Information dynamics of industry
——摘选自人民网《业界:加强钙钛矿协同创新 推动光伏高质量发展》
在“双碳”背景下,光伏产业作为新能源重要组成部分,近年来发展迅速。钙钛矿材料的出现,更是为光伏产业带来了发展机遇。日前,在中国能源研究会主办的2024中国钙钛矿产业发展大会上,与会嘉宾表示,钙钛矿材料高转换效率、低成本、可柔性制备等性能,在光伏产业技术发展中发挥着重要作用,但也面临着钙钛矿材料定性不高、钙钛矿太阳能电池产业化技术不成熟等难点。能源行业要加快钙钛矿产业协同创新体系建设,助力钙钛矿产业高质量发展,推动光伏产业发展。
权威之声
在“双碳”背景下,光伏产业作为新能源重要组成部分,近年来发展迅速。钙钛矿材料的出现,更是为光伏产业带来了发展机遇。
日前,在中国能源研究会主办的2024中国钙钛矿产业发展大会上,与会嘉宾表示,钙钛矿材料高转换效率、低成本、可柔性制备等性能,在光伏产业技术发展中发挥着重要作用,但也面临着钙钛矿材料定性不高、钙钛矿太阳能电池产业化技术不成熟等难点。能源行业要加快钙钛矿产业协同创新体系建设,助力钙钛矿产业高质量发展,推动光伏产业发展。
中国能源研究会理事长史玉波表示,当前,钙钛矿材料的高转换效率迅速提升,目前,钙钛矿太阳能电池实验室转换效率已超过26%,接近传统晶硅太阳能电池水平;钙钛矿材料低成本优势,将为光伏产业发展带来新动力;钙钛矿材料可柔性制备特点,为光伏产业应用拓展了新空间。
在肯定成绩的同时,史玉波表示,目前,钙钛矿光伏产业发展面临着一些难点。钙钛矿材料稳定性问题是制约其大规模应用的重要因素,钙钛矿太阳能电池产业化技术不够成熟,制约了钙钛矿太阳能电池产业化进程,需要加大研发投入,攻克技术难题,提高产业化水平。此外,钙钛矿光伏产业的发展还需政策支持和引导。
中国工程院院士、华北电力大学校长杨勇平认为,钙钛矿材料在光照、湿度、温度等环境因素的影响下,容易发生降解,导致电池性能下降,提高钙钛矿材料的稳定性成为当前科研重点任务之一。同时,钙钛矿电池的制备技术主要适用于实验室规模,实现大规模生产,需进一步优化工艺、提高生产效率、降低成本。此外,要建立长期的可靠性测试方法和标准,确保钙钛矿电池在实际应用中的性能和寿命。
“钙钛矿太阳电池稳定性如果不能解决,在大规模光伏电站方面很难与晶硅太阳电池竞争。”中国科学院院士、中科院化学所研究员李永舫表示,柔性钙钛矿太阳电池具有轻薄柔优点,其应用领域与晶硅太阳电池互补,是钙钛矿太阳电池实现应用突破口,钙钛矿有机叠层太阳电池兼具两者优点,将在分布式电源、高端柔性器件中获得应用。
中国科学院院士、浙江大学温州研究院院长叶志镇表示,量子点是未来显示产业关键基础材料,钙钛矿发光量子点是下一代主流显示产业材料。未来,全固态钙钛矿量子点将引领五大新产业,即千亿先进显示产业、千亿喷墨打印电发光膜产业、万亿硅光伏产业、百亿智能植物工厂产业、百亿健康智能照明产业。
南京工业大学柔性电子未来技术学院的先进材料研究院院长陈永华表示,钙钛矿发展至今逐渐步入产业化,需要高效率印刷方式。通过丝网印刷的钙钛矿薄膜策略,通过一点实现对整个面控制,实现高质量钙钛矿薄膜。
“稳定性、大面积是钙钛矿光伏技术产业化的关键。组件寿命是产业化发展主要瓶颈,需要适合钙钛矿技术的评价标准。”华北电力大学新能源学院院长李美成介绍,行业要有序推动电站工程落地,挖掘组件应用需求;加快落地集中式、分布式钙钛矿光伏电站的验证及试点工程,推动大中型光伏电站的钙钛矿光伏产品应用;开发钙钛矿产品的智能化、小型化、集成化应用场景,创造并扩大产品商业需求,通过市场推动产业发展。
中国华能集团清洁能源技术研究院院长肖平表示,当前,钙钛矿光伏设备受关注。无论哪种叠层技术,目标是以较低的成本获得较高效率和增益,这是现阶段产业化路径的选择。未来,钙钛矿光伏技术发展空间大,与晶硅光伏技术在相当长一个时期共存,相互结合、互为补充,预计钙钛矿在某些细分领域中率先实现工程化应用。
昆山协鑫光电材料有限公司董事长范斌表示,截至目前,钙钛矿已完成技术与产业化的爬坡阶段。未来5至6年,钙钛矿叠层电池市场规模有望突破1000亿元,以85%以上的年复合增速蓬勃发展。
矿材料稳定性问题是制约其大规模应用的重要因素,钙钛矿太阳能电池产业化技术不够成熟,制约了钙钛矿太阳能电池产业化进程,需要加大研发投入,攻克技术难题,提高产业化水平。此外,钙钛矿光伏产业的发展还需政策支持和引导。
中国工程院院士、华北电力大学校长杨勇平认为,钙钛矿材料在光照、湿度、温度等环境因素的影响下,容易发生降解,导致电池性能下降,提高钙钛矿材料的稳定性成为当前科研重点任务之一。同时,钙钛矿电池的制备技术主要适用于实验室规模,实现大规模生产,需进一步优化工艺、提高生产效率、降低成本。此外,要建立长期的可靠性测试方法和标准,确保钙钛矿电池在实际应用中的性能和寿命。
“钙钛矿太阳电池稳定性如果不能解决,在大规模光伏电站方面很难与晶硅太阳电池竞争。”中国科学院院士、中科院化学所研究员李永舫表示,柔性钙钛矿太阳电池具有轻薄柔优点,其应用领域与晶硅太阳电池互补,是钙钛矿太阳电池实现应用突破口,钙钛矿有机叠层太阳电池兼具两者优点,将在分布式电源、高端柔性器件中获得应用。
中国科学院院士、浙江大学温州研究院院长叶志镇表示,量子点是未来显示产业关键基础材料,钙钛矿发光量子点是下一代主流显示产业材料。未来,全固态钙钛矿量子点将引领五大新产业,即千亿先进显示产业、千亿喷墨打印电发光膜产业、万亿硅光伏产业、百亿智能植物工厂产业、百亿健康智能照明产业。
南京工业大学柔性电子未来技术学院的先进材料研究院院长陈永华表示,钙钛矿发展至今逐渐步入产业化,需要高效率印刷方式。通过丝网印刷的钙钛矿薄膜策略,通过一点实现对整个面控制,实现高质量钙钛矿薄膜。
“稳定性、大面积是钙钛矿光伏技术产业化的关键。组件寿命是产业化发展主要瓶颈,需要适合钙钛矿技术的评价标准。”华北电力大学新能源学院院长李美成介绍,行业要有序推动电站工程落地,挖掘组件应用需求;加快落地集中式、分布式钙钛矿光伏电站的验证及试点工程,推动大中型光伏电站的钙钛矿光伏产品应用;开发钙钛矿产品的智能化、小型化、集成化应用场景,创造并扩大产品商业需求,通过市场推动产业发展。
中国华能集团清洁能源技术研究院院长肖平表示,当前,钙钛矿光伏设备受关注。无论哪种叠层技术,目标是以较低的成本获得较高效率和增益,这是现阶段产业化路径的选择。未来,钙钛矿光伏技术发展空间大,与晶硅光伏技术在相当长一个时期共存,相互结合、互为补充,预计钙钛矿在某些细分领域中率先实现工程化应用。
昆山协鑫光电材料有限公司董事长范斌表示,截至目前,钙钛矿已完成技术与产业化的爬坡阶段。未来5至6年,钙钛矿叠层电池市场规模有望突破1000亿元,以85%以上的年复合增速蓬勃发展。
中国科学院院士、浙江大学温州研究院院长叶志镇表示,量子点是未来显示产业关键基础材料,钙钛矿发光量子点是下一代主流显示产业材料。未来,全固态钙钛矿量子点将引领五大新产业,即千亿先进显示产业、千亿喷墨打印电发光膜产业、万亿硅光伏产业、百亿智能植物工厂产业、百亿健康智能照明产业。
南京工业大学柔性电子未来技术学院的先进材料研究院院长陈永华表示,钙钛矿发展至今逐渐步入产业化,需要高效率印刷方式。通过丝网印刷的钙钛矿薄膜策略,通过一点实现对整个面控制,实现高质量钙钛矿薄膜。
“稳定性、大面积是钙钛矿光伏技术产业化的关键。组件寿命是产业化发展主要瓶颈,需要适合钙钛矿技术的评价标准。”华北电力大学新能源学院院长李美成介绍,行业要有序推动电站工程落地,挖掘组件应用需求;加快落地集中式、分布式钙钛矿光伏电站的验证及试点工程,推动大中型光伏电站的钙钛矿光伏产品应用;开发钙钛矿产品的智能化、小型化、集成化应用场景,创造并扩大产品商业需求,通过市场推动产业发展。
中国华能集团清洁能源技术研究院院长肖平表示,当前,钙钛矿光伏设备受关注。无论哪种叠层技术,目标是以较低的成本获得较高效率和增益,这是现阶段产业化路径的选择。未来,钙钛矿光伏技术发展空间大,与晶硅光伏技术在相当长一个时期共存,相互结合、互为补充,预计钙钛矿在某些细分领域中率先实现工程化应用。
昆山协鑫光电材料有限公司董事长范斌表示,截至目前,钙钛矿已完成技术与产业化的爬坡阶段。未来5至6年,钙钛矿叠层电池市场规模有望突破1000亿元,以85%以上的年复合增速蓬勃发展。
宏观政策
近日,广东省汕头市发改局发布《汕头市推动新型储能产业高质量发展行动方案(2024-2026年)》,文件明确,支持电源侧“新能源+储能”储能应用。结合风电、光伏发电等资源开发,实施“新能源+储能”开发模式。按照分类实施原则落实新能源配置储能要求,2022年以后新增规划的海上风电项目以及2023年月1日以后新增并网的集中式光伏电站和陆上集中式风电项目,按照不低于发电装机容量10%,时长1小时配置新型储能鼓励存量新能源发电项目按照上述原则配置新型储能。
原文链接:汕头市推动新型储能产业高质量发展行动方案(2024-2026年)
行业聚焦
日前,广东省发改委印发《关于调整新能源发电项目配置储能有关事项的通知》,允许新能源发电项目跨地市配置储能。无独有偶,随后河北省发改委发布的《关于促进独立储能加快发展有关事项的通知》,也发布了类似的条款,独立储能可在同一省级电网区域向新能源项目出租容量,不受市域限制。
从最初的新能源场站开发商自行投建储能电站,到新能源场站可以租赁或购买独立共享储能电站,再到新能源发电项目跨地市配置储能。“新能源+储能”两者紧密的关系似乎逐渐“松绑”。基于此,应该如何看待“跨地市配储”的现实需求?“新能源+储能”发展模式又将如何演变?
需求客观存在
为了应对新能源规模化、快速发展对电网的冲击,全国已有近30个省市出台了新能源项目配置储能的政策要求,并将其作为新能源并网或核准的前置条件。这也催热了市场“新能源+储能”这一标配模式。截至上半年,全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达4444万千瓦/9906万千瓦时,较2023年底增长超过40%。
然而,新能源配置储能并没能产生良好的经济收益,反而加重企业成本负担,业界有关叫停新能源电站强制配储的政策呼声不时响起。2021年国家发改委在《关于加快推动新型储能发展的指导意见》中,提到鼓励探索建设共享储能,为“新能源+储能”找到一条发展新方向,即允许新能源场站租用或购买独立共享储能电站的储能容量,并将租用容量代替自建配储容量。强制配储由独立共享储能替代的苗头逐渐兴起。
允许新能源发电项目跨地市配置储能,可以理解为新能源场站与储能电站之间无论距离远近,只要在同省域或同一省级电网区域,都可以进行容量租赁合作。
“新能源与购买的储能容量完全解耦,租赁给新能源的储能电站的运行运营过程完全以独立经营主体参与市场交易。”华北电力大学教授郑华向《中国能源报》记者表示,我国输配电网输送能力相对比较充裕,仅有极少数省份的局部地区的输送断面存在个别时段的阻塞现象,在没有阻塞地区,对于在哪里部署储能和新能源消纳影响不大。由于建设新能源的地区不一定有建设储能的条件、需求或足够规模,同样建设储能的地区不一定新能源资源充足,因此跨地市配储的市场需求是客观存在的,可以解决新能源与储能之间租赁规模的不匹配问题。
操作细则待完善
业内专家向《中国能源报》记者表示,“跨地市配储”是在地市间跨地区送电能力相对充裕的前提下,通过合理“松绑”储能和新能源场站之间的物理位置关系,以解决新能源出力富余与本地及相邻地区消纳能力不足的矛盾,若能够通过跨地市的储能调用做好新能源的合理消纳,能在一定程度上为提升储能利用率、合理疏导电站成本、盘活存量资产创造有益渠道。
在具体操作层面,郑华指出,新能源与租赁容量的储能在运行运营方面是独立的,不存在关联关系和同步管理问题。只需要新能源场站开发商在并网运行前签订租赁合同,并每年均保障有足够满足配额要求的储能租赁容量即可。
不过,跨地市配置储能的调度运行、管理方式等实施细则有待进一步明确。“当前,新型储能利用率有待提高,跨地市配置储能项目或面临地方协调和公平调度问题,要制定新型储能调度运行规程,确定储能调度范围和运行方式,确保公平调用储能调节资源。”业内人士称。
未来新能源配储在全国范围开展跨省配置有没有必要和可能?在郑华看来,没有必要,当前跨省跨区通道输电能力有限,难以提供相应的调节服务。
“若实施面向全国范围内的跨省配储,势必对各省市之间的政策协调、调用协同提出更高要求。”上述专家进一步指出,各地区应根据未来新能源发展实际,从全局角度出发,对新能源跨省区消纳、新能源就近配/租储能等模式开展较为全面的技术经济性分析,在考虑系统成本和潜在收益的前提下妥善决策。
整体联动有助于收益最大化
“‘新能源+储能’发展的关键不在于形式,而是没有建立起相应的成本疏导途径,收益预期普遍不足。”业内人士指出,除了提升新能源利用率,储能还具有调峰调频、备用电源、黑启动等多重作用,还是要从电力现货市场角度去思考,尽快建立机制,引导配建储能参与电力现货市场,发挥配建储能和新能源电站的整体联动作用,实现新能源项目的效益最大化。
国家层面印发的《“十四五”新型储能发展实施方案》,已明确提出到2030年,新型储能实现全面市场化发展。近年来,山东、广东、山西、甘肃等地不断完善适合新型储能入市的交易制度,积极推动新型储能参与现货交易、调峰调频等电力辅助服务,不断尝试多品种交易叠加,提升储能利用率,增加储能收益。
在郑华看来,“新能源+储能”最终会回归到储能为新能源和全系统提供的能量价值、调节价值、容量价值的原本价值定位上。
“以市场机制引导‘新能源+储能’协同融合发展是产业未来的发展方向。”上述业内专家指出,要着眼长远规划,做好顶层设计,在科学确定建设规模、空间布局等前提下,通过竞争性招标等市场化手段确定价格水平、投建主体,辅以调节性能等激励约束指标引导新能源场站等主体综合考虑当地资源特性、消纳形势和系统需求按需配置储能,主动提升储能利用率,更好支撑新型储能在新型电力系统中的大规模应用。
能源+储能”这一标配模式。截至上半年,全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达4444万千瓦/9906万千瓦时,较2023年底增长超过40%。
然而,新能源配置储能并没能产生良好的经济收益,反而加重企业成本负担,业界有关叫停新能源电站强制配储的政策呼声不时响起。2021年国家发改委在《关于加快推动新型储能发展的指导意见》中,提到鼓励探索建设共享储能,为“新能源+储能”找到一条发展新方向,即允许新能源场站租用或购买独立共享储能电站的储能容量,并将租用容量代替自建配储容量。强制配储由独立共享储能替代的苗头逐渐兴起。
允许新能源发电项目跨地市配置储能,可以理解为新能源场站与储能电站之间无论距离远近,只要在同省域或同一省级电网区域,都可以进行容量租赁合作。
“新能源与购买的储能容量完全解耦,租赁给新能源的储能电站的运行运营过程完全以独立经营主体参与市场交易。”华北电力大学教授郑华向《中国能源报》记者表示,我国输配电网输送能力相对比较充裕,仅有极少数省份的局部地区的输送断面存在个别时段的阻塞现象,在没有阻塞地区,对于在哪里部署储能和新能源消纳影响不大。由于建设新能源的地区不一定有建设储能的条件、需求或足够规模,同样建设储能的地区不一定新能源资源充足,因此跨地市配储的市场需求是客观存在的,可以解决新能源与储能之间租赁规模的不匹配问题。
操作细则待完善
业内专家向《中国能源报》记者表示,“跨地市配储”是在地市间跨地区送电能力相对充裕的前提下,通过合理“松绑”储能和新能源场站之间的物理位置关系,以解决新能源出力富余与本地及相邻地区消纳能力不足的矛盾,若能够通过跨地市的储能调用做好新能源的合理消纳,能在一定程度上为提升储能利用率、合理疏导电站成本、盘活存量资产创造有益渠道。
在具体操作层面,郑华指出,新能源与租赁容量的储能在运行运营方面是独立的,不存在关联关系和同步管理问题。只需要新能源场站开发商在并网运行前签订租赁合同,并每年均保障有足够满足配额要求的储能租赁容量即可。
不过,跨地市配置储能的调度运行、管理方式等实施细则有待进一步明确。“当前,新型储能利用率有待提高,跨地市配置储能项目或面临地方协调和公平调度问题,要制定新型储能调度运行规程,确定储能调度范围和运行方式,确保公平调用储能调节资源。”业内人士称。
未来新能源配储在全国范围开展跨省配置有没有必要和可能?在郑华看来,没有必要,当前跨省跨区通道输电能力有限,难以提供相应的调节服务。
“若实施面向全国范围内的跨省配储,势必对各省市之间的政策协调、调用协同提出更高要求。”上述专家进一步指出,各地区应根据未来新能源发展实际,从全局角度出发,对新能源跨省区消纳、新能源就近配/租储能等模式开展较为全面的技术经济性分析,在考虑系统成本和潜在收益的前提下妥善决策。
整体联动有助于收益最大化
“‘新能源+储能’发展的关键不在于形式,而是没有建立起相应的成本疏导途径,收益预期普遍不足。”业内人士指出,除了提升新能源利用率,储能还具有调峰调频、备用电源、黑启动等多重作用,还是要从电力现货市场角度去思考,尽快建立机制,引导配建储能参与电力现货市场,发挥配建储能和新能源电站的整体联动作用,实现新能源项目的效益最大化。
国家层面印发的《“十四五”新型储能发展实施方案》,已明确提出到2030年,新型储能实现全面市场化发展。近年来,山东、广东、山西、甘肃等地不断完善适合新型储能入市的交易制度,积极推动新型储能参与现货交易、调峰调频等电力辅助服务,不断尝试多品种交易叠加,提升储能利用率,增加储能收益。
在郑华看来,“新能源+储能”最终会回归到储能为新能源和全系统提供的能量价值、调节价值、容量价值的原本价值定位上。
“以市场机制引导‘新能源+储能’协同融合发展是产业未来的发展方向。”上述业内专家指出,要着眼长远规划,做好顶层设计,在科学确定建设规模、空间布局等前提下,通过竞争性招标等市场化手段确定价格水平、投建主体,辅以调节性能等激励约束指标引导新能源场站等主体综合考虑当地资源特性、消纳形势和系统需求按需配置储能,主动提升储能利用率,更好支撑新型储能在新型电力系统中的大规模应用。
操作细则待完善
业内专家向《中国能源报》记者表示,“跨地市配储”是在地市间跨地区送电能力相对充裕的前提下,通过合理“松绑”储能和新能源场站之间的物理位置关系,以解决新能源出力富余与本地及相邻地区消纳能力不足的矛盾,若能够通过跨地市的储能调用做好新能源的合理消纳,能在一定程度上为提升储能利用率、合理疏导电站成本、盘活存量资产创造有益渠道。
在具体操作层面,郑华指出,新能源与租赁容量的储能在运行运营方面是独立的,不存在关联关系和同步管理问题。只需要新能源场站开发商在并网运行前签订租赁合同,并每年均保障有足够满足配额要求的储能租赁容量即可。
不过,跨地市配置储能的调度运行、管理方式等实施细则有待进一步明确。“当前,新型储能利用率有待提高,跨地市配置储能项目或面临地方协调和公平调度问题,要制定新型储能调度运行规程,确定储能调度范围和运行方式,确保公平调用储能调节资源。”业内人士称。
未来新能源配储在全国范围开展跨省配置有没有必要和可能?在郑华看来,没有必要,当前跨省跨区通道输电能力有限,难以提供相应的调节服务。
“若实施面向全国范围内的跨省配储,势必对各省市之间的政策协调、调用协同提出更高要求。”上述专家进一步指出,各地区应根据未来新能源发展实际,从全局角度出发,对新能源跨省区消纳、新能源就近配/租储能等模式开展较为全面的技术经济性分析,在考虑系统成本和潜在收益的前提下妥善决策。
整体联动有助于收益最大化
“‘新能源+储能’发展的关键不在于形式,而是没有建立起相应的成本疏导途径,收益预期普遍不足。”业内人士指出,除了提升新能源利用率,储能还具有调峰调频、备用电源、黑启动等多重作用,还是要从电力现货市场角度去思考,尽快建立机制,引导配建储能参与电力现货市场,发挥配建储能和新能源电站的整体联动作用,实现新能源项目的效益最大化。
国家层面印发的《“十四五”新型储能发展实施方案》,已明确提出到2030年,新型储能实现全面市场化发展。近年来,山东、广东、山西、甘肃等地不断完善适合新型储能入市的交易制度,积极推动新型储能参与现货交易、调峰调频等电力辅助服务,不断尝试多品种交易叠加,提升储能利用率,增加储能收益。
在郑华看来,“新能源+储能”最终会回归到储能为新能源和全系统提供的能量价值、调节价值、容量价值的原本价值定位上。
“以市场机制引导‘新能源+储能’协同融合发展是产业未来的发展方向。”上述业内专家指出,要着眼长远规划,做好顶层设计,在科学确定建设规模、空间布局等前提下,通过竞争性招标等市场化手段确定价格水平、投建主体,辅以调节性能等激励约束指标引导新能源场站等主体综合考虑当地资源特性、消纳形势和系统需求按需配置储能,主动提升储能利用率,更好支撑新型储能在新型电力系统中的大规模应用。
“若实施面向全国范围内的跨省配储,势必对各省市之间的政策协调、调用协同提出更高要求。”上述专家进一步指出,各地区应根据未来新能源发展实际,从全局角度出发,对新能源跨省区消纳、新能源就近配/租储能等模式开展较为全面的技术经济性分析,在考虑系统成本和潜在收益的前提下妥善决策。
整体联动有助于收益最大化
“‘新能源+储能’发展的关键不在于形式,而是没有建立起相应的成本疏导途径,收益预期普遍不足。”业内人士指出,除了提升新能源利用率,储能还具有调峰调频、备用电源、黑启动等多重作用,还是要从电力现货市场角度去思考,尽快建立机制,引导配建储能参与电力现货市场,发挥配建储能和新能源电站的整体联动作用,实现新能源项目的效益最大化。
国家层面印发的《“十四五”新型储能发展实施方案》,已明确提出到2030年,新型储能实现全面市场化发展。近年来,山东、广东、山西、甘肃等地不断完善适合新型储能入市的交易制度,积极推动新型储能参与现货交易、调峰调频等电力辅助服务,不断尝试多品种交易叠加,提升储能利用率,增加储能收益。
在郑华看来,“新能源+储能”最终会回归到储能为新能源和全系统提供的能量价值、调节价值、容量价值的原本价值定位上。
“以市场机制引导‘新能源+储能’协同融合发展是产业未来的发展方向。”上述业内专家指出,要着眼长远规划,做好顶层设计,在科学确定建设规模、空间布局等前提下,通过竞争性招标等市场化手段确定价格水平、投建主体,辅以调节性能等激励约束指标引导新能源场站等主体综合考虑当地资源特性、消纳形势和系统需求按需配置储能,主动提升储能利用率,更好支撑新型储能在新型电力系统中的大规模应用。
技术前沿
随着二维材料的快速发展,氮掺杂的碳材料(N-doped carbon materials)因其优异的电化学性能和广泛的应用潜力引起了科学家的关注。其中,氮掺杂非晶碳(NAMC)作为一种新型的碳材料,其独特的结构和性质使其成为研究的热点。然而,N掺杂碳材料在合成过程中面临着如何有效控制氮的化学状态及其与碳材料性能之间的关系这一研究难题,尤其是在提升材料的稳定性和导电性方面。
为了解决这一问题,北京航空航天大学郭林、周武、中国科学院大学裘晓辉、国家纳米科学中心刘利民、清华大学谷林等人携手在Nature期刊上发表了题为“Nitrogen-doped amorphous monolayer carbon”的最新论文。研究者们通过在可移动层状双氢氧化物模板的密闭层间空腔内聚合吡咯,制备出具有五元、六元和七元混合环(5-6-7元环)的独立氮掺杂无定形单层碳。这种限域聚合的方法不仅为氮掺杂碳材料的合成提供了新的思路,也为深入探讨氮的化学状态与碳纳米材料性能之间的关系提供了平台。通过对不同异质原子的掺杂和两维非晶单层的合成,研究者们展示了该方法的广泛适用性。
/ 研究亮点 /
1. 实验首次通过空间限制聚合法合成了氮掺杂无定形碳(NAMC),这为氮掺杂石墨烯提供了一种有价值的替代材料。
2. 实验通过层状NiAl-LDH作为可去除模板,在273K下进行聚合,成功地实现了氮掺杂碳材料的合成,且该材料展示出可调的化学状态和优异的性能。
3. 初步结果表明,该合成策略可扩展至合成含有多种杂原子的二维无定形单层材料,如PTH和PCZ,显示出良好的适用性和灵活性。
4. 进一步的表征结果(如拉曼光谱、XPS等)证实了所合成材料的结构和组成,展现了其在新材料研究中的重要性。
/ 图文解读 /
图1. NAMC的结构表征。
图2. 从吡咯分子形成具有5、6、7元环的NAMC的过程。
图3. 通过EFM和光谱法对SiO2基底上NAMC的电性表征。
/ 总结展望 /
本文的研究成果展示了通过限域聚合合成氮掺杂无定形碳(NAMC)的策略,为氮掺杂石墨烯的替代品提供了有价值的选择。通过精确调控氮的化学状态,研究人员可以深入探讨其对碳纳米材料特性的影响。这一方法还为合成多种异质原子的二维无定形单层奠定了基础,如初步探索的PTH和PCZ。结合先进的表征技术,如电子显微镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱等,能够更全面地理解材料的微观结构和性质。
/ 研究亮点 /
1. 实验首次通过空间限制聚合法合成了氮掺杂无定形碳(NAMC),这为氮掺杂石墨烯提供了一种有价值的替代材料。
2. 实验通过层状NiAl-LDH作为可去除模板,在273K下进行聚合,成功地实现了氮掺杂碳材料的合成,且该材料展示出可调的化学状态和优异的性能。
3. 初步结果表明,该合成策略可扩展至合成含有多种杂原子的二维无定形单层材料,如PTH和PCZ,显示出良好的适用性和灵活性。
4. 进一步的表征结果(如拉曼光谱、XPS等)证实了所合成材料的结构和组成,展现了其在新材料研究中的重要性。
/ 总结展望 /
本文的研究成果展示了通过限域聚合合成氮掺杂无定形碳(NAMC)的策略,为氮掺杂石墨烯的替代品提供了有价值的选择。通过精确调控氮的化学状态,研究人员可以深入探讨其对碳纳米材料特性的影响。这一方法还为合成多种异质原子的二维无定形单层奠定了基础,如初步探索的PTH和PCZ。结合先进的表征技术,如电子显微镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱等,能够更全面地理解材料的微观结构和性质。
专业评论
在数年来光伏安装量快速提升后,今年光伏系统安装量将超过 450 GW,市场必须开始寻找更多的光伏应用场景来应对合适的土地资源逐渐减少的问题。今年全球最大光伏展会SNEC中更可看到,许多组件厂纷纷展出不同应用场景下适配的组件,其中水上和沙漠环境中的应用尤为引人注目,并为市场提供了新的商业契机。
这些应用场景不仅能有效解决土地资源限制的问题,还能与当地的自然环境相互结合,以达到经济和生态效益的互惠互利。本文将深入探讨水上光伏和沙漠光伏技术的应用场景、技术特性及其未来发展潜力,并通过具体案例分析这两种技术在实际应用中的优势与挑战。
水上光伏应用场景应用与特性
水上光伏发电是一种新兴且具潜力的技术,透过在水面装置光伏组件以进行发电功能,其具有环保、技术经济和社会效益等多重优势。在安装方面,除了可采用环保材料以保护生态环境之外,还能通过简便快速的建设方式降低施工成本,同时避免陆地光伏开发所遇到的土地产权问题。目前而言,水上光伏又分为两种,分别为海上项目和陆域水体项目,其中陆域水体项目又包括湖泊、水库、废弃矿场建置、人工湖和埤塘等不同应用场景。
在组件选用方面,双玻组件在水上光伏的场景下能更佳有效解决水气透过率的问题,相较于地面型光伏可再提高 5-10% 的发电量。应用设计方面,水深小于 3 米的水域通常采用桩基固定式,而水深超过 3 米的水域则多采用漂浮式(浮管式、浮箱式)。由于水上的施工方案相较于陆地更为简便快速,这也促使不少开发商意识到此商机,开始朝向水上案场发展,也另外为组件制造商带来差异化的市场,如本次 SNEC 展会中,许多厂家也开始纷纷展出各种应用于水面场景的光伏组件,反映出水面光伏的发展潜力。
随着水上光伏应用逐步被重视,今年中国的海上光伏开工项目预计有 2-3 GW 的规模,且主要集中在山东、江苏、浙江和福建等沿海地区,目前部分项目将计划于今年下半年至明年上半年陆续建设,并于四季度开始拉货,其中阳光水面光伏公司又作为目前市占率最高的企业,也是目前唯一能在百米深的水域建设光伏案场的公司。除了大型海上光伏的应用之外,现今中国的陆域水体的应用上也有许多待开发地区,其开发项目又区分为集中式与分布式,前者的陆域水体项目大多来自于采煤沉陷区,其规模约落在 50-200 MW 之间,后者则多为埤塘水面项目,单个案场容量则一般在 5-30 MW,综上累积,陆域水体项目极具潜力 。整体而言,InfoLink 预期中国地区的水上光伏在今年有望突破 5 GW 的累积安装量、全球累积安装量则有望达到 7-8 GW 的水平。
尽管水上光伏将有助于光伏安装量的持续增长,然而目前在开发过程中仍有不少难题,除了建造与后续运维的难度高以外,市场对于水质、水域生态的疑虑也有待更多案例供验证。厂家们近年来也开始为这些意见提供解决方案,例如,阳光水面光伏公司在新加坡的 60 MW 水库项目中,为确保水质不受影响,在水上光伏项目中使用食品级材料,并通过严格检验与质量把控,藉此确保饮用水的安全,以消除民众对水质影响的疑虑。随着更多企业引入创新技术和实施严格的环境保护措施、以及成功案例数的提升,水上光伏的社会接受度逐渐提高,有望在环保和利益相关者之间能更再达成更多的共识以实现永续发展。
沙漠光伏应用场景应用与特性
沙漠光伏发电是透过强烈的日照、广阔的大型案场等进而实现高效且经济的发电效益,在全球沙漠光伏计划中,中国是极具代表性的国家,其中最为著名的即新疆和内蒙古等西北地区的国家大基地「沙戈荒」计划,又作为首批首个千万千瓦级的大型风光基地计划,目前第一期 1 GW 已成功并网发电,第二期与第三期则陆续开工建设当中。由于近期集中式计划多受到土地合规审查与生态保育等政策影响,加上沙漠用地取得相对容易,开发商逐渐深入内陆沙漠地区寻地;此外,在沙漠地区兴建光伏案场也可提升治沙成效,使光伏治沙工程也逐渐受到重视。
在组件的选用方面,沙漠环境对光伏组件的技术要求极高,考虑到沙漠地区存在高温、日夜温差大、高紫外线以及沙尘暴等因素,对组件的耐高温与抗风沙能力提出了极高要求,目前部分组件厂亦在技术方面加紧突破,例如增加组件玻璃厚度以抗风沙、导入防尘沙技术、提高组件耐高温能力等测试条件。在沙漠的应用场景方面,部分地区亦有特殊规范,如内蒙古地区对治沙计划有相关规定,要求案场项目须在当地设置电池与组件产能,并要求发电调峰稳定、搭配储能自发自用,故厂家在该地建设案场时仍须考虑到以上要点,加上目前西北地区治沙计划仍因馈线输电问题导致开发受限,电力无法大量输送至其他省份,促使部分厂家对于沙漠光伏项目的关注度相对其他应用场境更为冷淡,故今年治沙项目需求预计相对有限。
水上光伏和沙漠光伏技术皆预示着未来可再生能源发展的特殊方向,为了最大化利用水上光伏和沙漠光伏的经济效益,部分水上光伏项目则藉由渔业养殖、休闲观光等多功能开发,形成「渔光互补」的综合利用模式,而沙漠光伏方面,目前亦有项目是透过光伏发电、农业种植、生态修复作为理念,进而打造多功能的沙漠园区。尽管现阶段两者在全球的应用上仍为小众市场,但随着技术的不断进步、政策上的持续支持,未来仍具备一定的发展潜力,同时有望实现经济和环境效益之间的双赢。
所遇到的土地产权问题。目前而言,水上光伏又分为两种,分别为海上项目和陆域水体项目,其中陆域水体项目又包括湖泊、水库、废弃矿场建置、人工湖和埤塘等不同应用场景。
在组件选用方面,双玻组件在水上光伏的场景下能更佳有效解决水气透过率的问题,相较于地面型光伏可再提高 5-10% 的发电量。应用设计方面,水深小于 3 米的水域通常采用桩基固定式,而水深超过 3 米的水域则多采用漂浮式(浮管式、浮箱式)。由于水上的施工方案相较于陆地更为简便快速,这也促使不少开发商意识到此商机,开始朝向水上案场发展,也另外为组件制造商带来差异化的市场,如本次 SNEC 展会中,许多厂家也开始纷纷展出各种应用于水面场景的光伏组件,反映出水面光伏的发展潜力。
随着水上光伏应用逐步被重视,今年中国的海上光伏开工项目预计有 2-3 GW 的规模,且主要集中在山东、江苏、浙江和福建等沿海地区,目前部分项目将计划于今年下半年至明年上半年陆续建设,并于四季度开始拉货,其中阳光水面光伏公司又作为目前市占率最高的企业,也是目前唯一能在百米深的水域建设光伏案场的公司。除了大型海上光伏的应用之外,现今中国的陆域水体的应用上也有许多待开发地区,其开发项目又区分为集中式与分布式,前者的陆域水体项目大多来自于采煤沉陷区,其规模约落在 50-200 MW 之间,后者则多为埤塘水面项目,单个案场容量则一般在 5-30 MW,综上累积,陆域水体项目极具潜力 。整体而言,InfoLink 预期中国地区的水上光伏在今年有望突破 5 GW 的累积安装量、全球累积安装量则有望达到 7-8 GW 的水平。
尽管水上光伏将有助于光伏安装量的持续增长,然而目前在开发过程中仍有不少难题,除了建造与后续运维的难度高以外,市场对于水质、水域生态的疑虑也有待更多案例供验证。厂家们近年来也开始为这些意见提供解决方案,例如,阳光水面光伏公司在新加坡的 60 MW 水库项目中,为确保水质不受影响,在水上光伏项目中使用食品级材料,并通过严格检验与质量把控,藉此确保饮用水的安全,以消除民众对水质影响的疑虑。随着更多企业引入创新技术和实施严格的环境保护措施、以及成功案例数的提升,水上光伏的社会接受度逐渐提高,有望在环保和利益相关者之间能更再达成更多的共识以实现永续发展。
沙漠光伏应用场景应用与特性
沙漠光伏发电是透过强烈的日照、广阔的大型案场等进而实现高效且经济的发电效益,在全球沙漠光伏计划中,中国是极具代表性的国家,其中最为著名的即新疆和内蒙古等西北地区的国家大基地「沙戈荒」计划,又作为首批首个千万千瓦级的大型风光基地计划,目前第一期 1 GW 已成功并网发电,第二期与第三期则陆续开工建设当中。由于近期集中式计划多受到土地合规审查与生态保育等政策影响,加上沙漠用地取得相对容易,开发商逐渐深入内陆沙漠地区寻地;此外,在沙漠地区兴建光伏案场也可提升治沙成效,使光伏治沙工程也逐渐受到重视。
在组件的选用方面,沙漠环境对光伏组件的技术要求极高,考虑到沙漠地区存在高温、日夜温差大、高紫外线以及沙尘暴等因素,对组件的耐高温与抗风沙能力提出了极高要求,目前部分组件厂亦在技术方面加紧突破,例如增加组件玻璃厚度以抗风沙、导入防尘沙技术、提高组件耐高温能力等测试条件。在沙漠的应用场景方面,部分地区亦有特殊规范,如内蒙古地区对治沙计划有相关规定,要求案场项目须在当地设置电池与组件产能,并要求发电调峰稳定、搭配储能自发自用,故厂家在该地建设案场时仍须考虑到以上要点,加上目前西北地区治沙计划仍因馈线输电问题导致开发受限,电力无法大量输送至其他省份,促使部分厂家对于沙漠光伏项目的关注度相对其他应用场境更为冷淡,故今年治沙项目需求预计相对有限。
水上光伏和沙漠光伏技术皆预示着未来可再生能源发展的特殊方向,为了最大化利用水上光伏和沙漠光伏的经济效益,部分水上光伏项目则藉由渔业养殖、休闲观光等多功能开发,形成「渔光互补」的综合利用模式,而沙漠光伏方面,目前亦有项目是透过光伏发电、农业种植、生态修复作为理念,进而打造多功能的沙漠园区。尽管现阶段两者在全球的应用上仍为小众市场,但随着技术的不断进步、政策上的持续支持,未来仍具备一定的发展潜力,同时有望实现经济和环境效益之间的双赢。
尽管水上光伏将有助于光伏安装量的持续增长,然而目前在开发过程中仍有不少难题,除了建造与后续运维的难度高以外,市场对于水质、水域生态的疑虑也有待更多案例供验证。厂家们近年来也开始为这些意见提供解决方案,例如,阳光水面光伏公司在新加坡的 60 MW 水库项目中,为确保水质不受影响,在水上光伏项目中使用食品级材料,并通过严格检验与质量把控,藉此确保饮用水的安全,以消除民众对水质影响的疑虑。随着更多企业引入创新技术和实施严格的环境保护措施、以及成功案例数的提升,水上光伏的社会接受度逐渐提高,有望在环保和利益相关者之间能更再达成更多的共识以实现永续发展。
沙漠光伏应用场景应用与特性
沙漠光伏发电是透过强烈的日照、广阔的大型案场等进而实现高效且经济的发电效益,在全球沙漠光伏计划中,中国是极具代表性的国家,其中最为著名的即新疆和内蒙古等西北地区的国家大基地「沙戈荒」计划,又作为首批首个千万千瓦级的大型风光基地计划,目前第一期 1 GW 已成功并网发电,第二期与第三期则陆续开工建设当中。由于近期集中式计划多受到土地合规审查与生态保育等政策影响,加上沙漠用地取得相对容易,开发商逐渐深入内陆沙漠地区寻地;此外,在沙漠地区兴建光伏案场也可提升治沙成效,使光伏治沙工程也逐渐受到重视。
在组件的选用方面,沙漠环境对光伏组件的技术要求极高,考虑到沙漠地区存在高温、日夜温差大、高紫外线以及沙尘暴等因素,对组件的耐高温与抗风沙能力提出了极高要求,目前部分组件厂亦在技术方面加紧突破,例如增加组件玻璃厚度以抗风沙、导入防尘沙技术、提高组件耐高温能力等测试条件。在沙漠的应用场景方面,部分地区亦有特殊规范,如内蒙古地区对治沙计划有相关规定,要求案场项目须在当地设置电池与组件产能,并要求发电调峰稳定、搭配储能自发自用,故厂家在该地建设案场时仍须考虑到以上要点,加上目前西北地区治沙计划仍因馈线输电问题导致开发受限,电力无法大量输送至其他省份,促使部分厂家对于沙漠光伏项目的关注度相对其他应用场境更为冷淡,故今年治沙项目需求预计相对有限。
水上光伏和沙漠光伏技术皆预示着未来可再生能源发展的特殊方向,为了最大化利用水上光伏和沙漠光伏的经济效益,部分水上光伏项目则藉由渔业养殖、休闲观光等多功能开发,形成「渔光互补」的综合利用模式,而沙漠光伏方面,目前亦有项目是透过光伏发电、农业种植、生态修复作为理念,进而打造多功能的沙漠园区。尽管现阶段两者在全球的应用上仍为小众市场,但随着技术的不断进步、政策上的持续支持,未来仍具备一定的发展潜力,同时有望实现经济和环境效益之间的双赢。
在组件的选用方面,沙漠环境对光伏组件的技术要求极高,考虑到沙漠地区存在高温、日夜温差大、高紫外线以及沙尘暴等因素,对组件的耐高温与抗风沙能力提出了极高要求,目前部分组件厂亦在技术方面加紧突破,例如增加组件玻璃厚度以抗风沙、导入防尘沙技术、提高组件耐高温能力等测试条件。在沙漠的应用场景方面,部分地区亦有特殊规范,如内蒙古地区对治沙计划有相关规定,要求案场项目须在当地设置电池与组件产能,并要求发电调峰稳定、搭配储能自发自用,故厂家在该地建设案场时仍须考虑到以上要点,加上目前西北地区治沙计划仍因馈线输电问题导致开发受限,电力无法大量输送至其他省份,促使部分厂家对于沙漠光伏项目的关注度相对其他应用场境更为冷淡,故今年治沙项目需求预计相对有限。
水上光伏和沙漠光伏技术皆预示着未来可再生能源发展的特殊方向,为了最大化利用水上光伏和沙漠光伏的经济效益,部分水上光伏项目则藉由渔业养殖、休闲观光等多功能开发,形成「渔光互补」的综合利用模式,而沙漠光伏方面,目前亦有项目是透过光伏发电、农业种植、生态修复作为理念,进而打造多功能的沙漠园区。尽管现阶段两者在全球的应用上仍为小众市场,但随着技术的不断进步、政策上的持续支持,未来仍具备一定的发展潜力,同时有望实现经济和环境效益之间的双赢。
展会时间:2024/12/11---2024/12/13
展会地点:上海新国际博览中心 上海市浦东新区龙阳路2345号
主办单位:上海希达科技有限公司(CNTA) 中国技术市场协会过滤与分离技术专业委员会(CFS)
会议背景
第十届亚洲过滤与分离工业展览会暨第十三届中国国际过滤与分离工业展览会(FSA2024),将于2024年12月11-13日在上海新国际博览中心举行。展会由中国技术市场协会过滤与分离技术专业委员会(CFS), 上海希达科技有限公司(CNTA), Informa Markets 共同主办。展品范围涵盖过滤行业全产业链,包括过滤介质、过滤材料生产设备及辅助设备、化学制剂、过滤器、过滤器生产线、测试与分析、服务及其他。凭借对过滤与分离领域的专注和深入探究,FSA已成为亚洲过滤行业的旗舰展会。
参展及赞助咨询:
上海希达科技有限公司 上海市中山西路1515号大众大厦608室
邮编:200235张先生、刘女士 电话 :+86 21 6464 1527
电邮 :info@cnta.org
会议直达:2024第13届中国国际过滤与分离工业展览会
邮箱:hycydt123@163.com
地址:山西省阳泉市矿区桃北西街2号
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