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发展新质生产力,欧阳明高院士表示这些技术是突破口:高比能锂电池、氢燃料电池、光伏叠层电池....

绿色发展是高质量发展的底色,新质生产力本身就是绿色生产力,必须加快发展方式绿色转型,助力碳达峰碳中和。
    2023年总书记在黑龙江考察时首次提出新质生产力以来,“新质生产力”就逐渐成为了热门词语之一。今年两会期间,王政涛代表提出:推动新型能源体系建设,加快发展新质生产力;王志伟代表也提出:加快构建新型电力系统,激发新质生产力。新质生产力是由技术革命性突破、生产要素创新性配置、产业深度转型升级而催生的,它是创新起主导作用,摆脱传统经济增长方式、生产力发展路径,具有高科技、高效能、高质量特征,符合新发展理念的先进生产力质态。新质生产力以劳动者、劳动资料、劳动对象及其优化组合的跃升为基本内涵,以全要素生产率大幅提升为核心标志。发展新质生产力是推动高质量发展发展的内在要求和重要着力点。那么问题来了,新质生产力如此重要,我们又应当如何发展新质生产力呢?根据欧阳明高院士在参加科技部、清华大学联合主办的专题会时发表的《面向新质生产力的前沿科技展望:新能源》演讲,发展新质生产力,高比能锂电池、氢燃料电池、光伏叠层电池、电动汽车、车网互动、绿色氢能、新型储能这些技术是发展新质生产力的突破口。为此,这一期我们特意准备了相关技术的学习资料分享给大家。



01 高比能锂电池

高比能锂电池是一种具有高能量密度和高功率密度的新型电池。它主要通过采用高性能正负极材料、电解质和隔膜等关键组件,以及优化电池结构和制造工艺,实现更高的能量输出和更快的充放电速度。




02 氢燃料电池

氢燃料电池将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。氢燃料电池工作原理是氢气通过燃料电池的正极当中的催化剂(铂)分解成电子和氢离子(质子)。其中质子通过质子交换膜(Proton Exchange Membrane)到达负极和氧气反应变成水和热量。对应的电子则从正极通过外电路流向负极产生电能。氢燃料电池具有无污染、无噪声、高效率和兼容性好等优点。氢燃料电池可以分为碱性氢燃料电池、质子交换膜氢燃料电池、磷酸氢燃料电池、熔融碳酸盐氢燃料电池、固体氧化物氢燃料电池。



干货:氢燃料电池技术在中国的开发和应用进展报告



03 光伏叠层电池

光伏叠层电池是一种高效利用太阳能的光电转换装置,由多个光伏电池单元垂直叠层组成。每个单元能够吸收特定波长的光线,并将其转化为电能。通过叠层设计,光伏叠层电池能够同时利用不同波长的光线,提高光电转换效率,使得太阳能的利用更加高效可持续。光伏叠层电池具有以下优势:

· 能量转化效率高。研究显示,晶硅电池的转化效率理论上限是29.3%,而钙钛矿/晶硅叠层电池转化效率的理论上可达到42%。

· 减少材料消耗。由于叠层电池中的每个子电池只需吸收特定波长的光,因此可以采用更薄的材料层,从而降低材料消耗和电池成本。

· 提高电池稳定性。通过优化各子电池之间的界面结构和电荷传输特性,光伏叠层电池可以实现更好的稳定性。




04 电动汽车

电动汽车技术是指将电能作为主要动力来源,通过电动机驱动车轮行驶的汽车技术。电动汽车技术的核心在于“三电”系统,即电驱系统,电池系统和电控系统,这三个系统构成了电动汽车的关键技术。电动汽车具有环境可持续性、高效节能、低噪音等优点,但也存在行驶里程、充电设施等条件的限制。

欧阳院士预计,2030新能源汽车保有量预计达到1亿辆,市场占有率70%。首先未来10年,有可能形成产业的黄金组合,就是分布式光伏+电池储能+电动汽车车网互动+物联网+区块链”。



干货:全球电动汽车电池供应链




05 车网互动

车网互动(V2G)是指将电动汽车作为一种灵活可调度的移动储能单元,与电网进行能量和信息的互动。车网互动的本质是用户使用电动汽车生产互动价值,避免了自己直接参与微观能源互动的生产,这个过程解放了用户。根据智研咨询发布的《2023-2029年中国车联网行业报告》预计,2023年我国车联网市场规模将达到1358.98亿元。



干货:车网互动技术发展现状与展望



06 绿色氢能

绿色氢能技术利用可再生能源制氢,将可再生能源通过太阳能电池、风机、水泵等发电机组转换成电能,电能通过电解水制氢设备转换成氢气,将氢气储存或直接输送至氢气应用终端,作为电力或交通运输燃料、化工原料等以满足各行业对于氢能的需求。除传统的电解水制氢外,近年来还衍生了一些尚处于实验室研究阶段的新型制氢技术,如太阳能制氢、生物质制氢、核能热利用制氢等。其中,电解水制氢更符合绿色可持续发展的方向,设备简单、技术成熟、无污染,但成本较高,电解水制氢目前主流的方向有3个,分别是电解碱水制氢技术、质子膜电解水制氢技术和高温固体氧化物电解水制氢技术。根据《中国绿色氢能发展路线图》中国未来绿色氢能的发展将分为三个阶段:

· 第一阶段(2023-2024年):政策扶持、示范项目、技术突破、与现有能源供应协调、产业应用。

· 第二阶段- 2024-2027年:技术标准,供应网络投资,国际合作,广泛进展。

· 第三阶段(2027-2030):价格和需求目标、能源基础设施、认证、创新网络、全球参与。



干货:中国绿色氢能发展路线图



07 新型储能

新型储能是指除抽水蓄能外,以输出电力为主要形式的储能。主要包括锂电储能、压缩空气储能、液流电池、钠离子电池和氢储能等技术路线。目前新型储能的应用场景可以分为发电侧、输配电侧和用户侧三大场景,从电网的角度可以分为能量型需求和功率型需求两种类型。据中关村储能产业技术联盟统计,新型储能2024年进入规模化发展阶段,到2030年市场规模将达10万亿元以上!



干货:2023新型储能产业发展报告




参考来源:.面向新质生产力的前沿科技展望:新能源


(新闻来源:碳中和文库)