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)現特斯拉汽車(chē)的動(dòng)力電池錯峰充電外，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(lài)發(fā)電站的供電，通過(guò)一塊家用的電池，可以將太陽(yáng)能儲存進(jìn)家用電池中，同時(shí)這塊家用電池還可以根據不同時(shí)段的用電情況，在用電低谷期儲存電力，在用電高峰時(shí)自動(dòng)切換成家用電池供電。而發(fā)電廠(chǎng)的電價(jià)可能因為全球能源的緊缺而更加昂貴，更多地用于大型工業(yè)使用。
“未來(lái)新能源取代傳統能源是必然趨勢，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。”東旭光電副總經(jīng)理王忠輝說(shuō)道。
而在東帆石能源咨詢(xún)有限公司的董事長(cháng)陳衛東看來(lái)，近年來(lái)全球在對能源使用上道德維度的要求，才是推動(dòng)各種必須實(shí)現清潔能源使用的最大因素。“以巴黎氣候協(xié)定的簽署為例，其更多的是出于對全球生態(tài)保護的考量，而對各國在能源使用上做出的道德要求。”
而要讓全球能源使用實(shí)現更經(jīng)濟、更環(huán)保的轉型，最終都離不開(kāi)儲能技術(shù)的突破。陳衛東告訴記者，未來(lái)人類(lèi)社會(huì )的進(jìn)步很大程度上有賴(lài)于儲能技術(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
2014年底曾有一段視頻在網(wǎng)上引發(fā)轟動(dòng)。
視頻內容為西班牙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(cháng)為8分鐘的充電后，可實(shí)現1000公里的續航里程。
這段視頻之所以引發(fā)轟動(dòng)，是因為它直擊新能源汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的兩個(gè)痛點(diǎn)：續航里程和電池快充問(wèn)題。
當時(shí)，該實(shí)驗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、高導電率和導熱率都可以加強儲能系統（電池）的容量（續航里程）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(cháng)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，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)現至今，目前已存在的石墨烯技術(shù)大多還停留在實(shí)驗室階段，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)現產(chǎn)業(yè)應用和商業(yè)化，其中的一個(gè)難點(diǎn)就在于終端測試上。“以西班牙實(shí)驗室的新能源汽車(chē)測試數據為例，很難在實(shí)際應用中實(shí)現，因為現實(shí)環(huán)境中的多變因為非常多。”
而對于目前新能源汽車(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(cháng)、充電效率低也導致了為新能源汽車(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)對點(diǎn)的交通工具，制掣其產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
對此，如果本土石墨烯電池研究技術(shù)真能實(shí)現這一突破，勢必將會(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(guān)察。
與此同時(shí)，石墨烯所帶來(lái)的儲能密度提升，也是市場(chǎng)對石墨烯技術(shù)創(chuàng )新的關(guān)注點(diǎn)。但從現有研發(fā)成果來(lái)看，石墨烯在對新能源汽車(chē)續航里程的研究上，尚未有大的突破。
而石墨烯電池使用的穩定性，以及其對電流傳輸等環(huán)境的要求等，尚需長(cháng)期的實(shí)驗測試才能確保其效果和穩定性，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、透及導電性能好，的確是解決目前能量?jì)Υ婷芏燃翱焖俪潆姷葐?wèn)題的比較好的材料，這也讓大家對石墨烯的未來(lái)發(fā)展充滿(mǎn)期待。”陳衛東告訴記者，但從現有的科研成果和技術(shù)應用來(lái)看，他尚未看到儲能技術(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)對石墨烯都存在較大爭議。
從石墨烯目前的研發(fā)成果來(lái)看，市面上出現的技術(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用來(lái)看，前一陣熱炒的石墨烯電池等，據專(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，現階段石墨烯電池的研發(fā)離“西班牙實(shí)驗室”的數據水平還有較大差距。“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)驗室技術(shù)，離商業(yè)化還有相當大的距離。”
事實(shí)也的確如此。
當時(shí)創(chuàng )造石墨烯電池技術(shù)奇跡的Graphenano在2016年被中國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Graphenano旗下產(chǎn)業(yè)化公司GrabatEnergy，S.L.10%股權。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)現商業(yè)應用，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。同時(shí)，石墨烯產(chǎn)品的最終應用，也需要上下游企業(yè)密切配合，這些都是漫長(cháng)而復雜的過(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(cháng)且充滿(mǎn)變數的過(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，中間很有可能出現一個(gè)下降期，很多過(guò)于樂(lè )觀(guān)或不切實(shí)際的預期將會(huì )在現實(shí)面前調整，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，能夠實(shí)現之前無(wú)法或難以實(shí)現的新功能，這肯定能夠催生新技術(shù)、新產(chǎn)品、新應用，我們需要堅持積極投入研發(fā)，快速試錯糾偏，盡快完成從基礎研究、技術(shù)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)到市場(chǎng)接受和廣泛應用的階段。”李寧表示。
打造創(chuàng )新生態(tài)圈
對于石墨烯如何突破現有研發(fā)創(chuàng )新與產(chǎn)業(yè)應用的瓶頸，王忠輝認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)的應用為例，其要從實(shí)驗室技術(shù)走向商業(yè)應用，必須要經(jīng)過(guò)在下游汽車(chē)廠(chǎng)商的多次測試來(lái)實(shí)現，但一般下游企業(yè)處于自身經(jīng)濟效果的考量，一般配合度都不會(huì )太高。”王忠輝表示。
對此，東旭光電在今年上半年并購了申龍客車(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)，王忠輝也強調，石墨烯要在產(chǎn)業(yè)應用上實(shí)現較大的技術(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。
“以石墨烯電池的應用為例，石墨烯電池要實(shí)現快速充電，需要電網(wǎng)的配合，加大電流才能實(shí)現。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電性及充電速度上實(shí)現大的突破。”王忠輝表示。
鑒于石墨烯自身可實(shí)現多領(lǐng)域的應用特性，聯(lián)儲證券首席投資顧問(wèn)胡曉輝告訴記者，市場(chǎng)對石墨烯未來(lái)的發(fā)展應用前景毫不懷疑，但從石墨烯在儲能技術(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)轉換階段，離產(chǎn)業(yè)化還有一定時(shí)間。“所以，我們目前對石墨烯的研究應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。”
