使用石油的重型卡車在礦區裝煤卸載,這一幕在今天的礦山十分普遍,但也許很快將被改寫。近日,12輛純電重卡已經在華能魏家峁煤電公司投入試運行,這些重卡搭載著中國華能清潔能源技術研究院自主研發的最新儲能技術電池包,駛入換電站后,將由換電機器人為它們更換重達3噸的“巨型充電寶”,只需3分鐘左右,便可滿電重新上路運行。
變充電為換電,所體現的不僅是電力行業的科技創新,更是電能替代化石能源的商業模式變革。
當2030、2060碳減排目標更加明確,深度“再電氣化”的進程悄然加快。新一輪科技革命和產業變革加速演進,數字技術發展和能源科技創新相互疊加,讓今天的競爭環境不同以往。如今,能源企業創新發力點在哪里?華能清能院的科技創新思考與實踐是什么?
創新引領轉型
十九屆五中全會提出“堅持創新在我國現代化建設全局中的核心地位”,科技創新正成為百年未有之大變局中的“關鍵變量”。能源行業各大頭部企業必將爭相加大科研投入,力爭以科技帶動產業升級。
“一直被模仿、從未被超越”,需要拿出戰略性眼光和布局,以長周期思維應對挑戰。
清能院黨委書記、董事長李衛東認為“安全便捷、廉價清潔”是人類對能源需求的終極追求。當“四個革命、一個合作”能源安全新戰略向縱深發展,新能源將向攻克核心關鍵技術轉化,向技術基礎端延伸;核電技術將積極向供熱等領域探索,水電將向水風光儲一體化發展;科研機構必須著眼“人無我有”“人有我強”的目標,在海上風電、光伏、燃料電池、綠氫和儲能等研發高地占有一席之地。
作為中國華能的清潔能源科研拳頭力量,清能院將聚焦“碳達峰”、“碳中和”目標下能源電力技術發展的實施路徑,加快華能新能源產業飛躍式發展。
方向引領創新
如果說創新是恣意生長的參天大樹,那方向的引領就是修枝剪葉,集中精力干大事。
“我們經歷了一次深度學習和自我革命。”清能院科研開發部負責人王曉龍介紹說,2017年集團公司啟動高精尖科研項目論證,在十幾個月的時間中,所有研究團隊對專業技術、方案進行論證,反復研究每個項目的切入點和可行性。
在這次“極為艱難的轉型”過后,從眾多路線中選擇出來的重點領域給創新指明了方向。比如被稱為“華能黑板”的華能矩陣疊片技術就是脫穎而出的技術方案之一。
一改人們印象中“田字格”式的排片外觀,“華能黑板”通體烏黑,硅片之間采用交錯排片的方式,由導電膠粘接,實現在組件內硅片縱向串聯、橫向并聯的矩陣式排布。這種排片方式具有電流損耗小、組件效率高的特點。第三方測試結果顯示,局部遮擋條件下的發電能力遠優于常規組件。今年8月,矩陣疊片組件開始在華能定邊月亮灣光伏電站180kW并網運行,發電效果突出。
李衛東說,清能院著眼需求抓創新,圍繞“新業態”,深化數字信息技術與新能源產業融合,培育新業態新模式新優勢;圍繞“老行當”,發揮技術優勢,加強成果轉化。
近年來,清能院拓展了新能源勘察設計、智慧運維、海上風電、風機改造、新能源并網與運行、綠氫和儲能等多個專業方向。截至目前,儲能技術已進入產業化轉化快車道,二氧化碳捕集新裝置成功運行,鈣鈦礦太陽能電池中試線進入技術研發和工藝放大關鍵階段,低溫除污COAP技術研發進入關鍵階段,海上風電關鍵技術攻克全面展開,深遠海研究靠前布局,大數據研究重點推進。
機制引領方向
“利用現在的儲能技術,我們完全可以把電‘實體化’,安全環保地交到用戶手中,這是個萬億級的市場。”儲能項目開發部負責人劉明義在儲能領域深耕十年,從他們提出一種光伏電站分布式直流側儲能技術,到華能格爾木光伏儲能電站3.5MWh示范項目成功應用,從自主研發的國內首個分散式PCS和預診斷BMS兩套系統,到推出礦卡換電的新模式,創新量變在積累,計劃機制也最終融入廣闊市場。
“十四五”規劃《建議》強調“健全社會主義市場經濟條件下新型舉國體制”“強化企業創新主體地位”。清能院將這個“新型”創造性地概括為“計劃+市場2.0”,努力打造“專司科研+技術服務”總格局。具體地說,是布局“計劃機制”,支持一批基礎性、顛覆性技術研究;擁抱“市場機制”,建立與產業發展深度對接機制,為集團公司新能源產業發展提供優質服務和持續支撐。
如今,更大規模的清潔能源開發給儲能技術帶來超大規模的市場機遇。劉明義說:他透露,目前儲能項目引進了科創基金,這讓技術深度感知市場、服務市場,讓市場反饋檢驗技術、促進技術,將切實達到產業促進創新的目的。
在談到推進科研機制改革時,李衛東表示,“十四五”期間,華能清能院要推進知識產權市場化改革,以組建華能集團知識產權中心的機會,建立起一套完善的知識產權創造、運用、交易、保護制度體系;破除阻礙科研要素自由流動的體制機制障礙,實現科技創新和技術服務資源配置方式的優化與創新。
強化科技創新策源功能,華能不僅需要“0到1”的源創新,還需要把準創新方向,搶抓創新機遇,力求在新的賽道中領跑。華能清能院將著力在風電、儲能、光伏勘察設計、智慧運維、定制改造和數據分析等領域實現專業性引領,在燃料電池和氫能等領域實現關鍵性突破,通過“云大物移智鏈邊”技術賦能,在能源企業數字化轉型中突破重圍,創新發展永遠在路上。(柳田 湯謐瓊)