新能源技術路線百花齊放,應關注哪些關鍵點?|甲子引力

2023-12-15     甲子光年

原標題:新能源技術路線百花齊放,應關注哪些關鍵點?|甲子引力

新能源行業的周期性來自於新能源產業的資源屬性和製造業屬性。

2023年11月30日,由中國科技產業智庫「甲子光年」主辦的「致追風趕月的你」2023甲子引力年終盛典在北京順利召開。

此次盛典在11月30日分設企業數字化和新動能與新賽道兩大專場,分別邀請了各自領域內的行業大咖、專家學者、產業高管、投資大咖、科技企業創始人,齊聚一堂發表演講、展開討論,匯聚最新的行業動向,碰撞最新的思想火花。

在新動能與新賽道專場,針對新能源技術路線的關鍵點展開了一場精彩的討論。

在金融街資本投資總監李冬的主持下,微納核芯市場總監陳磊與國家電投中央研究院數字化應用技術研究中心技術總監莫文濤、海松資本執行董事趙文健就新能源行業階段性產能過剩、電池安全管理、新能源產業的數字化水平和未來發展的利好方向展開了探討。

以下是本場圓桌的交流實錄,「甲子光年」整理刪改:

新能源行業的崛起,已經成為推動新一輪能源變革和科技前進的關鍵切入點,同時在具體的應用市場中引起了深遠的變革,蓬勃發展的新能源汽車就是其中最好的例證。

就新能源技術而言,目前國內同步發展的有氫能、風電、光伏、鋰電、鈉電等,不同的技術選擇有什麼特點?又分別適應哪些場景?發揮什麼作用?下面一起進入圓桌對話——新能源技術路線百花齊放,應關注哪些關鍵點?

主持人(李冬):各位嘉賓下午好,先請各位分別介紹一下自己和所在的企業。

金融街資本投資總監 李冬

陳磊:大家好,我是來自微納核芯的陳磊。我介紹一下我們的公司,微納核芯成立於2021年,孵化於北京大學集成電路學院和浙江省北大信息技術高等研究院。微納核芯的目標是把北大先進的科研成果產業落地,打通產學研循環。

我們致力於打造一家AIoT平台型公司,這個平台型包含以下三個含義:一、客戶的平台型。我們已經跟多家頭部客戶簽訂了戰略合作或訂單合作。二、技術的平台型。我們在低功耗、高性能模擬和AI方面都有非常領先的底層創新技術。三、產品的平台型。我們會打造一站式解決方案,比如在儲能BMS裡面我們提供AFE、MCU、主動均衡和隔離通訊等一系列晶片,為客戶提供完整的解決方案。

我們目前主要聚焦在新能源和AI這兩個領域,已經有相關產品出貨。

莫文濤:大家好,我是來自國家電投中央研究院的莫文濤。

國家電投是在2015年由中電投和國家核電重組成立的我國五大發電企業之一,目前新能源裝機全球第一。國家電投是我國唯一同時牽頭實施兩個國家科技重大專項(大型先進壓水堆核電站、重型燃氣輪機)和一個國家專項任務(能源工業網際網路)的央企,2023年《財富》世界500強排名第262位。中央研究院作為國家電投科技創新體系的先導層,在核電、新能源、數字化、儲能、綜合能源、碳中和、技術經濟評價等技術方向開展研發與應用。

趙文健:大家好,我是海松資本的趙文健,很榮幸今天能夠參加圓桌論壇。我用三句話介紹一下海松資本:

海松資本是一家專注於硬核科技投資的私募股權投資機構,我們以推動硬核科技產業發展為宗旨,聚焦先進科技、新能源新材料、先進位造、企業服務、醫療等細分行業,目前已投資超百家優秀企業,其中超過十家企業成功IPO。

海松資本管理多支美元和人民幣基金,摺合管理資金規模超過250億元人民幣。雙幣種的基金結構可以讓我們在布局早期投資、成熟期投資以及海外併購投資的策略時,更加靈活、更加多樣化,也能更多的為企業賦能。

海松資本是一家具有產業實業背景的投資機構。我們的管理團隊由一批成功的企業家、創業者、投資者、投資銀行家、以及大型企業高管組成,能夠充分利用高管團隊在各行業20多年的創業經歷、紮根中國本土市場的投資管理實踐、國際化運營管理經驗、以及廣泛的行業知識和產業資源,輔之以持續、深刻的行業研究,守正出奇,質疑思辨,與被投企業共同成長。

1.新能源行業階段性產能過剩

李冬:大家好,我是本場的主持人李冬,來自於金融街資本。金融街資本是北京市西城區國資委全資擁有的國有資本市場化運營專業平台,合併總資產約3000多億元,主體信用評級為AAA。金融街資本投資部主要覆蓋三個方向:新能源新材料、半導體和信息安全、先進位造及航空航天。

大家可以看到,我們金融街資本之前在新能源領域投資過海辰儲能、蜂巢能源、美科太陽能等。當下新能源的主賽道鋰電、光伏發生了一個階段性的產能過剩,但是還有一些新的技術也都在百花齊放。

接下來有請海松資本的趙總談一下您對於新能源行業階段性產能過剩的看法。

海松資本執行董事 趙文健

趙文健:謝謝主持人。我覺得這個話題還挺大的,我首先想分享的是:新能源行業本身是有周期性的

這個周期性來自於新能源的產業屬性,它本身是一個雙重屬性的產業。

第一:資源屬性。當我們說新能源的時候,光伏、風能等都是可再生資源。以中國為例,不同地區的光照小時數、不同地區的風力發電數是有資源瓶頸的。本身的資源屬性會使這個行業具有一定的周期性,在供求轉換時有一些波動,使我們在某一個階段供不應求,或者供過於求。

第二,製造業屬性。新能源本身也具有製造業屬性,以此可以聯想到規模經濟,再聯想到降本增效的潛質,產品的疊代等。這些如果體現在產品或者消費者的角度,就是「物美價廉」。如果企業端為了達到這樣的目的,就會增加產量和規模,客觀上也會形成階段性的供過於求。

所以,新能源本身會出現供過於求,或者是某個階段的供不應求,本身是一個規律的體現。

根據以上兩點屬性,我再分享三方面其對於行業或者投資機構的影響:

第一,形成產業間的傳導性。新能源是一個大的概念,不同的賽道例如光伏、風能、氫能、儲能甚至剛才提到的CCUS、新型電力系統,每一個不同的賽道之間有相互關聯,所以會有傳導性。

舉一個簡單的例子,現在鋰電已經出現了階段性的過剩,這個時期會支持到其他行業的發展,例如儲能,因為這兩個行業之間具有傳導性。製造動力電池和製造儲能的產線邏輯完全一樣,所以低廉的製造成本使我們現在鋰電儲能的價格非常低。另外一方面,傳導也會使我們隔壁賽道有所發展,例如光伏、風能。可再生能源發電可以間接促使氯胺、氯氫等產業得到大量的發展機會,也是因為上游核心電力成本下降了。所以,這個傳導性是把雙刃劍。

第二,迫切需要國家端的頂層設計和產業引導。根據經濟學原理,不同的賽道之間要形成局部均衡,最後形成整個的一般均衡。這樣就需要我們國家要有好的頂層設計和產業引導,否則大家就會均衡到一個低毛利,強過剩,同質化的市場。這樣的局面對我們的企業是非常不利的。想讓產業更加健康的發展,頂層的監管機構、國家層面的監管策略等頂層設計是非常重要。

舉個例子,我們光伏上游的多晶矽料本身受限於多方面,但是是很重要的一個是新能源材料。國家對於新增多晶矽料產能建設的態度,就是影響產業發展從階段性過剩到回歸平衡的重要因素。

第三,是困難亦是動力。過剩也好、階段性供過於求也好,其實也是產業發展的一個動力,也會促使我們的企業被迫或者主動的提升自己的產品,進行疊代或降低成本,進一步使整個產業有更好的發展。

2.電池安全管理的技術創新

李冬:剛才趙總談到的周期,我記得霍華德·馬克斯在《周期》這本書中提到萬物皆周期,所以這確實是一個客觀規律。像去年年初碳酸鋰的價格大概是5萬,快到年底的時候漲到60萬,一年翻了12倍。

過去大家去青海湖附近旅遊的話,有小姐姐去那邊拍照,穿著一襲紅衣,看到的是千紅之境,像我們投資人去那邊,看到的是上市公司——鹽湖股份,從鹽湖中可以提鋰。此外,在江西、四川阿壩也有很多鋰輝石、鋰雲母,大家俗稱的一句話叫做有鋰走遍天下,無鋰寸步難行,也是體現了剛才的周期性。

鋰電目前是新能源行業的支柱性市場,同時也是對於安全性要求最高的細分市場,想請教一下微納核芯的陳總,目前電池安全性遇到的挑戰以及電池安全管理有怎樣的技術創新和突破?

微納核芯市場總監 陳磊

陳磊:不管對於儲能還是新能源汽車來說,安全性都是第一位要考慮的因素。

大家都知道整個電池系統的電壓越來越高,新能源車現在已經達到了800伏,大儲能現在主流的平台是1500伏,所以這樣一個大的系統裡面,它是由非常多的電池通過串並聯的方式組合起來的。如果其中有一節電池出現了問題,比如說熱失控、起火、爆炸,那整個系統都會受到影響,所以我們需要對每一節電池都做好管理跟監控。這時候就需要系統里的電池管理系統(BMS)來發揮作用,對每一節電池的電流、電壓、溫度還有內阻進行檢測和監控,在適當的時候做相應的保護,包括過壓、過流、過溫保護等,這是BMS的作用。

這兩年整個行業還在研究另外一個技術方向是電池診斷技術。通過測量電池的電化學阻抗來檢測電池內部的變化,從而監測電池狀態。以溫度為例,我們現在用BMS監測電池溫度是通過外部的溫度傳感器,它是放在電池表面的。當電池的外部溫度達到閾值電壓的時候,或者說我們覺得要保護的時候,其實電池內部的溫度已經更高了。通過我剛才說的電化學阻抗法,能夠檢測電池內部的溫度,真正做到及時預警,防患於未然。

3.國內新能源產業數字化水平

李冬:感謝陳總,特別專業。動力電池裡面有BMS,在儲能電池裡面,除了BMS還有EMS(能量管理系統),也是占到成本中的10-20%左右。所以這塊的話未來和電芯要配合的。

接下來想請教一下國家電投的莫總,今天年初有關部門發布了《關於加快推進能源數字化智能化發展的若干意見》,目前國內新能源產業數字化大概處於一個什麼樣的水平,哪些領域比較高,哪些領域比較低,AI技術是否也是推動未來新能源發展的有效力量?

國家電投中央研究院 數字化應用技術研究中心 技術總監 莫文濤

莫文濤:從發電企業來看,新能源包括光伏和風電。針對新能源的間歇性問題,需要儲能、新能源汽車等源網荷儲技術元素,加上數字化技術來解決。因此從新能源發展過程看,光伏、風電、能量管理系統、新能源汽車等領域數字化發展是比較成熟的。

以新能源汽車為例,在前一主題中已談到自動駕駛的L4和L5水平了,可見其數字化發展水平之快,這得益於它是一個兼顧新能源(如作為儲能發揮能源「產消者」的作用)和數字化(如「輪式機器人」)落地場景的具體產品。

數字化需要加強的領域是處在新能源發展階段中新加入的技術元素,比如新型儲能,目前我國在儲能系統監測、控制和優化等方面的數字化技術相對落後,尚處於初步發展階段。還有新能源產業鏈中的一些中小企業,由於資金、技術和管理水平等方面的限制,數字化改造進程較慢,與行業領先企業相比存在一定差距。

人工智慧技術已經在新能源發展中發揮了提質增效的作用,如能源利用效率的提升、能源結構優化、降低成本、促進創新等。在國家電投,我們實施了一個大數據建設總體方案,其目標就是推動智慧能源的實現。方案的核心是通過構建能源知識庫實現能源的智慧化,這個設計在當下大模型技術實踐中得到了佐證。目前看到大模型應用相對比較成熟的是語言類的應用,或者間接使用語言類的應用(如自動化知識圖譜的構建),當然我們需要更多的是非語言類的應用,希望未來能有所突破。

能源數智化的應用場景很廣闊,之前我們談到在新能源數字化有發展好的領域,也有有待發展的領域,這種狀況是因為我們的實踐有先後性。 之前我跟甲子光年張總討論過甲子光年的「信能比」,希望通過系統的方法來解決這個問題。就是通過「信能比」去發現數字化水平低的領域,並進行改進,從而提高該領域的數字化水平。更理想的情況是從經濟性角度設計「信能比」2.0版本,以幫助我們安排實施能源數智化的優先級。

李冬:剛才莫總談到一個指標叫做「性能比」,信息和能量。一本書叫《全球科技簡史》裡面談到了從古到今其實就是無外乎這兩條,一個是信息線,一個是能量線。

所謂的信息就是和數字信息有關,不管是數據、算法算力,和我們現在大家關注的半導體、GPU、DPU及各種XPU。

能量像以前的碳就是完全的碳,到後來的碳氫二是1比2,到後面的天然氣、甲烷這些是1比4,到未來的終極能源、氫能那是完全氫,所以國家也是提倡雙碳政策3060,逐漸降低碳的比例和把氫的比例提升。

請問一下微納核芯的陳總,AI在新能源裡面有沒有一些相關的應用?

陳磊:AI這塊其實今天講了很多,包括今天一直在談自動駕駛裡面都是在用AI技術。

在我們電池管理系統裡面,舉一個更具體的例子,比如說我們開電車的時候都非常想知道電池電量是多少,這個對大家來說非常重要。如果說電量不足就會有里程焦慮,但是如果電量顯示的不准也會有里程焦慮,大家焦慮都是來自於對未來的不確定。

估算電池電量需要採集電池相關的信息再通過算法來計算,這個想要算的準是有相當難度的,一方面需要提高晶片的檢測精度。另一方面,算法的精度也要足夠高,現在有一些公司在SoC估算的算法里通過大數據學習加入AI算法以提高整體算法精度。這是AI在我們這個領域比較新的應用。

4.新能源汽車和發電產業未來利好方向

李冬:新能源大體上主要分為兩個大的賽道:第一個產業鏈是新能源汽車,這塊的中游是動力電池,電池上游又分正極材料、負極材料、電解液、隔膜,正極材料再往上又分三元(NCM/NCA)和磷酸鐵鋰(LFP)兩條主要的路線,繼續往上游到碳酸鋰、鎳礦、鈷礦等。

第二個產業鏈是基於新能源發電產業鏈,比如國電投在新能源發電已經是全球第一。

想請各位就新能源汽車或者新能源發電產業鏈未來還有哪些比較看好的方向?不管是從產業界或者從投資界發表一下個人的看法。

趙文健:我從新能源電力的角度說一下。

首先,關於氫能,我們還是認為氫能是人類的終極能源,氫能也是非常重要的、最基本的工業原材料,現在所有的化工基礎合成氣都是一氧化碳加氫氣,所以氫能是一個非常有潛力的產業。

王總說到一個很重要的觀點,氫能要和轉校電池分開,我非常同意。雖然現在人造電池在氫能產業鏈領域的發展已經相對成熟,甚至有一些賽道出現了擁擠情況。但是氫能源的發展方向不止於此,整個的產業鏈裡面的制氫端,整個的原材料裡面的電級催化劑,都有非常多的投資機會。

其次,關於電力產業中新型電力系統。剛才莫老師提到了虛擬電廠、微電網,CCUS等,其實這些在整個新型電力系統里都在智能化邏輯中推進,很難精準的預測未來。現在的電網不像以前,由於供給端有再生能源光伏、綠電等,所以變成了緊接性、不可預測性和隨機性。同時,需求端也出現不確定性,例如各種各樣恆定的需求、可斷電式的需求、也有虛擬電廠的需求,所以如何去匹配,如何把雙方進行更好的銜接,這些都需要我們去思考。總體來說,在新型電力系統領域,還是有很多投資機會的。

莫文濤:咱們這個主題是討論新能源技術發展路線的關鍵點,數智化肯定是一個關鍵點。在新型電力系統的背景下看電力業務,未來電源側以大電網為主,是「新能源大基地+長時儲能」的布局。在這裡,氫能的作用比較重要,它既可以做長時儲能,還可以合成化工產品和燃料。未來用戶側,是「微電網+分布式新能源+儲能」。這樣去看,未來可能是在大電網的網格里有很多微電網「小氣泡」形態。用戶側這部分業務在國家電投劃分為用戶側綜合智慧能源,其中的產品形式有「綜合智慧零碳電廠」,歡迎大家的參與。

新能源汽車方向,剛才說到它是一個非常具體的產品,實際上可以考慮的。除動力電池外還有燃料電池,還有快充電池、全天候電池等。當然,做這些都很有挑戰。還有一個方向是商業模式創新,比如基於充電構建新的建築基礎設施。因為充電時間比較長,可以相應地建造健身館、散步公園之類的公共設施,車主在充電的時候可以去健身、散步什麼的。傳統加油站因為有大型地下油罐,而不是一些有線設備,這導致經濟高效的加油站設計更趨向於緊湊和靠近小便利店。既然我們換成充電了,舊的加油模式可能就不適用了,一些有創意的便利設施可能更快能獲得回報。

陳磊:我們比較關注電池管理系統。

我們是做晶片的,我剛才說的在電池管理系統裡面有幾顆晶片,其中一顆晶片叫「電池監控晶片」,是用來檢測電池相關信息並對電池做管理和保護的,這個晶片目前主要還是被海外大廠包括ADI、NXP所壟斷。我們現在正在研發這顆晶片,國內也有一些公司在做,但整體來說跟海外還是有一些差距。

我們國家目前在新能源汽車和電化學儲能方面有一些優勢,但供應鏈裡面底層的晶片是被「卡脖子」的,一旦這些晶片被禁運,我們前期建立的優勢就有可能消失殆盡,國家也在通過各種政策和項目來牽引企業和高校做這方面的技術攻關。所以,我認為「卡脖子」的底層晶片方面還有很多的投資機會。

李冬:剛才三位嘉賓提到一些在新的領域的投資機會,其實在傳統領域也會有一些創新,比如鋰電:在結構端,比亞迪的大片電池它就基於一種結構端的創新,還有寧德時代的CTP,以及未來的CTC;而在材料端的這個創新更是持久的,致力於提升能量密度,循環壽命和安全性、可靠性。

最後總結一下:人類直接從宇宙中獲取能源,是與宇宙對話更高級的方式,我覺得也是一個非常浪漫的事。希望大家未來多用新能源,為全球的降碳做出自己的一份貢獻,謝謝各位!

END.

文章來源: https://twgreatdaily.com/c5d9deba78d9b1ee0ff17e656c548357.html