中國儲能網(wǎng)訊：自2020年9月我國提出碳達峰、碳中和以來，“雙碳”戰(zhàn)略持續(xù)催生以綠色低碳為特征的新質(zhì)生產(chǎn)力，涌現(xiàn)了一批突破性綠色科技成果，對加快經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型意義重大。綠色科技成果的發(fā)展進步，會給我們的生活帶來哪些變化？
近日，2025中關村論壇年會（簡稱中關村論壇）在中關村國際創(chuàng)新中心舉行。作為全球前沿科技的“風向標”，中關村論壇集中展示了綠色低碳領域的最新科技成果。從風力發(fā)電裝備升級，到儲能技術更新，再到氫能產(chǎn)業(yè)進階，一系列科技突破正在匯聚綠色生產(chǎn)力，將高質(zhì)量發(fā)展的底色鍛造得更健康、更可持續(xù)。
快跟隨庫叔的腳步，一起探秘這場聚焦“新質(zhì)生產(chǎn)力與全球科技合作”的科技盛會。
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大兆瓦機組領跑海上風力發(fā)電
中關村國家自主創(chuàng)新示范區(qū)展示中心綠色低碳主題板塊，一款海上風電機組模型擺在最顯眼處，每次嘉賓來訪，講解人員都會作為明星成果介紹。
它就是26兆瓦級海上風力發(fā)電機組。這是目前全球單機容量最大、葉輪直徑最長的海上全國產(chǎn)化風電機組，于2024年10月在福建省福清市海上風電產(chǎn)業(yè)園下線，機組輪轂中心高達185米，相當于63層居民樓高，風輪掃風面積相當于10.5個標準足球場。
機組研發(fā)單位東方電氣集團工作人員介紹，整臺機組由3萬余個零部件組成，發(fā)電機、葉片、軸承、電控系統(tǒng)等關鍵部套技術均達到世界領先水平，代表了中國風電裝備全產(chǎn)業(yè)鏈技術快速進步的最新成果。國務院國資委評其為“2024年度央企十大國之重器”。
該機組具備抵御17級臺風的能力，還能應對大部分海域平均風速高、鹽霧腐蝕強、臺風大等挑戰(zhàn)，并能根據(jù)風況自動調(diào)整風機風輪朝向，減小大風影響，海上使用壽命可達25年。2024年9月，采用該方案的風電機組就經(jīng)受住了超強臺風“摩羯”的考驗。
該機組還具備卓越的發(fā)電性能和減碳效應，在10米/秒的風速下，單臺機組每年可輸出1億度清潔電能，可滿足5.5萬戶普通家庭一年的生活用電；每年輸出的清潔電能，可節(jié)約標準煤3萬余噸，減少二氧化碳排放8萬余噸。
更重要的是，該機組工程造價低，運維成本低，有廣闊的推廣前景，有望在東南沿海及共建“一帶一路”國家和地區(qū)廣泛應用。以500兆瓦風電項目為例，經(jīng)過測算，相比現(xiàn)有18兆瓦機組，采用26兆瓦機組，單位千瓦造價降低5%，發(fā)電量提升4%～5%。
專家分析，伴隨全球能源結構向清潔能源轉(zhuǎn)型，海上風電機組以成本低、發(fā)電強、綠色低碳等優(yōu)勢成為各國競相發(fā)展的重要領域。大兆瓦海上風電機組的突破，使我國從海上風電“跟跑者”變身為“領跑者”。下一步，這一突破有望助推我國從“風機進口國”走向“技術輸出國”，在歐洲和共建“一帶一路”國家和地區(qū)獲得更多市場份額，還將帶動我國能源獲取從近海拓展到深遠海，在風能利用上占據(jù)制高點。
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鈉離子電池破局儲能“不可能三角”
深藍色，方形，普通書籍大小，通體標識白色字母“Na”……在眾多大塊頭裝備模型面前，6塊不同規(guī)格、型號的電池，顯得并不起眼，但是代表的科技進步令人肅然起敬。
這是中國工程院院士、國家自然科學獎一等獎獲得者陳立泉和中國科學院物理所清潔能源實驗室主任胡勇勝領銜研發(fā)的新型儲能電池——鈉離子電池。
電池取名“海星”，寓意星辰大海。3月28日，中科海鈉科技有限責任公司（簡稱“中科海鈉”）召開發(fā)布會，發(fā)布了這一成果。業(yè)內(nèi)認為，“海星”為物流運輸場景下的商用車提供了鈉離子電池解決方案。
相比主流鋰離子電池，鈉離子電池可謂“后生可畏”，擁有多項優(yōu)異本領和技術突破：
一是具有完全自主知識產(chǎn)權。正負極材料、電解液等關鍵材料體系和電芯制造、裝配工藝等工程技術上，均具備完全自主研發(fā)能力，產(chǎn)品核心專利已獲中國、美國、歐盟等多個國家和地區(qū)授權。
二是原材料自主可控，不容易受制約。鈉電池負極采用的無定形碳材料由無煙煤制備而成，原料就是煤炭，完全可以自給。而鋰離子電池的原材料高度依賴進口，發(fā)展容易受到鋰礦富集地和出口國政策變動或政局變化的影響。
三是成本更低。Ni和Co是鋰電池常用活性元素，鈉離子電池正極所用的活性元素Cu，其成本只有Co的四分之一、Ni的二分之一。而關鍵材料鈉是地殼中第六豐富元素，廣泛存在于海水和鹽礦中，資源豐富度遠高于鋰，開采提取成本較鋰低。
四是十分耐寒。-40℃～-20℃環(huán)境下，放電效能可達90%以上，比鋰電池高出近一半，對鋰電池不足形成有益補充。
五是充電更快。僅需20～25分鐘，即可充滿電。
六是壽命更長。電芯具備8000次循環(huán)壽命，比一般鋰電池壽命多出4000次，整個壽命周期中，裝載鈉電池的車輛可行駛更長距離，性價比更高。
這些優(yōu)勢不僅突破了常規(guī)電池“快充－充滿－長壽命”的“不可能三角”，重構了電池的全生命周期經(jīng)濟性，為千億級商用車電動化市場提供自主可控的中國方案，還在降碳減污、推動經(jīng)濟社會綠色轉(zhuǎn)型方面潛力可期。
中科海鈉高級技術總監(jiān)王盈來告訴記者，他們正在全力布局北方重型卡車市場，希望為運輸中的污染排放“大戶”提供低碳解決方案?！氨狈蕉斓牡蜏丨h(huán)境，需要耐寒電池支撐。北方到南方的干線運輸，也需要充電更快、更耐用、更經(jīng)濟的電池支撐?！蓖跤瘉碚f。
他們計劃與北方相關政府和車企合作，結合當?shù)刭Y源和需求，推廣鈉離子電池技術，將北方資源以更清潔的方式運往南方，助力綠色轉(zhuǎn)型和“雙碳”戰(zhàn)略目標實現(xiàn)。
陳立泉認為，在能源安全與“碳中和”雙重壓力下，發(fā)展鈉電產(chǎn)業(yè)不僅是對鋰資源“卡脖子”風險的戰(zhàn)略對沖，更是實現(xiàn)新能源產(chǎn)業(yè)自主可控的關鍵路徑。未來隨著鈉離子電池進一步商業(yè)化，鈉離子電池有望與多項動力電池技術共同支撐起“電動中國”與“零碳未來”的宏偉藍圖。
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液氫重卡填補干線物流“氫”空白
中關村國家自主創(chuàng)新示范區(qū)展示中心門口，一輛藍白漸變涂裝的重型卡車，科技感十足，吸引人們不斷來拍照打卡。
這是一輛液氫重卡牽引車，代表氫燃料電池動力重卡中的高端產(chǎn)品。該車搭載300千瓦高功率、高效率燃料電池發(fā)動機，80千克車載液氫儲氫系統(tǒng)，續(xù)航里程可達1000千米以上，可滿足中長途干線物流運輸需要。
3月31日，中關村論壇舉行重大成果專場發(fā)布會，發(fā)布了北汽福田研制的這款最新液氫重卡。業(yè)內(nèi)專家認為，它不僅標志著我國在液氫燃料重卡領域?qū)崿F(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈自主可控，其所具有的超1000千米的續(xù)航能力還刷新了行業(yè)標桿，推動氫能從區(qū)域中短途運輸進階到中長途干線物流場景。
北汽集團首席科學家、北汽福田汽車股份有限公司副總經(jīng)理秦志東介紹，這輛車集合了23項首創(chuàng)技術，包括液氫重卡集成關鍵技術、300千瓦高功率燃料電池發(fā)動機技術、車載液氫儲氫系統(tǒng)等，實現(xiàn)了從關鍵部件到整車系統(tǒng)的全產(chǎn)業(yè)鏈突破。
尤其在燃料電池方面，其搭載的金屬板自增濕氫燃料電池系統(tǒng)，具有大功率、高效率、長壽命的特點。高達300千瓦的動力輸出性能及寬域變載能力，可滿足我國絕大部分重卡長途干線運行需求。
車載液氫系統(tǒng)還解決了儲氫量不足的問題。秦志東介紹，把氣氫換成液氫，車載儲氫的體積和重量大幅縮小，至少降低三分之二。同樣體積下，一輛車可載原來3倍氫量，車輛運輸里程、運輸效率都有大幅提升。
相關技術創(chuàng)新還解決了氣氫狀態(tài)下加氫速率慢的問題。秦志東舉例說，按照當前加氫站設備水平，一分鐘加注氣氫量僅為2千克左右，一臺氫耗較低的重卡跑1000千米需要80千克氫氣，加氫時長得40分鐘。換成液氫，加注速度可達每分鐘10—15千克，六七分鐘就可加滿，算上對接等準備工作時間，液氫重卡加氫時間只需10分鐘左右。這一突破大大降低了用戶補能時間，對長途高速干線物流優(yōu)勢突出。
值得注意的是，氣氫加注需要高壓預冷，液氫直接是低溫加注，較氣氫省去了加壓過程，能耗也比氣氫低很多。
目前，這款液氫重卡相關技術正在走出實驗室。按照計劃，預計2026年投入示范運營。當更多液氫重卡在干線物流奔跑時，它代表的不僅是長距離、重載領域液氫重卡的閃亮登場，還將標記中國氫能產(chǎn)業(yè)的巨大進步。
自2022年國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃以來，我國氫能發(fā)展不斷提速，已成為全球可再生能源制氫及相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展的引領者。國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司副司長邊廣琦表示，2024年，全球可再生能源制氫項目累計建成產(chǎn)能超25萬噸，中國占比超過50%。
隨著氫能產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展，氫能需求將得到爆發(fā)式增長，帶動碳減排取得更大突破。中國工程院院士、中國礦業(yè)大學（北京）教授彭蘇萍預測，到2030年，我國氫能需求量將達到3700萬～4200萬噸，到2060年，這一需求量將達到1億～1.8億噸，帶動年減排規(guī)模突破16億噸。
“在世界能源轉(zhuǎn)型的大背景下，氫能作為綠色低碳、轉(zhuǎn)換靈活的能源品種，有望和電力一同成為社會的主要終端能源?！敝袊こ淘涸菏?、中國工程院原副院長干勇說。
