中国储能网讯：5月19日至21日，“第八届中国国际储能大会”在深圳隆重召开， 来自中国、美国、德国、英国、加拿大、西班牙、日本、韩国、澳大利亚等国和地区1500余位政府机构、科研院所、行业组织、电力公司、新能源项目单位、系统集成商等代表出席本次大会。

英国伯明翰大学教授丁玉龙在国际储能专场，以“热能-化学能-电能转换与存储：下一代破坏性的技术”为题，发表了精彩演讲。

演讲内容如下：

丁玉龙：今天上午听了几个讲座，都是现代的技术。我要讲一个未来的技术。所谓未来，大家可以知道，中国过去几年发生了很多的变化，做什么事都很快。一夜之间都是小黄车，一夜之间有很多电池，大家知道中国的电池，我想应该是产能过剩的，未来可能是竞争更加激烈。我想讲理论方面的事。

从未来的能源发展来看，我想可再生能源一定会占比较大的比例，但是时间会比较长。伯明翰大学是一百多年的老大学，因为我们的学生、老师有11个诺贝尔奖获得者，也培养了三位英国首相，还包括原子弹和心脏起搏器、雷达的发明，美国造出原子弹，但是不等于原子创新，这两者要分开。我们做什么和我们的中心，我们的中心是5年之前我到伯瀚创建的，到现在有接近200人的团队，它是跨整个学校的不同学院，一个做冷、一个做热，那里有两笔比较大的经费支持这两个中心，现在已经建了一大半，今年下半年或者明年上半年会建成。我们聚焦热和冷，但是从材料的配方到先进制造技术到单元到系统集成以及一些应用，我们还做网络安全方向的工作，另外还储能经济政策方面的研究，右边举了几个例子，冷链技术，冷链技术我想是中国发展冷链配送，包括阿里、京东，我们中国的冷链配送很不完全。我想未来的三五年会有很大的发展。过去几年做了政策文件。这是我们热所消耗的能量，现在是很高的，未来30年，对冷的产生和应用，所耗的电将超过热，这是发生的技术。由于中产阶级崛起，生活质量提高，谁都不愿意降低生活质量。尽管耗能更多，这也不可能返回的事。

热能、电能、化学能转换与存储的技术，这是我今天讲的。

原则性的东西重复一下，首先明确能不储就不储，任何过程都有损失，没有办法才储。为什么储能？大家已经讲了很多，不再重复。由于我们没有办法，它的间歇性和波动性、不可预测性，包括区域性的功能、负荷波动等等，我不具体讲。解决这些问题，储能只是其中的一个技术。搞电网的就知道，新的能源网络技术，不只是电网，能源网络包括电网、能网等，需求方的响应就是第二点，第三点是储能技术，第四点是灵活发电技术，这些都可以帮助解决这些问题，储能只是其中一项技术。为什么储能重要？储能对于另外三种技术都有应用，它的重要性不比其他的低，所以占比比较大一些。另外我简单介绍一下，在研究领域，我是在大学做研究的，我就不从企业的角度讲，大家可以看到过去十年，在2009年以前，电池的研究和储热、储冷的方向基本相同。从2010年向后开始增加，现在锂电池研究很快，很多人在这方面做研究。实际上对于其他储能技术，全球的研究方面相对来说产出还是比较少的。

专利方面也是一样，一直以来电池方面的专利比储热、储冷高一些。锂离子电池和储热、储冷是两个主要的方向，只不过对这样的听众，可能电池方向做得更多一些。我想给大家一个明确的东西，这两个方向基本齐头并进，储热、储能研究少一些。第一次工业革命是热机的原因，它的时间比较长，速度没有那么快。很久以前纳米科研技术，很多人研究，但是产业的发展并没有太多的帮助。这个数据不是很全，但是大体上这样的量级是对的。大概90%的储能方面的装机容量是抽水蓄能，这是大家公认的东西。大概10%是其他储能方向，再把10%细分一下，储热、储冷占2/3，其他占1/3。从产业角度，电池方向并不是巨大的，至少目前为止，未来的电动汽车方向一定会把这个方向提得很高，假如能够实现的话。最近网上有些争论，未来是电池方向还是燃料电池方向，他们把克强总理访问日本的照片放在那儿，这是两个利益集团之间的争论，燃料电池技术路径和锂电池的技术路径，这两个方向的作用是不太一样的。很显然，两个方向的成本都很高。电池的反应速度要快一些，燃料电池的加速度比较慢，启动速度比较慢，这是大家公认的，我不做过多的评论，我不是这两个领域的专家，听了很多，大家看到猪跑，没有吃猪肉，我只是做一些评论。

这个东西是比较老的，基本的量级，大家有不同的数据，量级基本类似。

下面我要讲的是主要内容，大家在填效率，我把概念性的东西弄清楚了，首先是能源分为一次能源和二次能源，一次能源包括燃料，化石能源、可再生能源，可再生能源里面包括太阳能、风能等等。二次能源包括热、机械功和电，这个图是能源转换三角形，绝大能源转换，90%通过能源三角形转换，热在中间，为什么在中间？因为凝聚一次能源和二次能源的纽带，90%的能源都是通过热转换而来。电池只是电里面很小的一部分。所以你说电池的效率90%，我们有40%和45%的，刚才有一位演讲者提出电池的效率大概60%-90%之间，我想这个数据是比较可靠的。有低于50%，甚至40%，虽然我们不做电池，但是我们测电池，主要研究热功率的方向。另外我需要说的是，把热和冷再拿出来，除了90%所谓的能源预算是基于热的转换、输送和存储，还有能源的终端应用，热能占70%，这里面包括热和冷，实际上是电的形式，这个影响是比较小的。

中国关于能源方向的flow map，煤还是很多。另外我想给大家说的是煤、油和气。大家可以看到损失的部分很大，电的能源不容易，即使电池的效率很高，并不代表你整体的效率高。要从挖的时候算到最终用的能量，应该不高于10%，甚至更低。煤为主损失大，热的直接利用超过10%，就上面的那块。大家可以看到，为什么我们要综合考虑整个能源系统，而不是一部分来考虑。为什么能源效率低？首先一个例子是能源发电系统，这就是钢铁的系统，世界钢的生产为例，全球大概是16亿吨钢每年，中国占接近一半，消耗大概15亿吨标煤。流程很简单，从原料到产出，炼钢、炼铁、轧钢，每一步的消耗都在这里，大致是这样的范围，基本大家都认可。这个总能耗是650-670公斤，就是每吨煤。炼铁过程在75%。实际上我们算了一下，理论能耗250公斤标煤，还有能源的生产、加工和运输，前面还没有算，还有环保的治理，能源效率利用非常低。可再生能源很重要。

发电，包括内燃机，燃煤发电，大概35%，核电33%，煤气是40%左右，内燃机发电是30%左右，这是额定负荷。这个效率只是发电厂作为边界条件，没有计算这个燃料怎么挖出来、怎么处理、怎么输送，污染防治，你要把这些都算起来，可想而知效率有多高。再就是开车，我们的汽油和柴油车，开的时候就觉得内燃机的效率大概30%-35%左右，实际上那是额定负荷的效率，很多情况下有闲置，闲置也耗能。这个加起来是比较低的，应该不到10%。

理念，从源头开始，下一代的技术。热能通过存储，再通过热交换进行化学能、电能的转换，分两步，热能和化学能的转换和存储，通过化学能的技术，把热能通过氧化还原反应，这个过程基本上能量转化了，也存储了，这个过程效率是比较高的。因为发电厂的效率比较低。这里面就是化学能和电能可以用电池技术，也可以用燃料电池技术，这样传统的储能技术里面它的作用就减少了。大家可能要问，热能怎么来？你要把燃料直接变成热，很多东西不需要处理，成本大大降低，效率增加。还有风能可以变成热，这种技术最近5年左右开始做的。基本上一次能源到热的转换，热再到化学能效率比较高，化学能无论是通过燃料电池还是通过电池的方法，比如锂电池，效率是比较高的。初步估计，这样从开始到后面，它的效率应该到70%左右，而且是闭环的，产生的预热也返回去了。至少理论上来讲这个过程走得通。

例子，刚才讲的是把发电厂的环节减掉了。我说的是未来的技术，里面很多单元技术都有了。化学能到电能转换方法，一个是热充电，最近这个领域有些发展，比如我们可以利用锂-空电池，可以实现锂循环，解决锂回收问题。大家也知道，锂的回收是比较难的，到现在为止应该是没有人回收或者研究做了，但是经济可靠，回收是没有的。这个图我就不讲了，从两个氧化化学反应，利用锂-空或者锂-氧的原理，下面是属于电池技术。第二个例子，热充电，通过燃料电池原理，实现碳循环。氧化还原反应，通过一些材料转化，实现这样的循环，这是比较好的。这是类似燃料电池的方法，或者部分类似液流电池的方法，它的容量和速率没有问题，至少理论上到现在为止还是可以走通的。我认为这是未来的技术，应该是具有破坏性的。未来的燃料电池可以使用，或者部分可以使用，锂电池也部分可以使用，但是会打破传统的一些过程。这些方面的速度会很快，中国的发电厂基本是亏损的，你要让它不亏损就得做一些工作，我想这是可以做的主要方向。

我讲这些。谢谢大家！

（本文根据现场录音整理，未经本人审核）