中能观察丨三项硬核技术亮相 能源科技再添新引擎

来源：中国能源新闻网 时间：2025-09-16 16:16

中国能源新闻网见习记者 赵雅晴 记者 赵坤

　　破题能源短缺困局有哪些新解？新能源退役组件如何变废为宝？怎样做好风光“看天发电”的精准预测？

　　在近日举行的“新天工开物——科技成就发布会”能源技术专场发布会上，海洋蓝色能源技术开发与产业应用、退役新能源组件的热解处置技术、新能源发电功率预测系统三项具有前沿创新突破及重要产业示范意义的能源技术成果重磅发布，为发展能源新质生产力，注入强劲科技动能。

　　“驭浪为能”

　　原创摩擦纳米发电技术高效收集海洋波浪能

　　海洋，作为自然资源的重要组成部分，大约覆盖了地球表面的71%。

　　其蕴含着丰富的可再生蓝色能源，包括波浪能、潮汐能等，具有开发潜力大、可持续利用、绿色清洁等优势，被认为是理想的低碳可再生能源，蕴藏着人类未来能源的无限可能。

　　“海洋能总量巨大，具有频次低、分布广、环境复杂的特点。”北京纳米能源与系统研究所所长、首席科学家王中林在发布会上介绍，“相比全球波浪能30-70千瓦每米的平均密度，我国沿岸波浪能密度普遍较低，最高仅为5.1-7.7千瓦每米，利用难度大。”

　　为了破解这一技术难题，王中林带领团队潜心研制，原创发明摩擦纳米发电机（TENG）技术，通过摩擦起电与静电感应效应的耦合，创新性实现了对低频、微幅波浪能的高效捕获。

　　“我们自主研发的摩擦纳米发电机技术核心优势在于装置结构简单、环境适应性强、材料成本相对低廉。”王中林介绍，经过十余年攻关，团队已将TENG装置的输出峰值功率密度从最初的几瓦每立方米提升到114.8瓦每立方米，并实现了从原理到样机，从实验室小试走向海试的跨越。

　　据了解，2025年6月，发电部分体积达1立方米的TENG海洋浮标样机在大连海域初试成功。“这是目前国内外最大的波浪能摩擦纳米发电装置。”王中林称。

　　“变废为宝”

　　热解处置技术破解新能源组件“退役难题”

　　在全球能源市场加速绿色低碳转型的背景下，我国已建成全球最大、最完整的新能源产业链。

　　国际欧亚科学院院士、华北电力大学校学术委员会副主任牛东晓指出，当下我国风电、光伏、储能等新能源产业蓬勃发展，装机规模屡创新高，然而，伴随产业升级，风机叶片、光伏组件、锂电池等退役量急速攀升，预计到2030年，年退役量将超500万吨。

　　如何实现这些退役组件的绿色、高效、高值化回收，成为产业可持续发展的关键环节。

　　华北电力大学国家卓越工程师学院副院长、新能源发电国家工程研究中心执行主任陆强教授团队研发的退役新能源组件绝氧热解处置技术，为这一行业痛点提供了突破性解决方案。

　　该技术通过创新的绝氧热解工艺，低能耗、高效回收石墨、战略金属、纤维以及晶硅电池片等高值资源，与传统方法相比，有效避免了高能耗和污染排放，实现了再生资源的高值化利用。中国工程院院士杨勇平表示，该技术“突破传统工艺瓶颈，实现了退役组件的全量高值利用，填补了行业空白。”

　　记者在发布会上获悉，经过该热解技术方案的处理，退役风机叶片可以转化为玻璃纤维和热解油，纤维强度能达到原材料的90%以上，热解油热值可达到25兆焦耳（MJ）每公斤；退役光伏组件可以回收99%以上的硅晶片；退役锂电池可回收99%以上的电池黑粉、纯度大于99%的金属铜和纯度大于98%的金属铝。该技术充分做到了石墨、战略金属、晶硅电池片等高值组分高效回收，真正实现了“变废为宝”。

　　“目前，我们设计的退役新能源组件热解系统已经在全国十余个省份得到广泛应用，我们成功实现了年处理数万吨退役新能源组件的目标，验证了技术的工程稳定性和经济性。”陆强称。

　　“智算风云”

　　气象大模型赋能新能源场站“精准运行”

　　随着可再生能源在能源结构中占比的稳步攀升，新能源发电随机性、波动性和间歇性的特点正成为新型电力系统高质量发展的核心挑战。

　　精准预测发电功率是保障电网安全稳定运行、提高消纳效率的关键技术。

　　会上，由深圳能源集团股份有限公司发布的新能源发电功率预测系统，依托全球先进的多级降尺度区域气象大模型技术，将场站级气象预测准确率提升了15%，风电功率预测准确率提升了10%，显著增强了电网调度决策的前瞻性和科学性。

　　“我认为新能源的终极命题，是用确定性对抗不确定性，”深圳能源集团智慧能源领域首席专家陈正建表示，团队运用首创的三级降尺度架构实现了精度跃升：一级降尺度将全球0.25°区域气象数据，通过物理约束神经网络降维至9公里网格，大气动力学特征尽数保留；二级降尺度融合高分辨率地形数据与实时观测，生成3公里网格气象场，捕捉局地风切变效应；三级场站微尺度结合流体动力学模型，将3公里数据细化至风机轮毂高度的三维风速场，误差较传统插值法降低10%。

　　在此基础上，系统还引入人工智能技术，构建了时空联合注意力机制气象大模型，动态特征融合同步处理9层高空气象要素与地表辐照度，突破单一要素预测局限；针对台风、强对流等极端天气，开发分级评估模块，通过对抗性训练使预测误差减少35%

　　技术的落地也带来了显著的经济效益。陈正建介绍，截至目前，该系统已在 6 个新能源场站落地，总装机容量达500兆瓦。“在东部某风电场，系统使该场站年考核费用从300万元降至240万元；在西部某光伏电站，精准预测让储能效率提升15%，相当于每年‘捡回’一座小型电站的发电量。”他举例道。

　　欧洲科学与艺术院院士、华南理工大学教授朱继忠表示，“预测精度每提升1个百分点，都能带来巨大的经济效益和系统安全效益。这套系统通过深度融合先进气象学、大数据分析与人工智能算法，为电网调度提供了更为精准可靠的数据支撑。”

责任编辑：于彤彤