從廣袤沙漠中排列整齊的太陽(yáng)能光伏板，到海風(fēng)勁吹下緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)的巨型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，新能源以其清潔、可持續(xù)的特性，成為了人類(lèi)應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的“希望之光”。然而，在新能源蓬勃發(fā)展的背后，一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題逐漸浮出水面——低碳卻不穩(wěn)定的新能源，何以實(shí)現(xiàn)安全且穩(wěn)定的電力供應(yīng)?
“新能源+長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，才是同時(shí)解決能源供需與碳排放問(wèn)題的最佳方案。”緯景儲(chǔ)能科技有限公司創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)葛群給到這樣一個(gè)答案。作為一家聚焦于鋅鐵液流電池這一長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)路線(xiàn)企業(yè)的“掌舵者”，他認(rèn)為，儲(chǔ)能，尤其是能夠支撐數(shù)小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定輸出的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，將成為未來(lái)能源體系中必不可少的關(guān)鍵“拼圖”。
刨根：從根上找用電的解法
“電其實(shí)和空氣一樣，無(wú)感是常態(tài)，但一旦出現(xiàn)波動(dòng)短缺，就會(huì)產(chǎn)生‘窒息感’。”葛群說(shuō)。
2020年，中國(guó)正式提出2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。對(duì)這樣一個(gè)經(jīng)濟(jì)總量巨大、工業(yè)化與城鎮(zhèn)化進(jìn)程尚未完成的國(guó)家而言，需要保證經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的同時(shí)，又要有效控制溫室氣體排放。既是機(jī)遇，也是巨大挑戰(zhàn)。人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)迅猛發(fā)展，電力消耗急劇上升。中國(guó)信息通信研究院預(yù)測(cè)，到2025年，數(shù)據(jù)中心能耗占全社會(huì)總能耗的比例將從當(dāng)時(shí)的2%升至5%，年耗電量約4000億千瓦時(shí)。若繼續(xù)依賴(lài)傳統(tǒng)火電供能，不僅會(huì)加重碳排放，還會(huì)在碳配額等限制下困難重重。
與此同時(shí)，國(guó)際能源署的數(shù)據(jù)顯示，近年來(lái)，全球風(fēng)電和光伏裝機(jī)容量持續(xù)飆升，尤其中國(guó)作為新能源發(fā)展的主力軍，更是成績(jī)斐然。但快速增長(zhǎng)的背后，新能源發(fā)電的隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性問(wèn)題日益凸顯。
在光照充足的白天，太陽(yáng)能光伏電站全力發(fā)電，可一旦夜幕降臨，發(fā)電量便驟減;風(fēng)力發(fā)電也同樣“看天吃飯”，風(fēng)力不穩(wěn)定時(shí)，電力供應(yīng)時(shí)有時(shí)無(wú)。這種不穩(wěn)定性給電網(wǎng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)，“棄風(fēng)棄光”現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年因無(wú)法有效消納而被浪費(fèi)的風(fēng)電和光電電量超過(guò)百億千瓦時(shí)，這不僅是資源的巨大浪費(fèi)，也嚴(yán)重制約了新能源產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
作為深耕芯片行業(yè)25年的“老兵”，葛群親歷了數(shù)字科技從萌芽到全面賦能諸多行業(yè)的蛻變過(guò)程。無(wú)論是人工智能、大數(shù)據(jù)還是云計(jì)算，其巨大潛能只有在穩(wěn)定電力支持下才能更好地釋放，他逐漸意識(shí)到，如果電力供應(yīng)無(wú)法同步升級(jí)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)的擴(kuò)展一定會(huì)遭遇瓶頸。
用電困局何解?又為何是長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能?面對(duì)這些問(wèn)題，葛群告訴記者，他喜歡“從根上找解法”。
葛群主張通過(guò)“控碳不控能”來(lái)平衡雙碳目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。他認(rèn)為，中國(guó)減碳政策的核心不在于盲目壓縮能源使用總量，而在于通過(guò)大力發(fā)展清潔能源、配備成熟的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與碳排放控制的雙贏。
“就好比給新能源配上一個(gè)‘能量?jī)?chǔ)蓄罐’，在能源生產(chǎn)過(guò)剩時(shí)儲(chǔ)存起來(lái)，在能源供應(yīng)不足時(shí)釋放，以此來(lái)平衡能源的供需矛盾。而長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，更是能夠提供數(shù)小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定電力輸出，成為解決新能源消納難題的關(guān)鍵所在。”葛群說(shuō)。
儲(chǔ)能路線(xiàn)中，葛群堅(jiān)定選擇了長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的技術(shù)路徑中，他又果斷看中了鋅鐵液流電池。在新興領(lǐng)域創(chuàng)業(yè)，抬頭看路比埋頭苦干有時(shí)候更為重要。這一步步“鎖定”路線(xiàn)的過(guò)程，葛群也是憑著一股子“刨根問(wèn)底”的勁頭找答案。
“儲(chǔ)能首先需要做到本質(zhì)安全，其次還要有成本優(yōu)勢(shì)，最后還必須要能夠短時(shí)間內(nèi)在中國(guó)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模部署。”葛群說(shuō)，“這樣一路追問(wèn)下去，鋅鐵液流電池成為不二解法。”
據(jù)了解，在安全性方面，鋅鐵液流電池作為水系電池，天生就具備不燃不爆的特性，極大地降低了安全隱患;在循環(huán)壽命方面，鋅鐵液流電池表現(xiàn)同樣出色，充放電過(guò)程更平穩(wěn)，堆棧部件能夠?qū)崿F(xiàn)上萬(wàn)次乃至十萬(wàn)次的循環(huán)使用，這也意味著長(zhǎng)期使用下成本更低、經(jīng)濟(jì)效益顯著;在資源易得性方面，鋅、鐵資源在地球上儲(chǔ)量豐富，價(jià)格相對(duì)穩(wěn)定，不像一些稀有金屬那樣容易受到資源限制和價(jià)格波動(dòng)的影響，從源頭上杜絕了“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)，為大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)保障。
葛群以SpaceX的“不銹鋼火箭”比喻鋅鐵液流電池這一技術(shù)路線(xiàn)。他認(rèn)為，鋅鐵液流電池在初期階段確實(shí)要面對(duì)類(lèi)似SpaceX火箭焊接、密封等技術(shù)難題，但正如SpaceX解決關(guān)鍵環(huán)節(jié)后實(shí)現(xiàn)了降本增效般，只要把鋅鐵液流電池核心難點(diǎn)逐一突破，就能顯著削減液流電池的材料、制造、維護(hù)和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，為大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用鋪平道路。
放大：把“從0到1”的路鑿出來(lái)
2018年，當(dāng)液流電池技術(shù)還鮮為人知，大多數(shù)資本和企業(yè)都扎堆在熱門(mén)的新能源汽車(chē)、鋰電回收領(lǐng)域時(shí)，葛群帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)踏入這片“待墾地”，創(chuàng)立了緯景儲(chǔ)能。與鋰電池行業(yè)的高度分工不同，整個(gè)液流電池產(chǎn)業(yè)起步晚，投入強(qiáng)度不夠、上下游廠商尚未形成成熟的“分工協(xié)作”生態(tài)鏈，要想在大規(guī)模商用領(lǐng)域真正取得突破，需要打通較長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈條。
起步首先就要找人。葛群充分利用在芯片行業(yè)積累的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)，精心打造了一支跨領(lǐng)域的精英團(tuán)隊(duì)。在團(tuán)隊(duì)構(gòu)建上十分大膽，公司內(nèi)部已細(xì)分超過(guò)200個(gè)崗位，從材料科學(xué)家、電力工程師、化學(xué)工程師、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師、自動(dòng)化專(zhuān)家、AI專(zhuān)家等，形成了一個(gè)跨領(lǐng)域、跨學(xué)科的人才矩陣。他們各有所長(zhǎng)，有專(zhuān)注于材料研發(fā)的科學(xué)家，致力于尋找性能更優(yōu)的電池材料;有電力工程師，精心設(shè)計(jì)高效穩(wěn)定的電力系統(tǒng);自動(dòng)化和機(jī)器人專(zhuān)家，為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模智能制造提供技術(shù)支持……
“不僅僅是創(chuàng)立一家公司，更是拓開(kāi)一個(gè)行業(yè)。”葛群說(shuō)，“我們做的就是一個(gè)‘從0到1’的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的放大過(guò)程。”
從實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)研發(fā)，到小試、中試，再到大規(guī)模生產(chǎn)，每一步都充滿(mǎn)挑戰(zhàn)。葛群介紹道，從一個(gè)小小的零件來(lái)看，它既需要和我們的設(shè)計(jì)相匹配，也需要保證供應(yīng)商能夠提供這樣品質(zhì)的產(chǎn)品，還需要在投產(chǎn)后能讓工廠生產(chǎn)達(dá)到工藝要求。
“而這樣的零件不計(jì)其數(shù)，彎路、教訓(xùn)更是數(shù)不勝數(shù)，最初創(chuàng)業(yè)的幾年，我們就是這樣靠腦力、靠體力把產(chǎn)業(yè)化的路徑一點(diǎn)點(diǎn)鑿出來(lái)。”葛群說(shuō)，“為了讓大規(guī)模生產(chǎn)出的產(chǎn)品符合最初的設(shè)計(jì)要求，這個(gè)放大的過(guò)程，技術(shù)含量不比做科研來(lái)得簡(jiǎn)單。”葛群并不掩飾其中的難度，“但我希望做難而正確的事情，走到技術(shù)的前沿并同時(shí)推動(dòng)整個(gè)生態(tài)的發(fā)展。”
放大效應(yīng)已然初見(jiàn)成果。2023年10月緯景儲(chǔ)能珠海“超G工廠”投產(chǎn)，這也是全球首個(gè)投產(chǎn)的吉瓦級(jí)液流電池工廠，珠海工廠目前產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)能的三分之一。緯景儲(chǔ)能通過(guò)自動(dòng)化產(chǎn)線(xiàn)、數(shù)字化智造平臺(tái)和AI數(shù)字工廠，實(shí)現(xiàn)了精確操作、提質(zhì)降本。雖然這些基地也面臨工藝磨合、新招聘工人培訓(xùn)、設(shè)備測(cè)試等多重挑戰(zhàn)，“但隨著珠海‘超G工廠’初步達(dá)產(chǎn)并成功交付百兆瓦級(jí)產(chǎn)量，即將交付的臨沂工廠、宜昌工廠陸續(xù)投產(chǎn)，鋅鐵液流電池商業(yè)化落地的可行性已得到市場(chǎng)初步認(rèn)可。”葛群說(shuō)。
自2021年以來(lái)，各級(jí)政府密集出臺(tái)支持儲(chǔ)能的政策：國(guó)家有關(guān)部門(mén)發(fā)布《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》、中央政治局會(huì)議也明確指出當(dāng)前“長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能”是制約風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)展的瓶頸。對(duì)于葛群和他的團(tuán)隊(duì)而言，這無(wú)疑是對(duì)多年來(lái)初心堅(jiān)持、潛心創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化探索努力和信念最好的肯定和鼓勵(lì)。
在雙碳戰(zhàn)略和新能源儲(chǔ)能政策的多項(xiàng)利好下，中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)正處于“臨界點(diǎn)”。葛群估算，大約在2025年后，國(guó)內(nèi)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能市場(chǎng)將出現(xiàn)井噴式發(fā)展，規(guī)模或?qū)⑦_(dá)到200至300吉瓦時(shí)，天量的市場(chǎng)需求也需要有力的承接。
“因此，我們這幾年都在抓緊規(guī)劃產(chǎn)能、建設(shè)工廠，希望能有效承接能源轉(zhuǎn)型和雙碳戰(zhàn)略下的市場(chǎng)剛需。”葛群說(shuō)。
回歸：讓儲(chǔ)能回歸到“儲(chǔ)”的本質(zhì)
近年來(lái)，在相關(guān)政策的推動(dòng)下，儲(chǔ)能應(yīng)用端市場(chǎng)空間急劇擴(kuò)張，新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了大爆發(fā)。但隨之而來(lái)的，產(chǎn)能過(guò)剩、質(zhì)量堪憂(yōu)、配而不用等質(zhì)疑聲音也不絕于耳。
“我認(rèn)為要破解這些疑問(wèn)也并不復(fù)雜，其實(shí)就是要儲(chǔ)能回歸到‘儲(chǔ)’的本質(zhì)上，讓儲(chǔ)能設(shè)備真正發(fā)揮提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和調(diào)度靈活性的作用。”葛群說(shuō)。
產(chǎn)品永遠(yuǎn)是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的核心。緯景儲(chǔ)能也憑借不懈的努力獲得了市場(chǎng)的認(rèn)可，2023年10月，緯景儲(chǔ)能的“鋅鐵液流電池”正式列入國(guó)家能源局《第三批能源領(lǐng)域首臺(tái)(套)重大技術(shù)裝備(項(xiàng)目)名單》;2024年6月，鋅鐵液流電池入圍全國(guó)工業(yè)領(lǐng)域電力需求側(cè)管理第六批參考產(chǎn)品(技術(shù))目錄;12月，鋅鐵液流電池納入國(guó)家發(fā)展改革委《綠色技術(shù)推廣目錄(2024年版)技術(shù)清單》。與此同時(shí)，緯景儲(chǔ)能還被評(píng)為“國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)”“國(guó)家級(jí)專(zhuān)精特新‘小巨人’企業(yè)”“上海市專(zhuān)精特新中小企業(yè)”等。
談及產(chǎn)品的未來(lái)應(yīng)用，葛群向記者細(xì)致描繪出一個(gè)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同發(fā)力的用電場(chǎng)景：
在源側(cè)，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能與風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電項(xiàng)目配套使用，能夠有效平滑新能源發(fā)電的波動(dòng)，提高發(fā)電的穩(wěn)定性和可靠性。想象一下，在一片廣袤的風(fēng)電場(chǎng)旁邊，配備了大規(guī)模的鋅鐵液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，當(dāng)風(fēng)力不穩(wěn)定時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以及時(shí)補(bǔ)充電力，確保向電網(wǎng)輸送穩(wěn)定的電能，讓新能源真正成為可靠的電力來(lái)源。
在網(wǎng)側(cè)，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能可以作為共享式或集中式儲(chǔ)能電站，參與電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻。在用電高峰時(shí)期，釋放儲(chǔ)存的電能，緩解電網(wǎng)供電壓力;在用電低谷時(shí)期，儲(chǔ)存多余的電能，提高電網(wǎng)的能源利用效率。這就好比給電網(wǎng)安裝了一個(gè)“智能調(diào)節(jié)器”，讓電網(wǎng)運(yùn)行更加平穩(wěn)高效。
在負(fù)荷側(cè)，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能同樣潛力巨大。在城市中，建設(shè)大型安全儲(chǔ)能電站，可以滿(mǎn)足城市電力保供的需求。特別是在一些人口密集的大城市，如上海，對(duì)安全、大規(guī)模的儲(chǔ)能電站需求迫切。鋅鐵液流電池憑借其安全性和大容量?jī)?yōu)勢(shì)，成為理想選擇。此外，在社區(qū)、工廠等場(chǎng)所，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能還可以與分布式能源系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)能源的自給自足和優(yōu)化利用，降低用戶(hù)的用電成本。
“我簡(jiǎn)單算過(guò)一筆賬，中國(guó)一年大概要用掉近10萬(wàn)億度電，現(xiàn)在我們的用電成本是度電5毛錢(qián)。如果我們用新能源+長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，未來(lái)就有可能把用電成本降到度電4毛錢(qián)，這就意味著全社會(huì)的用電成本減少了近1萬(wàn)億元，這是利國(guó)利民利長(zhǎng)遠(yuǎn)的事情。”葛群把這個(gè)比喻成長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能行業(yè)的“摩爾定律”，根據(jù)他的預(yù)測(cè)，2028年，鋅鐵液流電池的度電成本將有機(jī)會(huì)降至2毛。
中國(guó)將力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，風(fēng)電與光伏的占比還將繼續(xù)提高，與之相匹配的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求也會(huì)越來(lái)越大。在這個(gè)歷史機(jī)遇縱橫且技術(shù)挑戰(zhàn)突出的交匯點(diǎn)，創(chuàng)業(yè)者群體需要堅(jiān)韌的企業(yè)家精神去持續(xù)突破前沿技術(shù)。葛群說(shuō)，“當(dāng)前長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能仍面臨一些挑戰(zhàn)，但我們信心堅(jiān)定、腳步堅(jiān)實(shí)，期待長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能在新能源時(shí)代大放異彩，我們也期待和所有同行們一起，百花齊放迎新春，為人類(lèi)創(chuàng)造一個(gè)更加清潔、高效、可持續(xù)的未來(lái)!”(新華財(cái)經(jīng)客戶(hù)端記者 王默玲)
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