以应用牵引发展，改变我国新能源与环境材料“大而不强”现状
进入21世纪以来，面对日益严重的资源枯竭、不断恶化的生态环境和大幅提升的人均需求等发展困境，绿色发展和可持续发展等理念已经成为人类的共识。
材料发展更加关注可持续性。资源、能源、环境对材料生产、应用、失效的承载能力，战略性元素的绿色化高效获取、利用、回收再利用及替代等受到空前重视。
因此，世界各国都积极地将新材料的发展与绿色发展紧密结合，高度重视新材料与资源、环境和能源的协调发展，大力推进与绿色发展密切相关的新能源与环境材料的开发与应用。
新能源与环境材料存在的问题
我国新能源与环境产业起步晚，与世界先进水平相比仍有较大差距。
从总体上来看，我国是新能源与环境的生产销售大国，但不是强国，总体水平落后，基础研究投入不足，原创性成果少，核心技术多数受制于国外；另外我国企业数量庞大，但具备国际竞争力的大型企业偏少，创新能力不足；工艺水平及产品种类、性能、质量与国际先进水平相比，存在着较大差距；资源、能源、环境的瓶颈约束日益显现。
主要存在如下问题：
顶层设计不够，可持续发展的新能源与环境科技、产业、应用体系依然缺失
新能源与环境材料科技与产业缺乏统筹规划、顶层设计，没有有效的跨行业协作机制，产学研用有效结合不够，新能源与环境材料与应用器件脱节，导致材料推广应用困难。
另外，科技计划缺乏延续性和系统性，工程化研究比较薄弱，科技成果转化率低；科技与经济结合依然较弱，政策支撑体系不到位。
中低端产能过剩与关键高端材料保障不足并存
由于自主创新能力不足和加工技术及装备制造水平低，新能源与环境材料产品的质量稳定性、性能一致性、可靠性等问题还比较突出，下游用户“有材不敢用，优材滥用”，导致我国新能源与环境材料产业整体处在价值链的中低端。
中低端产品和通用产品存在低价竞争、产能过剩风险，高性能、高附加值、高技术含量的产品相对较少，高端新能源与环境材料和关键新能源与环境材料保障能力不足，关键零部件、核心工艺和基础材料等相当大的比例仍然依赖进口，受到国外制约，也难以融入全球新能源与环境材料供应体系。
这也导致我国资源及能源利用效率低，资源优势不能有效转化为产业优势。
核心知识产权缺乏，产业发展受制于人
发展路径基本以跟踪仿制、改进创新、性能持续提升为主，缺乏顶层设计和原始创新，知识产权受制于人。
尽管近年来我国在新能源与环境材料领域的专利申请量快速上升，但绝大部分属于改进型专利或边缘专利，拥有核心自主知识产权的成果尤其是具有原创性的国际专利还不多，技术和产业发展在一定程度上受制于人。
资源利用能力不强，严重制约可持续发展
矿产资源是新能源与环境材料制备的基础，我国的矿产资源普遍存在利用效率较低，环境污染较重的问题。
以稀土资源为例，我国的稀土储量居世界第一，稀土产量占世界总量的90%以上，稀土功能材料产业规模居世界首位，是稀土生产的大国。
然而，由于我国在稀土的高效利用方面缺乏核心技术和自主知识产权，不仅导致稀土产品“低出高进”，还存在资源利用不平衡问题，成为我国稀土产业大而不强的重要原因。
而正极材料所需要的钴资源很高，我国是钴资源贫乏的国家，国内产量大致稳定在年产2.5万t，占世界可开采量的1.03%。
而根据最新公布的数据显示，中国的镍储量为232万t，占全球总量的3.65%，国内镍储量仅够开采10年左右，未来镍资源将处于紧张的状态。
世界锰矿资源比较丰富，但分布不均，与国外锰矿资源相比，我国锰矿床规模以中、小型为主，矿石品位也比较低，平均含锰20％～30％，开发利用条件欠佳。
材料综合性能较低，关键材料依赖进口
我国目前新能源与环境材料的综合性能和产业化制备技术与发达国家相比还存在一定的差距，尤其是新能源与环境材料产业核心装备的自动化、智能化水平较低，很大程度上影响了新能源与环境材料产品的性能及稳定性，不能满足高精尖领域应用要求，更难以达到应用器件升级换代对材料性能的新要求，在国际竞争中缺乏竞争力。
关键新能源与环境材料保障能力不足，一些高端稀新能源与环境材料仍依赖进口，核心应用器件受制于人，成为相关产业发展的瓶颈。
如我国汽车用的尾气净化器，尽管原材料已经基本实现本土采购，但合资品牌车的尾气净化催化剂和所使用的催化材料80%以上仍为国外配套；燃料电池高压氢源系统技术门槛高，高强度碳纤维等关键材料封锁严重，亟待开发体积储氢密度高、安全性好、成本低的新型高压-储氢材料复合储氢技术，混合动力车动力电池电极材料的产业化技术水平落后，装备及工艺水平有待提高。
在二次电池方面，目前锂离子电池的材料进口依赖度高。正极材料的原料电子级碳酸锂（碳酸锂含量在99.5%以上）大部分依靠进口。
我国锂资源居世界第二，但由于技术原因，国内矿石提取碳酸锂再提纯为电子级碳酸锂的产量很低。
此外，电解液配套已实现国产化，但是占电解液成本约50%的电解质——六氟磷酸，国内能够生产六氟磷酸的企业很少，国内电解液生产厂家主要依靠从日本和德国进口。
新能源与环境材料发展展望
2021年3月15日召开的中央财经委员会第九次会议强调，“我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，是党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策，事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体”，将“碳达峰”“碳中和”纳入生态文明建设整体布局。
由此可见，在未来相当长的时间内，围绕可再生能源与环境开发和利用展开的相关工作将成为我国与全球科技、经济发展重点，其中的新能源与环境材料技术将得到长远发展。
高容量、长寿命、低成本稀土储氢材料方面
储氢密度达到6%；研制新型高压复合储氢系统，储能密度达到500（W·h）/kg 以上，循环寿命达到1000次，满足国产氢燃料电池车的更新换代和自主创新需求。
太阳能电池方面
晶硅电池效率≥25%，硅基薄膜电池效率≥15%，光伏系统上网电价≤0.5 元/（kW·h）；有机太阳能电池能量转换效率≥20%；染料敏化太阳能电池光电转换效率≥15%。
锂电池方面
能量型锂电池比能量≥300（W·h）/kg，功率型锂电池比功率≥4000 W/kg；动力电池≤1.5元（/ W·h），储能电池≤1.0元（/ W·h），材料及电池生产设备全部实现国产化。
燃料电池方面
燃料电池系统≤0.3万元/kW，膜电极成本≤50元/kW，高温复合膜成本≤0.3万元/m2。
新能源与环境材料领域应坚持满足当前需求与实施长远战略相结合，坚持新兴产业培育与传统结构调整相结合，坚持技术创新引领与市场需求带动相结合，坚持市场机制运作与宏观政策引导相结合。
应重点发展具有共性、关键性、集成性、带动性的新材料的高技术，围绕产业化关键技术研发攻关，服务于国民经济主战场的迫切需求，实现材料各创新环节紧密衔接，引领新材料高端技术的发展和升级换代，创造规模技术和经济价值，建立起具有自主知识产权、完善的战略性新材料体系。
发展新能源与环境材料的建议
培育创新能力和国际影响力的企业
支持新能源与环境材料企业以市场为导向开展联合重组，培育一批具有较强创新能力和国际影响力的龙头企业。
技术创新市场导向机制
强化企业在技术创新中的主体地位，激发企业创新内生动力，促进企业成为技术创新决策、研发投入、科研组织和成果转化的主体，使创新转化为实实在在的产业活动。
制订、完善技术标准
研究修订新能源与环境材料产品标准，及时更新标准，强化强制性标准制定与实施，形成支撑产业升级的技术标准体系。
制定高于国际标准或行业标准的企业标准，推动标准国际互认。
提升信息化和智能化制造程度
促进信息技术与新能源与环境材料融合发展，推动锂新能源与环境材料设计、加工、制造及测试过程数字化、智能化，利用互联网技术加强材料供需对接，支持发展新模式、新业态。
建立核心技术研发创新平台
以新能源与环境关键材料和器件为主进行科学布局，逐步建立多个核心技术研发创新平台，实现连接先进新能源与环境及其关键材料技术基础研究与项目工程化、产业化开发的桥梁和纽带，实现新能源与环境材料产业的应用基础研究与工程化开发的有机衔接和整合，有效地提高新能源与环境材料应用基础技术成果向产业化转化速度，源源不断地为我国新能源与环境材料产业开发具有自主知识产权的长寿命、低成本、高安全性的材料技术。
创建产学研用联盟
努力引导机制创新，提倡产、学、研、用密切合作模式，整合现有各种团体、组织，围绕新能源与环境材料研究、开发、制备、应用及评价，搭建紧密合作的专业团体。
实现产学研的有机高效结合，全面提升我国新能源与环境材料产业在国际市场上的竞争力目标。
加强人才培养与创新团队、基地建设
依托重点企业、联盟、高等学校、职业院校、公共实训基地和公共服务平台，通过开展联合攻关和共同实施重大项目培养一批工学、工程研究生，培育一批产业工人、技术骨干与创新团队，建立科学的人才及技术评价机制。
积极拓展与国外学术的合作，努力建立向国内外开放的科研、技术开发、人才培养基地。
加强国际交流与合作
借助“一带一路”加快“走出去”，推动企业在沿线国家开展先进适用技术转移与合作。
组织和参与国际间的各种学术交流与合作，组织并搭建国际间有影响力的行业活动，积极举办各种论坛峰会，举办和参与世界级的产品、技术展览会、交流会以及各类人员交流培训会，把握全球创新要素流动和集聚的新趋势，主动地融入全球网络。
充分利用国际国内资源，促进人才、资本、成果等要素开放、共享与流动，更大范围、更高层次、更有效率地配置资源，提升中国新能源与环境材料行业在国际的地位与影响力。
内容为【科技导报】公众号原创，欢迎转载
白名单回复后台「转载」☟精彩内容回顾《科技导报》创刊于1980年，中国科协学术会刊，主要刊登科学前沿和技术热点领域突破性的成果报道、权威性的科学评论、引领性的高端综述，发表促进经济社会发展、完善科技管理、优化科研环境、培育科学文化、促进科技创新和科技成果转化的决策咨询建议。常设栏目有院士卷首语、智库观点、科技评论、热点专题、综述、论文、学术聚焦、科学人文等。
《科技导报》微信公众平台创建于2014年，主要刊登《科技导报》期刊内容要点，报道热点科技问题、科技事件、科学人物，打造与纸刊紧密联系又特色鲜明的新媒体平台。科技导报公众号聚集了数万名专心学术的未来之星和学术大咖，添加编辑微信，让优秀的你有机会与志趣相同的人相遇。