022年，固態(tài)儲氫項目已超過兩位數(shù)。