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一些地方推進(jìn)碳達(dá)峰聚焦這個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域,鈣鈦礦能“挖”多深

一些地方推進(jìn)碳達(dá)峰聚焦這個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域,鈣鈦礦能“挖”多深

介寄藍(lán) 2024-12-29 科技前沿 21 次瀏覽 0個(gè)評(píng)論

  由于存在鈣鈦礦材料穩(wěn)定性不足、規(guī)?;a(chǎn)技術(shù)的不成熟以及缺乏長(zhǎng)期的可靠性測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題,鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的時(shí)機(jī)尚未到來(lái),未來(lái)發(fā)展前景仍有待觀察。

  “鈣鈦礦”正在成為多地推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和,實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域。

  第一財(cái)經(jīng)記者近日觀察發(fā)現(xiàn),推動(dòng)鈣鈦礦等技術(shù)迭代應(yīng)用以及項(xiàng)目招引和落地,被多地列入碳達(dá)峰實(shí)施方案。此外,多家頭部企業(yè)近日也表示,將重點(diǎn)布局鈣鈦礦研發(fā)和生產(chǎn)。

  不過(guò),由于存在鈣鈦礦材料穩(wěn)定性不足、規(guī)?;a(chǎn)技術(shù)的不成熟以及缺乏長(zhǎng)期的可靠性測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題,鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的時(shí)機(jī)尚未到來(lái),未來(lái)發(fā)展前景仍有待觀察。

  產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展階段

  鈣鈦礦是一種具有特定晶體結(jié)構(gòu)的材料,由于其獨(dú)特的光電特性,如高吸光系數(shù)、低激子束縛能、高載流子遷移率和高缺陷容忍度,被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,尤其是在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。

  與傳統(tǒng)薄膜電池相比,鈣鈦礦薄膜電池可擺脫對(duì)環(huán)境和高造價(jià)原材料的依賴,降低操作難度。由于具備生產(chǎn)成本低等優(yōu)勢(shì),近年來(lái),鈣鈦礦太陽(yáng)能電池被視為最有希望取代傳統(tǒng)石化能源的新能源電池之一。

  早在8年前,上海交通大學(xué)韓禮元教授團(tuán)隊(duì)就研發(fā)出鈣鈦礦太陽(yáng)能組件,能量轉(zhuǎn)化效率突破了12%。目前,鈣鈦礦光電轉(zhuǎn)換效率已提升到25%以上。深圳光因科技有限公司(下稱“光因科技”)本月宣布,其自主研發(fā)的鈣鈦礦單元電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)到26.20%,連續(xù)四次打破單元電池光電轉(zhuǎn)換效率世界紀(jì)錄。

  鈣鈦礦電池還可以與硅電池板結(jié)合,制造出效率更高的串聯(lián)電池,這對(duì)于提高太陽(yáng)能電池的整體效率具有重要意義。業(yè)內(nèi)專家預(yù)測(cè),未來(lái)幾年內(nèi),鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率將進(jìn)一步提高,成本將進(jìn)一步降低。

  在日前舉辦的第11屆國(guó)際清潔能源論壇大會(huì)鈣鈦礦專題論壇上,華蓋資本投資總監(jiān)劉凌韜介紹,截至目前,鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)在江蘇、廣東、浙江、上海、山西、河南、山西等省市均有分布。

  “目前,鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展階段,成為全球研究和投資的熱門領(lǐng)域?!睂<医榻B,目前,有超過(guò)6000家機(jī)構(gòu)和100多個(gè)國(guó)家參與技術(shù)研發(fā)。自2022年以來(lái),許多中國(guó)企業(yè)已涉足鈣鈦礦領(lǐng)域,投入資金用于研發(fā)和新建生產(chǎn)線。

  “鈣鈦礦及疊層電池是光伏領(lǐng)域下一代主流技術(shù)?!眲⒘桧w表示,未來(lái)5-10年內(nèi),鈣鈦礦晶硅疊層電池有望達(dá)到超過(guò)30%的疊層組件效率,在現(xiàn)有產(chǎn)線基礎(chǔ)上新增鈣鈦礦工藝即可完成產(chǎn)品升級(jí)。鈣鈦礦作為第三代全新光伏技術(shù),具有成本低廉、轉(zhuǎn)換效率高、適宜做大面積等諸多優(yōu)點(diǎn)。

  光電轉(zhuǎn)換效率正在不斷刷新

  第一財(cái)經(jīng)記者梳理公開(kāi)信息發(fā)現(xiàn),目前,推動(dòng)鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展已被列入一些地方碳達(dá)峰實(shí)施方案,并已開(kāi)始產(chǎn)業(yè)布局。

  《國(guó)家碳達(dá)峰試點(diǎn)(杭州)實(shí)施方案》提出,實(shí)施能源低碳轉(zhuǎn)型攻堅(jiān)行動(dòng)。推動(dòng)碲化鎘、鈣鈦礦等技術(shù)迭代應(yīng)用;《國(guó)家碳達(dá)峰試點(diǎn)(青島)實(shí)施方案》提出,推進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用。推動(dòng)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池項(xiàng)目招引和落地,引導(dǎo)綠電—綠氫——綠碳產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)快速發(fā)展;

  《國(guó)家碳達(dá)峰試點(diǎn)(長(zhǎng)治高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū))實(shí)施方案》也提出,支持光伏企業(yè)加強(qiáng)隧穿氧化層鈍化接觸(TOPCon)、異質(zhì)結(jié)(HJT)、鈣鈦礦等下一代電池技術(shù)研發(fā)。

  此外,多家頭部企業(yè)近日也表示,將重點(diǎn)布局鈣鈦礦研發(fā)和生產(chǎn)。中國(guó)華能微信公眾號(hào)近日發(fā)布消息稱,經(jīng)第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證,中國(guó)華能自主研發(fā)的大面積鈣鈦礦—晶硅疊層電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)26.12%(孔徑面積1337.4平方厘米),標(biāo)志著華能在鈣鈦礦電池技術(shù)研發(fā)方面取得新突破。

  中國(guó)華能介紹,該技術(shù)由華能清潔能源技術(shù)研究院牽頭,華清鈣鈦礦光伏技術(shù)(北京)有限公司研發(fā)。鈣鈦礦及疊層組件可應(yīng)用于集中式電站、光伏建筑一體化和便攜式充電等領(lǐng)域,具有廣泛的應(yīng)用前景。

  京山輕機(jī)(維權(quán))近日在接受機(jī)構(gòu)調(diào)研時(shí)表示,未來(lái),仍然要重點(diǎn)關(guān)注GW級(jí)鈣鈦礦產(chǎn)線的進(jìn)展,這是行業(yè)產(chǎn)業(yè)化的重要標(biāo)志,需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游的通力合作;捷佳偉創(chuàng)表示,具備鈣鈦礦及鈣鈦礦疊層量產(chǎn)型整線裝備的研發(fā)和供應(yīng)能力,已向十多家光伏頭部企業(yè)和行業(yè)新興企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)提供鈣鈦礦裝備及服務(wù),自建的鈣鈦礦中試線已正式投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。

  深圳光因科技有限公司(下稱“光因科技”)研發(fā)工程師張林告訴記者,光因科技整合了上海交通大學(xué)的大面積鈣鈦礦薄膜離子耦合技術(shù)、電荷傳輸層離子電荷協(xié)同輸運(yùn)技術(shù),同時(shí)開(kāi)發(fā)了核心的設(shè)備工藝匹配性技術(shù)等,使鈣鈦礦組件的穩(wěn)定效率持續(xù)提升。

  張林介紹,截至目前,光因科技已連續(xù)9次刷新鈣鈦礦電池效率紀(jì)錄,在1平方厘米光電轉(zhuǎn)換效率方面保持著世界領(lǐng)先地位。

  鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

  行業(yè)預(yù)測(cè)顯示,2030年鈣鈦礦電池滲透率將增長(zhǎng)至30%。業(yè)內(nèi)專家對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示,目前,鈣鈦礦電池已經(jīng)進(jìn)入了商業(yè)化的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),隨著技術(shù)的不斷提升,未來(lái)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的可能性是存在的,但目前仍面臨一些挑戰(zhàn)。如鈣鈦礦材料的穩(wěn)定性問(wèn)題、規(guī)?;a(chǎn)技術(shù)的不成熟以及缺乏長(zhǎng)期的可靠性測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)等。

  脈絡(luò)能源董事會(huì)秘書(shū)陳軍榮表示,盡管鈣鈦礦太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)化效率在快速提升,量產(chǎn)組件有很大潛力,但穩(wěn)定性仍然是最大挑戰(zhàn)。鈣鈦礦光伏技術(shù)的大規(guī)模量產(chǎn)取決于市場(chǎng)客戶的采購(gòu)意愿。

  中國(guó)華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院光伏部一級(jí)業(yè)務(wù)經(jīng)理周養(yǎng)盈對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示,標(biāo)準(zhǔn)化滯后是行業(yè)發(fā)展面臨的重要問(wèn)題。當(dāng)前,通用光伏標(biāo)準(zhǔn)已超過(guò)500項(xiàng),但鈣鈦礦專有標(biāo)準(zhǔn)不到10項(xiàng)。鈣鈦礦光伏作為一項(xiàng)新技術(shù),在穩(wěn)定性、成本控制、良品率、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)路線、工程驗(yàn)證等方面還有諸多挑戰(zhàn),需要一段時(shí)間進(jìn)行技術(shù)熟化。

  周養(yǎng)盈分析稱,“每提高1%的組件效率,會(huì)降低5%的光伏系統(tǒng)成本”,這在組件效率較低的情況下是比較適用的。但是在效率越來(lái)越高的情況下,邊界收益會(huì)遞減,尤其是超過(guò)30%時(shí),收益更加趨緩?!斑@不僅僅是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題,也是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題?!?/p>

  不過(guò),業(yè)內(nèi)專家從政策和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度,仍然看好鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)的未來(lái)前景。

  《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》和《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出,加強(qiáng)鈣鈦礦等新型高效低成本太陽(yáng)能電池技術(shù)研發(fā)。重點(diǎn)發(fā)展鈣鈦礦電子材料;《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》強(qiáng)調(diào),開(kāi)展高效鈣鈦礦電池制備與產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)示范試驗(yàn)。

  國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳、國(guó)家能源局綜合司《關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)鏈健康發(fā)展有關(guān)事項(xiàng)的通知》提出,完善產(chǎn)業(yè)鏈綜合支持措施。落實(shí)相關(guān)規(guī)劃部署,突破高效晶體硅電池、高效鈣鈦礦電池等低成本產(chǎn)業(yè)化技術(shù),推動(dòng)光伏發(fā)電降本增效,促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展。

  中國(guó)財(cái)政科學(xué)研究院資源環(huán)境和生態(tài)文明研究中心主任陳少?gòu)?qiáng)表示,非化石能源是中國(guó)能源低碳轉(zhuǎn)型的方向,但由于前期成本高和市場(chǎng)應(yīng)用不廣等問(wèn)題,市場(chǎng)主體投資意愿不足,未來(lái)應(yīng)加大財(cái)政支持力度。

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