鋰電池技術(shù)突破，開啟超充時代；氫能綜合利用示范站投運，實現(xiàn)制氫—儲氫—氫能發(fā)電的全鏈條技術(shù)貫通；光伏發(fā)電板整齊排列，形成靚麗風景線……近年來，隨著中國清潔能源建設(shè)的加速和綠色低碳理念的深入人心，能源創(chuàng)新正給中國的經(jīng)濟社會發(fā)展帶來源源不斷的澎湃動能。中國的能源創(chuàng)新背后有什么發(fā)展“密碼”？筆者帶您深入了解。

電池創(chuàng)新出國門

在廣州菲利斯太陽能科技有限公司的倉庫里，一排排裝有鋰電池的木質(zhì)包裝箱整齊有序地擺放在查驗場地，廣州海關(guān)所屬天河海關(guān)關(guān)員有條不紊地辦理各項監(jiān)管通關(guān)手續(xù)。

近年來，隨著全球綠色能源轉(zhuǎn)型步伐加快，國際市場對鋰電池的需求不斷提高，中國鋰電池產(chǎn)品出口額持續(xù)攀升。中國（上海）自由貿(mào)易試驗區(qū)臨港新片區(qū)鋰電產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢持續(xù)釋放，今年1—6月，臨港新片區(qū)出口鋰電池產(chǎn)品141.3億元，同比增長2.5倍。

中國鋰電池在國際市場上熱銷的背后，是鋰電池行業(yè)中各企業(yè)在該領(lǐng)域不斷探索創(chuàng)新，提供著有力支撐。

電池續(xù)航里程是制約新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵問題，如何才能提高電池續(xù)航里程、縮短充電時間？面對這一問題，各企業(yè)不斷探索創(chuàng)新，推出新產(chǎn)品。

5月19日，國軒高科發(fā)布了自主研發(fā)的全新磷酸錳鐵鋰（LMFP）體系的L600啟晨電芯及電池包。

國軒高科國際業(yè)務(wù)板塊執(zhí)行總裁程騫表示，近年來磷酸鐵鋰（LFP）技術(shù)重獲市場認可，市場份額持續(xù)提升。與此同時，量產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池能量密度增長已進入瓶頸，進一步提高需要化學體系的提升，因此摻雜錳元素的磷酸鐵鋰應(yīng)運而生。

程騫介紹，國軒高科經(jīng)過十年時間自研磷酸錳鐵鋰材料，并通過共沉淀合成工藝，先進的摻雜包覆技術(shù)和新型的造粒技術(shù)解決了高溫Mn（錳）溶出、導電率低、壓實密度低這些棘手問題。

據(jù)了解，國軒高科啟晨電池包在不采用三元電池體系的前提下，在業(yè)內(nèi)首次做到了1000公里續(xù)航，并可滿足18分鐘1800次全時快充。

8月16日，寧德時代正式發(fā)布了首款磷酸鐵鋰4C超充電池。據(jù)了解，該電池采用了成本較低的磷酸鐵鋰材料，可做到充電10分鐘行駛400公里，續(xù)航達700公里，可以媲美燃油車。

過去8年，中國新能源汽車市場規(guī)模穩(wěn)居全球第一。此次全球首款可量產(chǎn)的磷酸鐵鋰4C超充電池的問世，將加快推動“雙碳”戰(zhàn)略下全面電動化進程。中國動力電池全球領(lǐng)先地位將繼續(xù)鞏固。

在鋰電池備受國際市場歡迎的同時，如何保證原材料的價格穩(wěn)定成為行業(yè)發(fā)展所面臨的一大難題。

國內(nèi)鋰電新能源核心材料供應(yīng)商天齊鋰業(yè)通過技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新使碳酸鋰成本降低，提升核心競爭力，持續(xù)鞏固鋰電材料出口業(yè)務(wù)世界領(lǐng)先地位。

“公司電池級碳酸鋰生產(chǎn)，采用自主研發(fā)的特殊工藝控制指標和方法，產(chǎn)品雜質(zhì)含量更低且質(zhì)量一致性更高。”企業(yè)相關(guān)技術(shù)人員表示，該技術(shù)還可直接利用鋰輝石生產(chǎn)，不需要其他繁瑣的轉(zhuǎn)化工序，鋰的提取效能更高，生產(chǎn)成本較低。

除了降低原材料成本，通過技術(shù)創(chuàng)新來實現(xiàn)類似鈉離子電池等的多元化資源匹配也成為一些企業(yè)的選擇。

據(jù)悉，行業(yè)正嘗試通過技術(shù)研發(fā)，擺脫上游原材料的限制。鈉離子電池、氫燃料電池、固態(tài)電池、超級電容等均成了電池研發(fā)的新方向。

從2011年創(chuàng)業(yè)之初，寧德時代就一直走在動力電池研發(fā)的最前沿。作為動力電池的龍頭企業(yè)，寧德時代的市場份額已連續(xù)6年排名全球第一。但近兩年，碳酸鋰市場的價格巨幅波動，讓企業(yè)意識到，原材料受限是當前產(chǎn)業(yè)鏈的薄弱環(huán)節(jié)。為了補齊短板，寧德時代開始了鈉離子電池的全新探索。

在寧德時代的創(chuàng)新實驗室里，研發(fā)人員正在測試新一代動力電池——鈉離子電池的各項性能指標。

寧德時代21C創(chuàng)新實驗室數(shù)智化研究中心主任魏奕民說：“這屏幕上就是材料顆粒內(nèi)部的一些微結(jié)構(gòu)，最大我們可以放到10萬倍。我們現(xiàn)在就是在致力于改進它的能量密度、它的充放電性能、它的壽命。”

今年，寧德時代率先推出了凝聚態(tài)電池，能量密度高達每千克500瓦時；同時，鈉離子電池車型即將量產(chǎn)。寧德時代在不斷加大創(chuàng)新投入，開拓新的市場。

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，2022年1—11月，寧德時代和比亞迪包攬了全球動力電池裝機量的前兩名。

“中國從改革開放之初的低成本優(yōu)勢，逐步形成產(chǎn)業(yè)鏈配套齊全、基礎(chǔ)設(shè)施完善和市場規(guī)模大等綜合競爭優(yōu)勢，至今正在形成以創(chuàng)新為重要特征的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)競爭優(yōu)勢。”國務(wù)院發(fā)展研究中心對外經(jīng)濟研究部綜合研究室主任、研究員趙福軍表示。

圍繞寧德時代等龍頭企業(yè)，上下游的產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)集群正在發(fā)展建立起來。僅寧德市就累計引進建設(shè)80多個鋰電新能源產(chǎn)業(yè)鏈項目，形成了年產(chǎn)值超2000億元的鋰電新能源產(chǎn)業(yè)集群，不斷推動行業(yè)向前發(fā)展。

氫氣儲能助低碳

在廣東省廣州市黃埔區(qū)，有一座有“魔法”的工廠，它生產(chǎn)的產(chǎn)品能夠“吃”進氫氣和氧氣，“吐”出電和水。

這里是韓國現(xiàn)代汽車集團首個海外氫燃料電池系統(tǒng)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售基地——“HTWO廣州”，也是中國首家大型氫燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)專門工廠。

據(jù)悉，“HTWO廣州”將與氫氣生產(chǎn)、氫氣供應(yīng)、氫燃料電池汽車運營、氫燃料電池系統(tǒng)多方面應(yīng)用等各領(lǐng)域企業(yè)建立合作關(guān)系，攜手推動中國氫能產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)與發(fā)展，全鏈條降低氫能推廣應(yīng)用成本。

作為一種來源豐富、綠色低碳、應(yīng)用廣泛的二次能源，氫能產(chǎn)業(yè)逐步駛?cè)氚l(fā)展快車道。2022年3月，《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》出臺，明確氫能是未來國家能源體系的重要組成部分，氫能產(chǎn)業(yè)是未來產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展方向。

隨著綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展成為共識，新能源占比逐漸提高，作為輔助新能源并網(wǎng)的儲能技術(shù)受到廣泛關(guān)注，氫儲能和燃料電池技術(shù)已被中國列為重要能源技術(shù)。

2022年7月6日，國內(nèi)首座兆瓦級氫能綜合利用示范站在安徽六安投運，標志著中國首次實現(xiàn)兆瓦級制氫—儲氫—氫能發(fā)電的全鏈條技術(shù)貫通。

安徽六安兆瓦級氫能綜合利用示范站總占地10.7畝，項目中利用到的兆瓦級質(zhì)子交換膜，純水電解制氫設(shè)備和兆瓦級燃料電池設(shè)備均為國內(nèi)的首套設(shè)備，是一座具有自主知識產(chǎn)權(quán)的，集制氫、儲氫、氫發(fā)電完整技術(shù)鏈條的科技試驗站。

2022年7月8日，經(jīng)過技術(shù)人員的調(diào)試，中國首個海島“綠氫”綜合能源示范工程在浙江省臺州市大陳島投運。

位于東海之上的浙江大陳島風力資源豐富，年有效風能時數(shù)達7000小時，目前有風力發(fā)電機34臺，每年可發(fā)電6000多萬千瓦時。

新投運的工程，通過“制氫—儲氫—燃料電池”熱電聯(lián)供系統(tǒng)實現(xiàn)了大陳島清潔風電100%消納，還可以為全島“零碳”供能。

國網(wǎng)浙江電科院氫電耦合技術(shù)專職李志浩表示，大陳島氫能綜合利用示范工程可以將海島富余風電通過電解水制成氫氣儲存，也可以通過燃料電池將氫氣轉(zhuǎn)化成電，在用電高峰和緊急檢修情況下滿足用電需求。

據(jù)悉，該工程每年可產(chǎn)出氫氣7.3萬標方，這些氫氣可發(fā)約10萬千瓦時電。不僅如此，在電解水制氫時還會產(chǎn)生高純氧氣，可以用于大黃魚養(yǎng)殖；燃料電池發(fā)電時產(chǎn)生的熱量通過熱回收，還可以為島上民宿、酒店提供熱水。未來，島上的新能源旅游觀光車也將用上氫能供電的充電樁。

國網(wǎng)臺州供電公司互聯(lián)網(wǎng)部副主任張馳表示：“這個工程是我們新型電力系統(tǒng)建設(shè)過程當中的一次非常有利的探索，也為我們?nèi)珖u氫能的綜合利用和商業(yè)模式探索提供了先行先試。”

據(jù)了解，氫儲能技術(shù)是利用了電—氫—電互變性而發(fā)展起來的。氫儲能系統(tǒng)主要包括三個部分：制氫系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)、氫發(fā)電系統(tǒng)。

在可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中，電力間歇產(chǎn)生和傳輸被限的現(xiàn)象常有發(fā)生，利用富余的、非高峰的或低質(zhì)量的電力大規(guī)模制氫，將電能轉(zhuǎn)化為氫能儲存起來；在電力輸出不足時利用氫氣通過燃料電池或其它方式轉(zhuǎn)換為電能輸送上網(wǎng)。這樣不僅提高了資源的利用率，也帶來了更高的經(jīng)濟效益。

5月26日，2023中關(guān)村新型儲能及氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇暨投資房山——海外招商推介大會在中關(guān)村示范區(qū)展示中心舉辦。中科院院士徐春明在論壇上表示，當前需探索氫能作為儲能介質(zhì)的身份，與綠電互換，讓它可以對儲能發(fā)揮重要的作用。

北京市政府副秘書長許心超表示，北京將支持高水平建設(shè)中關(guān)村（房山）氫能產(chǎn)業(yè)園等產(chǎn)業(yè)高地，布局一批新能源微電網(wǎng)示范項目和綜合智慧能源園區(qū)，打造具有國際影響力的新型儲能和氫能產(chǎn)業(yè)城市與科技創(chuàng)新中心。

光伏發(fā)電世界領(lǐng)先

在技術(shù)進步的推動下，中國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)取得快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模和技術(shù)水平均達到世界領(lǐng)先水平。

在上海市奉賢綜合保稅區(qū)晶澳太陽能科技有限公司的生產(chǎn)車間內(nèi)，自動化生產(chǎn)線高速運作，一塊塊切割好的光伏電池片，經(jīng)過焊接、疊層、層壓、裝筐等工序后，從奉賢綜保區(qū)出區(qū)，經(jīng)洋山港出口歐美市場。今年上半年，該公司出口光伏電池組件達39億元，同比增長66%。

該公司相關(guān)負責人說：“受到海外電價高企和全球能源危機加劇等影響，進入2023年，整個公司出口的光伏電池組件數(shù)量快速增長。2022年我們的發(fā)貨量是40吉瓦，今年有望增長到70吉瓦左右，其中海外市場份額約占到六成。”這位負責人說。

在江西省撫州市東臨新區(qū)的光伏發(fā)電站，整齊排列的光伏發(fā)電板矗立在水面上。

近年來，江西省撫州市東臨新區(qū)因地制宜利用廢棄礦場、荒坡沙礫地，建設(shè)水上、地面光伏發(fā)電設(shè)施，發(fā)展光伏發(fā)電板下特色養(yǎng)殖種植的農(nóng)光互補立體化、多層次、集約式光伏發(fā)電項目，不僅實現(xiàn)了經(jīng)濟和生態(tài)效益雙收，還推動了鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興和能源綠色供給。

光伏發(fā)電板不僅在湖面上形成了一道靚麗風景線，在沙漠，在山巒，甚至在樓頂，都可能出現(xiàn)光伏發(fā)電板的身影。從高空俯瞰，一塊塊光伏板橫豎排布形成方陣，如同一片藍色海洋，在陽光下熠熠生輝，蔚為壯觀。

走進湖北省武漢市江夏區(qū)梁子湖風景區(qū)的日新科技光伏零碳園，可以看到光伏屋頂、光伏陽光房、光伏景觀長廊等。這些設(shè)備在最大化產(chǎn)生清潔電力的同時，兼顧了建筑的美觀性。據(jù)悉，日新科技光伏零碳園是全國首個通過國家建筑節(jié)能質(zhì)量檢驗檢測中心認證、取得“零碳園區(qū)設(shè)計標識”的光伏零碳園區(qū)。園區(qū)通過采用光伏發(fā)電與建筑一體化同步設(shè)計施工，建立數(shù)字化施工管理及數(shù)字化能源監(jiān)控與管理平臺，打造了可復制、可推廣的新農(nóng)村、小城鎮(zhèn)零碳園區(qū)樣本。

中國工業(yè)和信息化部表示，2022年，中國光伏行業(yè)持續(xù)深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，加快推進產(chǎn)業(yè)智能制造和現(xiàn)代化水平，全年整體保持平穩(wěn)向好的發(fā)展勢頭。產(chǎn)業(yè)規(guī)模實現(xiàn)持續(xù)增長，技術(shù)創(chuàng)新水平加快提升，智能光伏示范引領(lǐng)初見成效，市場應(yīng)用持續(xù)拓展擴大。

今年上半年，中國光伏發(fā)電累計達2663億千瓦時，同比增長約30%，新增發(fā)電裝機規(guī)模7842萬千瓦，同比增長154%，基本與去年全年數(shù)據(jù)相當。截至6月底，光伏發(fā)電累計裝機規(guī)模約4.7億千瓦，已超過水電成為中國裝機規(guī)模第二大電源。

同時，中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)也都在快速增長，全國多晶硅、硅片、電池、組件產(chǎn)量同比增長均超過65%。光伏設(shè)備的智能化、綠色化水平也在不斷提升，推動了產(chǎn)業(yè)迭代升級。

湖北回天新材料股份有限公司總經(jīng)理王爭業(yè)表示，持續(xù)創(chuàng)新是企業(yè)發(fā)展的核心能力，降本增效始終是光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第一性原理，未來將會追求更高的產(chǎn)線效率、更低的返工率和更低的度電成本，助力光伏材料創(chuàng)新變革。