十年后我們可能依然離不開(kāi)電，但用電的方式可能全然不同。
特斯拉在去年底再次更新了主攻家庭用電方式的Powerwall產(chǎn)品，Powerwall不僅可以實(shí)現(xiàn)特斯拉汽車(chē)的動(dòng)力電池錯(cuò)峰充電外，也描繪出人類(lèi)未來(lái)生活的用電場(chǎng)景。
未來(lái)，你的家庭用電可能不再完全依賴發(fā)電站的供電，通過(guò)一塊家用的電池，可以將太陽(yáng)能儲(chǔ)存進(jìn)家用電池中，同時(shí)這塊家用電池還可以根據(jù)不同時(shí)段的用電情況，在用電低谷期儲(chǔ)存電力，在用電高峰時(shí)自動(dòng)切換成家用電池供電。而發(fā)電廠的電價(jià)可能因?yàn)槿蚰茉吹木o缺而更加昂貴，更多地用于大型工業(yè)使用。
“未來(lái)新能源取代傳統(tǒng)能源是必然趨勢(shì)，考慮到未來(lái)全球能源，特別是石油等化石能源日益緊缺，未來(lái)其可能更多用于軍工等關(guān)鍵領(lǐng)域而非民用領(lǐng)域，使用成本也更加高昂，這些都使新能源的發(fā)展成為必然趨勢(shì)。”東旭光電副總經(jīng)理王忠輝說(shuō)道。
而在東帆石能源咨詢有限公司的董事長(zhǎng)陳衛(wèi)東看來(lái)，近年來(lái)全球在對(duì)能源使用上道德維度的要求，才是推動(dòng)各種必須實(shí)現(xiàn)清潔能源使用的最大因素。“以巴黎氣候協(xié)定的簽署為例，其更多的是出于對(duì)全球生態(tài)保護(hù)的考量，而對(duì)各國(guó)在能源使用上做出的道德要求。”
而要讓全球能源使用實(shí)現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保的轉(zhuǎn)型，最終都離不開(kāi)儲(chǔ)能技術(shù)的突破。陳衛(wèi)東告訴記者，未來(lái)人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步很大程度上有賴于儲(chǔ)能技術(shù)的突破。
而這一切已率先在新能源汽車(chē)領(lǐng)域展開(kāi)探索。
石墨烯的轟動(dòng)效應(yīng)
2014年底曾有一段視頻在網(wǎng)上引發(fā)轟動(dòng)。
視頻內(nèi)容為西班牙Graphenano公司和西班牙科爾瓦多大學(xué)合作研發(fā)的石墨烯電池，在進(jìn)行一次時(shí)長(zhǎng)為8分鐘的充電后，可實(shí)現(xiàn)1000公里的續(xù)航里程。
這段視頻之所以引發(fā)轟動(dòng)，是因?yàn)樗睋粜履茉雌?chē)行業(yè)發(fā)展的兩個(gè)痛點(diǎn)：續(xù)航里程和電池快充問(wèn)題。
當(dāng)時(shí)，該實(shí)驗(yàn)室所用電池即為石墨烯電池。一時(shí)間，石墨烯這一新材料能否引發(fā)儲(chǔ)能革命也引發(fā)眾多關(guān)注。
“理論上，石墨烯的高比面積、高導(dǎo)電率和導(dǎo)熱率都可以加強(qiáng)儲(chǔ)能系統(tǒng)（電池）的容量（續(xù)航里程）和充放速度，因此自然成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)。”廈門(mén)大學(xué)能源學(xué)院院長(zhǎng)李寧告訴記者，石墨烯在物理性能、化學(xué)性能上的優(yōu)越表現(xiàn)，自然讓其成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)。“但是技術(shù)發(fā)展和成熟過(guò)程有較大的不確定性，我個(gè)人認(rèn)為還需要幾年的時(shí)間才能形成石墨烯起到重要或決定性作用的技術(shù)產(chǎn)品。”
從目前石墨烯的發(fā)展來(lái)看，從2004年首次被發(fā)現(xiàn)至今，目前已存在的石墨烯技術(shù)大多還停留在實(shí)驗(yàn)室階段，已推出商業(yè)化產(chǎn)品的并不多。
十多年來(lái)一直專(zhuān)注做石墨烯投資的王忠輝告訴記者，石墨烯要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用和商業(yè)化，其中的一個(gè)難點(diǎn)就在于終端測(cè)試上。“以西班牙實(shí)驗(yàn)室的新能源汽車(chē)測(cè)試數(shù)據(jù)為例，很難在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)環(huán)境中的多變因?yàn)榉浅６唷?rdquo;
而對(duì)于目前新能源汽車(chē)發(fā)展中遇到的兩個(gè)關(guān)鍵瓶頸，王忠輝告訴記者，東旭光電根據(jù)企業(yè)此前的技術(shù)積累，將創(chuàng)新點(diǎn)放在電池的快充技術(shù)上。
“我們之前推出的烯王石墨烯基鋰離子電池已經(jīng)在共享電動(dòng)車(chē)上小批量應(yīng)用，可以將電動(dòng)車(chē)的充電時(shí)間從4-6小時(shí)縮短到15-20分鐘。”王忠輝表示。
記者了解到，以續(xù)航里程為300公里的新能源汽車(chē)為例，其通過(guò)充電樁快充所需時(shí)間一般為1-1.5小時(shí)，而通過(guò)交流電慢充則需要6-12個(gè)小時(shí)。充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、充電效率低也導(dǎo)致了為新能源汽車(chē)提供充電服務(wù)的配套服務(wù)發(fā)展緩慢，使新能源汽車(chē)只能作為城市里點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的交通工具，制掣其產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
對(duì)此，如果本土石墨烯電池研究技術(shù)真能實(shí)現(xiàn)這一突破，勢(shì)必將會(huì)給新能源汽車(chē)的發(fā)展開(kāi)拓出極大的市場(chǎng)空間，但其最終是否能研發(fā)成功，尚有待觀察。
與此同時(shí)，石墨烯所帶來(lái)的儲(chǔ)能密度提升，也是市場(chǎng)對(duì)石墨烯技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)注點(diǎn)。但從現(xiàn)有研發(fā)成果來(lái)看，石墨烯在對(duì)新能源汽車(chē)?yán)m(xù)航里程的研究上，尚未有大的突破。
而石墨烯電池使用的穩(wěn)定性，以及其對(duì)電流傳輸?shù)拳h(huán)境的要求等，尚需長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)測(cè)試才能確保其效果和穩(wěn)定性，這也是目前在新能源汽車(chē)研發(fā)上技術(shù)最為先進(jìn)的特斯拉也未在一款產(chǎn)品中使用石墨烯電池的原因。
“石墨烯的輕、薄、透及導(dǎo)電性能好，的確是解決目前能量?jī)?chǔ)存密度及快速充電等問(wèn)題的比較好的材料，這也讓大家對(duì)石墨烯的未來(lái)發(fā)展充滿期待。”陳衛(wèi)東告訴記者，但從現(xiàn)有的科研成果和技術(shù)應(yīng)用來(lái)看，他尚未看到儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)上的突破性進(jìn)展。
萬(wàn)能材料還是神奇泡沫
其實(shí)，一直以來(lái)市場(chǎng)對(duì)石墨烯都存在較大爭(zhēng)議。
從石墨烯目前的研發(fā)成果來(lái)看，市面上出現(xiàn)的技術(shù)性突破成果并不多，特別是石墨烯在電池領(lǐng)域的研發(fā)上，因其使用成本高昂以商業(yè)應(yīng)用進(jìn)展緩慢等，讓其一直以來(lái)頗受質(zhì)疑。
“從目前石墨烯電池應(yīng)用來(lái)看，前一陣熱炒的石墨烯電池等，據(jù)專(zhuān)業(yè)研究人員分析只是做了些添加劑等輔助功能，有小幅性能提升，尚未有大的突破。”李寧說(shuō)道。
王忠輝向記者坦言，現(xiàn)階段石墨烯電池的研發(fā)離“西班牙實(shí)驗(yàn)室”的數(shù)據(jù)水平還有較大差距。“雖然目前在石墨烯研發(fā)技術(shù)上的突破有很多，但大部分都停留在實(shí)驗(yàn)室技術(shù)，離商業(yè)化還有相當(dāng)大的距離。”
事實(shí)也的確如此。
當(dāng)時(shí)創(chuàng)造石墨烯電池技術(shù)奇跡的Graphenano在2016年被中國(guó)上市公司正泰電器入股，彼時(shí)，正泰電器斥資1800萬(wàn)歐元收購(gòu)Graphenano旗下產(chǎn)業(yè)化公司GrabatEnergy，S.L.10%股權(quán)。但至今，市場(chǎng)依然未見(jiàn)其有突破性的產(chǎn)品問(wèn)世。
“目前是石墨烯要實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用，最大的難點(diǎn)除了技術(shù)研發(fā)上的突破外，還需要跨行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，石墨烯產(chǎn)品的最終應(yīng)用，也需要上下游企業(yè)密切配合，這些都是漫長(zhǎng)而復(fù)雜的過(guò)程。”王忠輝說(shuō)道。
李寧也就石墨烯技術(shù)創(chuàng)新告訴記者，突破性的技術(shù)創(chuàng)新是一個(gè)非常漫長(zhǎng)且充滿變數(shù)的過(guò)程。作為一個(gè)新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)，石墨烯還處于上升期和快速發(fā)展期，但是離技術(shù)成熟的爬坡期還有距離，中間很有可能出現(xiàn)一個(gè)下降期，很多過(guò)于樂(lè)觀或不切實(shí)際的預(yù)期將會(huì)在現(xiàn)實(shí)面前調(diào)整，基于其上的很多泡沫也會(huì)破滅。
“但是石墨烯作為一種新型材料的代表，能夠?qū)崿F(xiàn)之前無(wú)法或難以實(shí)現(xiàn)的新功能，這肯定能夠催生新技術(shù)、新產(chǎn)品、新應(yīng)用，我們需要堅(jiān)持積極投入研發(fā)，快速試錯(cuò)糾偏，盡快完成從基礎(chǔ)研究、技術(shù)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)到市場(chǎng)接受和廣泛應(yīng)用的階段。”李寧表示。
打造創(chuàng)新生態(tài)圈
對(duì)于石墨烯如何突破現(xiàn)有研發(fā)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的瓶頸，王忠輝認(rèn)為首先必須要打造一個(gè)石墨烯的創(chuàng)新生態(tài)圈。
“以石墨烯在新能源汽車(chē)的應(yīng)用為例，其要從實(shí)驗(yàn)室技術(shù)走向商業(yè)應(yīng)用，必須要經(jīng)過(guò)在下游汽車(chē)廠商的多次測(cè)試來(lái)實(shí)現(xiàn)，但一般下游企業(yè)處于自身經(jīng)濟(jì)效果的考量，一般配合度都不會(huì)太高。”王忠輝表示。
對(duì)此，東旭光電在今年上半年并購(gòu)了申龍客車(chē)，就是為了給自己石墨烯電池的終端落地鋪路。
與此同時(shí)，王忠輝也強(qiáng)調(diào)，石墨烯要在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上實(shí)現(xiàn)較大的技術(shù)突破，除了與石墨烯自身的研發(fā)創(chuàng)新相關(guān)外，還涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新。
“以石墨烯電池的應(yīng)用為例，石墨烯電池要實(shí)現(xiàn)快速充電，需要電網(wǎng)的配合，加大電流才能實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，電池是一個(gè)電化學(xué)產(chǎn)品，除了要有石墨烯技術(shù)的創(chuàng)新外，還需要其他相關(guān)材料、技術(shù)的共同變革，才能讓石墨烯電池在導(dǎo)電性及充電速度上實(shí)現(xiàn)大的突破。”王忠輝表示。
鑒于石墨烯自身可實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域的應(yīng)用特性，聯(lián)儲(chǔ)證券首席投資顧問(wèn)胡曉輝告訴記者，市場(chǎng)對(duì)石墨烯未來(lái)的發(fā)展應(yīng)用前景毫不懷疑，但從石墨烯在儲(chǔ)能技術(shù)等多領(lǐng)域的研發(fā)來(lái)看，石墨烯技術(shù)目前尚處于研發(fā)轉(zhuǎn)換階段，離產(chǎn)業(yè)化還有一定時(shí)間。“所以，我們目前對(duì)石墨烯的研究應(yīng)該從其材料本身特性出發(fā)，進(jìn)行多領(lǐng)域的突破創(chuàng)新嘗試。”
