01 光伏发电材料行业                                                                              

       光伏发电产业链从上游到下游，主要包括的产业链条包括多晶硅、硅片、电池片以及电池组件。在产业链中，从多晶硅到电池组件，生产的技术门槛越来越低，相应地，公司数量分布也越来越多。

光伏材料中可做太阳电池材料的材料有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。用于空间的有单晶硅、GaAs、InP。用于地面已批量生产的有单晶硅、多晶硅、非晶硅，其他尚处于开发阶段。

        虽然光伏发电系统的组成材料各异，但所有的组件都包括若干层从向光面到背光面的材料。光伏原材料的最上游是硅矿，从硅矿到金属硅再到多晶硅几个环节共同构成光伏产业链最上游的环节。

        

    02 光热发电材料                                                                                                

       

        光热发电凭借其自带储能的优势迎来新一波发展热潮， 光热电站保温范围广，对保温材料质量要求高。在当下主流的塔式和槽式光热项目中，保温材料主要应用于其聚光集热系统、换热系统、储热装置和汽轮发电装置四部分。目前光热发电系统中使用的保温材料主要包括陶瓷纤维制品、岩棉保温毡、硅酸铝板、硅酸镁板、气凝胶等。

       

       陶瓷纤维有望成为光热电站的首选保温材料，充分受益于光热发电行业的成长。

 

   03风力发电材料                                                                                               

       风电叶片存在大型化、轻量化趋势。大型化、轻量化发展趋势助推叶片材料升级。由于大尺寸叶片需要减重，碳纤维等重量 更轻、强度更高材料在风电叶片中的渗透率也在持续提升。

       

        风电叶片主要原料包括树脂基体材料、增强材料、夹芯材料以及结构胶等。根据《复合材料在大型风电叶片上的应用与发展》，原材料费用占风电叶片总成本的 75%，在原材料成本中占比较大的主要是基体材料、增强材料和夹芯材料。其中树脂基体材料在风电叶片原材料成本中占比 33%，夹芯材料占比 25%，增强材料占比 21%。

玻璃纤维和碳纤维是目前风电叶片主要使用的增强材料：

1.玻璃纤维是一种性能优异的新型无机非金属材料，绝缘性好，机械强度高，具有轻质，高强度，耐高温，耐腐蚀等特性，是目前使用最广泛的增强材料。

2.碳纤维是一种寺庄碳素材料，被称为材料领域的“黑色黄金”，是具有多种优异性能并拥有广泛应用前景的基础性新材料。高比强度，高比模量，低比重的性能特点使得以碳纤维为增强体的复合材料具有出色的增强，减重效果。另外耐腐蚀，耐高温，低膨胀系数，导电等良好的化学稳定性，热稳定性和电性能特点使得碳纤维可以在诸如高温，高压，高湿，高寒，高腐蚀等恶劣工况环境中使用。

   04 电化学储能及动力电池材料                                                                   

       电池产业链主要包括上游原材料、中游电芯模组厂商和下游应用领域。上游原材料分为基础原材料（包括各种金属和非金属原材料）和电池原材料（包括正极、负极、隔膜和电解液等）。中游是电芯模组厂商，使用上游材料生产不同规格、容量的锂离子电芯产品。下游应用包括动力领域、消费电子产品和储能领域等。

      正极材料

在动力电池领域，三元材料和磷酸铁锂是目前常用的正极材料，它们的物理化学结构差异，导致了电池性能差别和不同的应用领域。

       铁锂和三元材料各具优势，在不同应用场景中被广泛使用。磷酸铁锂的低成本、高安全和长寿命，使其适用于对能量密度要求较低但安全和寿命要求较高的场景，如商用车和储能领域。近年来，随着电池成组技术的提高，磷酸铁锂能量密度的不足得到改善，且成本和安全优势使其在乘用车领域的应用越来越广泛。三元材料的高比能优势，适用于需要高能量密度和客户体验的场景，如乘用车领域。根据镍含量不同，三元材料又分为低镍、中镍和高镍三个品类，随着镍含量的提升，能量密度显著提升。高镍三元主要应用于长续航的高端新能源乘用车，如特斯拉Model 3长续航版、蔚来ES6、小鹏P7等，而中镍三元主要应用于中低端新能源乘用车。

       随着新能源汽车市场驱动转型，我国动力电池装机量稳步上升，同时动力电池的发展经历了两个阶段。第一阶段（2016-2019年）实行高能量密度倾斜的政策，三元材料因高比能表现占据市场主导地位；第二阶段（2020年至今）政策退坡，磷酸铁锂电池凭借性价比优势开始逆袭，2021年7月正式反超三元材料。磷酸铁锂逆袭的原因包括三个方面：政策方面, 补贴退坡带动成本压力增大，磷酸铁锂电池以低成本获得明显的性价比优势；新国标安全要求加码，磷酸铁锂的天然安全优势愈发凸显；供给方面，新型成组技术带动磷酸铁锂能量密度提升并拉动出货量增长；需求方面则由车型需求带动磷酸铁锂电池出货量爆发式增长，比如比亚迪汉EV、铁锂版Model 3/Y以及宏光Mini EV等。

       磷酸锰铁锂是磷酸铁锂的升级方向，在短期内尚不适于作为正极材料主材。磷酸锰铁锂是磷酸铁锂和磷酸锰锂的结合物，继承了磷酸铁锂的高安全性和稳定性。虽然磷酸锰铁锂的理论容量与磷酸铁锂相同，但它相对于Li/Li+的电极电势更高，达到4.1 V，远高于磷酸铁锂的3.4 V。同时它能在有机电解液体系的稳定电化学窗口以内工作，从而使得它的能量密度可提高约10~15%，这也是相对于磷酸铁锂的最大优势。不过，磷酸锰铁锂的电导率较低，而锰元素会溶出导致充放电能力差、循环寿命差等问题，因此短期内作为正极主材还不可见。尽管磷酸铁锂的市场占比已有所回暖，但在乘用车领域，高镍三元仍是主流。目前，市场份额最大的NCM523呈现下滑趋势，低镍三元市场份额逐年被压缩。相反，高镍NCM811占比持续增加。同时，部分企业在9系高镍、NCMA甚至无钴高镍等领域进行技术升级，但它们仍属于在高镍体系内的迭代。对于NCA，由于技术壁垒较高，国内企业在市场份额上占据较小的份额。

       预计未来两年，磷酸铁锂的市场份额将继续回暖，占比预计稳定在50%~60%间，但在整个动力电池市场，特别是乘用车领域，高镍三元仍将占据重要地位。低镍三元将逐步淘汰，中镍三元市场份额将进一步减少，而高镍三元份额有望继续增长。预计未来，三元和磷酸铁锂将长时间共存。磷酸铁锂将利用其性价比和安全优势在储能、商用车和中低续航乘用车市场占据一席之地，而高镍三元则将凭借其高能量密度优势扩大在中高续航乘用车市场中的份额。在新能源车市场，高中低端乘用车对各项指标的敏感度不同，将实现分级消费。高续航版（≥600km）搭载高镍三元；中续航版（400＜x＜600km）搭载中镍三元；入门级/低续航版（≤500km）搭载磷酸铁锂。但是，由于车型定位、动力性能、快充性能和风阻系数等因素的差异，各种车型之间的动力电池选择差异还是存在的。

      05 储氢材料                                                                                                     

       氢能源是我国新能源战略当中非常关键的一部分，简单来讲，电网所及，大部分是动力电池的阵地，但是在电网覆盖不了的地方，例如江河湖海，高山戈壁，寒冷地带，未来皆是氢燃料电池的天下。

氢是地球上能量密度最高的燃料，燃烧热值为每克142千焦，是天然气和汽油的2倍多，是酒精的5倍多。氢能以其自然储量丰富、清洁无毒、发热值高和可循环性好而成为各国能源发展的重要组成部分，也成为全球应对气候变化的重要途径和能源变革的重要方向。

       氢气作为氢能的主要载体，其生产、存储、运输及应用技术及设备的开发是推动氢能产业发展的关键。然而氢气的高效存储一直受制于氢气低密度、高活性的物理化学特性限制而难以实现，因此，氢的 “储存和运输” 是氢能产业链中的瓶颈问题。

       在储氢实际应用中，安全和高密度储存是最重要的问题，其次为经济性和便利性。固态储氢具有最接近解决这些问题的特性，因此可提供重要的解决方案，原因在于：第一，它具有最高的体积储氢密度。以MgH₂为例，其体积储氢密度可达110kg·m^-3，是标准状态下氢气密度的1191倍、70MPa高压储氢的2.75倍、液氢的1.55倍。第二，它有很好的储氢安全性。储氢罐易密封，可在常温常压下储存氢气。在突发事件下，即使发生氢气泄漏，储罐也能自控式地降低氢气泄漏速度和泄漏量，从而为采取安全措施赢得宝贵时间。固态储氢本质上是储氢首要问题的最佳解决方案之一，可为氢能的高密度和高安全储运提供有力支持。

合金储氢材料

       金属氢化物储氢材料已被广泛应用，包括稀土系（如如LaNi₅）、Ti-Zr-Mn系、钛铁系（如TiFe）、镁系和钛/锆系等储氢合金。这些材料能有效克服高压气态和低温液态两种储氢方式的不足，拥有大的体积储氢密度、易操作、运输方便、低成本、高安全性等特点，特别适用于体积要求严格苛刻的氢气应用场所。

      目前，稀土系储氢材料的生产工艺最为成熟，产业规模也最大，因此是实现氢能产业化关键技术手段之一。

       固态储氢整体虽然处于研发示范的早期阶段，但在近年已有大巴车、卡车、冷藏车、备用电源等实现以固态储氢为能源供应，2022年，固态储氢项目已超过两位数。