十年后我們可能依然離不開電，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不僅可以實現(xiàn)特斯拉汽車的動力電池錯峰充電外，也描繪出人類未來生活的用電場景。
未來，你的家庭用電可能不再完全依賴發(fā)電站的供電，通過一塊家用的電池，可以將太陽能儲存進家用電池中，同時這塊家用電池還可以根據(jù)不同時段的用電情況，在用電低谷期儲存電力，在用電高峰時自動切換成家用電池供電。而發(fā)電廠的電價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。
“未來新能源取代傳統(tǒng)能源是必然趨勢，考慮到未來全球能源，特別是石油等化石能源日益緊缺，未來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)理王忠輝說道。
而在東帆石能源咨詢有限公司的董事長陳衛(wèi)東看來，近年來全球在對能源使用上道德維度的要求，才是推動各種必須實現(xiàn)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現(xiàn)更經(jīng)濟、更環(huán)保的轉(zhuǎn)型，最終都離不開儲能技術(shù)的突破。陳衛(wèi)東告訴記者，未來人類社會的進步很大程度上有賴于儲能技術(shù)的突破。
而這一切已率先在新能源汽車領(lǐng)域展開探索。
石墨烯的轟動效應(yīng)
2014年底曾有一段視頻在網(wǎng)上引發(fā)轟動。
視頻內(nèi)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，在進行一次時長為8分鐘的充電后，可實現(xiàn)1000公里的續(xù)航里程。
這段視頻之所以引發(fā)轟動，是因為它直擊新能源汽車行業(yè)發(fā)展的兩個痛點：續(xù)航里程和電池快充問題。
當(dāng)時，該實驗室所用電池即為石墨烯電池。一時間，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(dǎo)電率和導(dǎo)熱率都可以加強儲能系統(tǒng)（電池）的容量（續(xù)航里程）和充放速度，因此自然成為大家關(guān)注的焦點。”廈門大學(xué)能源學(xué)院院長李寧告訴記者，石墨烯在物理性能、化學(xué)性能上的優(yōu)越表現(xiàn)，自然讓其成為大家關(guān)注的焦點。“但是技術(shù)發(fā)展和成熟過程有較大的不確定性，我個人認為還需要幾年的時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)展來看，從2004年首次被發(fā)現(xiàn)至今，目前已存在的石墨烯技術(shù)大多還停留在實驗室階段，已推出商業(yè)化產(chǎn)品的并不多。
十多年來一直專注做石墨烯投資的王忠輝告訴記者，石墨烯要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用和商業(yè)化，其中的一個難點就在于終端測試上。“以西班牙實驗室的新能源汽車測試數(shù)據(jù)為例，很難在實際應(yīng)用中實現(xiàn)，因為現(xiàn)實環(huán)境中的多變因為非常多。”
而對于目前新能源汽車發(fā)展中遇到的兩個關(guān)鍵瓶頸，王忠輝告訴記者，東旭光電根據(jù)企業(yè)此前的技術(shù)積累，將創(chuàng)新點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)在共享電動車上小批量應(yīng)用，可以將電動車的充電時間從4-6小時縮短到15-20分鐘。”王忠輝表示。
記者了解到，以續(xù)航里程為300公里的新能源汽車為例，其通過充電樁快充所需時間一般為1-1.5小時，而通過交流電慢充則需要6-12個小時。充電時間過長、充電效率低也導(dǎo)致了為新能源汽車提供充電服務(wù)的配套服務(wù)發(fā)展緩慢，使新能源汽車只能作為城市里點對點的交通工具，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)真能實現(xiàn)這一突破，勢必將會給新能源汽車的發(fā)展開拓出極大的市場空間，但其最終是否能研發(fā)成功，尚有待觀察。
與此同時，石墨烯所帶來的儲能密度提升，也是市場對石墨烯技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)注點。但從現(xiàn)有研發(fā)成果來看，石墨烯在對新能源汽車續(xù)航里程的研究上，尚未有大的突破。
而石墨烯電池使用的穩(wěn)定性，以及其對電流傳輸?shù)拳h(huán)境的要求等，尚需長期的實驗測試才能確保其效果和穩(wěn)定性，這也是目前在新能源汽車研發(fā)上技術(shù)最為先進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(dǎo)電性能好，的確是解決目前能量儲存密度及快速充電等問題的比較好的材料，這也讓大家對石墨烯的未來發(fā)展充滿期待。”陳衛(wèi)東告訴記者，但從現(xiàn)有的科研成果和技術(shù)應(yīng)用來看，他尚未看到儲能技術(shù)研發(fā)上的突破性進展。
萬能材料還是神奇泡沫
其實，一直以來市場對石墨烯都存在較大爭議。
從石墨烯目前的研發(fā)成果來看，市面上出現(xiàn)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(yīng)用進展緩慢等，讓其一直以來頗受質(zhì)疑。
“從目前石墨烯電池應(yīng)用來看，前一陣熱炒的石墨烯電池等，據(jù)專業(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。”李寧說道。
王忠輝向記者坦言，現(xiàn)階段石墨烯電池的研發(fā)離“西班牙實驗室”的數(shù)據(jù)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驗室技術(shù)，離商業(yè)化還有相當(dāng)大的距離。”
事實也的確如此。
當(dāng)時創(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，正泰電器斥資1800萬歐元收購Graphenano旗下產(chǎn)業(yè)化公司GrabatEnergy，S.L.10%股權(quán)。但至今，市場依然未見其有突破性的產(chǎn)品問世。
“目前是石墨烯要實現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用，最大的難點除了技術(shù)研發(fā)上的突破外，還需要跨行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新來實現(xiàn)。同時，石墨烯產(chǎn)品的最終應(yīng)用，也需要上下游企業(yè)密切配合，這些都是漫長而復(fù)雜的過程。”王忠輝說道。
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)新是一個非常漫長且充滿變數(shù)的過程。作為一個新興技術(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(xiàn)一個下降期，很多過于樂觀或不切實際的預(yù)期將會在現(xiàn)實面前調(diào)整，基于其上的很多泡沫也會破滅。
“但是石墨烯作為一種新型材料的代表，能夠?qū)崿F(xiàn)之前無法或難以實現(xiàn)的新功能，這肯定能夠催生新技術(shù)、新產(chǎn)品、新應(yīng)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(chǔ)研究、技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)到市場接受和廣泛應(yīng)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(xiàn)有研發(fā)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的瓶頸，王忠輝認為首先必須要打造一個石墨烯的創(chuàng)新生態(tài)圈。
“以石墨烯在新能源汽車的應(yīng)用為例，其要從實驗室技術(shù)走向商業(yè)應(yīng)用，必須要經(jīng)過在下游汽車廠商的多次測試來實現(xiàn)，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，就是為了給自己石墨烯電池的終端落地鋪路。
與此同時，王忠輝也強調(diào)，石墨烯要在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上實現(xiàn)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(yīng)用為例，石墨烯電池要實現(xiàn)快速充電，需要電網(wǎng)的配合，加大電流才能實現(xiàn)。同時，電池是一個電化學(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(dǎo)電性及充電速度上實現(xiàn)大的突破。”王忠輝表示。
鑒于石墨烯自身可實現(xiàn)多領(lǐng)域的應(yīng)用特性，聯(lián)儲證券首席投資顧問胡曉輝告訴記者，市場對石墨烯未來的發(fā)展應(yīng)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)來看，石墨烯技術(shù)目前尚處于研發(fā)轉(zhuǎn)換階段，離產(chǎn)業(yè)化還有一定時間。“所以，我們目前對石墨烯的研究應(yīng)該從其材料本身特性出發(fā)，進行多領(lǐng)域的突破創(chuàng)新嘗試。”
