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2016年新能源领域十大创新关注点
2016年新能源领域十大创新关注点
发布时间:2016-07-14

上海市科学学研究所 傅翠晓、黄善光

  
  2015年,全球能源格局发生众多变化,给全球新能源产业发展带来了巨大的机遇和挑战。在2016年里,新能源领域哪些热点值得关注?对这一问题,上海市科学学研究所技术预见研究团队在分析世界能源署(IEA)出版的《世界能源展望2015》基础上,结合技术专家论证,提出2016年新能源和新能源汽车领域值得重点关注的10项内容。
  
  1、能源互联网智能技术
  
  能源互联网是能源和互联网深度融合的产物, 已经成为当前全球新能源领域关注的新焦点。所谓能源互联网,就是将所有的能量信息(分布式的产生、供应、消耗),通过网络互联,得到及时的反馈,并根据需求予以选择控制。在电网层面,能源互联网比智能电网更关注新能源的占比和影响,当可再生能源占到80%甚至更高时,传统的智能电网系统将不足以支撑这一环境,因此需要能源互联网来实现。能源互联网智能技术相关技术主要包括智能大电网数据采集和分析诊断技术、智能电网交互终端技术、智能电网需方响应技术、智能变电站技术等。
  
  2、智能户用分布式光伏系统
  
  据《世界能源展望2015》,到2040 年时,电力会占最终能源消费总量的四分之一,电力行业引领着能源系统低碳化的发展道路。因此,分布式、智能化和终端化光伏系统将成为关注重点。除了屋顶和水面分布式光伏电站外,智能户用分布式光伏系统也将成为热点。目前国内外已有公司开始研发模块化的智能户用分布式系统,如英利推出的金丝羊系统,通过模块化改造,把整套系统重新设计制作了逆变控制一体机。预计2016年将有更多智能化、系统化和模块化的户用光伏系统产品出现。
  
  3、自主第三代核电技术
  
  2015年是中国核电重启元年,年内共核准8台核电机组(防城港3、4号机组,田湾5、6号机组,红沿河5、6号机组,福清5、6号机组),其中7台已于年内开工建设,预计2016年国内核电新增建设项目将达到高峰。据“十三五”规划草稿显示,十三五期间,中国每年将新建6至8座核电站。同时,中国核电也在积极布局海外市场,中国自主三代核电技术“华龙一号”已在英国落地,成功进入西方发达国家,核电技术的出口将有效带动我国设计、设备制造、建安等高端装备制造业的发展。目前西方一些发达国家正面临落后核电更新,能源结构转型等问题。一些新兴国家,尤其是“一带一路”沿线国家的电力需求也在快速增长。这都为中国自主三代核电技术的海外布局带来良好机遇。
  
  4、光伏应用终端
  
  随着光伏技术和产业的不断发展,光伏终端应用正在逐渐走向成熟,各种新型光伏应用终端产品越来越受到关注。如太阳能充电桩不仅利于推广电动汽车,又可以让太阳能发电得到进一步利用。未来充电桩市场规模巨大,有专家保守估计,到2020年,充电桩市场规模将超过千亿元,加上政府对光伏产业发展的大力扶持,光伏充电桩将成为新的关注热点。太阳能充电桩还将拓展功能,将整合“光伏发电+汽车充电+WIFI+广告展示+临时休憩”等功能。此外,2015年格力推出的光伏直流空调引发广泛关注,光伏空调开启了光伏家电的新世代。尽管目前这款空调在商业化方面还未真正普及,但光伏家电无疑是新能源领域产品的一大创新热点。2016年会有越来越多的光伏家电产品出现,实现绿色家居生活。
  
  5、大规模风电消纳技术
  
  目前,中国已成为世界第一风电装机大国。尽管风电装机容量持续增加,但2015年显示出了明显反弹的弃风限电,全年风电弃风电量超过400亿千瓦时,平均弃风率超过15%,均创历史新高。作为推动能源生产和消费革命与破解环境污染难题的首选,未来一段时期,全球风电发展仍有较大的增量空间。在新一轮电改背景下,如何建立风电等清洁能源优先发电制度、促进可再生能源消纳的市场机制,解决大规模的风电消纳问题必将成为2016年风电产业发展的重要关键点。
  
  6、太阳能薄膜电池
  
  随着全球能源危机日益严峻,作为清洁能源的太阳能电池成为解决世界能源危机的主要手段之一。非晶硅、CdTe、Cu(In/Ga)Se2等薄膜太阳能电池具有材料消耗少、效率高等优点,正逐渐取代块体硅电池成为光伏市场的主流产品。近来,北京大学相关研究人员研究发现了新型p型Cu9S5化合物具有良好的导电性,并将其制备成纳米薄膜,用作CdTe电池的背电极,实现了转换效率的提高。日本Solar Frontier公司在2015年12月8日宣布,其研究开发的CIS太阳能电池的单元转换效率达到了22.3%。可见太阳能薄膜电池已具备与晶硅电池的性价比,不久会超过晶硅。该项技术在2016年的发展将受到持续关注。
  
  7、氢燃料电池汽车
  
  氢燃料电池汽车具有零排放,一次加氢续驶里程长,加氢时间短等优点,世界各国均非常重视对氢燃料电池汽车的研发和推广工作。2014年,丰田Mirai已在加州实验运行Mirai。同期运行的车辆还包括现代氢燃料版途胜和本田Clarity。在2015年年初的美国拉斯维加斯消费电子展(CES)上,丰田汽车携量产的Mirai亮相,并宣布将免费共享自己在燃料电池领域的5680项专利,以及和美国地方政府合作投资建设加氢站。在政府支持及企业活跃的背景下,预计2016年氢燃料电池汽车的发展将成为全球新能源领域的一大亮点。
  
  8、锂—氧电池
  
  锂—氧电池,或称锂—空气电池,一直被业界称为“终级电池”,因为其理论能量密度高。若用作电动汽车电池,其成本和重量是目前所有汽车电池的1/5,理论上可使电动车续航能力接近传统汽油汽车,甚至可用于电网储电。这种电池的电极由多孔蓬松的石墨烯制成,通过氢氧化锂循环反应,加入微量水和碘化锂作“中介”,大大减少了会损害电池的化学反应,从而更加稳定高效。近来,英国剑桥大学研究人员克服了困扰锂—氧电池的多个技术难题,把这项技术朝实用化方向推进了一大步。尽管目前该技术离商业应用似乎还很遥远,但相关的技术推进或将成为2016年新能源电池领域的一大热点。
  
  9、电动汽车的动态无线充电技术
  
  电动汽车的电池蓄电能力目前还较低,用户充电还不够便利。若出现便捷充电方式,无疑会进一步促进电动汽车的发展。近来,电动汽车的无线充电技术已有明显进步,如高通公司推出的Halo无线充电系统具有灵活度较高,对电池的类型并没有选择性,可支持各种型号电池。尽管如此,无线充电技术仍需不断突破。高通公司表示,未来将实验把无线充电发射器埋在部分路面之下,届时电动车可以在这些路段实现边行驶、边充电。这就意味着未来电动汽车的车主可以在任何时间、任何地点无需插入式电缆即可实现高速无线充电。
  
  10、动力电池的系统管理技术
  
  据中国汽车技术研究中心分析,2015年动力电池累计报废量约在2至4万吨左右,而我国电池的回收率不足2%,造成资源和能源浪费以及环境污染问题。另一方面,宇通客车主持完成的技术项目在高效动力系统、动力电池集成与管理、整车控制与节能等方面取得突破,获得2015年度国家科学技术进步奖二等奖。由此可以预见到未来一段时间内新能源汽车动力电池的系统管理技术将引起持续关注,尤其是动力电池的回收技术及工艺、动力电池集成与管理技术等。

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