來源：創(chuàng)業(yè)邦
碳中和下的新能源未來探索
碳中和浪潮中，新能源再度成為破局關(guān)鍵。面對(duì)全球能源轉(zhuǎn)型和碳中和目標(biāo)，新能源產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展必須依托于跨學(xué)科合作和全球視野下的協(xié)同努力。
實(shí)現(xiàn)新能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新無(wú)疑是核心驅(qū)動(dòng)力，當(dāng)前，不同新興技術(shù)路線正在呈現(xiàn)出各自獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：納米制熱技術(shù)通過新材料實(shí)現(xiàn)高效、均勻、快速的發(fā)熱，為新能源消納提供新途徑。鈉離子電池是碳中和儲(chǔ)能的重要體系，具有安全、低成本、資源豐富的優(yōu)勢(shì)。未來鈉電將快速發(fā)展，解決雙碳目標(biāo)下的儲(chǔ)能需求，特別在細(xì)分市場(chǎng)和儲(chǔ)能成本上需重點(diǎn)突破。高溫超導(dǎo)材料則在可控核聚變中扮演核心角色，推動(dòng)聚變能源發(fā)展。
新能源產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)且需協(xié)同發(fā)展，從宏觀國(guó)際局勢(shì)審視，未來政治格局存在諸多變數(shù)，各國(guó)紛紛將能源自給自足與絕對(duì)安全置于戰(zhàn)略高位。與此同時(shí)，面對(duì)環(huán)境危機(jī)和氣候變化挑戰(zhàn)，人類需團(tuán)結(jié)應(yīng)對(duì)碳中和、碳達(dá)峰，有效減少溫室氣體。盡管未來世界可能短期顯得不美好，作為能源產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，更需要堅(jiān)定信念，積極探索新能源技術(shù)，為能源轉(zhuǎn)型和雙碳目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。
2024年12月19-20日，第16屆創(chuàng)業(yè)邦100未來獨(dú)角獸大會(huì)在成都舉行。珈鈉能源總經(jīng)理范海滿，中科氫易創(chuàng)始人何慶一，翌曦科技創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)金之儉，中科玖源總經(jīng)理許輝，希倍動(dòng)力創(chuàng)始人兼CEO楊道均，中熵科技創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家張偉在四川興川副總經(jīng)理?xiàng)钛?/span>主持的《碳中和下的新能源未來探索》對(duì)話環(huán)節(jié)，圍繞新能源材料的創(chuàng)新應(yīng)用、儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展與挑戰(zhàn)、鈉離子電池在新能源領(lǐng)域的重要性展開討論。
以下為對(duì)話內(nèi)容，由創(chuàng)業(yè)邦整理：
楊洋：四川興川公司負(fù)責(zé)管理四川區(qū)域協(xié)同基金，并與國(guó)家制造業(yè)聯(lián)合成立了四川制造業(yè)基金，規(guī)模約100億。我們重點(diǎn)投資于四川省的六大優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)，新能源領(lǐng)域是我們持續(xù)關(guān)注的重要方向。首先請(qǐng)各位嘉賓分享一下你們?cè)诟髯灶I(lǐng)域內(nèi)的產(chǎn)品和技術(shù)實(shí)現(xiàn)了哪些創(chuàng)新與突破？
范海滿：作為珈鈉能源的總經(jīng)理，我很高興能夠介紹我們?cè)阝c離子電池領(lǐng)域的進(jìn)展。在雙碳目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下，新能源體系如風(fēng)能和太陽(yáng)能得到了快速發(fā)展。然而，這些間歇式和波動(dòng)式能源需要高效的儲(chǔ)能系統(tǒng)來支持。鈉電池應(yīng)運(yùn)而生，它具有安全、低成本且資源豐富的特點(diǎn)。珈鈉能源專注于鈉離子電池材料和體系，通過解決核心材料問題，我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了萬(wàn)噸級(jí)別的產(chǎn)業(yè)化，鈉離子電池在兩輪車、工程類車輛以及儲(chǔ)能和動(dòng)力領(lǐng)域都展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。
張偉：新能源如風(fēng)電、光伏，發(fā)電成本已低至兩毛甚至更低，風(fēng)力佳時(shí)僅幾分，但并網(wǎng)難題限制了其廣泛應(yīng)用，僅約百分之二三十能成功上網(wǎng)。為解決這一問題，我們探索儲(chǔ)能技術(shù)，如鈉電池、鋰電池及制氫，以空間換時(shí)間，促進(jìn)新能源消納。在儲(chǔ)能成本降低前，我們研發(fā)了納米制熱技術(shù)，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，為本地提供清潔供暖，實(shí)現(xiàn)電能就地消納，大幅降低成本。此技術(shù)在北方供暖剛需中尤為重要。
納米制熱技術(shù)有四大優(yōu)勢(shì)：首先，采用全球首個(gè)量產(chǎn)的透明納米級(jí)發(fā)熱體；其次，發(fā)熱速度極快，一秒鐘內(nèi)升溫至幾百度；第三，溫度均勻性優(yōu)異，精度控制在納米級(jí)，溫度穩(wěn)定在正負(fù)一度內(nèi)；最后，透光度極高，可依附于玻璃上，不影響美觀。目前，該技術(shù)已量產(chǎn)，未來成本將隨規(guī)模擴(kuò)大而大幅降低，形成市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。這一創(chuàng)新技術(shù)為新能源消納提供了新路徑，助力低碳與高質(zhì)量發(fā)展。
何慶一：我們專注于制氫產(chǎn)業(yè)鏈的材料研發(fā)。制氫產(chǎn)業(yè)鏈歷史悠久，最初應(yīng)用于航天軍工領(lǐng)域。進(jìn)入雙碳時(shí)代，氫的角色發(fā)生轉(zhuǎn)變，不僅作為能源管理，還作為綠色化學(xué)品的中間體承擔(dān)著可再生能源消納的重要使命。如今，大型風(fēng)光基地如新疆、內(nèi)蒙古等，直接電解水制氫作為可再生電力的消納途徑，并就地進(jìn)一步將綠氫轉(zhuǎn)化為甲醇、氨等化學(xué)品。這些對(duì)于氫的成本和過程安全性提出了更高的要求。我們通過制氫材料體系的創(chuàng)新，管理優(yōu)化制氫過程，降低制氫能耗，提高制氫安全性。這將助力大型風(fēng)光基地制氫用氫更順暢，為氫能產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展提供有力保障。
金之儉：可控核聚變被視為人類終極清潔能源，但技術(shù)難度極大，國(guó)際ITER項(xiàng)目不斷延期。高溫超導(dǎo)的突破為聚變帶來新機(jī)遇，其優(yōu)越的強(qiáng)場(chǎng)特性可使聚變堆體積大幅減小，不僅大幅降低了建設(shè)成本，更重要的是大大縮短了研發(fā)周期。美國(guó)CFS公司利用高溫超導(dǎo)推進(jìn)聚變研發(fā)，計(jì)劃2025年建成SPARC實(shí)驗(yàn)堆，2030年前后完成ARC聚變堆實(shí)現(xiàn)聚變發(fā)電，近期的研發(fā)不斷取得突破，使得聚變成為了熱點(diǎn)。中國(guó)兩個(gè)國(guó)家隊(duì)相繼成立也在加快布局。
翌曦科技專注于高溫超導(dǎo)磁體技術(shù)，這是緊湊型聚變堆的核心部件，也是最大的瓶頸之一。依托上海交大團(tuán)隊(duì)，公司在高溫超導(dǎo)應(yīng)用領(lǐng)域有廣泛布局。聚變研發(fā)對(duì)高溫材料的巨量需求使得高溫超導(dǎo)材料產(chǎn)能急劇增長(zhǎng)，材料成本迅速下降，行業(yè)熱度快速飆升。我們公司正雙管齊下，一方面致力于突破高溫超導(dǎo)聚變強(qiáng)場(chǎng)磁體瓶頸，支撐國(guó)家聚變戰(zhàn)略，另一方面也在積極布局其他應(yīng)用，以期推動(dòng)整個(gè)高溫超導(dǎo)行業(yè)的發(fā)展。
許輝：新能源行業(yè)材料眾多，聚酰亞胺應(yīng)用廣泛，尤其在鋰電和高溫超導(dǎo)領(lǐng)域。公司專注于鋰電領(lǐng)域的突破，因鋰電聚酰亞胺材料尚未被大規(guī)模使用，存在被壟斷風(fēng)險(xiǎn)。中科玖源作為初創(chuàng)公司，選擇新能源領(lǐng)域是因其發(fā)展迅速，國(guó)內(nèi)外同步甚至國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，新材料需求迫切。我們致力于研發(fā)新型結(jié)構(gòu)性材料，滿足器件革命帶來的需求變化。在鋰電隔膜上，聚酰亞胺代表最高水平，國(guó)內(nèi)外差距明顯。
同時(shí)，我們也布局負(fù)極粘結(jié)劑聚酰亞胺材料，我們發(fā)明專利眾多，具有長(zhǎng)周期性。下游客戶對(duì)新材料需求往往不明確，需我們引導(dǎo)理解。在正極粘結(jié)劑材料上，我們也不斷探索新化學(xué)結(jié)構(gòu)，解決無(wú)氟化問題。過去材料企業(yè)多采用逆向工程思維，現(xiàn)在需正向開發(fā)，引領(lǐng)市場(chǎng)需求。
我們?cè)诠虘B(tài)電解質(zhì)膜、復(fù)合集流體等領(lǐng)域也提出新結(jié)構(gòu)，降低成本，提高性能。我們相信新能源市場(chǎng)潛在發(fā)展方向，必將帶來材料的創(chuàng)新性運(yùn)用，先進(jìn)行概念認(rèn)證和研發(fā)，再向市場(chǎng)推廣，讓客戶接受新材料。當(dāng)前材料企業(yè)創(chuàng)業(yè)環(huán)境與過去不同，需面臨未知的未來，選擇有限市場(chǎng)，將產(chǎn)品先進(jìn)性和可量產(chǎn)性做出來。中國(guó)能源革命和全球碳中和為公司提供了從研發(fā)型向技術(shù)壟斷型轉(zhuǎn)變的機(jī)遇。
楊道均：我在電池行業(yè)做了16年，前13年專注于鋰電池，近3年則轉(zhuǎn)向鈉電池。過去中國(guó)鋰電池行業(yè)常跟隨日本和韓國(guó)的材料和技術(shù)，但如今中國(guó)已成為全球最大的新能源市場(chǎng)，設(shè)備、材料和市場(chǎng)均領(lǐng)先。鈉電池因其安全性、低溫性能、高功率和低成本而受關(guān)注，盡管其能量密度目前低于鋰電池，但正在快速迭代，未來有望達(dá)到更高水平。聚酰胺在電池中主要用作隔膜，因其耐溫性好，能提升電池安全性。鈉電池在低溫環(huán)境和功率性能上表現(xiàn)優(yōu)異，適用于特定場(chǎng)景如俄羅斯等寒冷地區(qū)。此外，隨著新能源汽車市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，混合動(dòng)力車型需求激增，對(duì)高功率電池的需求也隨之上升。因此，我們正基于鈉電池的特點(diǎn)，與一線主機(jī)廠合作，推廣高功率、低溫性能好、安全的鈉電池，特別是在商用車和工程機(jī)械領(lǐng)域。
楊洋：在儲(chǔ)能領(lǐng)域，存在多種新興技術(shù)路線，如鈉離子電池和全釩液流電池等。這些新技術(shù)在儲(chǔ)能和特殊電動(dòng)車領(lǐng)域的商業(yè)化推廣難點(diǎn)是什么？如何提高滲透率并找到細(xì)分的市場(chǎng)方向？
范海滿：儲(chǔ)能市場(chǎng)增長(zhǎng)迅猛，從21年的10GWh增至今年的300GWh，電動(dòng)汽車銷量也將突破1200萬(wàn)輛。新能源革命依托技術(shù)革新，儲(chǔ)能方式多樣，如抽水儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能等。鈉電儲(chǔ)能今年公示已達(dá)4GWh，但前端產(chǎn)業(yè)鏈尚不完整，需找到細(xì)分市場(chǎng)特點(diǎn)，不能硬扛磷酸鐵鋰價(jià)格。儲(chǔ)能的終極訴求是安全和成本，鈉離子電池因其快速產(chǎn)業(yè)化、高轉(zhuǎn)換效率和靈活性而備受看好。目前鈉離子電芯產(chǎn)能已達(dá)兩三百GWh，未來三年可能走完磷酸鐵鋰20年的路。對(duì)鈉電體系充滿信心，但需解決規(guī)模化、成本、穩(wěn)定性及示范性工程和標(biāo)準(zhǔn)建立等問題，完善后鈉電產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。
楊道均：我對(duì)鈉電同樣充滿信心。我在鋰電池領(lǐng)域有更長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)，但在儲(chǔ)能領(lǐng)域，我們看到多種能源組合方式的應(yīng)用。用戶側(cè)主要依賴鋰電池，尤其是磷酸鐵鋰電池進(jìn)行大規(guī)模儲(chǔ)能；發(fā)電側(cè)則在一次調(diào)頻中可能采用飛輪等響應(yīng)更快的技術(shù)，二次調(diào)頻則主要是鉛酸和鈉電，其中鈉電因其更大的功率和適宜性而更具優(yōu)勢(shì)。對(duì)于用戶側(cè)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，釩液流和鐵鉻液流也是值得考慮的技術(shù)。鑒于儲(chǔ)能電站的安全問題，如起火事故，這些新技術(shù)的安全性也將成為未來發(fā)展的重要方向。
楊洋：核聚變與氫能產(chǎn)業(yè)在商業(yè)化、產(chǎn)品化上突破，面臨哪些挑戰(zhàn)與難點(diǎn)？
金之儉：核聚變對(duì)高溫超導(dǎo)聚變磁體技術(shù)挑戰(zhàn)巨大，需要技術(shù)突破與不斷迭代。其他高溫超導(dǎo)應(yīng)用如電力、節(jié)能等領(lǐng)域正在快速拓展。當(dāng)前面臨兩大挑戰(zhàn)：一是用戶培養(yǎng)，因高溫超導(dǎo)應(yīng)用模式新穎，需時(shí)間引導(dǎo)用戶適應(yīng)；二是成本降低，預(yù)計(jì)兩三年內(nèi)可達(dá)經(jīng)濟(jì)性拐點(diǎn)，屆時(shí)應(yīng)用將迅速增長(zhǎng)。
何慶一：我最初從事鋰電行業(yè)，后來轉(zhuǎn)而投入氫能源領(lǐng)域，特別是在氫的材料方面，我借鑒了很多鋰電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展思路。比如，我之前做鋰電隔膜的經(jīng)歷，從聚烯烴到半固態(tài)再到固態(tài)的發(fā)展路徑，與我們現(xiàn)在制氫隔膜的發(fā)展路徑很相似。我們目前有多孔隔膜和類似于鋰電的半固態(tài)隔膜等產(chǎn)品路線，并且已經(jīng)開始與客戶合作，共同進(jìn)行研發(fā)。
在氫能源這個(gè)行業(yè)，最大的困境并非技術(shù)難題，而是政策和驗(yàn)證的挑戰(zhàn)。當(dāng)前，雙碳目標(biāo)和能源轉(zhuǎn)型推動(dòng)了氫能源的發(fā)展，但在大型項(xiàng)目的驗(yàn)證過程中，往往存在急于求成的情況。我認(rèn)為，一個(gè)新的工程從前期到后期，中間必然會(huì)經(jīng)歷一些曲折，而當(dāng)前產(chǎn)業(yè)的忍受度對(duì)此還不太高。
為了推動(dòng)氫能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，首先需要上游的光伏、風(fēng)能以及核聚變等領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展，降低發(fā)電成本。其次，產(chǎn)業(yè)需要有更多的耐心，能夠穩(wěn)步完成從前期到后期的商業(yè)化驗(yàn)證過程。只有這樣，氫能源產(chǎn)業(yè)才能持續(xù)健康發(fā)展。
楊洋：新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同合作齊頭并進(jìn)，請(qǐng)問各位對(duì)產(chǎn)業(yè)未來有何期待？
許輝：我認(rèn)為未來能源發(fā)展有兩大方向：一是受政治格局影響，可能重回冷戰(zhàn)，各國(guó)追求能源自給自足與絕對(duì)安全，核聚變、儲(chǔ)能、風(fēng)光電等都將強(qiáng)調(diào)發(fā)電側(cè)的安全；二是面對(duì)環(huán)境沖擊，人類需團(tuán)結(jié)，應(yīng)對(duì)碳中和、碳達(dá)峰，有效減少溫室氣體。這對(duì)我們上游材料企業(yè)而言，需把握共性點(diǎn)以應(yīng)對(duì)。
盡管未來世界可能短期顯得不美好，但我們不能畏懼困難，而要在其中尋找機(jī)遇，做得更好。作為能源配套企業(yè)，我們?cè)谖磥韼资陮⑹请p重背景下的核心點(diǎn)轉(zhuǎn)變，從消費(fèi)為中心將轉(zhuǎn)化為能源或環(huán)境為中心。無(wú)論何種背景，我們都需要堅(jiān)定信念，積極探索新能源技術(shù)，為能源轉(zhuǎn)型和雙碳目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。
張偉：我從事材料學(xué)研究，深知材料、信息和能源共同構(gòu)成了現(xiàn)代文明的基石。在今天的討論中，大家普遍認(rèn)同未來是能源轉(zhuǎn)型的時(shí)代，新能源無(wú)疑是發(fā)展的必然趨勢(shì)，這一進(jìn)程不會(huì)因政治格局或社會(huì)其他因素而改變。有人甚至預(yù)測(cè)，未來10到20年可能會(huì)出現(xiàn)零電價(jià)甚至負(fù)電價(jià)的情況，這將對(duì)我們的生活方式產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，化石能源終將消耗殆盡，新能源將成為人類文明的終極方向，無(wú)論是核聚變、風(fēng)能、光能還是水能。
作為新能源時(shí)代的經(jīng)歷者和從業(yè)者，我對(duì)未來的認(rèn)知堅(jiān)定而明確。我將不遺余力地推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型，堅(jiān)決執(zhí)行國(guó)家的雙碳政策。我堅(jiān)信，通過我們的共同努力，我們能夠在30、60年的時(shí)間節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和的目標(biāo)。