5G将重新定义传统产业:能源实现大规模储存

从历史来看,人类社会得以不断向前发展的三大基础是物质、信息和能量。世界是由物质组成的,信息是交流的媒介,能量则是一切物质运动变化的动力。作为人类发展能量的主要来源,能源储存能力的不断改进和增强,不但改变了人们利用能源的方式,也推动着产业发展、科技进步和人类文明持续向前。

举一个我们日常生活中常见的电力来说,因为人类的生活起居遵循一定的规律,对电力的需求在白天和晚上负荷变化很大,巨大的用电峰谷差使峰期电力紧张,谷期电力过剩。如果将谷期的电能储存起来供峰期使用,将大大改善电力供需矛盾,也能有效缓解部分地区夏天用电高峰期电力不够的情况。再如太阳能,由于太阳昼夜的变化和受天气、季节的影响,也需要储能系统保证太阳能利用装置连续工作。

近年来,能源危机愈演愈烈,将新能源应用于汽车领域,对人类生存的环境来说意义重大。2009年2月,一场节能与新能源汽车试点会议悄然召开,这次会议标志着中国新能源汽车产业就此拉开序幕。此后,政策和补贴催生了新能源汽车的崛起。9年后,在2018年的全国“两会”上,国务院总理李克强在中多次提及汽车产业,“新能源汽车”被提及三次之多。

在智能交通领域,能源存储体现在电池上。未来能源发展依赖于能量储存技术的突破。
1970年,首次发明了锂电池,随后锂电池的能量密度不断提升,成本不断下降。然而,和摩尔定律一样,锂电池的发展已经达到了理论极限,正在寻找替代技术。电池能量密度俨然是目前电池行业,甚至是电动汽车行业向前大跨步发展的最重要的突破口。

据媒体报道,美国阿贡国家实验室能源存储联合中心正在开发下一代电池技术,它比现在的电池强大5倍,成本却只有现在的五分之一。

在新能源汽车领域的储能应用包括充电桩建设、V2G(汽车到电网)以及动力电池的梯次利用等。

如今,在政策、技术、市场的多重推动下,新能源汽车发展加速,2016年时主流纯电动汽车续航还不到300公里,如今已经纷纷开始进军500公里的大关,甚至部分车型续航已达800公里。

随着全球各国对环境问题日趋重视,低碳和绿色出行成为趋势,人们有理由相信,未来的能源结构肯定是多元化的,传统能源不可能一夜之间退出市场,因此多种能源形态将在较长一段时间内并存。

当前,以风、光、水为主要能量来源的新能源是离散分布的,越来越先进的储能技术将把分布生产的能源大规模聚集储存,如此一来,即便能源生产方式是多元甚至离散的,但能源的使用依然是集中式和高密度的。

新能源汽车正在颠覆出行革命,当中的机遇和挑战并存。对于行业而言,国内外技术储备较为雄厚的车企、电池制造商都在紧锣密鼓地展开布局,以期能够迅速在这个新兴市场中站稳脚跟。

人类历史上曾经有过很多大师,但是到当代,基本没有大师了,这不是当代人缺乏知识,而是今天已经没有信息垄断者了,改变这件事的,是硅。纸作为存储介质的时代,信息存储量少,传播速度慢,一般人很难获得大量信息,这才有了学富五车的大师。而硅的出现,让信息大规模存储成为现实,带来的结果是,这个时代已经无人能够成为信息垄断者,所以大师稀缺。

人类要解决的下一个问题就是能源的大规模存储。风能、太阳能、水能、潮汐能等,这些能源可谓取之不竭,但一个最大的问题就是无法进行大规模存储,导致大量的能源只能白白流失。今天的锂聚合物电池是最为强大的电池,但是它的密度不够,存储的电能需要占用庞大的体积。要解决能源的大规模存储,根本的突破是新材料。石墨烯这样的新材料让高导热、高导电、高透明变得不再是问题,可以让充电速度极大提升,解决了能源的传输速度问题。但人类要找到一种具有高能量密度,同时也有较好的稳定性和安全性的新材料,还存在相当的难度。如果人类在这个领域实现突破,对整个世界的改变将是巨大的,甚至可能改写全球财富结构和政治格局。

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2020-07-21
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