乘風“雙碳”，材料拓新

余子清

傳統(tǒng)制造業(yè)必然走向綠色可持續(xù)發(fā)展，材料是制造業(yè)底盤，是綠色轉(zhuǎn)型的底層裝備?！半p碳”目標背景下，“十四五”期間新技術與新材料的研發(fā)應用是關鍵。面對資源、環(huán)境和人口的巨大壓力，技術迭代、節(jié)約資源以及回收循環(huán)再利用等，是新材料產(chǎn)業(yè)滿足經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。

以科技落實“雙碳”目標

目前，與節(jié)能、減排、綠色相關的新材料領域包括綠色建筑材料、生物材料、先進化工材料、新能源材料、耐熱材料等。中國工程院院士蹇錫高指出，“材料是一切科技的載體，在碳達峰、碳中和的過程中，一方面生物基材料、可循環(huán)利用材料將起到重要的作用，另一方面在航空航天、軌道交通、船舶、汽車等領域以塑代鋼的高分子材料，也將對節(jié)能減排發(fā)揮關鍵作用?！?/p>

對“雙碳”目標實現(xiàn)具有積極驅(qū)動意義的行業(yè)都已步入快速發(fā)展時期，“雙碳”目標下，新材料產(chǎn)業(yè)的諸多細分賽道有了更多明晰的發(fā)展目標。

新基建的持續(xù)推進帶來節(jié)能、高效、輕量等材料應用新需求，為非晶、納米晶和磁性粉末材料的應用打開空間。新能源材料是新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎，儲能是新能源領域的重要環(huán)節(jié)，其中電池儲能如鉛酸電池儲能、鎳氫電池儲能、鋰離子電池儲能等技術與產(chǎn)品備受關注，這些電池均是我國化工新材料的重要應用體現(xiàn)。光伏方面，硅片、膠膜、背板等關鍵材料需求空間較大，雙玻晶硅組件、透明背板等新技術迭代帶來新材料需求；風電方面，關鍵材料的自主可控加速，葉片大型化對材料性能要求的提升引發(fā)迭代需求。

“雙碳”目標下，能源和工業(yè)兩大主要碳排放領域?qū)π虏牧嫌辛烁嘈枨?，新能源、裝備制造等產(chǎn)業(yè)將大量應用碳纖維，并且，民用客機、無人機、高鐵、地鐵等重要交通運輸裝備更多采用碳纖維復合材料的產(chǎn)品，漸行漸近的低成本技術革命將極大提升交通運輸領域?qū)μ祭w維的需求。中國化學纖維工業(yè)協(xié)會會長陳新偉指出，“我國碳纖維行業(yè)已逐漸步入良性發(fā)展階段，風電、光伏、氫能、交通等產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，對碳纖維需求旺盛?！?/p>

在基礎性材料方面，一些時新的復合材料大放異彩，比如可在眾多場景中替代鋼材、水泥、塑料、木材等基礎性材料的竹纏繞復合材料產(chǎn)品節(jié)能減碳及固碳效果突出，且原料可再生，加工過程也可做到節(jié)能減碳、可生物降解，使用成本更低。

風口之下的平衡與發(fā)展

碳中和產(chǎn)業(yè)鏈涉及“前端加強能源結(jié)構(gòu)調(diào)整-中端提升節(jié)能減排水平-后端增強資源循環(huán)利用”多個環(huán)節(jié)，新材料作為高新技術的基礎和先導，材料科技的綠色創(chuàng)新對“雙碳”目標的實現(xiàn)有重要的推動作用。早前發(fā)改委、財政部和工信部就曾發(fā)布《關鍵材料升級換代工程實施方案》，在新材料發(fā)展規(guī)劃中針對節(jié)約能耗和綠色發(fā)展提出明確的目標和方向，近年來相關政策、規(guī)劃不斷對此進行強調(diào)與指導。去年10月國務院印發(fā)的《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》明確提出，制定科技支撐碳達峰、碳中和行動方案，編制碳中和技術發(fā)展路線圖，采用“揭榜掛帥”機制，開展低碳零碳負碳和儲能新材料、新技術、新裝備攻關。

原料多元化趨勢下，低碳新材料是長期發(fā)展方向。當下，高性能、低成本及綠色化的各類新材料應用發(fā)展趨勢明顯，是各行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標的重要基礎，產(chǎn)業(yè)鏈中的各方逐漸將低碳環(huán)保列為其材料采購的關鍵指標之一，越來越多的品牌提出了自己的“零碳”目標。新標準和新材料認證的出臺逐漸倒逼多個行業(yè)進行轉(zhuǎn)型，以環(huán)保和低碳的新材料取代高排放、高能耗的舊材料。比如在家電和家居行業(yè)，綠色低碳成為新的增長點，并成為最能體現(xiàn)出產(chǎn)品差異化的地方。

諸多國家和地區(qū)高度重視新材料與資源、環(huán)境和能源的協(xié)調(diào)發(fā)展，將新材料的發(fā)展與綠色發(fā)展、低碳經(jīng)濟結(jié)合。在此背景下，美國在新能源材料、輕合金、氫燃料電池、生物材料、節(jié)能材料等新材料領域進行規(guī)劃和布局，歐盟將催化劑、光學材料、光電材料、生物醫(yī)學材料等列為10大重點領域，英國致力從新能源材料的研發(fā)和應用上滿足低碳產(chǎn)業(yè)化的需求。

減碳能力是未來產(chǎn)品品質(zhì)的基礎指標，在需要更快研發(fā)速度、挑戰(zhàn)更高難度，同時帶來更多可能性的時間窗口期里，材料領域的企業(yè)應在哪些領域布局、突破？進行哪些方面的技術與產(chǎn)品儲備？新材料產(chǎn)業(yè)普遍面臨的新產(chǎn)品應用推廣難問題在“雙碳”背景帶來的機遇大潮里同樣存在，企業(yè)仍將考慮研發(fā)投入周期和商業(yè)收益之間的時間差與平衡的問題。有業(yè)界人士建議可由相關部門統(tǒng)籌協(xié)調(diào)部分產(chǎn)業(yè)領域的融合發(fā)展，聚焦“雙碳”目標的實現(xiàn)與硬指標，重點培育一批新材料領域的專精特新“小巨人”企業(yè)和單項冠軍企業(yè)，破解產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)瓶頸。

需要警惕的是，新材料產(chǎn)業(yè)曾多次出現(xiàn)“一哄而上-產(chǎn)能過剩-一地雞毛”的魔咒現(xiàn)象，光伏材料、稀土永磁材料、碳纖維、LED襯底材料、PLA材料等均有此經(jīng)歷，業(yè)界擔憂“雙碳”目標為新材料產(chǎn)業(yè)帶來歷史性投資機遇后不良競爭態(tài)勢再起。比如可降解塑料行業(yè)一時火熱，其生產(chǎn)過程中二氧化碳的排放量明顯低于石油生產(chǎn)的過程，是業(yè)界所公認的減碳重要生產(chǎn)方式。在“雙碳”趨勢下，已經(jīng)有越來越多的新玩家跨界加入到可降解塑料行業(yè)中，項目“扎堆”上馬可能帶來巨大的過剩風險。