“氫舟”已過萬重山。2024年12月,在三峽大壩下游江面,一艘藍白相間的輪船在汽笛聲中起航,開啟了在三峽庫區及三峽和葛洲壩間的交通、巡查、應急等工作。該艘名為“三峽氫舟1”號的船舶,是我國首艘500千瓦氫燃料電池動力工作船,最高航速可達28公里/小時,續航里程最高可達200公里,具有高環保性、高舒適性和低能耗、低噪音等特點。
2025年1月6日,上海松江區首家虛擬電廠正式啟用。在虛擬電廠管理平臺上,“運行監測中心”“資源聚合中心”“響應調控中心”等模塊正在有序運行。
在位于河北懷來的騰訊自建數據中心,綠電已占到年度用電量的71%。通過三種運行模式的協同和配合,園區實現了全天候電力保障:無論是白天高峰用電,還是夜晚靜默時段,綠電都能做到運行流暢,隨需而動。
隨著全球能源綠色低碳轉型快速推進,“技術就是資源”的趨勢愈加明顯。科技創新是加快能源轉型、發展能源新質生產力的核心要素?!皬漠斍澳茉窗l展形勢來看,全球能源體系正在發生深刻變革,低碳轉型推動全球能源格局重塑。為實現能源安全和綠色發展的統一,改革創新將逐步成為能源轉型的根本動力。”中國工程院院士劉吉臻說。
“ 三峽氫舟1”號的船舶, 是我國首艘500千瓦氫燃料電池動力工作船,最高航速可達28 公里/ 小時,續航里程最高可達200公里。
根據2024年8月,國務院新聞辦公室發布的《中國的能源轉型》白皮書顯示,十年來,在能源安全新戰略指引下,中國深入推進能源生產和消費方式變革,能源供給保障能力全面提升,能源綠色低碳發展實現歷史性突破。新增清潔能源發電量占全社會用電增量一半以上,中國能源含“綠”量不斷提升。
當前,國內能源科技創新處于高度活躍期?!皬哪茉促Y源角度上看,全球經濟發展模式已從資源依賴型轉為技術依賴型。推動實現‘雙碳’目標同時也是爭奪新能源產業地位的戰略布局,在綠色能源技術上領先,就是獲取未來發展主導權的鑰匙?!敝袊こ淘涸菏?、清華大學碳中和研究院院長賀克斌說。
2025年1月1日,我國首部能源法正式施行,明確鼓勵發展智能微電網等新技術、新業態、新模式。智能微電網作為一種創新的能源解決方案,正逐漸從幕后走向臺前,在能源轉型中發揮著日益重要的作用。
在菲律賓的一家大數據中心,智能微網正為企業全年7×24h不間斷供電提供支持?!艾F在通過我們的微網系統,除了能全部滿足企業用電,還有余電供周邊社區使用。”上海橙川能源技術有限公司(以下簡稱“橙川能源”)董事長劉鳳梁告訴《瞭望東方周刊》。
智能微電網是一種由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、相關負荷和監控、保護裝置匯集而成的小型發配電系統,既可以與外部電網并網運行,也能在孤島狀態下獨立運行。其核心在于“智能”,通過先進的通信技術、控制技術和優化算法,實現對各組成部分的實時監控、協調控制和優化調度,從而達到能源的高效利用、可靠供應和經濟運行。
“通過我們的系統,客戶能看到自己每天節省的金額,由于菲律賓電價上漲,最高時每度電達到人民幣1.8元,甚至2元多。看著每天節省的數據,客戶非常開心。我們預計這個項目的投資回報時間為4.5年左右?!眲ⅧP梁說,“在國內,以上海奉賢某光伏企業為例,通過我們做的光伏儲能改造項目,客戶前期總共投資130萬元,現在每周大約1萬元回報,一年接近50萬元收益?!?/p>
“目前,我們企業接近90%的辦公用電是自發自用?!背却茉绰摵蟿撌既恕⒏倍麻L任寶能告訴《瞭望東方周刊》。
“風光發電的用電成本高、波動性大、效率低,難以并網,且風光發電售電價格持續走低,我們可以將智能微電網與風光發電系統耦合在一起,根據負載實現穩定輸出。風光儲智能微網技術,適合全年不間斷供電需求的企業,如算力中心、數據中心、冷庫、酒店;或用電成本高有節能降耗需求的企業,如工廠、礦山、化工區、學校等。”劉鳳梁說。
業內人士認為,智能微電網不僅是為企業提供服務的光儲充換一體化解決方案,其更重要的意義在于通過儲能技術的創新和應用,推動整個社會的能源結構優化和綠色低碳轉型。
2023年1月,剛成立的橙川能源搬入上海臨港新片區,主要從事新能源行業電化學儲能產品研發及商業化生產。2023年8月,企業啟動臨港產業基地的規劃、設計,不到半年時間,已經完成廠房第一條生產線的驗證工作。
“企業發展勢頭很猛,這是一個非常新的產業,我們可以說是這個領域先行的探路人,我們的目標是成為全球領先的綠色智慧能源公司?!眲ⅧP梁說,“探路意味著可能遇到很多障礙,早期市場還不太了解我們的技術和能夠實現的目標,有人甚至懷疑這些新技術是用來立項目騙錢的,現在的情況比兩年前好了很多,市場接受度大幅提高?!?/p>
“但從另一個方面來說,作為先行者,目前分這塊萬億級市場規模蛋糕的人還不多,有一些同行,都在思考如何將新技術轉化為可盈利的項目?!比螌毮芊治?,“我們的優勢在于數據量足夠大,應用場景足夠廣泛。我們的團隊源代碼和整套系統都是自己編寫,不使用外部系統,技術質量和價格都具有明顯的比較優勢,并且產業鏈的完整性也非常突出?!?/p>
橙川能源當下業務除了國內,也拓展到了東南亞、澳大利亞和非洲。企業把“立足中國,面向全球”作為發展戰略,正在大力拓展海外市場?!岸唐趦任覀內孕枰鶕K端用戶的需求和痛點開發針對性的解決方案,考慮如何將我們的優勢轉化為具體產品以滿足海外用戶需求;長期來看,這是一個智能化產品,我們將繼續開發優化能源大模型,讓定制化客戶的方案與人工智能技術相結合,將其制作成模塊化、標準化產品。AI技術可以幫助用戶的投資收益提高5%到10%?!比螌毮苷f。
在菲律賓的一家大數據中心, 智能微網正為企業全年7×24h 不間斷供電提供支持。
走進位于江蘇無錫市的魔方氫能源科技(江蘇)有限公司(以下簡稱“魔方氫能源”),可以看到生產車間內正在精密制造、嚴格調試多個型號的核心零部件。這批產品將從無錫市錫山開發區出發,運至全國各地。
“目前,行業達不到完全標準化,燃料電池行業還處于快速發展迭代階段。客戶產品沒有完全定型,每年都面臨升級——產品性能要升級、壽命要升級、成本要下降等。我們在做設計之初,就會考慮產線升級的可能性;在設計和生產制造過程中,也會盡可能實現模塊化和標準化。比如,把裝備分成兩大部分,一部分是標準件,另一部分則要柔性化生產?!蹦Х綒淠茉炊麻L華周發告訴《瞭望東方周刊》。
在全球能源轉型的浪潮中,氫能作為一種清潔、高效的新能源載體,已嶄露頭角。氫能產業的蓬勃發展離不開產業鏈各環節的協同進步,其中燃料電池作為氫能產業鏈中的核心環節備受關注。
面對廣闊的市場前景,魔方氫能源已成為國內燃料電池生產線裝備領域的頭部企業。據統計,截至2024年,魔方氫能源CVM(電池電壓檢測器Cell voltage monitor)出貨量達3萬套,增濕器出貨量達1000套。目前,企業已經獲得269項已授權和獲審理專利,其中發明專利41項,實用新型、外觀、軟件著作權195項。
“公司核心技術團隊是國內最早一批開展燃料電池研發的隊伍。2015年公司成立,2017年我們著手投入到氫能裝備研發制造,2019年批量出貨,目前已經為國內30多家氫能企業提供產品服務。”華周發說。
“目前,氫能正處于全產業鏈技術突破、從研發轉入規?;虡I化示范應用的關鍵時期,研發工藝、設備裝備、數據量信息量都在積累?!比A周發解釋說,“燃料電池關鍵零部件國產化以及成本降低是產業發展的關鍵因素。成本的確是當下氫燃料電池發展的較大瓶頸。”
“降低成本有兩個路徑,要么直接上量,到了一定規模量級,邊際成本會大幅度下降;要么有新的顛覆性技術進步。當然,工藝創新也能帶來一定的降本增效?!比A周發進一步分析說,“我們首要的任務是從技術和工藝創新的路徑來實現降本,同時將這種成果應用到整個行業裝備制造效率的提升上去?!?/p>
從政策上來看,氫從?;返叫履茉吹霓D變意義非凡?!爸耙蛭;饭芾砟J?,加氫站建設受限,運輸壓強受限,成本高且有諸多不便,限制行業發展,現在把氫列為能源,有望促進整個行業發展。”業內人士分析,從全國范圍看,氫能燃料電池賽道正步入發展快車道。
2024年12月,國家以及各地方共出臺18條氫能政策。其中,工業和信息化部、國家發展改革委、國家能源局聯合印發《加快工業領域清潔低碳氫應用實施方案》的通知指出,到 2027 年,工業領域清潔低碳氫應用裝備支撐和技術推廣取得積極進展,清潔低碳氫在冶金、合成氨、合成甲醇、煉化等行業實現規?;瘧?,在工業綠色微電網、船舶、航空、軌道交通等領域實現示范應用,形成一批氫能交通、發電、儲能商業化應用模式。
“‘氫’裝前行不會一蹴而就,但中國企業在技術和成本上已具有優勢?!比A周發分析,“隨著技術進步、國家政策支持和產業鏈完善,燃料電池成本將持續降低,應用場景會更加豐富,氫能行業將在全球能源轉型中占據更重要的地位?!?/p>
石墨是一種結晶形碳,六方晶系,為鐵墨色至深灰色,質地較軟、有滑膩感、可導電。石墨耐腐蝕,與酸、堿等不易反應,是新能源、高端裝備制造、戰略性新興產業及核電領域的關鍵資源,是我國“戰略性礦產”。
“天然石墨通常采用天然鱗片石墨作為原料,自帶晶體結構,無需高溫石墨化?!睆V東凱金新能源科技股份有限公司(下稱“凱金新能源”)上??苿撝行呢撠熑酥苤酒礁嬖V《瞭望東方周刊》,“但天然石墨顆粒表面存在較多缺陷,需要酸洗提純以及機械球形化,進行表面改性處理,循環性能偏差。相比之下,人造石墨具有更多優點。”
隨著負極材料行業迅速發展,人造石墨作為國內主要的負極材料,有著廣闊的發展前景。
2012年成立于東莞松山湖的凱金新能源,是最早一批專注于人造石墨負極材料、致力于點“墨”成金的新能源企業。凱金新能源隨著龍頭企業寧德時代成長起來,逐漸成為負極材料最大供應商之一。
隨著我國新能源汽車行業呈現穩步增長的態勢,帶動包括動力電池負極材料在內的相關產業鏈不斷發展。人造石墨是國內主要的動力電池負極材料,且憑借優異循環性能在3C消費電子領域也占據主流。
“石墨行業這幾年處于快速發展擴張階段,但傳統人造石墨的生產工藝相對比較粗放,自動化程度偏低,耗電量大,熱能回收利用低,同時生產周期長。”周志平說。
降低石墨化成本成了負極材料企業提高盈利能力的關鍵,由此催生的產業趨勢就是“一體化”。
“現在,我們在貴州、鹽城兩個一體化基地通過工藝創新、規模擴大、提高磨粉效率、縮短生產周期、革新石墨化工序等方式,可大大節省能耗,降低成本。”周志平說。
“從歷史看,每一次能源科技的重大突破都是人類文明發展和進步的重要驅動力。當今,我們正面臨新的能源綠色轉型與變革,加快新能源科技發展,將為新質生產力發展注入強勁動力?!敝袊こ淘涸菏俊⑸虾=煌ù髮W智慧能源創新學院院長、碳中和發展研究院院長黃震說。