角逐儲能產業(yè)高地，新曙光何在?

　　應對氣候變化的全球共識，以及我國“碳達峰、碳中和”的目標，引發(fā)了新一輪的能源革命。在這輪能源革命中，具有清潔零碳等諸多優(yōu)勢的風光等新能源迎來跨越式發(fā)展的歷史機遇，正經歷從“補充能源”到“主體能源”的轉變，逐步成為發(fā)電量增量主體，裝機占比超過40%。

　　但“靠天吃飯”的新能源發(fā)電存在間歇性、波動性等短板。“靠天吃飯”的風力和太陽能發(fā)電不穩(wěn)定，儲能就像一塊塊“大號充電寶”，作為提升系統(tǒng)靈活性的重要選擇，迎來了前所未有的發(fā)展機遇期，也正直面著技術突破的課題。

　　儲能：通往碳中和之路的“最優(yōu)解”

　　歷史上每一次工業(yè)革命，都是以能源革命為重要動力。

　　構建面向碳中和的新型電力系統(tǒng)，需要大規(guī)模、高安全以及不同時長的儲能技術，已經成為行業(yè)共識。全國工商聯(lián)新能源商會秘書長曾少軍認為，構建新型電力系統(tǒng)需要促進新型儲能多元化發(fā)展，推動電化學儲能等各類儲能形式發(fā)展，支撐多能互補能源體系建設，同時創(chuàng)新儲能產業(yè)模式，培育發(fā)展新動能。

　　在碳中和背景下，國際主要發(fā)達國家立足于其國情和發(fā)展階段制定了能源技術發(fā)展戰(zhàn)略，通過儲能等領域技術革新，以提高電力系統(tǒng)調節(jié)能力和對新能源的消納能力，助力電力系統(tǒng)轉型。

　　美國能源部已投入大量資金用于支持全釩液流電池、壓縮空氣儲能等技術研發(fā)。美國國家可再生能源實驗室 (NREL) 預計，2050 年儲能功率和儲能容量將分別達到 2億千瓦和 12億千瓦時以上，儲能規(guī)模相較目前將增長約 10 倍。英國主要以投入公共資金支持儲能技術創(chuàng)新，通過發(fā)布“工業(yè)戰(zhàn)略挑戰(zhàn)基金”開展“法拉第挑戰(zhàn)計劃”等措施鼓勵對電池儲能延壽、系統(tǒng)規(guī)模提升、回收利用等方面進行深化研究。

　　在亞洲，日本也積極推動儲能規(guī)?；l(fā)展,預計到 2030年儲能規(guī)模將比 2019 年增加10倍商用和家用蓄電池市場規(guī)模將達到 2400 萬千瓦時，車載蓄電池市場規(guī)模也將擴大到 1億千瓦時。

　　視野回到國內，近年來，以輸出電力為主要形式的新型儲能技術創(chuàng)新已經實現(xiàn)了實質性進步，當前，我國儲能行業(yè)整體處于由商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展的過渡階段，在技術研發(fā)、示范項目、商業(yè)模式、政策體系等方面均快速發(fā)展。

　　政策方面，政府高度重視儲能發(fā)展，從頂層設計到具體政策支持力度逐步增大。中共中央、國務院印發(fā)的《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》四次提及儲能。國家發(fā)展改革委、國家能源局在2021、2022年先后聯(lián)合印發(fā)了《加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》，提綱挈領指明了新型儲能發(fā)展方向，要求強化規(guī)劃的引領作用，加快完善政策體系，加速技術創(chuàng)新，推動新型儲能高質量發(fā)展，并進一步明確發(fā)展目標和細化重點任務。

　　在政策與市場需求的多輪驅動下，新型儲能迎來發(fā)展春天，從數(shù)據(jù)上可見一斑：2022年，新型儲能新增投運規(guī)模達到 7.3GW/15.9GWh，同比增長200%;2023年上半年繼續(xù)保持高速發(fā)展，新增投運規(guī)模 8.0GW/16.7GWh，超過2022 年新增規(guī)模水平，目前中國新型儲能市場裝機規(guī)模為全球第一。

　　儲能先進技術及材料“多題待解”

　　每一次能源革命，都是以技術革命為先導。

　　“雙碳”目標對儲能發(fā)展提出質的要求。中國科學院院士、南方科技大學碳中和能源研究院院長趙天壽分析指出，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，對儲能要求非常苛刻，包括高安全、高效率、低成本、規(guī)?；?、長壽命，以及沒有資源和地域限制等多個方面。

　　科技部等九部門印發(fā)《科技支撐碳達峰碳中和實施方案(2022—2030年)》提出，發(fā)展前沿和顛覆性低碳技術，研究固態(tài)鋰離子、鈉離子電池等更低成本、更安全、更長壽命、更高能量效率、不受資源約束的前沿儲能技術。

　　面向世界能源科技競爭，支撐綠色低碳科技創(chuàng)新，新型儲能技術創(chuàng)新機不容發(fā)，加快推進先進儲能技術規(guī)?；瘧脛菰诒匦?。在這其中，新材料是新型儲能技術的不可或缺的關鍵一環(huán)。

　　在當前新一輪產業(yè)升級和科技革命大背景下，新材料產業(yè)必將成為未來高新技術產業(yè)發(fā)展的基石和先導，對全球經濟、科技、環(huán)境等各個產生深刻影響。

　　中國科學院院士徐春明曾表示，電化學儲能雖然有比較大的發(fā)展空間，但依然未突破自身的瓶頸，例如，鋰離子電池是當前常見儲能方式所使用的重要材料，但是受限于資源和價格，未來有待突破。

　　據(jù)了解，當前我國儲能材料產業(yè)處于高速增長階段，并在世界占據(jù)了重要地位。但我國儲能材料也面臨著諸多挑戰(zhàn)，其中有三大挑戰(zhàn)最為緊迫：

　　一是關鍵資源進口依賴度高，材料價格波動大。我國鋰、鈷、鎳資源儲量分別占全球的約7%、1.7%、2.1%。2021年-2023年，鋰電儲能材料價格大起大落，對整個產業(yè)鏈帶來劇烈沖擊。

　　二是采、選、冶、化過程環(huán)保問題突出。我國儲能材料產業(yè)有規(guī)模優(yōu)勢，但是也面臨著日益嚴峻的環(huán)保問題和職業(yè)健康問題，生態(tài)環(huán)境壓力較大。

　　三是高端綠色智能制造能力較薄弱，碳排放高。我國的儲能材料產業(yè)，還普遍存在著單位產值能耗高、排放大、自動化和智能化水平較低等問題，亟需進行補鏈強鏈，提升智能制造能力。

　　為此，先進儲能材料國家工程研究中心首席科學家鐘發(fā)平帶領團隊，研制并孵化出首條車用混合動力電池智能生產線，打破國際封鎖和壟斷，引領我國先進儲能材料發(fā)展。而新能源汽車經過十余年的快速發(fā)展，動力電池退役高峰期即將到來，電池回收也被視為是鋰資源等金屬循環(huán)利用以及環(huán)保問題的有效方式。

　　傳統(tǒng)的電池回收技術存在工藝流程長且復雜、廢水處理量大、鋰回收率較低、綜合回收成本高等問題。為更好地響應低碳綠色發(fā)展要求，先進儲能材料國家工程研究中心創(chuàng)造性地提出了一步法廢舊鋰離子電池回收工藝技術路線，充分考慮廢舊鋰離子電池的物質組成特點、回收產品要求、成本制約等綜合因素，極簡工藝流程，溫和回收反應條件，對于保障儲能核心資源——鋰金屬的供應具有重要意義。

　　組團發(fā)展、交叉創(chuàng)新，提升產業(yè)競爭力

　　電化學儲能賽道發(fā)展火熱，充滿前景，但同時也要看到，存在著安全性有待提升、壽命有限、成本較高等問題，需要在儲能材料采選治化制造、電芯設計和制造、儲能系統(tǒng)集成和儲能安全管理等多個學科、多個專業(yè)和多個方向交叉創(chuàng)新。單一學科的技術力量打通不了整個儲能材料產業(yè)集群，其資源要素整合遠遠超過單一的學科知識和研究思維。

　　“能不能突破單一學科、單一個體在專業(yè)結構配置、科研資源配置上的瓶頸，高效組建跨學科、跨專業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的科研團隊，并且讓科學家在垂直攀登行業(yè)卡脖子關鍵技術的全過程中，交叉創(chuàng)新，協(xié)同作戰(zhàn)，提升系統(tǒng)思維，激發(fā)內生動力，才是最關鍵的。”鐘發(fā)平告訴記者，“要通過體制、機制創(chuàng)新，聚焦儲能材料及大儲能產業(yè)發(fā)展面臨的復雜挑戰(zhàn)，鼓勵有條件的產學研機構組建緊密型產業(yè)創(chuàng)新聯(lián)合體和產業(yè)鏈集群，整合全產業(yè)鏈要素資源，集中力量突破行業(yè)在資源、成本、減碳、環(huán)保、智能制造等方面的卡脖子關鍵技術。”同時，不論是產業(yè)創(chuàng)新聯(lián)合體的構建，還是儲能基礎設施的建設，都需要大量資金進行提前布局，需要集結政府、企業(yè)乃至全社會的力量支持儲能產業(yè)鏈的基礎建設和創(chuàng)新研發(fā)，賦能全產業(yè)鏈綠色健康發(fā)展。

　　中國工程院院士楊裕生同樣提醒指出，儲能科研成果轉換率低是我國長期想解決而沒有解決好的難題。企業(yè)因為感覺不定因素多、與產業(yè)化相距太遠而不愿涉足，使其成為比工程化開發(fā)更少人問津的最薄弱環(huán)節(jié)。要解決這一問題，需要政府出面，企業(yè)牽頭，風險基金介入，建立行之有效的產學研用結合機制，吸引不愁經費的轉化成果專門機構來補齊和加強這一薄弱環(huán)節(jié)。大型電力企業(yè)的研究院所要當仁不讓，盡早介入新型儲能電池研發(fā)，積極接手儲能電池的創(chuàng)新成果轉化，主導提高技術成熟度。國有投資機構要帶頭改變觀念，實施“有風險的”風險投資，大力支持技術創(chuàng)新升級。

　　新能源與大儲能面臨著諸多復雜問題，很難通過產業(yè)鏈單一環(huán)節(jié)的局部優(yōu)化很難應對，需要高屋建瓴地進行全鏈條、全要素的系統(tǒng)思考和頂層設計，“政產學研用”融合，打破“封閉、割據(jù)、分散”的機制體制。據(jù)了解，先進儲能材料國家工程研究中心的一步法電池回收技術就是在物理學、化學、冶金學、材料學等多學科交叉創(chuàng)新的基礎上“誕生”，并在突破上游資源依賴瓶頸的同時，解決了末端存在的高污染、高排放、高能耗、高成本和資源回收率低的痛點，對構建全產業(yè)鏈閉環(huán)具有決定性意義。

　　鐘發(fā)平呼吁，應共同站在產業(yè)高質量發(fā)展的全局思考，打造緊密的創(chuàng)新聯(lián)合體和優(yōu)勢產業(yè)集群，推動跨學科協(xié)同創(chuàng)新和產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的交叉融合，解決行業(yè)共性課題，以點帶面，共同破局。通過政策、市場、行業(yè)、技術、基金多維協(xié)同，自然礦山到城市礦山產業(yè)鏈閉環(huán)創(chuàng)新，源網荷儲系統(tǒng)發(fā)力，實現(xiàn)渠道、資源、信息情報和關鍵技術的共享與標準共建，破解產業(yè)發(fā)展過程中的瓶頸課題;通過構建具有特色的儲能產業(yè)鏈集群，進行延鏈、補鏈、強鏈，健全產業(yè)生態(tài)，激發(fā)產業(yè)鏈內生動力，推動儲能產業(yè)可持續(xù)、高質量發(fā)展。

　　來源：中國新聞網