陳立泉院士:儲能產(chǎn)業(yè)與低空經(jīng)濟
“習近平總書記在今年新年賀詞里面說:‘新能源汽車、鋰電池、光伏產(chǎn)品給中國制造增添了新亮色’。習近平總書記把鋰電池放在新能源汽車和光伏產(chǎn)業(yè)的中間,這是很巧妙的,因為鋰電池既作為新能源汽車的動力電池,又作為光伏產(chǎn)品的儲能電池,他把鋰電池的作用講得很明顯。”這是中國工程院院士陳立泉在2024中國國際新型儲能發(fā)展峰會上的開場白。
01、未來將是電動飛機、電動船舶的時代
我國能源形勢是富煤、少氣、缺油。2023年的石油情況:自產(chǎn)原油2.09億噸,進口原油5.64億噸,對外依存度是73.3%。我曾經(jīng)參加過溫家寶總理讓我們做的咨詢項目,2024年-2026年,中國的油到2050年的情況。結(jié)果是每年大概1.8億噸左右,不會太多也不會太少,從這可以看出來,2023年是2.09億噸是比較多的一年。當時我們說對外依存度不能超過50%,現(xiàn)在73.3%,已經(jīng)遠遠超過了50%。油用到哪去了?汽車保有量是4.17億輛車,當時咨詢的時候平均一輛車要2噸油,所以自產(chǎn)油加進口油基本上就被汽車燒得差不多了。
所以我們提出來“電動中國”,包括交通電氣化(電動火車、電動飛機、電動船舶、電動輪船),設(shè)備的智能化、能源的低碳化,2023年我國新能源汽車產(chǎn)量944.3萬輛,比上年增長30.3%,到2025年,新能源汽車銷量將達到25%左右。
除了新能源汽車,電動船舶也在發(fā)展,比如“長江三峽1號”,是寧德時代提供的7500KWh的鋰離子電池,各省市相繼出臺了一系列關(guān)于電動船舶、岸電設(shè)施的補貼政策,上海也提出了一些要求。電動船舶肯定是發(fā)展的方向。
我們剛剛完成工程院的一個咨詢項目,即電動航空。首先要發(fā)展垂直起降飛行器(eVTOL),一個是在城市里面可以起很重要的作用,另外在農(nóng)村里也會起很重要的作用。2024年2月27號,峰飛航空科技研制的5座垂直起降航空器“盛世龍”,從深圳蛇口飛到珠海九洲港,如果用汽車要用3小時,但地面飛行只要20分鐘,所以低空經(jīng)濟的潛力巨大。深圳市設(shè)立了低空經(jīng)濟示范區(qū),從飛抵航線的開辟到無人機送外賣的開啟,深圳低空經(jīng)濟領(lǐng)域不斷開辟新賽道,建設(shè)低空經(jīng)濟中心,寫進了今年深圳市政府工作報告。
02、低空經(jīng)濟實際運用場景
低空經(jīng)濟不斷賦能交通物流、文旅等產(chǎn)業(yè)為國民經(jīng)濟發(fā)展提供了新動能。到“十四五”末,我國低空經(jīng)濟對國民經(jīng)濟的綜合貢獻將達到3-5萬億,成為新的經(jīng)濟增長極。從以下場景中可以看出來深圳市低空經(jīng)濟的重要應(yīng)用,比如無人機送血,因為血庫在寶安機場附近,如果醫(yī)院在郊區(qū)需要血的話就用無人機送。比如高層消防,無人機可以飛上去,然后水管接到消防車上,深圳市的房子很多是三四十層,如果高層著火,就可以很容易滅掉;無人機醫(yī)療救護,有人在街上暈倒,有人打電話到醫(yī)院,醫(yī)院派無人機送一個智能眼鏡到現(xiàn)場,現(xiàn)場的人戴上眼鏡,醫(yī)生就可以指導他進行搶救,同時救護車馬上趕到。
2022年,深圳市有1500余家無人機相關(guān)企業(yè),占全國總量的90%,工業(yè)級無人機占國內(nèi)市場份額的60%。深圳市低空經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)協(xié)會表示:“在無人機產(chǎn)業(yè)鏈形成過程中,深圳十分看好無人機的研發(fā)、應(yīng)用與低空飛行服務(wù)方面的工作”。深圳低空不僅有無人機穿梭,還有直升機、固定翼等通用航空器的身影,他們在一同打造深圳多樣化的通用航空業(yè)態(tài)。
03、低空經(jīng)濟促進鄉(xiāng)村振興
低空飛行不只是城市的問題,中國這樣的地理環(huán)境下,光靠汽車解決不了鄉(xiāng)村振興的問題,要解決城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)的矛盾,低空經(jīng)濟和數(shù)字經(jīng)濟將一起起著這個重要作用。我國的數(shù)字經(jīng)濟已方興未艾,但低空經(jīng)濟卻遠未得到有效的發(fā)展,如果不迎頭趕上,很可能要貽誤戰(zhàn)機。
閆楚良院士談到低空航空產(chǎn)業(yè)與鄉(xiāng)村振興的關(guān)系,也是地方發(fā)展的黃金產(chǎn)業(yè)。在1000米低空經(jīng)濟,低空經(jīng)濟究竟是多少米,比如說深圳提500米,蘇州提100米,國家可能是三種,3000米、2000米、1000米以下,估計將來還會更加明確。閆楚良院士提出來希望新農(nóng)村建設(shè)縣(鄉(xiāng)、村)商務(wù)平臺與快遞物流體系建設(shè)等方面都發(fā)揮了重要作用。無人機+快遞產(chǎn)業(yè),可以實現(xiàn)全覆蓋無人機投遞,無人機+果園、無人機+水產(chǎn)養(yǎng)殖等都可以跟農(nóng)業(yè)聯(lián)系起來,關(guān)鍵要修好低空“天路”,以鄉(xiāng)村、縣域、省域為節(jié)點,通過5G通信、低空衛(wèi)星等建立實時大數(shù)據(jù)平臺。
農(nóng)耕的無人機,電動插秧機在田里插秧,采摘機器人、高原送外賣,我從四川省來,蜀道難難于上青天,“外賣”都有了,那么鄉(xiāng)村就可以大變樣。無人機低空經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)在鄉(xiāng)村會起很大的作用。
04、沒有儲能產(chǎn)業(yè),就沒有低空經(jīng)濟
低空經(jīng)濟很重要的是要發(fā)展儲能產(chǎn)業(yè),如果沒有儲能產(chǎn)業(yè)不可能有低空經(jīng)濟,深圳支持電化學儲能產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展,2023年2月7日,深圳發(fā)改委發(fā)布了《深圳市支持電化學儲能產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的若干措施》,里面提出了很多建議,優(yōu)化構(gòu)建儲能商業(yè)模式提出具體措施,支持用戶側(cè)儲能多元化發(fā)展,拓展以新型儲能為主體的電力充儲放一張網(wǎng)模式。
2021-2023年全球電力儲能情況,2021年抽水蓄能86.2%,2023年67%,所以說新型儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快,相對來講抽水蓄能就往下降。中國2023年底抽水蓄能是59.4%,新型儲能39.9%,其中鋰電池儲能97.3%,新型儲能產(chǎn)業(yè)里主要是鋰電池儲能。抽水蓄能跟新型儲能起不同的作用。
風能太陽能+鋰/鈉電池儲能組合是取代化石能源的最佳方式。為解決風能、太陽能的間歇性約需8小時的電力儲備。麻省理工大學的李巨教授介紹,僅美國,8hrs儲備需要25TWh 鋰/鈉電池。這是什么概念呢?現(xiàn)在全世界剛剛超過1個TWh,如果美國以風能、太陽能可再生能源為主,要25個TWh的鋰/鈉電,美國人口是3點幾億,中國14億人口,如果我們也是95%可再生能源的話,儲能是非常大的。
加油站也可以跟換電站、充電站結(jié)合在一起,但是要有一定的距離,不能完全靠在一起。這樣能源互聯(lián)網(wǎng)和低谷電就可以通過換電站/充電站進行儲能。因為它可以給汽車換電,那么動力和儲能就結(jié)合在一起了。一輛車究竟要多少電池?現(xiàn)在大概要配備150度電,我覺得實際上用不了50千瓦/時,只需裝1000瓦時就夠了。如果說在天安門上班,住在五環(huán)以外,電動車10度電就足夠來回了。如果說走遠路需要電怎么辦?到換電站租一個充電寶就可以了,這樣可以加快新能源汽車的發(fā)展。換電儲能一體化將成為創(chuàng)新點,換電模式可增加電動汽車、電動船舶和電動飛機的航程,為解決續(xù)航里程焦慮的重要手段?!俺潆妼殹庇霉入妰δ?,增強交通工具的經(jīng)濟性?,F(xiàn)在谷電肯定是便宜的,每家每戶都可以用充電寶充電,然后在高峰時賣出去。我在法國跟德國的交界處待過,他們的電表可以正轉(zhuǎn)也可以反轉(zhuǎn),如果用晚上的電是正轉(zhuǎn),如果要把自己儲的電賣出去就是反轉(zhuǎn),我們將來也可以考慮這個。當前充電仍然是主流,但因為充電容量不足,充電慢、設(shè)備兼容等問題,要構(gòu)建儲電、換電+充電基礎(chǔ)設(shè)施,建成一個網(wǎng)絡(luò),為發(fā)展電動汽車、電動船舶和電動飛機,早日實現(xiàn)交通電氣化創(chuàng)造條件。
早在2021年協(xié)會主辦的“第十六屆動力鋰電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展國際論壇”上陳院士就曾說過:
“既然我們能源有些問題,所以我們就要構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng),習主席2015年就提出了要構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng),推動以清潔和綠色方式滿足全球電力需求。最近習主席又提出了,不再新建境外煤電項目。為了達到能源互聯(lián)網(wǎng),綠色能源的目的,2030年非化石能源消費比重達到25%,風電、太陽能發(fā)電總裝機容量目標達到12億千瓦以上,也就是說平均每年發(fā)電裝機要到7千萬千瓦,這是相當艱巨的任務(wù)。”
能源互聯(lián)網(wǎng)有5大特點,第一,可再生能源替代傳統(tǒng)能源,第二是分布式特征,互聯(lián),智能化,開放。這就需要儲能,能源互聯(lián)網(wǎng)不儲能是不行的,這就需要鋰電池等儲能方式起作用。
05、5G建設(shè)同樣離不開儲能 未來儲能離不開固態(tài)電池和鈉電池
5G跟儲能的關(guān)系,中國通信基站電池平均需求量將保持在20GWh左右。大數(shù)據(jù)中心也需要儲能。2023年中國數(shù)據(jù)中心總用電量達到2667.92億千瓦時,上海市的用電量大概是3500-3700億千瓦時。也就是說整個數(shù)據(jù)中心的用電已經(jīng)超過上海市的用電量,更何況將來的大數(shù)據(jù)還會要發(fā)展。
鈉離子電池上面是電動自行車、微型電動車等景區(qū)運用的電動車,比較小的電動車可以用鈉離子電池。規(guī)模儲能,家庭儲能、園區(qū)儲能、工業(yè)儲能都可以。
2019年3月,世界首座100kWh鈉離子電池儲能電站在岳陽誕生,2021年全球首套1兆瓦時鈉離子智能電網(wǎng)在太原,2024年5月30號10MWh,我國首個大容量鈉離子電池儲能電站正式投入運行,這是跟廣西電網(wǎng)合作的。
剛剛不久前全球最大的100兆瓦時鈉離子電池儲能系統(tǒng)投運,大唐湖北100MW/200MWh鈉離子新型儲能電站科技創(chuàng)新示范項目一期工程建成投運。規(guī)模儲能50兆瓦、100兆瓦時,所用的是中科海納的鈉離子電池。鈉離子電池從2021年到最近幾年,每年都有新的成績出來,可以看出來我們的鋰資源有限,但是鈉資源不缺,鈉離子電池的發(fā)展相當快。
(以上內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場速記稿編輯整理,未經(jīng)本人審閱)
指導協(xié)會工作 助力行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展
近年來,陳立泉院士作為協(xié)會首席專家顧問,為協(xié)會工作的順利開展提供了重要支撐,助力協(xié)會在行業(yè)人才隊伍建設(shè)、打造產(chǎn)業(yè)對話平臺及發(fā)聲窗等方面取得重要成果。
陳立泉院士與協(xié)會會長陳壽以及各副會長單位、理事單位和監(jiān)事會代表合影
01、擔任深圳市鋰電池工程專業(yè)高級職稱評審委員會首席專家顧問
協(xié)會在市人力資源和社會保障局的指導下,在國內(nèi)率先開展“鋰電池工程”專業(yè)職稱評審,打破電池領(lǐng)域職稱壁壘,填補了這一領(lǐng)域國內(nèi)空白,并由陳立泉院士掛帥擔任深圳市鋰電池工程專業(yè)高級職稱評審委員會首席專家顧問,被作為宣傳典范、改革標桿通過深視新聞、特區(qū)報、學習強安等官方媒體全面報告,在當下極具先行示范效應(yīng)和破冰意義。
02、擔任協(xié)會副會長單位 吉陽智能首席科學家
協(xié)會副會長單位吉陽智能與陳立泉院士簽署“首席科學家”聘任協(xié)議,聯(lián)合建立了“電池制造工藝與裝備院士工作站”。原深圳市工業(yè)和信息化局一級調(diào)研員葛亮,時任深圳市人力資源和社會保障局專技處副處長曾燁,深圳市人大代表、協(xié)會會長陳壽,深圳市高端能源制造集群專家委員會主任、欣旺達副總裁梁銳,協(xié)會理事何偉寧等多名企業(yè)高管出席會議。
03、為全國首部鋰電職業(yè)教育教材作序
在市委市政府高度關(guān)注下,協(xié)會聯(lián)合深圳職業(yè)技術(shù)大學,以及貝特瑞、欣旺達、海目星、星源材質(zhì)、新宙邦等5家鋰電產(chǎn)業(yè)鏈的領(lǐng)軍企業(yè)合作共建深圳首個鋰電產(chǎn)業(yè)學院。目前,學院儲能材料與技術(shù)系列教材中的首部教材《鋰離子電池材料與技術(shù)》,也是全國首部鋰電職業(yè)教育教材已正式發(fā)行,陳院士為此作序。
04、助力行業(yè)發(fā)展支持性政策的研究與發(fā)布,協(xié)會特邀陳立泉院士舉辦政、產(chǎn)、企交流座談會
協(xié)會受市工業(yè)和信息化局委托,特邀“中國鋰電研究第一人”陳立泉院士,在市民中心會議室舉辦了關(guān)于“新能源電池”行業(yè)發(fā)展的專題講座,會上,陳院士做主題報告,得到市委政研室、市工信局的高度重視。時任市委政策研究室副主任、市委改革辦副主任李萌,時任市工業(yè)和信息化局黨組成員、副局長何志梅,深圳市高端能源制集群專家委員會主任、欣旺達副總裁梁銳,協(xié)會秘書長李小祎,以及市委政研室經(jīng)濟處、市工信局資源綜合利用和電力處、協(xié)會企業(yè)代表參加了專題講座。
05、出席協(xié)會品牌論壇,做前沿技術(shù)報告,為我國電池產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展建言獻策
2021(第十六屆)動力鋰電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展國際論壇
陳立泉院士在2021(第十六屆)動力鋰電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展國際論壇上,曾圍繞“電動飛機將在未來10年內(nèi)綻放光彩”發(fā)表演講,并指出電動飛將是下一個目標,希望引起大家關(guān)注,促進電動飛機的快速發(fā)展。
2023中國電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇
在2023中國電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇上作《儲能產(chǎn)業(yè),低空經(jīng)濟---從兩個獎勵說起》的主題報告,陳院士指出:儲能產(chǎn)業(yè)和低空經(jīng)濟的關(guān)鍵是固態(tài)電池,特別是固態(tài)鋰電池和固態(tài)鈉電池??紤]成本和技術(shù)成熟度等情況,目前主要是原位固態(tài)化技術(shù)路線。為提升全固態(tài)電池能量密度、倍率性能和循環(huán)壽命,不僅應(yīng)關(guān)注選固態(tài)電池的基礎(chǔ)科學問題:如新型電解質(zhì)材料、界面改性和電池失效機制等,同時也應(yīng)重視全固態(tài)電池的關(guān)鍵技術(shù)問題:如電解質(zhì)材料的批量化制備技術(shù)、大面積固態(tài)電解質(zhì)薄膜連續(xù)制備技術(shù)、全固態(tài)電池一體化制備技術(shù)等。
2023第十七屆動力鋰電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展國際論壇
在“2023(第十七屆)動力鋰電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展國際論壇”上,作題為《鋰電創(chuàng)新 電動中國》的致辭。陳院士表示鋰電池產(chǎn)業(yè)在國家發(fā)展中起著很大作用。他指出,電動中國的落地,需要依靠鋰電產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展去推動。為此,陳立泉院士就當前行業(yè)最為關(guān)注的硅碳負極、無負極金屬鋰電池、固態(tài)鈉電池等多領(lǐng)域,分享了國內(nèi)一些領(lǐng)先團隊的最新研究進展,指明了下一代電池技術(shù)的方向。

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【演講嘉賓】寧德時代首席科學家吳凱
2023(第十七屆)動力鋰電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展國際論壇動力鋰電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展國際論壇已成功舉辦16屆。論壇與全國知名動力電池及新能源汽車上下游企業(yè)...
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徐政和院士:電池回收勢在必行,我國電池所需關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)資源對外依存度已超50%警戒線
從“雙碳”目標、資源安全、環(huán)境污染、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等角度來看,電池回收勢在必行。7月17日,中國工程院外籍院士,加拿大工程院院士,加拿大皇家科學院院士徐政和在“2024中國國際新型儲能發(fā)展峰會(INES2024)”上,圍繞動力電池電池回收的必要性、回收現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)、可靠閃碎和材料修復技術(shù)發(fā)展前景等作了深度解讀。
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