新能源技术路线百花齐放,应关注哪些关键点?|甲子引力
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2024-01-08 17:11:22
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原标题:新能源技术路线百花齐放,应关注哪些关键点?|甲子引力

新能源行业的周期性来自于新能源产业的资源属性和制造业属性。

2023年11月30日,由中国科技产业智库「甲子光年」主办的「致追风赶月的你」2023甲子引力年终盛典在北京顺利召开。

此次盛典在11月30日分设企业数字化和新动能与新赛道两大专场,分别邀请了各自领域内的行业大咖、专家学者、产业高管、投资大咖、科技企业创始人,齐聚一堂发表演讲、展开讨论,汇聚最新的行业动向,碰撞最新的思想火花。

在新动能与新赛道专场,针对新能源技术路线的关键点展开了一场精彩的讨论。

在金融街资本投资总监李冬的主持下,微纳核芯市场总监陈磊与国家电投中央研究院数字化应用技术研究中心技术总监莫文涛、海松资本执行董事赵文健就新能源行业阶段性产能过剩、电池安全管理、新能源产业的数字化水平和未来发展的利好方向展开了探讨。

以下是本场圆桌的交流实录,「甲子光年」整理删改:

新能源行业的崛起,已经成为推动新一轮能源变革和科技前进的关键切入点,同时在具体的应用市场中引起了深远的变革,蓬勃发展的新能源汽车就是其中最好的例证。

就新能源技术而言,目前国内同步发展的有氢能、风电、光伏、锂电、钠电等,不同的技术选择有什么特点?又分别适应哪些场景?发挥什么作用?下面一起进入圆桌对话——新能源技术路线百花齐放,应关注哪些关键点?

主持人(李冬):各位嘉宾下午好,先请各位分别介绍一下自己和所在的企业。

金融街资本投资总监 李冬

陈磊:大家好,我是来自微纳核芯的陈磊。我介绍一下我们的公司,微纳核芯成立于2021年,孵化于北京大学集成电路学院和浙江省北大信息技术高等研究院。微纳核芯的目标是把北大先进的科研成果产业落地,打通产学研循环。

我们致力于打造一家AIoT平台型公司,这个平台型包含以下三个含义:一、客户的平台型。我们已经跟多家头部客户签订了战略合作或订单合作。二、技术的平台型。我们在低功耗、高性能模拟和AI方面都有非常领先的底层创新技术。三、产品的平台型。我们会打造一站式解决方案,比如在储能BMS里面我们提供AFE、MCU、主动均衡和隔离通讯等一系列芯片,为客户提供完整的解决方案。

我们目前主要聚焦在新能源和AI这两个领域,已经有相关产品出货。

莫文涛:大家好,我是来自国家电投中央研究院的莫文涛。

国家电投是在2015年由中电投和国家核电重组成立的我国五大发电企业之一,目前新能源装机全球第一。国家电投是我国唯一同时牵头实施两个国家科技重大专项(大型先进压水堆核电站、重型燃气轮机)和一个国家专项任务(能源工业互联网)的央企,2023年《财富》世界500强排名第262位。中央研究院作为国家电投科技创新体系的先导层,在核电、新能源、数字化、储能、综合能源、碳中和、技术经济评价等技术方向开展研发与应用。

赵文健:大家好,我是海松资本的赵文健,很荣幸今天能够参加圆桌论坛。我用三句话介绍一下海松资本:

海松资本是一家专注于硬核科技投资的私募股权投资机构,我们以推动硬核科技产业发展为宗旨,聚焦先进科技、新能源新材料、先进制造、企业服务、医疗等细分行业,目前已投资超百家优秀企业,其中超过十家企业成功IPO。

海松资本管理多支美元和人民币基金,折合管理资金规模超过250亿元人民币。双币种的基金结构可以让我们在布局早期投资、成熟期投资以及海外并购投资的策略时,更加灵活、更加多样化,也能更多的为企业赋能。

海松资本是一家具有产业实业背景的投资机构。我们的管理团队由一批成功的企业家、创业者、投资者、投资银行家、以及大型企业高管组成,能够充分利用高管团队在各行业20多年的创业经历、扎根中国本土市场的投资管理实践、国际化运营管理经验、以及广泛的行业知识和产业资源,辅之以持续、深刻的行业研究,守正出奇,质疑思辨,与被投企业共同成长。

1.新能源行业阶段性产能过剩

李冬:大家好,我是本场的主持人李冬,来自于金融街资本。金融街资本是北京市西城区国资委全资拥有的国有资本市场化运营专业平台,合并总资产约3000多亿元,主体信用评级为AAA。金融街资本投资部主要覆盖三个方向:新能源新材料、半导体和信息安全、先进制造及航空航天。

大家可以看到,我们金融街资本之前在新能源领域投资过海辰储能、蜂巢能源、美科太阳能等。当下新能源的主赛道锂电、光伏发生了一个阶段性的产能过剩,但是还有一些新的技术也都在百花齐放。

接下来有请海松资本的赵总谈一下您对于新能源行业阶段性产能过剩的看法。

海松资本执行董事 赵文健

赵文健:谢谢主持人。我觉得这个话题还挺大的,我首先想分享的是:新能源行业本身是有周期性的

这个周期性来自于新能源的产业属性,它本身是一个双重属性的产业。

第一:资源属性。当我们说新能源的时候,光伏、风能等都是可再生资源。以中国为例,不同地区的光照小时数、不同地区的风力发电数是有资源瓶颈的。本身的资源属性会使这个行业具有一定的周期性,在供求转换时有一些波动,使我们在某一个阶段供不应求,或者供过于求。

第二,制造业属性。新能源本身也具有制造业属性,以此可以联想到规模经济,再联想到降本增效的潜质,产品的迭代等。这些如果体现在产品或者消费者的角度,就是“物美价廉”。如果企业端为了达到这样的目的,就会增加产量和规模,客观上也会形成阶段性的供过于求。

所以,新能源本身会出现供过于求,或者是某个阶段的供不应求,本身是一个规律的体现。

根据以上两点属性,我再分享三方面其对于行业或者投资机构的影响:

第一,形成产业间的传导性。新能源是一个大的概念,不同的赛道例如光伏、风能、氢能、储能甚至刚才提到的CCUS、新型电力系统,每一个不同的赛道之间有相互关联,所以会有传导性。

举一个简单的例子,现在锂电已经出现了阶段性的过剩,这个时期会支持到其他行业的发展,例如储能,因为这两个行业之间具有传导性。制造动力电池和制造储能的产线逻辑完全一样,所以低廉的制造成本使我们现在锂电储能的价格非常低。另外一方面,传导也会使我们隔壁赛道有所发展,例如光伏、风能。可再生能源发电可以间接促使氯胺、氯氢等产业得到大量的发展机会,也是因为上游核心电力成本下降了。所以,这个传导性是把双刃剑。

第二,迫切需要国家端的顶层设计和产业引导。根据经济学原理,不同的赛道之间要形成局部均衡,最后形成整个的一般均衡。这样就需要我们国家要有好的顶层设计和产业引导,否则大家就会均衡到一个低毛利,强过剩,同质化的市场。这样的局面对我们的企业是非常不利的。想让产业更加健康的发展,顶层的监管机构、国家层面的监管策略等顶层设计是非常重要。

举个例子,我们光伏上游的多晶硅料本身受限于多方面,但是是很重要的一个是新能源材料。国家对于新增多晶硅料产能建设的态度,就是影响产业发展从阶段性过剩到回归平衡的重要因素。

第三,是困难亦是动力。过剩也好、阶段性供过于求也好,其实也是产业发展的一个动力,也会促使我们的企业被迫或者主动的提升自己的产品,进行迭代或降低成本,进一步使整个产业有更好的发展。

2.电池安全管理的技术创新

李冬:刚才赵总谈到的周期,我记得霍华德·马克斯在《周期》这本书中提到万物皆周期,所以这确实是一个客观规律。像去年年初碳酸锂的价格大概是5万,快到年底的时候涨到60万,一年翻了12倍。

过去大家去青海湖附近旅游的话,有小姐姐去那边拍照,穿着一袭红衣,看到的是千红之境,像我们投资人去那边,看到的是上市公司——盐湖股份,从盐湖中可以提锂。此外,在江西、四川阿坝也有很多锂辉石、锂云母,大家俗称的一句话叫做有锂走遍天下,无锂寸步难行,也是体现了刚才的周期性。

锂电目前是新能源行业的支柱性市场,同时也是对于安全性要求最高的细分市场,想请教一下微纳核芯的陈总,目前电池安全性遇到的挑战以及电池安全管理有怎样的技术创新和突破?

微纳核芯市场总监 陈磊

陈磊:不管对于储能还是新能源汽车来说,安全性都是第一位要考虑的因素。

大家都知道整个电池系统的电压越来越高,新能源车现在已经达到了800伏,大储能现在主流的平台是1500伏,所以这样一个大的系统里面,它是由非常多的电池通过串并联的方式组合起来的。如果其中有一节电池出现了问题,比如说热失控、起火、爆炸,那整个系统都会受到影响,所以我们需要对每一节电池都做好管理跟监控。这时候就需要系统里的电池管理系统(BMS)来发挥作用,对每一节电池的电流、电压、温度还有内阻进行检测和监控,在适当的时候做相应的保护,包括过压、过流、过温保护等,这是BMS的作用。

这两年整个行业还在研究另外一个技术方向是电池诊断技术。通过测量电池的电化学阻抗来检测电池内部的变化,从而监测电池状态。以温度为例,我们现在用BMS监测电池温度是通过外部的温度传感器,它是放在电池表面的。当电池的外部温度达到阈值电压的时候,或者说我们觉得要保护的时候,其实电池内部的温度已经更高了。通过我刚才说的电化学阻抗法,能够检测电池内部的温度,真正做到及时预警,防患于未然。

3.国内新能源产业数字化水平

李冬:感谢陈总,特别专业。动力电池里面有BMS,在储能电池里面,除了BMS还有EMS(能量管理系统),也是占到成本中的10-20%左右。所以这块的话未来和电芯要配合的。

接下来想请教一下国家电投的莫总,今天年初有关部门发布了《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》,目前国内新能源产业数字化大概处于一个什么样的水平,哪些领域比较高,哪些领域比较低,AI技术是否也是推动未来新能源发展的有效力量?

国家电投中央研究院 数字化应用技术研究中心 技术总监 莫文涛

莫文涛:从发电企业来看,新能源包括光伏和风电。针对新能源的间歇性问题,需要储能、新能源汽车等源网荷储技术元素,加上数字化技术来解决。因此从新能源发展过程看,光伏、风电、能量管理系统、新能源汽车等领域数字化发展是比较成熟的。

以新能源汽车为例,在前一主题中已谈到自动驾驶的L4和L5水平了,可见其数字化发展水平之快,这得益于它是一个兼顾新能源(如作为储能发挥能源“产消者”的作用)和数字化(如“轮式机器人”)落地场景的具体产品。

数字化需要加强的领域是处在新能源发展阶段中新加入的技术元素,比如新型储能,目前我国在储能系统监测、控制和优化等方面的数字化技术相对落后,尚处于初步发展阶段。还有新能源产业链中的一些中小企业,由于资金、技术和管理水平等方面的限制,数字化改造进程较慢,与行业领先企业相比存在一定差距。

人工智能技术已经在新能源发展中发挥了提质增效的作用,如能源利用效率的提升、能源结构优化、降低成本、促进创新等。在国家电投,我们实施了一个大数据建设总体方案,其目标就是推动智慧能源的实现。方案的核心是通过构建能源知识库实现能源的智慧化,这个设计在当下大模型技术实践中得到了佐证。目前看到大模型应用相对比较成熟的是语言类的应用,或者间接使用语言类的应用(如自动化知识图谱的构建),当然我们需要更多的是非语言类的应用,希望未来能有所突破。

能源数智化的应用场景很广阔,之前我们谈到在新能源数字化有发展好的领域,也有有待发展的领域,这种状况是因为我们的实践有先后性。 之前我跟甲子光年张总讨论过甲子光年的“信能比”,希望通过系统的方法来解决这个问题。就是通过“信能比”去发现数字化水平低的领域,并进行改进,从而提高该领域的数字化水平。更理想的情况是从经济性角度设计“信能比”2.0版本,以帮助我们安排实施能源数智化的优先级。

李冬:刚才莫总谈到一个指标叫做“性能比”,信息和能量。一本书叫《全球科技简史》里面谈到了从古到今其实就是无外乎这两条,一个是信息线,一个是能量线。

所谓的信息就是和数字信息有关,不管是数据、算法算力,和我们现在大家关注的半导体、GPU、DPU及各种XPU。

能量像以前的碳就是完全的碳,到后来的碳氢二是1比2,到后面的天然气、甲烷这些是1比4,到未来的终极能源、氢能那是完全氢,所以国家也是提倡双碳政策3060,逐渐降低碳的比例和把氢的比例提升。

请问一下微纳核芯的陈总,AI在新能源里面有没有一些相关的应用?

陈磊:AI这块其实今天讲了很多,包括今天一直在谈自动驾驶里面都是在用AI技术。

在我们电池管理系统里面,举一个更具体的例子,比如说我们开电车的时候都非常想知道电池电量是多少,这个对大家来说非常重要。如果说电量不足就会有里程焦虑,但是如果电量显示的不准也会有里程焦虑,大家焦虑都是来自于对未来的不确定。

估算电池电量需要采集电池相关的信息再通过算法来计算,这个想要算的准是有相当难度的,一方面需要提高芯片的检测精度。另一方面,算法的精度也要足够高,现在有一些公司在SoC估算的算法里通过大数据学习加入AI算法以提高整体算法精度。这是AI在我们这个领域比较新的应用。

4.新能源汽车和发电产业未来利好方向

李冬:新能源大体上主要分为两个大的赛道:第一个产业链是新能源汽车,这块的中游是动力电池,电池上游又分正极材料、负极材料、电解液、隔膜,正极材料再往上又分三元(NCM/NCA)和磷酸铁锂(LFP)两条主要的路线,继续往上游到碳酸锂、镍矿、钴矿等。

第二个产业链是基于新能源发电产业链,比如国电投在新能源发电已经是全球第一。

想请各位就新能源汽车或者新能源发电产业链未来还有哪些比较看好的方向?不管是从产业界或者从投资界发表一下个人的看法。

赵文健:我从新能源电力的角度说一下。

首先,关于氢能,我们还是认为氢能是人类的终极能源,氢能也是非常重要的、最基本的工业原材料,现在所有的化工基础合成气都是一氧化碳加氢气,所以氢能是一个非常有潜力的产业。

王总说到一个很重要的观点,氢能要和转校电池分开,我非常同意。虽然现在人造电池在氢能产业链领域的发展已经相对成熟,甚至有一些赛道出现了拥挤情况。但是氢能源的发展方向不止于此,整个的产业链里面的制氢端,整个的原材料里面的电级催化剂,都有非常多的投资机会。

其次,关于电力产业中新型电力系统。刚才莫老师提到了虚拟电厂、微电网,CCUS等,其实这些在整个新型电力系统里都在智能化逻辑中推进,很难精准的预测未来。现在的电网不像以前,由于供给端有再生能源光伏、绿电等,所以变成了紧接性、不可预测性和随机性。同时,需求端也出现不确定性,例如各种各样恒定的需求、可断电式的需求、也有虚拟电厂的需求,所以如何去匹配,如何把双方进行更好的衔接,这些都需要我们去思考。总体来说,在新型电力系统领域,还是有很多投资机会的。

莫文涛:咱们这个主题是讨论新能源技术发展路线的关键点,数智化肯定是一个关键点。在新型电力系统的背景下看电力业务,未来电源侧以大电网为主,是“新能源大基地+长时储能”的布局。在这里,氢能的作用比较重要,它既可以做长时储能,还可以合成化工产品和燃料。未来用户侧,是“微电网+分布式新能源+储能”。这样去看,未来可能是在大电网的网格里有很多微电网“小气泡”形态。用户侧这部分业务在国家电投划分为用户侧综合智慧能源,其中的产品形式有“综合智慧零碳电厂”,欢迎大家的参与。

新能源汽车方向,刚才说到它是一个非常具体的产品,实际上可以考虑的。除动力电池外还有燃料电池,还有快充电池、全天候电池等。当然,做这些都很有挑战。还有一个方向是商业模式创新,比如基于充电构建新的建筑基础设施。因为充电时间比较长,可以相应地建造健身馆、散步公园之类的公共设施,车主在充电的时候可以去健身、散步什么的。传统加油站因为有大型地下油罐,而不是一些有线设备,这导致经济高效的加油站设计更趋向于紧凑和靠近小便利店。既然我们换成充电了,旧的加油模式可能就不适用了,一些有创意的便利设施可能更快能获得回报。

陈磊:我们比较关注电池管理系统。

我们是做芯片的,我刚才说的在电池管理系统里面有几颗芯片,其中一颗芯片叫“电池监控芯片”,是用来检测电池相关信息并对电池做管理和保护的,这个芯片目前主要还是被海外大厂包括ADI、NXP所垄断。我们现在正在研发这颗芯片,国内也有一些公司在做,但整体来说跟海外还是有一些差距。

我们国家目前在新能源汽车和电化学储能方面有一些优势,但供应链里面底层的芯片是被“卡脖子”的,一旦这些芯片被禁运,我们前期建立的优势就有可能消失殆尽,国家也在通过各种政策和项目来牵引企业和高校做这方面的技术攻关。所以,我认为“卡脖子”的底层芯片方面还有很多的投资机会。

李冬:刚才三位嘉宾提到一些在新的领域的投资机会,其实在传统领域也会有一些创新,比如锂电:在结构端,比亚迪的大片电池它就基于一种结构端的创新,还有宁德时代的CTP,以及未来的CTC;而在材料端的这个创新更是持久的,致力于提升能量密度,循环寿命和安全性、可靠性。

最后总结一下:人类直接从宇宙中获取能源,是与宇宙对话更高级的方式,我觉得也是一个非常浪漫的事。希望大家未来多用新能源,为全球的降碳做出自己的一份贡献,谢谢各位!

END.

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