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绿色动力:清洁能源领域的新技术与新机会

王昉
2024-09-14

新技术、新材料、新投资方向

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2024年《财富》40U40创想会活动现场。从左至右依次为:纤纳光电联合创始人兼CEO姚冀众、江行智能CEO庞海天、清新资本创始合伙人胡宇晨、《财富》上海执行主编王昉。

清洁能源已经成长为一个巨大的产业赛道,新技术、新材料、新市场都在孕育新的创业和投资机会。在9月5日于上海举行的《财富》40U40创想会上,《财富》上海执行主编王昉与江行智能CEO庞海天、纤纳光电联合创始人兼CEO姚冀众、清新资本创始合伙人胡宇晨就清洁能源领域涌现的新技术、新投资机会展开了讨论。以下为编辑后的讨论实录:

让电力系统变得更智能

边缘计算是一种新型的数据处理方式。在传统的集中式云计算中,数据需要从各种终端设备(如个人电脑、手机等)收集,然后传输到远程的中央数据中心进行处理和存储。这种方式会面临延迟、带宽限制、数据安全和隐私等挑战。与之相对,边缘计算将数据处理工作放在离数据源更近的地方,无需发送到数据中心去处理,因此可以满足高速、低延时的数据处理需求。

江行智能自2018年成立至今,一直致力于将边缘计算应用于电力场景,覆盖发电、输配电,以及实时化运行调控等环节。几大国有发电集团和电网公司都运用它的技术。在这次的40U40畅想会上,江行智能CEO庞海天解释了为何光伏、风电等新能源的快速发展,给边缘计算提供了更多的用武之地。

王昉:在中国,新能源——包括光伏和风机——的装机量在迅速增长,已经超过了传统的煤电装机量,但新能源的实际发电量占整体发电量的比重依然远远不及煤电。一个主要原因是新能源要“靠天吃饭”,依赖自然光和风,所以具有波动性和不可预测性,对电力系统的消纳能力和适应性提出了很高要求。这是不是给边缘计算和江行智能创造了巨大的机遇?

庞海天:是的。我们国家高度依赖煤电,70%-80%的电都是烧煤发的,虽然产生了大量二氧化碳的排放,但发电很稳定,一铲子煤发生多少电都是非常稳定,只有负荷侧——就是用电侧——是不稳定的。

但是新能源一旦进来之后,整个系统从发电侧到用电侧都不可控了。在发电测,什么时候刮风、什么时候有一片云彩、什么时候放晴,都是不可预测的。能否接受、消纳更高比例的新能源对电力系统就是一个很大的挑战。我们历史上也出现过新能源装机量上去了,但是弃风弃光严重的情况,用不了就浪费掉了,对发电投资者,对电网,对整个社会来说都意味着损耗。

怎样才能更好地消纳新能源呢?一是电网的规划,另外是智能化的调控技术,再配上类似于储能这样一些可以调控的蓄水池。但是储能就像一个巨大的充电宝,它什么时候充,什么时候放,跟风、光,跟下游负荷侧需求的变化都高度相关。过去煤电为主,我们可以管住一头,调控另一头;新能源每一头都高度波动,就需要更加智能化调控的系统,这对整张电网来讲也是新的课题。可以说从这个角度来讲,中国是走进了无人区。在世界这么多国家和地区,没有一个地方像咱们国家一样,有这么庞大、复杂,保证先进的电力系统。

王昉:除了能源电力行业之外,还有哪些重要场景可以用到边缘计算?

庞海天:在整个电力能源大概念之内,我觉得还有一个新增市场,就是之前我们都没有太关注的电力负荷市场。我们关注到一个很大的动态,就是电动汽车越来越多,它们的电力系统都是一个一个小充电宝,此外有越来越多的分布式光伏、工商业储能,还有楼宇当中的空调,这些都是有弹性的可调负荷。在过去,这部分资源完全没有被利用起来。怎么样把这部分资源用起来,使得整个社会的用电成本更低,电网趋于稳定,是非常值得重视的方向,也是我们正在结合电力市场改革正在做的事情。

探索下一代光伏技术

在光伏行业,钙钛矿是渐渐进入主流视野的一种前沿技术路线。虽然业界对它达到技术成熟并大规模量产所需的时间存在分歧,但都认同这种新材料能实现比光伏的传统材料——晶硅——更高的能源转化率。

成立于2015年的纤纳光电是引领钙钛矿从实验室走向量产的龙头企业。该公司的全球首条百兆瓦钙钛矿生产线于2022年正式量产。在此次40U40畅想会上,纤纳光电联合创始人兼CEO姚冀众与我们探讨了这个技术路线对于光伏行业的意义。

王昉:能否首先用简单的语言解释一下,钙钛矿是什么?

姚冀众:首先我解释一下,钙钛矿不是一种矿,而是一种人工合成的有机无机杂化的纳米材料。为什么叫钙钛矿?是因为这个材料的晶体结构和钛酸钙化合物的材料晶体结构是一样的,中文命名时,把具有相同这类晶体结构的材料都统称为钙钛矿。

为什么钙钛矿对光伏有重大意义?光伏是绿色能源,使用过程中是纯绿色的,但晶硅光伏的生产过程本身,却不那么绿色和环保。钙钛矿是第三代光伏半导体材料,生产过程中需要的原材料的用量只有晶硅材料的1/100,能耗也只有几百分之一,都是几个数量级的下降,所以我们的价格可以做到极低。哪怕晶硅行业、光伏行业内卷到了现在这个程度,大家买一个光伏的产品已经和买一个玻璃的价钱差不多了,这种情况下,钙钛矿还能够有利润。

另外钙钛矿作为人想出来的半导体材料,可以对光电性能、半导体性能进行调控。现在大家见到的光伏板都是单层的,而钙钛矿可以调节成针对不同波长吸收光谱,可以极大地突破单层太阳能电池的转化效率。大家现在买到的太阳能电池板的转化率可能在23%-25%,但是三五年之后,可以买到叠层的光伏太阳板,可以做到30%-40%,甚至是50%。

王昉:中国光伏业正在经历一场产能过剩导致的价格战。钙钛矿这种新的技术路线能帮助这个产业摆脱同质化的竞争吗?

我以前是浙江大学光电系的,是中国最早的自己培养的,本科就开始学光伏,而且就是从晶硅开始学的。我入行很早,2006年,那时候干光伏的人非常少,我们导师带着我们去现场看光伏是怎么生产的,光伏电站是怎么建设的。到今天为止,光伏业四起三落,现在是第四落,在这个过程当中,内忧外患太正常了,很多次了,产能过剩、落后产能出清、海外退补、反倾销,各种各样的事情,在这个行业来说已经习以为常。我相信这个行业有非常大的生命力,是可以缓过来的。

而缓过来,绝对不是单纯的靠规模缓过来。中国的出口新三样——光伏、锂电和新能源车中,光伏可以说是技术长板最长,没有短板的产业链,我们不怕任何海外技术与我们脱钩。晶硅技术不是中国原创的,但现在有大量的工作都要在中国要做。中国钙钛矿领域或者晶硅领域的效率记录,往往也是世界的最高效率记录。

钙钛矿是晶硅的一种替代性或者颠覆性技术,在这个技术路线上我们国家也是在全球范围之内领先的。以我们公司为例,在钙钛矿行业的影响力相对还是比较强的,也引领一些国际标准。这次产能出清,能不能给我们带来一个用全新的钙钛矿技术替代现有技术的契机,我对此感到非常有信心,非常乐观,我相信可能会在两三年之内有一个明确的答案。

王昉:行业对钙钛矿什么时候成为主流的技术,也有不同的看法,有人说两三年之内可能会,也有人说五年后?

姚冀众:整个光伏行业的产值是万亿级别的,现在钙钛矿的产能可能千分之一都不到。在环境风云诡谲、风起云涌时,危机反而刺激更多人去寻找一些新的技术。当传统的晶硅都能赚钱时,正常人是不会想搞一个新的技术的。传统的晶硅卖一瓦亏一瓦,大家才会想未来的路在哪里,才会给我们创造了机会。

王昉:现在多家光伏大厂也纷纷表示要布局钙钛矿,他们要下场了。这可能是很多年轻创业者都会碰到的问题:你怎么去应对与你正面竞争的大厂?现在压力大吗?

姚冀众:不止光伏大厂下手要干,很多锂电大厂、面板大厂都要做钙钛矿这件事情,从大的趋势上来看,这是好事情,大厂都不放弃这个市场,就说明它有很大的确定性。只是钙钛矿以哪一种形式作为未来的技术存活下去——是单独形成单层还是跟晶硅做叠层——大家可能会走不同的技术路线。

作为新的技术,我们要在里面研发的内容太多了,包括各种原材料,各种钙钛矿的配方,各种设备各种工艺都要调节,很难有一家大厂会把这些从头到尾全都一网打尽,或者一网打尽所有的钙钛矿技术路线。未来哪一种钙钛矿的形式会成为真正可以落地的产品,这个还是要靠技术的领先性,在这个阶段技术和跑得快是致胜法宝。我们真正的压力在于如何快速提升钙钛矿技术的成熟度,明年可以用在1GW的电站吗?明年可以卖出10GW吗?这是我们技术要解答的问题。

在碳市场中寻找投资机会

清新资本专注于清洁能源、循环经济领域的投资。在此次40U40创想会上,清新资本创始合伙人胡宇晨分享了他眼下最关注的细分赛道和技术路线。

王昉:能否讲讲您现在主要投资的方向?

胡宇晨:清新资本是专注于碳减排、碳中和领域专业的投资机构。我们目前是两块业务,第一块是股权投资,就是VC,主要投资碳减排相关所有的领域,包括低碳能源技术应用,例如光伏、风电、锂电池材料、氢能、新能源相关的产业链,还包括节能减排的设备、技术以及循环经济。第二块业务是碳金融,我们有碳交易业务,主要是针对正在兴起的自愿减排量的一级和二级交易。

王昉:最近一两年,你们最关注的细分领域或新技术路线有什么?

胡宇晨:碳减排和碳中和领域覆盖的面比较广。光伏、锂电这些相对成熟的领域可能不太会有太大的或者系统化的投资机会,会有散点式技术创新的机会。有一些领域有一些大的增量的或者系统化的投资机会,例如像江行智能涉及到的把AI与新能源、碳减排相结合的领域。

第二是新兴市场,比如说我们专注的碳市场。中国碳市场2021年刚刚兴起,今年开始增加力度,高能耗行业会陆陆续续从今年到明年纳入强制控排市场。以前在减排或者环保领域,因为成本的问题而很难商业化的技术、设备,在新的环境下将可能寻找到一条比较成熟的商业化路径,所以有可能在这个环节诞生一批新兴的技术或者服务。

第三是一些出海机会。现在我们看到陆陆续续有新能源出海,前两年是户用储能,今年可能成为一个工商业储能出海的大年。、

王昉:眼下宏观经济压力比较大,新能源板块多多少少都出现了产能过剩价格下跌的问题,你作为投资人什么样的感受?

胡宇晨:作为投资人还是很痛苦的,好的投资标的比较难找,确实是一个阵痛期。我觉得还需要找一个新的角度或者新的增量市场,比如碳市场。碳市场是一个证券化市场,底层资产就是国家发放的碳排放的额度和自愿减排量,通俗地讲就是去增加高污染、高排放行业的成本,同时奖励有降碳减排作用的行业或者资产。目前被惩罚的就是八大高污染行业,包括火电、钢铁、水泥、有色、石油、化工、造纸和航空,第一批奖励的是六个行业,造林、森林的碳汇,海上红树林、海上风电、光热储能、矿井瓦斯再利用,还有公路隧道节能管理,接下来一到两年陆陆续续还有20-30个行业被纳入奖励的范围,而它们的减排量都可以在市场上做证券化。

举两个例子。一个被惩罚的行业是航空业,它可能明年会被纳入强制控排。而要从源头上减排,要加绿色航空燃料。按照欧盟的标准,到2027年这种燃料占比强制增加到3%,中国大概是接近1%,然后每年递增。这会带来非常大的成本,而航空公司如果不愿意付这个绿色溢价,就需要在碳市场去购买碳配额或者减排量。所以对高能耗行业的惩罚措施,会显著提高它的排放成本,倒逼它在技术上、应用上、工艺上做出减碳的动作。

另一个例子是奖励端的。我们投了一家绿色材料的公司,它用一种低碳凝胶配方作为原料,可以替代水泥。一是它使用废渣,成本很低,毛利率大概是每吨五六十块钱,而传统水泥已经是零毛利。二是它没有煅烧的过程,所以碳排减少90%,相当于把毛利率提升了50%,而碳减排也获得了额外的奖励。我们现在非常关注这一波新的结合,就是传统行业在降碳上跟碳市场的结合。这能带来超额的收益,带来一个新兴的增量市场。(财富中文网)

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