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【新能源】薄膜发电技术:汉能造全太阳能动力汽车
令狐小冲 2016-07-25
导语

汉能控股集团是全球化的清洁能源跨国公司,全球薄膜太阳能发电领导者,致力于“用清洁能源改变世界”。

编者按:原文来自经济观察报,作者沈建缘,e科网编辑整理。作为一家全球薄膜太阳能领域独树一帜的民营企业,在研发方面进行了“超常规和前所未有的投入”,2015年,汉能投入8.25亿港元的研发资金。汉能研发团队包括国内外半导体和光伏行业的顶尖科学家,实行“三班倒”,一天二十四小时不间断研发。

据经济观察报7月报道,汉能发布了4款以太阳能为主驱动动力源的全太阳能动力汽车,这是汉能这家民营清洁能源提供商在经历了过去一年间市值暴跌、股票停牌和净亏损数十亿之后,第一次高调回归公众视线。

图1

4款全太阳能动力汽车

不同于以往的实验室样品,汉能宣称此次推出的全太阳能动力汽车完全具备了可商业化的基础。发布会现场,李河君亲自驾驶一辆全太阳能驱动的新能源跑车 Hanergy Solar R登场,这款跑车外观与汽油发动机驱动的跑车无异,但通过前盖、车顶和侧面集成的汉能柔性超薄的太阳能芯片,完全依靠太阳能提供电力,一年可以行驶2万公里。

此次汉能共发布的4款全太阳能动力汽车:Hanergy Solar A、Hanergy Solar O、Hanergy Solar L和 Hanergy Solar R,分别针对不同用户需求,设计定位和指标参数。车身表面覆盖的砷化镓薄膜面积在3.5平米到7.5平米左右。以Hanergy Solar A为例,每天在充足的阳光下日照5-6小时,大约可以发8-10度电,保证行驶80公里左右,完全可以满足日常使用。这些车也支持充电桩,续航里程可达到 350公里。

这次发布的4款车全太阳能动力汽车已是汉能自主开发的第二代产品,2015年10月,汉能曾推出第一代全太阳能动力概念车——Hanergy SolarPower,第一次将汉能所独有的柔性砷化镓技术覆盖到电动汽车表面。当时,在首届“全国大众创业万众创新活动周”上,中共中央政治局常委、国 务院总理李克强在汉能集团展台前详细了解了汉能自主研发的太阳能全动力汽车,并表示:“做得很好,祝你们成功”。当天下午,中共中央政治局常委、国务院副总理张高丽也来到汉能展台,在看过汉能太阳能全动力汽车和太阳能无人机后,称赞汉能移动能源“不得了”,并鼓励汉能大力发展移动能源。

在太阳能汽车领域,汉能最初与国际汽联电动方程式世锦赛合作,只是将汉能薄膜发电组件置于赛道旁为赛事提供部分清洁电力;在当年11月份上海举办的国际汽联世界耐力锦标赛上,汉能将其太阳能芯片植入到阿斯顿马丁赛车上,为赛车上的空调等部分电子设备提供能源。

汉能移动能源战略

全太阳能动力汽车是汉能移动能源战略的一部分。几年前,汉能已开始部署移动能源战略。2012年,通过对全球光伏技术的考察,汉能将目标锁定薄膜发电技术。2012-2014年间,汉能以极低的价格,先后收购了德国光伏巨头Q- Cells旗下的Solebro、美国的MiaSole、Global Solar Energy,以及Alta Davices等公司,这些公司多数已在薄膜发电领域研发了超过8年,投资数十亿美元。

在之后李河君称为“全球技术整合”的过程中,汉能占据了全球薄膜发电技术的制高点。2014年2月,麻省理工学院《科技创业》(MIT Technology Review)“全球最具创新力企业”评选,汉能控股集团成为中国能源领域唯一上榜企业。

目前,汉能拥有4项薄膜太阳能电池的世界纪录:其中Alta Devices砷化镓双结电池转化率31.6%(这已是汉能柔性砷化镓技术第六次刷新世界纪录),单结电池转化率28.8%;GSE柔性共蒸法薄膜电池 量产芯片小尺寸冠军效率17.2%,MiaSole多元素溅射法柔性单串组件效率17.3%。其中,2015年汉能的砷化镓薄膜太阳能电池转化率的重大提升,彻底解决了全太阳能动力汽车的核心技术难题。

为了进一步提升全太阳能动力汽车每天单纯依靠太阳能发电所能达到的续航里程,即便在最困难的阶段,汉能在研发方面仍进行了“超常规和前所未有的投入”,2015年,汉能投入8.25亿港元的研发资金。汉能研发团队包括国内外半导体和光伏行业的顶尖科学家,实行“三班倒”,一天二十四小时不间断研发。

最实用的理想主义者

对薄膜发电未来前景的判断,定义了汉能仍是一家不容易被理解的公司——即便汉能已经在国内12个省市投资建设了15个薄膜发电研发制造基地,总产能达到3GW(这些产能如果用于发电相当于每年新增发电量40亿度,能满足一个1000万人口城市一年的居民生活用电),但汉能仍未在该领域获得合理的投资回报。

从汉能薄膜发电的年报来看,公司仍在困境之中有待恢复,而李河君则表示:“现在,所有金融机构,包括银行对汉能的信心已经在恢复,国家也在支持。”

李河君并未透露获得的资金授信和政策扶持,但他认为,天时地利正在朝有利于汉能的方向转变。国家支持看重的是汉能的核心技术,特别是其路线符合国家能源战略的发展方向。什么是核心技术,“我理解就是告诉你,你也干不了,这就是核心技术”,李河君补充说。

在此之前,2015年3月,欧盟启动SHARC25计划,计划在2018年底将铜铟镓硒(CIGS)光电转化率提升至25%。同年底,美国麻省理工学院建议美国政府放弃晶硅,大力发展薄膜。“世界发达国家开始意识到薄膜技术的重要性的时候,汉能已经至少领先他们五年了。”

根据国务院印发的《节能与新能源汽车产业发展规划》,到2020年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆。在技术路线上,要以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略。

目前,汉能正着手开展新能源汽车生产资质的申请工作。生产资质的审查包含研发能力、试验试制能力、生产及产品一致性能力、售后保障能力、社会责任等内容,这对于新进企业来说,是一项很有难度的事情。汉能计划按照国家政策的要求,通过两年左右的努力,获得国家的新能源汽车生产资质。

据测算,一辆全太阳能动力汽车一天可发8至10度电,全年户外发电量至少可达到2400度。统计显示,每24度清洁电力的减排效果相当于多种一颗树。假如每年中国新增30万辆全太阳能动力汽车,就意味着每年至少多种3000万棵树。

选择电动车作为国家战略,不仅出于石油安全、环境污染等多方面的考虑,也是国家塑造中国特色的核心技术形象,在全球市场上梳理有竞争力的制造业的需要。国内中建材和神华等央企也开始上马薄膜技术。

未来愿景

李河君相信,企业的发展和繁荣将推动国家战略的实施。随着汉能薄膜发电转化率的不断提升,汉能大规模推广包括全太阳能动力汽车在内的真正清洁的交通和能源解决方案,只是一个时间问题。因为,汉能不仅有领先的芯片制造技术,更重要的是汉能通过并购、消化吸收和改造创新,已经具备芯片所需的高精尖装备的研发和制造能力。除了推出全太阳能汽车,汉能同时还向太阳能无人机、便携式充电产品和可穿戴设备等领域拓展。

以汉能Solar系列全太阳能动力汽车为例,这款车车身分别集成约3.5-7.5平方米的柔性砷化镓薄膜电池,在光照5-6小时的条件下,日均发电量8-10度,这些电力既可以驱动汽车行驶80公里,也可以储存起来供其他时间使用。

全太阳能动力汽车可以作为小型的移动电站——通过太阳能芯片产生的电能除了用于行车,多余的电能还可以储存到电力互联网中供给其他用户——形成“全太阳能车+太阳能+电力互联网”的全新电力业态,给电力行业的运营模式带来颠覆性的改变。

但是,要让全太阳能电动汽车这个“爆款”从展台走向公路,仍有很长一段距离。目前薄膜太阳能发电的成本比火电高出太多,只有大面积量产才能迅速降低成本。

汉能方面表示,未来一方面会进一步提升砷化镓薄膜电池的转化率,同时,汉能也将加快设备的国产化改造,发挥国内综合成本优势,进一步降低制造成本,预计到全太阳能动力汽车量产阶段,薄膜太阳能电池组件的成本将降低90%以上。

摆在汉能面前的问题,除了进一步降低太阳能薄膜芯片的成本,还包括通过更开放的合作,引入更多的商业开发模式。

2015年,在上汽和北汽拥有30多年行业经验的高卫民,出任汉能太阳能汽车事业部CEO。高卫民的使命是将光伏技术和车辆制造这两种完全不同的学科融合在一起,打通太阳能动力汽车的全产业链,最终实现大规模商用量产。

在他看来,生产全太阳能动力汽车最大的困难,在于跨界的协调创新,“将薄膜太阳能动力这种技术转换为汽车制造行业的语言,并形成独特的DNA。”高卫民说,“汉能要做成汽车这件事,一定是一个开放的心态,打造一个开放的平台。”这意味着汉能将通过与汽车全产业链展开合作。

除了核心技术,汉能还需要对薄膜发电行业有战略眼光判断的投资者与合作者。“汉能现在的大股东股权比例太重,快要到了香港证监会允许的上限。我们专门成立了投资管理部,开放股权、技术、资源、人才等各方面的合作。”李河君说。

图2

目前,汉能并未透露移动能源战略具体的投融资计划。但汉能控股集团与福田汽车集团签署框架协议,双方将利用汉能独有的“薄膜芯”解决方案,联合开发清洁能源巴士。未来三年,汉能全太阳能动力汽车将有望实现30万辆一期量产。

“随着车的重量往下降,太阳能转化率继续上升,未来全太阳能动力汽车一定会超出的你们想象。”李河君说。

更多链接:

汉能控股集团是全球化的清洁能源跨国公司,全球薄膜太阳能发电领导者,致力于“用清洁能源改变世界”。

公司成立于1994年,总部设在北京,员工目前已达15000人,在国内多个省份以及美洲、欧洲与中东、亚太、非洲等地区设有分支机构,业务横跨水电、风电、薄膜太阳能发电。

公司主页:http://www.hanergy.com/about/about_intro.html

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文章评论(1)
王强[西北工业大学]

感觉能作为短距离代步工具,除非充电桩普及。”每天在充足的阳光下日照5-6小时,大约可以发8-10度电。“充足阳光是神马意思?下雨天怎么办?

819天前 | 回复
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作者 令狐小冲

博士生

清华大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


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