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全球能源轉型浪潮下
塑料革新驅動可再生能源變革
在全球能源結構向低碳化轉變，能源消費結構不斷優化的背景下，可再生能源的需求正持續增長。新能源產業的快速發展對材料性能提出更高的要求。高性能高分子材料、熱塑性複合材料的輕量化、耐候性、可設計性及成本優勢，使其成為光伏、海洋和風能、氫能等領域的核心支撐。
文章來源：雅式橡塑網（www.AdsaleCPRJ.com）
國際能源署（IEA）最新報告顯示，2024年至2030年間，全球新增超過5,500 GW的可再生能源產能，其中太陽能光伏佔比達80%，增長主要來自多個大型太陽能和屋頂太陽能專案的建設。
全球諮詢機構TrendForce預測，2025年全球光伏新增裝機將達596 GW，同比增長6.0%。隨著全球光伏裝機量持續增長，太陽能電池板部件的需求也在激增。在封裝膠膜、背板、面板、結構件和其他部件中，塑料憑藉其輕量化、低碳化、低成本等優勢，在光伏系統的發展擔當重要的角色。尤其是複合材料具有強度高、耐腐蝕、耐候性能強、能源效率高等優勢，正成為傳統金屬材料的替代材料。
輕量化與低碳化
在追求可持續發展的當下，減重、降碳已成眾多行業轉型升級的關鍵。從交通到能源領域，既是環保剛需，更是提升經濟效益與資源利用效率的關鍵。
巴斯夫（BASF）創新光伏邊框整合解決方案將聚氨酯材料邊框與水性塗料相結合，同時配合工程塑料角碼，為光伏應用提供更耐腐蝕、絕緣性能更強且更輕質的解決方案，適應在“海、漠、房”等更多光伏行業終端應用。該方案較傳統鋁制邊框，能夠減重30%，碳足跡顯著降低85%。
耐候性與低成本
光伏膠膜是封裝的關鍵輔材，主要發揮保護電池片的作用。由於光伏元件工作環境都處於露天環境，因此，光伏封裝膠膜在多種環境下，需具備良好的耐侵蝕性、耐熱性、耐氧化性、耐紫外線老化性等特點。在追求高性能的同時，降本也成為光伏膠膜行業重要發展方向。
萬華化學2024年投產的WANSUPER®聚烯烴彈性體（POE）可應用於光伏的封裝膠膜，透光率＞91%，耐候性提升20%，適配雙玻組件需求，並且降低封裝成本15%。
用於太陽能跟蹤器軸承的Delrin®材料專為光伏應用設計，能長期耐受戶外環境，具備優異的抗衝擊強度、抗紫外線性能和熱穩定性，適合用於光伏跟蹤系統，確保電池板全天高效跟蹤太陽。
布魯克納（Brückner）的拉伸薄膜生產線採用了先進的拉伸技術，如線性電機同步拉伸（LISIM）技術等，能夠生產出厚度極薄的薄膜，厚度可達2.5微米甚至更薄。
能源效率提高
通過技術創新提升光伏系統效能已成為實現"雙碳"目標的重要途徑。除了元件優化、系統集成外，材料革新也成為光伏產業突破效率界限的因素之一。
巴斯夫（BASF）創新阻燃材料組合（Ultramid® PA聚醯胺，Ultradur® PBT聚對苯二甲酸丁二醇酯及Elastollan® TPU熱塑性聚氨酯等）助力協同光伏板的發電效率最大化，保證設備的安全性和可靠性。
沙特基礎工業（SABIC）適用於光伏封裝材料的FORTIFY™ PV POE，體積電阻率比EVA更高，使用時間越長、模組功率越高，能夠保持低漏電流水平，確保光伏發電系統運作持續穩定，滿足不斷增長的能源需求。
在全球對可再生能源需求不斷增長的背景下，海上風電市場展現出強勁發展勢頭。根據全球風能理事會（GWEC）預測，2024年至2026年全球海上風電新增裝機量分別為18 GW、23 GW和29 GW。
隨著海上風電向深遠海發展，對葉片長度的需求將持續增加，開發大型化、輕量化和低成本的風電葉片是未來趨勢。複合材料因其輕質高強度、可設計性及低成本等優勢，成為風電行業不可替代的主體材料。
目前，複合材料在整個風電葉片中的重量一般佔到90%以上，其中承力結構由玻璃纖維或碳纖維複合材料組成，具有高強度、低密度的特點，能夠有效減輕葉片重量，提高葉片的捕捉風能效率和運行穩定性。
中國巨石股份有限公司自主研發的E8、E9系列高性能玻璃纖維複合材料製造的大型風力發電機組葉片，重量減輕約30%，發電效率提高約10%。
另一方面，由於海上風電設備長期暴露於海洋等特殊環境中，一些基礎結構部件易受電化學腐蝕、應力腐蝕開裂等影響。先進的高性能高分子材料有助於耐腐蝕，提高海上風電輸電系統的整體壽命。
恩欣格（Ensinger）在風電葉片碳纖維複合材料市場中佔據重要地位，其產品廣泛應用於風電葉片的製造，有助於提高葉片的強度和耐久性。
隨著氫能技術的快速發展，耐化學性能優異的聚合物材料在氫能領域的重要性日益明顯。這些材料廣泛應用於質子交換膜、儲氫瓶、電解水制氫設備等多個關鍵環節。
據《國際氫能技術與產業發展研究報告2023》預測，2050年全球氫能需求增長至現今需求的10倍，整個產業鏈的生產值超過2.5萬億美元。氫能的發展對聚合物材料的應用展現出廣闊的發展前景。
作為氫燃料電池中核心元件之一，質子交換膜（PEM）需要具備高質子傳導率、低氣體滲透率和優異的耐化學穩定性。
科慕（Chemours）憑藉深厚技術積累，其生產的Nafion系列全氟磺酸膜，長期在質子交換膜市場佔據領先地位。日本旭化成（Asahi Kasei Corporation）的Aciplex膜是一種全氟磺酸質子交換膜，全氟磺酸具有優異的化學穩定性和機械強度，能夠在強酸、強鹼等惡劣化學環境中穩定工作，不易發生化學降解。
儲氫瓶方面，IV型瓶瓶體全部為樹脂，易於成型。主要內膽材料為PA內襯加CF複合材料纏繞，阿科瑪（Arkema）生物基PA11應用於高壓儲氫氣瓶內膽上，具有優良氫氣阻隔性、抗高壓氫氣起泡、耐高低溫、環保、加工性優異等特性。
隨著可再生能源的蓬勃發展，高性能高分子材料與複合材料在光伏、風能、氫能等領域發揮著核心支撐作用。材料創新不僅推動新能源產業升級，更是助力全球能源結構向低碳化、可持續化方向邁進。
