革命性突破 新能源汽車發展中的核心技術盤點

近年來，新能源汽車的發展速度已經到了令人歎為觀止的地步，且不説頻繁上市的新能源汽車，讓用户從未有如此豐富的選擇空間，而新能源相關技術的發展，更是其發展的關鍵。那麼在新能源汽車發展的過程中，有哪些不容忽視的核心技術呢？請看我們帶來關於新能源技術的乾貨。

冷熱電三聯供CCHP

冷熱電三聯供CCHP是以天然氣為主要燃料帶動燃氣輪機、微燃機或內燃機發電機等燃氣發電設備運行，產生的電力供應用户的電力需求，系統發電後排出的餘熱通過餘熱回收利用設備向用户供熱、供冷。作為傳統熱電聯產CHP的擴展，冷熱電三聯供CCHP不僅可以滿足發電需求，同時釋放的熱量將成為副產品被回收利用，作為空間加熱，水加熱以及空間冷卻的熱源。該技術常常應用於建築物的空調設備，而吸收式製冷機產生的電能與廢熱之比可以通過變化來滿足特定的要求。

與獨立的供熱與電力系統相比，冷熱電三聯產系統不僅提高了能源效率，節約了能源，也降低了燃料和能源成本，因而更具有經濟效益。而CCHP與例如沼氣等可再生能源的結合，也進一步促進了能源轉型，同時通過二氧化碳減排為日益嚴重的温室效應做出貢獻，潛力不容忽視。

電池技術 Battery

近年來電池技術的研究越來越受到重視，世界各國都在加大對電池技術的投資。目前，電池領域中，不同類別的電池正在不同的應用場景中發揮優勢。電池技術的飛速發展也加快了全球能源轉型的步伐。

電池技術種類眾多，以鋁空氣電池、鉛酸電池、燃料電池、熔鹽電池、鋰電池這個五大類最為普及，而這5個其中最常見的就是鋰離子電池，它的效率可達80%到85%，不需要複雜的安裝條件，具有壽命長、輸出功率高的特點，但是安全性能稍差，且對電池管理系統的要求比較高，電池系統的成本也較高。而鉛酸電池的總效率在70%到75%左右，可以通過控制過充電反應來提高安全性能，無需複雜的電池管理，短期攤銷和初始投資相對較低，但是其對通風的要求較高且循環壽命有限，目前主要應用在調頻、調壓、不間斷電源、光伏儲能系統和孤島電網中，未來如果能建立起完整的自動化生產線則應用規模會繼續拓展。此外，熔鹽電池的總效率在68%到75%左右，這類電池能量密度較高，使用壽命長，約在15到20年，且鈉硫資源原料成本低，但是其工作温度很高，在使用過程中可能會帶來潛在危險，目前主要應用在調頻、移峯、電動汽車、孤島電網和不間斷電源中。

電轉氣技術 Power to Gas

可再生能源發電具有發電間歇性和可控性差的特徵，對其大量併網運行帶來了很大挑戰。電轉氣技術利用氫氣將傳統電力系統和天然氣系統之間隔閡打破，讓電力系統和天然氣系統間的能量雙向流動成為可能，促進了氣—電網絡的深度融合，也為解決可再生能源發電的波動性問題提供了新途徑。電轉氣技術是一項未來多能源系統的重要支持技術。

電轉氣（Power to Gas, PtG）是將電能轉化為具有高能量密度燃料氣體的技術。電傳氣技術首先將水電解生成氫氣 (PtH2)，所產生的氫氣可以被直接注入管道用於交通運輸或其他工業領域；或者與大氣、生物質廢氣和工業廢氣中產生的二氧化碳結合，通過甲烷化反應轉化成甲烷 (PtCH4)，便於後續運輸與。如果電解水所使用的電力來自太陽能或風能，電轉氣技術可以在所有應用領域形成一個可再生能源的綜合利用體系。

相變儲能技術 PCM technology

相變儲能是熱儲能的一種利用相變材料（Phase Change Material, PCM）儲熱特性, 來儲存或者是釋放其中的熱量，從而達到一定的調節和控制該相變材料周圍環境的温度, 從而改變能量使用的時空分佈, 提高能源的使用效率。

相變儲能利用的是材料在從一種物態到另外一種轉換過程中熱力學狀態（焓）的變化。比如冰在融化為水的過程中要從周圍環境吸收大量的熱量，而在重新凝固時又要放出大量的熱量。這種吸熱/放熱的過程中，材料温度不變，即在很小的温度變化範圍能帶來大量能量的轉換過程，是相變儲能的主要特點。

氫能技術 Hydrogen technology

氫氣是傳統化工生產領域的生產材料，也是一種十分靈活的能源載體，是除了電力以外少有的零排放能量載體之一，燃燒後的產物只有水。氫氣作為一種能源載體，在交通、工業和建築等各個領域的能源供應在都有重要的作用，結合燃料電池技術，能夠大大提高未來低碳能源系統的操作靈活性。

目前，氫能產業正處於將氫氣從工業原料向能源利用轉型的初期階段，受到各個國家的重視，日本東京專門為了氫能的發展制定了一整套計劃。我國已建立或計劃建立40個加氫站，其中12個加氫站正在運行，20多個加氫站正在建設中，這些加氫站主要位於我國東部，其中廣東佛山正在建設 8個加氫站。

氫氣的製造設備、運輸設備以及加氫站等基礎設施的建設是發展氫能的第一步，這也是氫能發展即將面臨的最大挑戰。基礎設備的成本在其產業鏈上的每一個環節都不容小覷。作為一種靈活的二次能源，氫能能夠十分有效的將電網、熱力管網和各類終端燃料的利用結合起來，促使能源供應端融合，實現多能互補，提升能源使用效率。

高效冷凝鍋爐 Condensing boiler

鍋爐作為能源供應端的一種常見的工業生產和民用設備，利用了燃料燃燒釋放的熱能或其他熱能，將工質水或其他流體加熱到一定參數，從而滿足了供熱的需求。但在這一能量交換的過程中總是會伴隨着一部分的能量損失，如何在消耗相同燃氣的情況下產生更多的能量，提升能源效率，是供能領域一個重點探究方向。在這一過程中，高效冷凝鍋爐技術應運而生。

傳統的鍋爐排煙温度在110℃-200℃左右，冷凝鍋爐冷凝燃燒技術可以將煙氣温度降到50度，將部分煙氣冷凝成液態，吸收了煙氣從氣體變為液體的熱量，也就是回收了原來被煙氣帶走的熱量，如此一來就充分利用了熱量，大大降低了熱量損失。所以熱效率比普通鍋爐高許多，可達98%。 此外，冷凝鍋爐還具有全預混式燃燒的功能，避免了由於空氣與燃氣量比例不配所導致的不完全燃燒和資源浪費。冷凝鍋爐的燃燒室常常由不鏽鋼材料製成，相比於普通銅鋁材料具有更高的抗酸性和腐蝕性，因而壽命可達20年以上，從投資角度來看具有可觀的經濟價值。

熱泵技術 Heat pump

熱泵是一種充分利用低品位熱能的高效節能裝置。熱量可以自發地從高温物體傳遞到低温物體中去，但不能自發地沿相反方向進行。熱泵的工作原理就是以逆循環方式迫使熱量從低温物體流向高温物體的機械裝置，它僅消耗少量的逆循環淨功，就可以得到較大的供熱量，可以有效地把難以應用的低品位熱能利用起來達到節能目的

常見的熱泵種類有空氣熱泵或空氣-水熱泵，可以將來自周圍空氣或廢氣的熱量傳遞到需要加熱的房屋內。由於巧妙地使用了冷卻劑，壓縮和加熱技術，因此無論是在夏季的高温下還是温度零下的冬季均可使用。而水熱泵（也稱為水-水熱泵）需要從相對温暖的地下水中提取熱量，再將地下水引導回去，為了保護土壤和地下水，此類熱泵常需要經過批准才能使用。另外還有一種地熱熱泵，可以通過探頭或表面收集器直接吸地熱能，十分方便，應用廣泛。熱泵不僅低碳環保，運行也相對安靜，可以在較小的建築面積上使用，因而已越來越多地被使用到現代化加熱系統與家庭領域。從經濟型角度長期來看，由於不需要額外的燃料費用，相比於傳統的加熱和冷卻系統更具優勢。

生物質能 Biomass

生物質能是指利用大氣、水、土地等通過光合作用而產生的各種有機體，即一切有生命的可以生長的有機物質通稱為生物質。它包括植物、動物和微生物。廣義概念：生物質包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動物及其生產的廢棄物。

生物質能利用範圍也是非常的廣泛，比如直接燃燒、生物質氣化、液體生物燃料沼氣（沼氣發電技術沼氣燃料電池技術）、生物制氫、生物質發電技術、原電池等，而這些技術對於新能源汽車的發展有着重要作用，同時在一定程度上可以通過這些技術抑制石油價格，未來發展潛力巨大。

物聯網虛擬電廠 Virtual power plant

近年來，虛擬電廠的提出是為了整合各種分佈式能源，包括分佈式電源、可控負荷和儲能裝置等。其基本概念是通過分佈式電力管理系統將電網中分佈式電源、可控負荷和儲能裝置聚合成一個虛擬的可控集合體，參與電網的運行和調度，協調智能電網與分佈式電源間的矛盾，充分挖掘分佈式能源為電網和用户所帶來的價值和效益。虛擬電廠主要由發電系統、儲能設備、通信系統構成。

虛擬電廠在統一感知、實物ID應用、精準主動搶修、虛擬電廠、智慧能源服務一站式辦理、大數據應用等領域，為電網企業和新興業務主體賦能。以綜合能源服務平台為例，對於可以應用入口將能效服務共享平台、省級客户側用能服務平台、新能源大數據平台、車聯網、光伏雲網、智慧能源控制等系統，發揮規模化集聚效應;對外則可為各類新興業務主體統一提供併網、監控、計量、計費、交易、運維等平台化共享服務。未來，虛擬電廠將憑藉其自身的多種優越特性進一步“侵入能源市場”。

【來源：夜讀史書落淚】

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