新能源材料有哪些?
新能源材料有裂变反应堆材料、聚变堆材料、超导材料、储氢材料、纳米材料等。
新能源新材料是在环保理念推出之后引发的对不可再生资源节约利用的一种新的科技理念,新能源新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料,具有比传统材料更为优异的性能。新能源材料有裂变反应堆材料、聚变堆材料、超导材料、储氢材料、纳米材料等。
裂变反应堆材料和聚变堆材料:
裂变反应堆材料:如铀、钚等核燃料、反应堆结构材料、慢化剂、冷却剂及控制棒材料等。聚变堆材料:包括热核聚变燃料、第一壁材料、氚增值剂、结构材料等。
超导材料:
有些材料当温度下降至某一临界温度时,其电阻完全消失,这种现象称为超导电性,具有这种现象的材料称为超导材料。超导体的另外一个特征是:当电阻消失时,磁感应线将不能通过超导体,这种现象称为抗磁性。
储氢材料:
目前的储氢材料多为金属化合物。如LaNi5H、Ti1.2Mn1.6H3等。氢是无污染、高效的理想能源,氢的利用关键是氢的储存与运输。
氢对一般材料会产生腐蚀,造成氢脆及其渗漏,在运输中也易爆炸。储氢材料的储氢方式是能与氢结合形成氢化物,当需要时加热放氢,放完后又可以继续充氢的材料。
纳米材料:
纳米材料是纳米科技领域中最富活力、研究内涵十分丰富的科学分支。用纳米来命名材料是20世纪80年代,纳米材料是指由纳米颗粒构成的固体材料,其中纳米颗粒的尺寸最多不超过100纳米。
纳米材料的制备与合成技术是当前主要的研究方向,虽然在样品的合成上取得了一些进展,但至今仍不能制备出大量的块状样品,因此研究纳米材料的制备对其应用起着至关重要的作用。
以上参考:百度百科——新能源材料
新能源材料主要有:超导材料、太阳能电池材料、储氢材料、固体氧化物电池材料智能材料、磁性材料、纳米材料。
新能源新材料新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料。
波能:
即海洋波浪能。这是一种取之不尽,用之不竭的无污染可再生能源。
煤层气:煤在形成过程中由于温度及压力增加,在产生变质作用的同时也释放出可燃性气体。
可燃冰:这是一种甲烷与水结合在一起的固体化合物,它的外型与冰相似,故称“可燃冰”。
新能源定义
1980年联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议”对新能源的定义为:以新技术和新材料为基础,使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用,用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源,重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能。
新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源,包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能,以及海洋表面与深层之间的热循环等;此外,还有氢能、沼气、酒精、甲醇等,而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能 等能源,称为常规能源。
新能源汽车的电池是汽车的核心。但是电池材料是什么呢?
1.阴极材料介绍
三元锂电池分布在我们生活的每一个角落。除了汽车,还有手机和电脑。没有锂电池,人类的生活会受到很大的影响。正极材料是目前锂离子电池中锂离子的主要储存场所,其性能直接影响锂离子电池的性能。新能源汽车的续航里程很大程度上与阴极材料有关。
2.常见阴极材料的比较
正极材料主要分为四类:三元、磷酸亚铁锂、钴酸锂和锰酸锂。这四种阴极材料各有特点,可以对新能源汽车产生很大的影响。三元材料是几种多元金属材料的复合氧化物。并且可以充分发挥金属的优势,而且电池容量相对较高,所以在乘用车上应用广泛。目前市场上的新能源汽车多采用三元锂电池。
磷酸亚铁锂原料含量低,具有良好的可回收性和安全性。缺点是容量低,所以主要用于动力电池中的公交车和物流车。锰酸锂资源丰富,价格便宜。循环不良,高温时衰减严重,所以在动力电池中少量使用。钴酸锂能量密度高,但价格高,不环保。目前主要用于3C电子产品。
根据新能源资料查询得到,新能源新材料板块积极抢占光伏,硅材料,碳材料行业制高点。
新能源(NE):又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。
新能源新材料特点:性能超群的一些材料,具有比传统材料更为优异的性能。
一般有:
超导材料、太阳能电池材料、储氢材料、固体氧化物电池材料智能材料、磁性材料、纳米材料。
未来的几种新能源新材料
波能:即海洋波浪能。这是一种取之不尽,用之不竭的无污染可再生能源。据推测,地球上海洋波浪蕴藏的电能高达9×104TW。近年来,在各国的新能源开发计划中,波能的利用已占有一席之地。尽管波能发电成本较高,需要进一步完善,但目前的进展已表明了这种新能源潜在的商业价值。日本的一座海洋波能发电厂已运行8年,电厂的发电成本虽高于其它发电方式,但对于边远岛屿来说,可节省电力传输等投资费用。目前,美、英、印度等国家已建成几十座波能发电站,且均运行良好。
可燃冰:这是一种甲烷与水结合在一起的固体化合物,它的外型与冰相似,故称“可燃冰”。可燃冰在低温高压下呈稳定状态,冰融化所释放的可燃气体相当于原来固体化合物体积的100倍。据测算,可燃冰的蕴藏量比地球上的煤、石油和天然气的总和还多。
煤层气:煤在形成过程中由于温度及压力增加,在产生变质作用的同时也释放出可燃性气体。从泥炭到褐煤,每吨煤产生68m3气;从泥炭到肥煤,每吨煤产生130m3气;从泥炭到无烟煤每吨煤产生400m3气。科学家估计,地球上煤层气可达2000Tm3。
微生物发酵:世界上有不少国家盛产甘蔗、甜菜、木薯等,利用微生物发酵,可制成酒精,酒精具有燃烧完全、效率高、无污染等特点,用其稀释汽油可得到“乙醇汽油”,而且制作酒精的原料丰富,成本低廉。据报道,巴西已改装“乙醇汽油”或酒精为燃料的汽车达几十万辆,减轻了大气污染。此外,利用微生物可制取氢气,以开辟能源的新途径。
第四代核能源:当今,世界科学家已研制出利用正反物质的核聚变,来制造出无任何污染的新型核能源。正反物质的原子在相遇的瞬间,灰飞烟灭,此时,会产生高当量的冲击波以及光辐射能。这种强大的光辐射能可转化为热能,如果能够控制正反物质的核反应强度,来作为人类的新型能源,那将是人类能源史上的一场伟大的能源革命。
新能源技术是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五个技术领域之一,新能源材料与器件是实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术的关键。新能源材料与器件本科专业是适应我国新能源、新材料、新能源汽车、节能环保、高端装备制造等国家战略性新兴产业发展需要而设立的,是由材料、物理、化学、电子、机械等多学科交叉,以能量转换与存储材料及其器件设计、制备工程技术为培养特色的战略性新兴专业。
2、新能源材料与器件专业主要课程
新能源材料与器件概论、近代物理概论(量子物理、统计物理)、固体物理、半导体物理与器件、应用电化学、薄膜物理与技术、材料科学与工程基础、无机材料物理化学、材料物理性能、材料研究方法与现代测试技术、新能源材料设计与制备、新能源转换与控制技术、储能材料与技术、半导体硅材料基础、硅材料检测技术、化学电源设计、化学电源工艺学、半导体照明原理与技术、薄膜技术与材料、太阳能电池原理与工艺太阳能发电技术与系统设计、应用光伏学、电池组件生产工艺、光伏逆变器原理与应用等。
3、新能源材料与器件专业培养目标
培养目标
本专业培养适应国家战略性新兴产业需要,德智体美综合素质全面发展,具备坚实的材料、物理、化学、电子、机械等学科基础,系统掌握新能源材料、新能源器件设计与制造工艺、测试技术与质量评价、新能源系统与工程等方面的专业基本理论与基本技能的复合型人才。
培养要求
1、具有较扎实的数学、物理、化学、机械、电子等学科基础知识;较好的人文社会科学基础和管理科学基础知识;
2、较系统地握新能源材料、器件设计与制造的基础知识、基本理论,具有研究和开发新材料、新工艺的初步能力;
3、掌握新能源材料、新能源器件设计与制备、加工与改性、性能检测和产品质量控制的基本知识,具有正确选择和设计新能源材料与新能源器件加工工艺、新能源系统与工程的初步能力;
4、获得较好的工程实践训练。具有本专业必须的制图、设计、计算、测试、调研、文献查阅、实验和基本工艺操作等基本技能,具有综合分析和解决工程实际问题的基本能力;
5、能比较熟练地阅读本专业的外文资料,具有听、说、读、写的初步能力,达到国家、学校规定的英语水平考试;
6、具有本专业必需的计算机应用基本知识和技能;
7、具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质,勇于进行新材料、新工艺、新技术的探索、开发和应用;
8、掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有初步的科学研究和实际工作能力;
9、达到国家规定的体育和军事训练合格标准。
4、新能源材料与器件专业就业方向与就业前景
毕业生可在化学能源、太阳能及储能材料等新能源材料领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺设计等方面工作,也可以在通讯、汽车、医疗领域从事新能源材料和器件的开发、生产和管理的工作,还可继续攻读新能源材料及相关学科高层次专业学位。
二、新能源材料与器件专业大学排名
1. 电子科技大学 A++
2.华南师范大学A+
3.长春理工大学A+
4. 安徽大学 A
5.中南大学A
6. 华北电力大学 (保定)A
7. 合肥工业大学 A
8.华东理工大学A
能源材料与器件就业前景是很好的。
新能源材料与器件专业可以在新能源、新材料、光伏发电、储能器件、电动汽车、光电照明显示、高端装备制造等企业事业单位的技术和行政管理部门从事应用研究、产品研发、工艺与器件设计、生产技术和管理岗位工作,或在相关科研院所、高校从事科研和教学工作。
新能源技术是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五个技术领域之一,新能源材料与器件是实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术的关键。
新能源材料与器件本科专业是适应我国新能源、新材料、新能源汽车、节能环保、高端装备制造等国家战略性新兴产业发展需要而设立的,是由材料、物理、化学、电子、机械等多学科交叉,以能量转换与存储材料及其器件设计、制备工程技术为培养特色的战略性新兴专业。
在国家战略大力支持的背景下,新能源材料与器件专业毕业生的发展前景十分广阔。
近几年,包括恒力石化、东方盛虹等龙头企业在内的民营大炼化企业,开始由石油炼化、轻烃裂解等领域转向下游新能源新材料方向发展。民营大炼化企业大多起家于化纤行业,搭乘当年政策之东风,以进军上游对二甲苯(PX)领域为契机,打造上下游一体化全产业链新格局。如今,它们当中的领军企业,又开始“顺流而下”,积极布局新能源新材料项目,掀起新一轮转型潮。
新一轮转型风潮 悄然兴起
回溯民营大炼化企业的发展史,有一个非常重要的节点,就是2014年8月8日。这一天,国务院发布《关于近期支持东北振兴若干重大政策举措的意见》。《意见》提出,地方和企业要做好恒力炼化一体化项目前期工作并力争尽早开工。这是我国民营企业在重大炼化项目上的首次突破,具有重要的 历史 意义。2015年12月9日,恒力石化炼化一体化项目举行开工仪式,成为我国第一家进入石油炼化领域的民营企业。
自此之后,很多来自化纤行业的民营企业,开始向上游炼化领域转型,他们当中的佼佼者更是打通炼化一体化产业链,实现了规模和利润的飞跃。目前,民营大炼化板块已形成以恒力石化、荣盛石化、恒逸石化、东方盛虹、桐昆股份等龙头企业为代表的强势格局。数据显示,这些龙头企业具有强大的盈利能力。即使在 历史 极端周期底部(2020年前三季度),这几家龙头企业仍然合计获取约204亿元利润。
此外,下游纺织企业向上游拓展的这轮转型,是当时政策引导下的大势所趋。“国家对民营炼化项目的支持力度逐步加大,民营炼油企业频频获得政策红利,得以解开上游各类原料供给约束。”恒力石化相关负责人表示。而从2015年开始,油气改革深入推进,原油进口“双权”逐步放开,解决了炼化项目原材料的问题,也为民营企业大炼化提供了广阔的发展空间。
而与上一轮有关键时间节点和项目节点的转型不同,如今的民营大炼化,悄然兴起新一轮转型风潮。
盛虹集团作为民营炼化企业的龙头之一,拥有国内单流程规模最大的年产1600万吨炼化一体化项目。该项目是国家石化产业规划布局重点推进的项目。盛虹集团采用国际领先工艺技术,使紧缺型化工产品结构占比从50%左右提高到70%以上,为后续“延链”发展新能源新材料等战略性新兴产业提供原料保障。
除了民营大炼化企业正在积极酝酿转型,轻烃一体化龙头卫星石化也开始布局新能源新材料一体化项目。2021年3月20日,浙江卫星石化股份有限公司和法国液化空气集团合作建设的年产175万吨新材料新能源一体化项目举行签约仪式。该项目计划总投资115亿元,计划在2024年6月前投产运营。
恒力集团炼化一体化项目建设现场。 (企业供图)
民营大炼化转型 势在必行
“‘双碳’目标落地,将加速我国能源结构低碳化发展,对能化行业发展方式将产生重大影响,推动企业由传统的能源消耗型向绿色新能源、高端新材料领域转型。”盛虹集团相关负责人谈到。在此形势下,民营大炼化企业向下游新能源新材料方向发展,是适应国家政策的最佳选择。
民营大炼化企业向下游新能源新材料领域转型,具有得天独厚的优势。首先,其产业链一体化优势明显。据中国石油规划总院炼化所副所长宋艳萍介绍,荣盛石化、恒逸石化、桐昆股份等民营大炼化企业,大多数是以聚酯为“起点”,从下游向上游拓展。这些企业通常已具备“纺丝—聚酯—精对苯二甲酸—芳烃—炼化”完整产业链。
中国石化北京化工研究院副院长马鸣表示,深度炼化一体化是民营大炼化向下游新能源新材料方向转型的最大优势。这种深度炼化一体化使炼化企业向“少油多化”方向转型更具优势,能够实现工艺、能量等方面的相互匹配。此外,深度炼化一体化企业弹性大、韧性好,产品具有多样性、可灵活操作也是向下游新能源、新材料方向转型的优势之一。民营炼化企业应将深度炼化一体化作为自己发展的目标和转型的方向,实现企业进一步发展。
其次,得益于产业规模和技术优势,民营大炼化企业在能耗能效等方面具有出色表现,这将使其更容易成为行业中的能效领跑者及绿色标杆企业。盛虹集团相关负责人介绍,目前盛虹集团已经启动了部分碳捕获、利用与封存(CCUS)项目研究, 探索 碳减排前沿技术和长期实现零碳生产的技术路径。2021年9月,盛虹集团与冰岛碳循环国际公司达成合作,建设全球首条二氧化碳制新能源材料产业链项目。该项目可将工业尾气中的二氧化碳进行回收,生产出光伏面板的核心组件材料光伏级乙烯—醋酸乙烯共聚物(EVA)树脂,最终用于光伏发电。项目设计规模为15万吨/年,回收的二氧化碳相当于15套大型石化装置1年的排放量。
最后,大炼化企业在人才、资金等方面也具有相当的优势。尤其在人才方面,马鸣认为,无论是民营炼化企业还是国营炼化企业,在资金方面相对充沛,因此人才的重要性得到进一步凸显。民营大炼化企业可以重点引进一些高端人才,更高效地帮助企业实现转型和发展。
新能源新材料发展 “危”“机”并存
从资本市场的角度来看,随着产品结构向下游高附加值方向深度转型,民营大炼化企业的估值也将得到显著提升。
国金证券研报显示,当前民营大炼化板块主营业务仍集中于原油—对二甲苯—精对苯二甲酸—化纤长丝及大宗化工品产业链,其静态市盈率倍数基本为6~13倍。而伴随民营大炼化企业持续向下游产业链深加工项目布局,终端产品有望逐步从大宗化工品转为用于半导体、光伏、新能源等产业新材料。而新能源及光伏产业链相关行业及公司静态市盈率平均水平超过30倍,光学膜及离型膜平均市盈率超过20倍,锂电隔膜(湿法)行业受益于锂电池下游行业持续高增长,行业静态市盈率维持在90倍水平,市盈率倍数均显著高于民营炼化板块市盈率倍数。
从市场需求的角度来看,高端化工新材料的需求正在持续增长。根据平安研究发布的行业报告,2022年化工新材料将迎来投资机遇,民营大炼化将继续保持行业领先地位。该份报告指出,在“双碳”背景下,新材料将成为驱动民营炼化企业成长的主要动力。预计乙烷裂解凭借其成本优势将长期保持高盈利能力,有利于产业龙头布局下游的氢能源和化工新材料业务。新材料方面,大力发展化工新材料和高端精细化学品,将是“十四五”期间的两大重点任务,目前该领域受到政策大力支持和资本的助力,有望加速发展。
此外,近期刚刚生效的《区域全面经济伙伴关系协定》(RCEP)以及“一带一路”的潜在增量市场等,也将带动高端新材料产业的发展。可以说,民营大炼化企业正面向新能源新材料的一片广阔蓝海。
需求体量的提升、贸易壁垒的降低,除了带来巨大的想象空间,也带来了切实的竞争升级。恒力负责人谈到,在转型过程中,民营大炼化企业面临着产品同质化严重、高端化短缺的结构不平衡问题。“这些虽然是挑战,但同样也是机遇,民营炼化企业可以通过新技术、新工艺的突破,在下游产品差异化、高端化、精细化、高附加值化等方面下功夫,寻求新的发展高地。”该负责人对未来的竞争报以积极应对态度。
宋艳萍也关注到竞争的问题。“外资正全面进入中国,布局发展新材料,行业竞争越来越激烈。”宋艳萍表示,外资企业将产品生产基地迁入中国后,可以消除高额的关税影响、规避外汇风险,以及节省运费支出,提高了外资企业产品的竞争力。同时,外企可以运用其研发能力与技术优势,贴合下游市场的需求开展更有针对性的研发与生产。随着RCEP协议正式生效,加上我国正积极考虑加入《全面与进步跨太平洋伙伴关系协定》(CPTPP),这种来自外企的竞争将更加激烈,国内企业将承受更大的压力。
“新能源新材料是世界化工强国和跨国公司竞争的战略高地之一。我国新能源新材料市场庞大,但相关方面一大批前沿技术有待突破,‘卡脖子’问题依然严峻,需要企业具备进行灵活调整产业需求、快速反应的研发和生产能力。”盛虹集团相关负责人表示,当前技术在大国博弈中的重要性越发凸显,西方国家对我国高新技术长期封锁压制不会改变,我国对这些新材料高端技术的引进难度也比较大。这将会制约民营大炼化企业在新能源、新材料领域的进一步发展。
链接:
2021年9月14日,恒力(长三角)国际新材料产业基地项目在苏州市吴江区开工。项目总投资200亿元,主要建设年产100万吨高端功能性聚酯薄膜、工程塑料项目以及研发、仓储、营销中心,全面运营后可实现销售收入500亿元。
2021年12月21日,浙江荣盛控股集团与舟山市政府签约金塘新材料园区项目。根据合作协议,该项目投资总额约500亿元,将利用舟山绿色石化基地年产4000万吨的炼化能力,主要投资建设7条化工产业链项目以及配套工程,预计总产品量达到450万吨。
2021年12月28日,由桐昆集团股份有限公司与福建福化古雷石油化工有限公司共同出资成立的福建恒海新材料有限公司举行成立揭牌仪式。该公司计划在古雷投资年产240万吨新型智能化功能性纤维及20万吨涤纶低弹丝差别化纤维项目,总投资超百亿元。
2022年1月26日,恒力石化公告称其下属公司恒力石化(大连)新材料 科技 有限公司拟投资约240亿元建设年产160万吨高性能树脂及新材料项目、年产260万吨高性能聚酯工程,向精细化工新材料下游再扩张。
近期,东方盛虹对斯尔邦100%股权的收购也引发了市场的高度关注。这一收购标志着东方盛虹正式进军化工新材料领域。斯尔邦是国内最大的光伏级EVA树脂生产企业。作为承载盛虹集团战略转型的一个重要平台,斯尔邦正在推进新能源新材料产业布局。此笔交易完成后,东方盛虹正式进军化工新材料领域,形成“炼化+聚酯+新材料”的产业矩阵。
新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料,具有比传统材料更为优异的性能。新材料技术则是按照人的意志,通过物理研究、 材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程,创造出能满足各种需要的新型材料的技术。