乘風(fēng)“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。“雙碳”目標(biāo)背景下，“十四五”期間新技術(shù)與新材料的研發(fā)應(yīng)用是關(guān)鍵。面對(duì)資源、環(huán)境和人口的巨大壓力，技術(shù)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(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。

以科技落實(shí)“雙碳”目標(biāo)

目前，與節(jié)能、減排、綠色相關(guān)的新材料領(lǐng)域包括綠色建筑材料、生物材料、先進(jìn)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(dá)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(lǐng)域以塑代鋼的高分子材料，也將對(duì)節(jié)能減排發(fā)揮關(guān)鍵作用。”

對(duì)“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)具有積極驅(qū)動(dòng)意義的行業(yè)都已步入快速發(fā)展時(shí)期，“雙碳”目標(biāo)下，新材料產(chǎn)業(yè)的諸多細(xì)分賽道有了更多明晰的發(fā)展目標(biāo)。

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

“雙碳”目標(biāo)下，能源和工業(yè)兩大主要碳排放領(lǐng)域?qū)π虏牧嫌辛烁嘈枨螅履茉础⒀b備制造等產(chǎn)業(yè)將大量應(yīng)用碳纖維，并且，民用客機(jī)、無人機(jī)、高鐵、地鐵等重要交通運(yùn)輸裝備更多采用碳纖維復(fù)合材料的產(chǎn)品，漸行漸近的低成本技術(shù)革命將極大提升交通運(yùn)輸領(lǐng)域?qū)μ祭w維的需求。中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)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(fēng)電、光伏、氫能、交通等產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，對(duì)碳纖維需求旺盛。”

在基礎(chǔ)性材料方面，一些時(shí)新的復(fù)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(chǔ)性材料的竹纏繞復(fù)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(fēng)口之下的平衡與發(fā)展

碳中和產(chǎn)業(yè)鏈涉及“前端加強(qiáng)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整-中端提升節(jié)能減排水平-后端增強(qiáng)資源循環(huán)利用”多個(gè)環(huán)節(jié)，新材料作為高新技術(shù)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)，材料科技的綠色創(chuàng)新對(duì)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有重要的推動(dòng)作用。早前發(fā)改委、財(cái)政部和工信部就曾發(fā)布《關(guān)鍵材料升級(jí)換代工程實(shí)施方案》，在新材料發(fā)展規(guī)劃中針對(duì)節(jié)約能耗和綠色發(fā)展提出明確的目標(biāo)和方向，近年來相關(guān)政策、規(guī)劃不斷對(duì)此進(jìn)行強(qiáng)調(diào)與指導(dǎo)。去年10月國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》明確提出，制定科技支撐碳達(dá)峰、碳中和行動(dòng)方案，編制碳中和技術(shù)發(fā)展路線圖，采用“揭榜掛帥”機(jī)制，開展低碳零碳負(fù)碳和儲(chǔ)能新材料、新技術(shù)、新裝備攻關(guān)。

原料多元化趨勢下，低碳新材料是長期發(fā)展方向。當(dāng)下，高性能、低成本及綠色化的各類新材料應(yīng)用發(fā)展趨勢明顯，是各行業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要基礎(chǔ)，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(guān)鍵指標(biāo)之一，越來越多的品牌提出了自己的“零碳”目標(biāo)。新標(biāo)準(zhǔn)和新材料認(rèn)證的出臺(tái)逐漸倒逼多個(gè)行業(yè)進(jìn)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(diǎn)，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(jì)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(lǐng)域進(jìn)行規(guī)劃和布局，歐盟將催化劑、光學(xué)材料、光電材料、生物醫(yī)學(xué)材料等列為10大重點(diǎn)領(lǐng)域，英國致力從新能源材料的研發(fā)和應(yīng)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(chǔ)指標(biāo)，在需要更快研發(fā)速度、挑戰(zhàn)更高難度，同時(shí)帶來更多可能性的時(shí)間窗口期里，材料領(lǐng)域的企業(yè)應(yīng)在哪些領(lǐng)域布局、突破？進(jìn)行哪些方面的技術(shù)與產(chǎn)品儲(chǔ)備？新材料產(chǎn)業(yè)普遍面臨的新產(chǎn)品應(yīng)用推廣難問題在“雙碳”背景帶來的機(jī)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(shí)間差與平衡的問題。有業(yè)界人士建議可由相關(guān)部門統(tǒng)籌協(xié)調(diào)部分產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的融合發(fā)展，聚焦“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)與硬指標(biāo)，重點(diǎn)培育一批新材料領(lǐng)域的專精特新“小巨人”企業(yè)和單項(xiàng)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(dān)憂“雙碳”目標(biāo)為新材料產(chǎn)業(yè)帶來歷史性投資機(jī)遇后不良競爭態(tài)勢再起。比如可降解塑料行業(yè)一時(shí)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(rèn)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(xiàng)目“扎堆”上馬可能帶來巨大的過剩風(fēng)險(xiǎn)。