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~
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新型电力系统与高温热储能技术
分享人:杨荣贵,华中科技大学能源学院教授
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:
1. 可以实现高功率(大于 100 MW)与长时间储能(大于 4 小时);
2. 不受地理与环境因素限制,相比其他长时储能技术,更具灵活性与适用性;
3. 热储能投资成本显著低于电池储能,度电成本也远低于其他储能技术。
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
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。
直面机遇与挑战,全面升级产学研
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:
1.下面是“地”:包括央企、国企、龙头企业的产业配套、企业服务能力,这些非常关键,没有“地”是发展不下去的;
2. 上面是“天”:包括当地新能源的发展、政府的执政能力、工商业的发展等;
3. 中间则包括 3 个步骤:第一,要有一个创新的团队。创新一定要经历过考验,要走出来才算创新。除此之外还必须有一个练武场,即实验室、研究中心、工程技术中心。接下来就要做出产品、产业化混合,以及是否有产业基金。
数据与 AI 驱动下的工业能效革命
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。
在工厂里,自动化解决的是工人的体力劳动问题,但并没有解决工程师的脑力劳动问题,工程师的判断现在依然基于经验和传统的方式。而智能化的核心就是解决的工程师的脑力劳动问题。这部分的实时数据驱动的智能运营是快速增长的蓝海需求。未来我们觉得能够做到能源调度 3.0、能够不间断地智能导航、真正实现把复杂的能源系统智能地运用起来,整个过程要能够实现要素分析、根因分析、决策赋能、协同反应,最后到智能导航,逐步完成跨越。如同汽车自主导航为自驾奠定了基础,智慧能源导航也能为工业企业提供如同汽车导般的能源运行辅助决策。
虚拟电厂入市,正值大好时机
在今天新能源系统的革新下,通过节能将成本变成资产也是有可能的。智能化的需求响应,特别是大型用能设备的参与响应,是长期被忽视的机会。之前,我们国家的虚拟电厂也遇到过一些挑战,但是在今天一系列的市场变化和政策下,我们认为已经到了一个潜在的改变节点:
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。
圆桌讨论
在能源各细分场景的创新上,可能面临的最大挑战是什么?
在双碳目标提出以后,油气行业面临着很大的挑战,这是一个产业的革命性变化。从全球范围来看,欧美已经进入油气时代,中国现在还处于煤炭时代,从煤炭时代跳到低碳时代,这是一个跨越式的。从这个角度来说,我们的传统能源面临着很大挑战,但我们现在要做的,就是把传统能源清洁化、低碳化。我们也有自己的优势:资金比较充足,技术比较好。通过不同的技术革新、管理模式等,未来会有很大的发展前景和空间。
——芮振华
中国石油大学(北京)教授
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。
——张川
北京大学能源研究院、碳中和研究院 双聘研究员
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。
——张弛
中科院北京纳米能源与系统研究所 研究员
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
——张哲弛
隆基绿能 全球企业发展与战略总监
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
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