技术革新与产业升级,开启未来能源新范式|真格精酿·新能源圆桌派回顾
3 月 18 日,真格基金与 iCANX 联合举办了「iCANX·真格精酿——新能源专场」闭门交流活动,邀请到了三十余位来自学界、产业界及投资界的新能源领域的专家们,围绕储能、电池、能源变革等话题进行了深入的交流与探讨。
iCANX 是由众多世界知名科学家共同发起的全球性科学交流平台,以科学探索为根本,推动科技创新发展,打造了以全球科学家为核心的生态体系,致力于传播全球前沿科技创新,促进国际科学交流与合作。
真格基金长期关注新能源领域,参与投资纬景储能、链宇科技、瀚为科技、海德氢能等众多项目。科研成果从实验室诞生,到真正商业落地,这其中有很长的路要走,也会历经磨练——激流勇进之中,挑战与机遇并存。我们整理出了本次活动的嘉宾发言精选,希望能带给你一些启发,也欢迎在评论区与我们交流~
新型电力系统与高温热储能技术
高温热储能技术有望成为“未来规模储能的中坚力量”
我国实现碳达峰、碳中和的愿景目标,与欧盟和美国之间有着较大差距,且时间更紧、幅度更大、困难更多,任务非常艰巨。目前,全世界的碳排放是每年 360 亿吨,而中国是 100 亿吨,位居世界第一,其中近 45% 实际上来自电力行业。在双碳背景下,预计到 2060 年,风、光等可再生能源将取代火电成为电力系统的主力电源。但这类新能源具有很强的波动性,大量引入将对电网造成冲击,重则导致大面积断电,最典型的就是前年德克萨斯突然间的大面积断电。这就需要我们必须建立以大规模长时储能为核心的新型电力系统,持续稳定消纳可再生能源,只有这样才能保证我们有较好的、稳定的能源。
要实现这个目标,需要引入一种新型大规模储热技术——高温热储能技术。这种技术具备很多优势:
高温热储能助力打造新型电力系统
在发电侧,可以耦合热储能系统与火电厂,利用过剩的新能源电或谷电对热储能系统进行充能,并在用电峰期释热发电,实现火电机组灵活性改造。这样就把原有电厂变成了一个新型储能电站,于是便可以进行大规模储能。
在用电侧,工业生产里如水泥、陶瓷或者钢铁等都需要大量热能,在这个过程中,它的碳排放也非常重要。如果用储热来替代原有的燃煤,不仅可以有非常高的效率,同时又可以减少很多碳排放。在未来,如果有热储能,就可以构建新的电力系统,消纳可再生能源。
全钒液流电池及安全高效利用技术
分享人:李鑫,合肥工业大学副教授
全钒液流电池助力储能技术与产业发展
我国在液流电池领域已经提出了很多技术路线和标准,包括液流电池的设计、维护、运行、电力测试等方面,为液流电池的发展提供了很好的条件。我们认为,液流电池是最具备商业化可能性的电池,适用于长时储能。它的核心优势在于其循环次数可达 2 万次,储存量大,且安全可靠,绿色可回收。而且相较于锂离子电池,液流电池的使用成本非常低。再者,从资源角度出发考虑,我国也有较大的优势。相较于锂,钒资源中国占比约为锂的 5.5 倍,中国+俄罗斯的占比为全球的 60%。同时钒的安全性最好,无潜在的爆炸或着火风险;寿命长、度电成本低、维护和回收成本低。
储能行业经历近 20 年的发展,已经非常庞大,今年发现锂电池已经开始过剩,这就需要我们警惕,液流电池会不会也出现类似的问题。我们认为行业市场未来发展的途径主要有两个:第一,生产方式专业化、标准化;第二,应用场景要精准,要智能化,一个产品包打天下是不合理的。此外,我们还需要关注几种核心技术的发展,包括:电解液生产工艺及持续服务能力;宽温电堆技术,低温电堆技术,高过载电堆技术;以及系统集成的智能化技术。
在整个升级版产学研体系中,主要有三个重要组成部分:
分享人:肖广,真格基金新能源顾问
利用数据与 AI,驱动工业能效革命
基础工业是能源消耗和碳排放的绝对主力,工业生产占碳排放的比例超过 50%。降碳的途径大致有四种。第一种是需求减量,但这是一个伪命题,因为你无法抑制群众日益增长的生活需求;第二是能源结构调整,从煤电逐渐变成风、光;第三是脱碳化;第四就是能效提升,这种方式投资小,见效快。
中国工业能效提升空间普遍在 30% - 40%,在节能路径上,能效是第一能源。要真正做到节约能效,一方面是提升产能利用率,二是推动产业,进行并购整合,把落后产能逐渐淘汰。但现在我们进入到了一个智能化深水区,从自动化到智能化的过中,人脑已经不堪重负了,在系统层面上,如何去运营这些系统,变成一个很大的挑战。
虚拟电厂入市,正值大好时机
1. 从电网角度来讲,峰谷调节压力增强,对市场化响应的负载调节有迫切的需求;
2. 对于工业用能大户来讲,用电高峰会被限电拉闸,严重影响生产和效益;双碳政策导致碳排放额度逐年递减,这些都是政策合规带来的压力;
3. 对于售电公司和虚拟电厂,政策的支持使市场更加自由,有了更多的参与者进入,电网与大厂的需求强烈且紧迫。目前虚拟电厂处在邀约型向市场型过渡的阶段,发展较为初级,未来有很大发展空间。按照用电量增长率 10% 计算,预计 2030 年虚拟电厂市场规模保守估计为 1350 亿/每年。
从能源系统的角度来讲,前两年提出碳中和后,好像各行各业、各个层面都在做,但要实现这个目标,其中会有很多挑战:比如像航空业的行业,就很难实现碳中和;再比如像鄂尔多斯产了很多煤的地区,想要与全国同步实现双碳也并不现实,对这样的行业和地区应该有特殊的考虑。于是就有这样一个先易后难、先做哪些行业、哪些地区的问题,这就需要一个循序渐进的过程,以及明确政策的指引。
不管是日常活动中的可穿戴电子,还是工业生产中的传感器,目前都依赖电池提供的微能源,而电池的大量使用存在着难以维护和环境污染的问题,自供电技术已成为传感器的迫切需要和巨大推动力。一方面,人体运动会产生大量的微机械能,利用自供电技术能够非常容易地获取这些能量,实现人体穿戴电子的自供电,推动智能体域网的发展。另一方面,工业机器设备的运行也会产生大量的微机械能,收集这些微能量可实现传感器的自供电,助力智能工业物联网的发展。
产业链每隔一段时间就会出现周期性起伏。一方面,光伏上下游各环节横跨多个技术制造领域,各环节产能扩张速度和规律不一、各环节内部上下游关系及其供给关系也各不相同,整个行业很难达到一个较为平衡的状态。另一方面,供需关系的变化会导致不同时期产业链各环节利润分配结构的不同,中国很多企业一旦发现某环节有利可图,就会加大资本投入,由此引发该环节新一轮产能过剩。因此,一家企业要想在能源转型中可持续发展,需要企业有自己的定力和思考,按照自己的核心竞争力和业务节奏做擅长的事情。
畅想一下十年后希望看到的能源使用场景?
我是做纳米科技的,我希望未来会出现植入生物体内的一些能源的供给,比如植入生物体内的微纳机器人,我们便可以直接通过一些新能源技术去给它供电,从而去除疾病,保证我们的生命健康,维护体征。
——唐伟
中科院北京纳米能源与系统研究所 研究员
我希望未来的供电能一直稳定充足、成本可控。车的话,我希望能量密度可以更进一步增加,这样新能源车就可以更快地替代燃油车,助力减碳政策。另外,如果有更多的电,我们也能基于这些电降低事故的产生,让将来更高级别的自动驾驶真正把我们从驾驶任务中解放出来。
——姚雨涵
蔚来汽车 自动驾驶技术总监
我认为 10 年后整个社会能够进入到一个更加深入电气化的时代,在交通领域,电气化公路,纯电飞机这样一些场景会逐渐成熟和商用。另外,车网互动一定会和自动驾驶有机结合地起来,车辆出行,车辆和电网的充放电互动都全部由AI来规划和管理。人们不再有里程焦虑,海量的 ToC 端电动汽车真正整合进电力系统,成为电力系统的充电宝和能量海绵,为新能源发电提供最经济,最灵活和最安全的储能,一个依靠车网互动深度赋能,全面清洁化、低碳化用能的时代将会来临。
——陈欢
链宇科技联合创始人
沐曦 | 驭势科技 | 芯耀辉 | 森亿智能 | AutoX
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