新能源开发的重要意义是什么

2011年新能源行业三大问题待解

面向2011：三大问题待解

然而，展望未来，中国要在新能源产业革命中拔得头筹，还有不少问题有待解决。一是缺乏核心技术与核心原料，潜伏着深层危机，如风能的电机制造技术、多晶硅和单晶硅的提纯技术均依赖于国外；核能的核心原料为铀，但中国储备量少，大部分需要进口，规模扩大后很容易受制于人。

二是产业发展基础薄弱，如新能源汽车产业的标准化制定工作亟须进行，包括能耗标准、环保标准、购买补贴标准等，其配套设施如充电站还不够健全；人才储备不足，核电、风电、太阳能以及相关装备制造业均存在着不同程度的人才缺口。

三是商业模式还不成熟，如新能源汽车要快速发展，需要有符合国情的商业模式作为支撑，使产业链的每一个环节都能够获益，能够进行正常的商业交流和商业竞争，电力公司、电池厂、整车厂、充电站等风险分摊，利益共享。

面向2011年，中国的新能源产业要努力做好以下几个方面的工作。一是完善科技研发体系，建立灵活、高效的科技投入机制，打造高素质、高水平的专业人才队伍，实行高效、有力度的激励机制，激发科研人员的创新热情，搭建全方位、以我为主的国际合作平台，充分利用国际创新资源等。

二是夯实产业发展基础，包括配合国家的新能源政策，加快风能、水能、智能电网、电动汽车、节能减排、环境保护、补贴等方面的标准化制定与修订工作；扩大高校新能源专业的招生规模，推行产学合作的长效实习、实训模式；吸引社会资金，加大对新能源相关的基础设施建设的投入力度；成立各种形式的新能源产业联盟，推动相关利益方之间形成良性的竞争与合作关系等。

三是探索新的商业模式，如通过将技术、人才、政府扶持、劳动力、设备等资源要素聚集起来，快速提高规模；或通过引进海外基金、产品技术走向海外上市，提高国际竞争力；或与国际企业巨头开展广泛的战略合作，联合研发，取得自主知识产权等。

2010年，新能源产业热度不减，继续保持强劲的增长态势。各国争先恐后，纷纷制定相关的产业规划及优惠政策，加大创新投入，积极培育市场，力图抢占竞争的制高点。如欧盟发布了新的能源战略《能源2020：有竞争力、可持续和确保安全的发展战略》，日本修订了《能源基本计划》，美国加快新能源立法等。在主要国家的带领下，新能源技术进步和产业结构调整的步伐加快，新能源产业革命已全面启动。

中国：新能源产业异军突起

中国新能源产业在2009年投资总额已经超过美国，这主要得益于中央政府采取了坚定的产业扶持政策。《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》不仅将新能源产业列入了现阶段培育和发展的重点，与其密切相关的节能环保、新能源汽车产业也被包括在内。据悉，《新兴能源产业发展规划》目前也已上报国务院待批。这充分体现了国家对这一领域的重视程度，新能源产业的前景被普遍看好。

地方政府作为主要推手，积极响应号召，纷纷将新能源产业作为支柱产业来重点发展。如山东省将在未来三年内安排12亿元，重点支持太阳能光热及光伏利用、风力发电、生物质能利用、地源热泵等清洁能源示范项目；吉林省在“十二五”时期将围绕风电、太阳能、生物质能和核电等四大领域，着力建设新能源产业基地；河北省提出将建设10个绿色能源示范县、100个绿色能源示范乡，培育6家以上年销售收入超百亿元的“巨型”新能源装备制造企业等。

在地方政府的大力推动下，中国的新能源企业快速成长。如无锡尚德已经成为中国最大的太阳能电池生产商以及全球光伏产业的领军企业之一，比亚迪成为全球最大的汽车动力电池供应商之一以及新能源汽车的领跑者，华锐风电成为中国最大的风电整机生产企业以及全球最大的风电设备供应商之一，中广核成为中国核电运营的重点企业之一以及领先的清洁能源综合服务集团等。这些企业不仅在国内赫赫有名，在国际上也颇具竞争力。

为加快新能源产业的健康快速发展，各地还着力推进产业集群，鼓励企业与科研机构等结成产业技术联盟。如北京成立了包括太阳能光伏、太阳能光热、风能、生物质能、浅层地能、核能六个产业技术联盟在内的首都新能源产业技术联盟；四川双流作为国家新能源装备高新技术产业化基地，以光伏、光电、光热、核能、风能“三光两能”为方向，打造千亿元级新能源产业集群；吉林省利用汽车产业发展优势，着力打造长春、辽源两大新能源汽车产业集群等。据统计，目前国内已设立了100多个新能源产业基地，规模都非常庞大。

为保障产业发展，输送高素质、高水平的专门人才，教育部决定从2011年起高校招生将新增140个新专业，全部为国家确定的战略性新兴产业相关本科专业。目前已有不少高校增设了新能源相关专业，如华北电力大学陆续增加了本科阶段核工程与核技术、水利水电工程、风能与动力工程、水文与水资源以及工程造价专业；厦门大学增加了硕士和博士研究生阶段光伏工程、核能工程、化学能源工程和能源经济学专业；浙江大学增加了本科阶段新能源科学与工程和海洋工程与技术专业等。

由此可见，从中央到地方，从政府到企业、科研机构以及高校，新能源产业在中国已经全面铺开，通过各个环节的相互配合，呈现出蓬勃发展之势。目前，中国已成为世界上最大的新能源产业研发出口基地、清洁能源市场、风力涡轮发电机生产国、太阳能电池板生产国，成为世界上核电在建规模最大的国家，在新能源汽车领域也已经处于先驱地位。

新能源：大国博弈新战场

中国新能源产业异军突起，对发达国家的优势地位形成了挑战，引起美国的强烈反应。应美国钢铁工人联合会的申请，美国政府对华启动了与新能源政策和措施有关的301调查案，指责中国为支持本国清洁能源部门采取的补贴措施是非市场性补贴，违反世界贸易组织相关规定，目前美国政府已向世界贸易组织就中国对风能制造商的补贴提出起诉。中国则作出积极回应，表示自身的做法符合国际惯例，相较之下，美国对清洁能源的补贴有过之而无不及。

中美之间的贸易摩擦，反映出新能源产业已经成为大国博弈的战场。美国自奥巴马上任以来，就一直寻求新能源的主导权；欧洲作为绿色经济、低碳经济的发源地，自然不甘落后；日本的化石能源匮乏，利用新能源来弥补缺陷；中国是能源消费大国，新能源虽然起步较晚，但进步最快。鉴于新能源产业不仅寄托着美国领导21世纪全球经济的梦想，还寄托着欧洲成为“下一个中东”的梦想，寄托着日本成为能源输出大国的梦想，以及中国“大国崛起”的梦想，可以预料未来在新能源领域的国际竞争将变得更加激烈。

地沟油一直以来都是被人们深恶痛绝的，从来没有想过地沟油也会有变成宝贝的一天，从地沟油中提炼出生物燃料，从长远来说，这一再生技术无疑是价值重大的。我国人口众多，每年产生的垃圾排放量巨大，地沟油也更多，每年所产生的地沟油越有500万吨。往年地沟油一直都有黑心商家将它们放上餐桌，如今它能够提炼出生物燃料，这无疑改变了局面。地沟油如果说是食用，它将影响人们的身体健康，黑心商家使用地沟油的原因，无非就是地沟油足够的便宜，而现在地沟油中可以提炼出生物燃料，那么它的身价将会翻倍，如此一来，黑心商家也不会再选择地沟油回归餐桌，而从地沟油中提炼出来的生物原料，在与航空燃油按相应比例使用后，也可以有效减少飞机航行中的二氧化碳排放，这对生态环境也是有着一定的好处的。这次的变废为宝也为资源再利用画出了一条新的出路，比如，既然可以运用在高空飞机的航空煤油中，那么它是不是也可以添加到其他的燃油中，如此一来它的运用将会更加广泛。这种生物燃油目前来说不仅不会影响燃烧效率，相比传统的燃料它的污染性更小，更符合当下的环保理念。目前，他每升的价格比传统的燃料便宜三毛钱，这种情况下对于使用的机构来说，资金量也会减少。并且从长远来看，任何事物都有弊有利那么，其他的一些废物或者是垃圾是不是也可以进行变废为宝？只要用对了用处，开发出来是不是都将变成可再生能源如此一来，在中国新能源转换方面也会有突破性的进展，这将是一个重大而深远的意义。

“‘低钴’和‘无钴’是未来电池正极材料的发展趋势。” 谈及电池产业的未来发展，清华大学车辆与运载学院助理教授、电池安全实验室主任冯旭宁指出。对此，中国科学院物理研究所博士生导师、天目湖先进储能技术研究院首席科学家吴凡也表达了相同的观点：“对锂离子电池正极材料而言，‘高镍低钴’或‘无钴’化是大势所趋。”

在过去 20 年里，半导体行业发展一路突飞猛进，如 CPU 工艺技术一直遵循摩尔定律，性能每隔两年就能翻一倍。

然而，电池技术却没有取得太大突破，纵然每年都会有各种 “XX 新型电池” 的新闻冲上热搜，但最终还是沦为 “PPT 电池”：或是因为技术工艺，或是因为成本造价，或是因为安全性等各种因素，始终走不出实验室，难以大规模量产和普及。

就现阶段而言，不管新能源行业怎么 “大放豪言”，电池一直都是挡在电动 汽车 发展道路上的绊脚石。

随着 2020 年特斯拉 “电池日” 上 4680 电池的正式亮相，电池界又多了一位 “新玩家”，更确切地说应该是 “搅局者”。按照马斯克以往的 “风格”，他每进入到一个行业必定会掀起一场腥风血雨。

电池占据整车成本的大头，那接下来特斯拉造电池的成本如何控制呢？这就不得不提到电池中的重要成分 —— 钴。这种原子序数为 27，在化学元素周期表中位于第 4 周期、第 Ⅷ 族的金属，是电池制造中必不可少的正极原材料（至少现阶段依然不可或缺）。

“电池行业对钴的消费量最大，占比超 50%。钴是活性物质，既能稳定材料的层状结构，又能减小阳离子混排，便于材料深度放电，从而提高材料的放电容量、循环性和倍率性能；镍可以提高材料活性，提高能量密度。” 吴凡表示。

在自然界矿石中，钴和镍是共生的关系，其占比为 1:10，即从矿石里面提纯一份的钴，同时能得到十份的镍。“但钴这种元素存在两个缺点。第一，钴具有一定的毒性；第二，钴的提纯比较困难。” 冯旭宁说道。

另外，钴资源的缺乏也是不利因素。“目前全球已探明陆地钴资源量约 2500 万吨，储量 720 万吨，主要集中在刚果（金）、澳大利亚和古巴，三国储量之和占全球总储量的 68%。刚果（金）储量居世界首位，达 340 万吨。” 吴凡指出，“钴由于其稀缺性已成为战略性稀有金属资源，同时其供应链结构集中化、不稳定，已成为新能源 汽车 发展的掣肘。”

产量少 + 提纯难造成了钴的价格不断攀升，也就造成了电池的成本居高不下。

那电池能不能 “无钴” 呢？答案是可以的。

“低钴” 乃至 “无钴” 既是特斯拉接下来要走的路线，也是需要克服的难题，这一点马斯克在 2020 年 “电池日” 上也已经明确表态。据了解，早在 2019 年 1 月，Jeff Dahn（现为特斯拉首席科学家）曾发表过一篇论文指出锂电池正极材料 “无钴高镍” 的可行性，毕竟镍在自然界比钴多得多，提纯也相对容易一些。无疑，正是 Jeff Dahn 的观点极大地坚定了马斯克要造 “无钴电池” 的信心。

谈及 Jeff Dahn，冯旭宁告诉 DeepTech：“关于锂电池材料尤其是无钴材料，Dahn 先生课题组很早就开展研究了。Jeff Dahn 先生是少数经历过锂电技术全程研发且仍在技术一线的科学家之一。”

对于电池 “无钴” 化，冯旭宁表示：“‘低钴’和‘无钴’是未来电池正极材料的发展趋势。但在电池‘无钴’化的同时需要添加其他的离子来替代钴在电池充放电过程中的作用。”

尽管特斯拉现阶段的电池还离不开钴，但纵观过往其历代电池，其钴含量正在不断降低，最终实现电池 “无钴” 化指日可待。

作为新能源 汽车 领域的 “大哥”，特斯拉知晓固态电池和石墨烯电池的优势，但未来几年特斯拉之所以不打算做固态和石墨烯，而是继续 “深耕” 锂离子电池，原因主要归结为两点。

第一，受制于供应商的电池技术。

在电池供应方面，特斯拉和松下、LG 化学、宁德时代都有合作，特斯拉 汽车 所使用的 1865 电池和 2170 电池皆由他们提供，但受制于性能、安全、规模、价格等综合因素的权衡，圆柱形锂离子电池是目前供应商能给特斯拉的最好电池。

显然，这离特斯拉心目中的 “理想电池” 还有一些差距。既然自己想要的电池供应商给不了，于是特斯拉便走向了 “自研 + 自产” 电池的道路。

所谓 “术业有专攻”，特斯拉在电池领域的积累显然不如松下等老牌供应商，故此其花重金请来锂离子电池界的祖师级人物 ——Jeff Dahn 亲自挂帅担任特斯拉首席科学家，开发 “不可能三角” 电池，这是一种能量密度更高、充电速度更快、制造成本更低的锂离子电池。

Jeff Dahn 也不辱使命，时隔一年便交上一份让马斯克满意的答卷，尽管 4680 电池还存在些许不足，但它的综合性能很好地提振了行业信心。

从第三方采购、到合资建厂、再到自研自产，特斯拉在电池道路上俨然走出了自己的步伐。可以预见，未来几年内特斯拉将继续沿着现有成熟路线使用圆柱形电池的多并联方案、继续开发大容量锂离子电池。

第二，特斯拉的商业策略。

特斯拉归根结底是一家车企，是企业就要盈利，想盈利就要控制成本。固态电池虽然无比优越，但现阶段不论是技术还是工艺都存在瓶颈，完全不具备规模化量产的可能，而且成本高高在上，没有商业化的实用价值。在特斯拉看来，使用成熟的锂离子电池是当下更优的解决方案。

特斯拉的商业策略是 “低价抢市场” ，以加速全球市场拓展。随着苹果等互联网大厂也宣布要造车，现阶段特斯拉要做的是尽快抢占市场，靠的就是低价。对广大消费者而言，价格依然还是众多因素中最优先考虑的，比如之前特斯拉宣布降价时，官网一度瘫痪、线下门店挤得水泄不通。

和国内一些新能源车企不惜代价大搞 “千公里续航” 不同，特斯拉更看重电池的成本。前有电池技术瓶颈的掣肘，后有来自互联网大厂的围攻，该公司现在最想做的是尽快降低电动 汽车 价格，以更低的价格占领市场，让市场快速达到饱和。

对于特斯拉 4680 电池，吴凡表达了自己的看法：“特斯拉主要通过优化电池结构件、简化电池生产工艺流程等，提升电池标准化生产能力，达到降低电池成本的目的。这种通过增加单块电池体积来增加电池包能量密度的技术路线或思路在本质上与比亚迪的刀片电池、还有宁德时代的 CTP 技术是一致的。”

电池并联太多会导致出现发热、效率低等不良影响，大容量电池可以有效减少并联数，系统管理层面也变得更加简单。“大容量化是整个新能源 汽车 电池行业的趋势。” 冯旭宁表示。

单看特斯拉的 PPT 介绍，4680 电池的性能表现着实令人赞叹，仿佛再次让业界看到了希望。然而在业内人士看来，这种电池并没有达到预期。

严格意义来讲，特斯拉 4680 电池更像是一次 “优化升级”，而非 “革命”。

另外，特斯拉的这种圆柱形锂电池容量也有 “天花板”。“主要是因为圆柱形锂电池需要卷芯，外围部分性能较好，但越靠近核心位置曲率越大，易出现应力集中的现象，造成活性物质不可用，进而形成浪费。所以这种电池容量是有上限的，没办法做得特别大。” 冯旭宁表示。未来，转向其他电池，比如业界普遍看好的固态电池或许是更好的出路。

目前的固态电池和石墨烯电池其实正处于过渡阶段，即固态电解质和石墨烯还只是属于 “添加剂” 性质。“比如在锂离子电池中添加固体电解质以增加能量密度、提升安全性；在负极添加石墨烯以增强导电性、提高充电速度。两者添加得越多，性能就越好，但相应的工艺难度和制造成本也就越高。” 冯旭宁说道。

显然，不论是固态电池还是石墨烯电池，现阶段都不具备量产的可能性。

电池直接关系到 汽车 整体性能表现，而日常驾驶让车主感到焦虑的，除了续航里程，再就是充电速度。

“续航里程对应的是电池的能量密度，充电速度对应的是电池的功率密度。” 冯旭宁说，“想提高能量密度可以电极做得厚一些，想提高功率密度可以电极做得薄一些，但这两者是矛盾的，这就需要电池厂商在设计电池的过程中去综合考量，进行权衡和取舍。” 他补充道。

“快充技术，电池厂商和车企各负责一半。” 冯旭宁表示。电池厂商能做的是 “电池先天的” 导电能力强，比如添加导电剂，控制电芯预紧力，将电极做成梯度电极或薄电极等；车企能做的是 “电池后天的” 充电过程中对电流进行控制，让电池充电过程中不过热，不损坏电极材料。“目前，行业的目标是充电 5 分钟能跑 200 公里。” 他说。

特斯拉的快充技术业内领先，其采用 “高功率直流电” 模式，充电功率达 40kW 以上，比如特斯拉超级充电站可以实现 30 分钟充一半，80 分钟完全充满。在充电站 / 桩建设方面，特斯拉更是走在世界前列。据统计，特斯拉在全球范围拥有超过 2 万个超级充电桩。在中国大陆拥有 750 余个超级充电站、6000 余个超级充电桩，覆盖 300 个以上的城市。

关于电动 汽车 淘汰下来的废旧电池污染问题。冯旭宁表示，“废旧电池是污染源主要指的是重金属污染，比如铅酸电池里的铅，镍镉电池里的镉，而锂离子电池内部的原料毒性较低（锂离子电池中钴的占比大约为 1-3%，），一般不会对土壤造成重金属残留。”

马斯克在 2020 年 “电池日” 上也曾公开表示：“废旧电池可以进行收回利用，用于低配车型或者太阳能等有储能需求的领域，这样也能进一步降低电池的使用成本。”

对此，冯旭宁说：“电池回收一般分两类，一类是在高负荷下用完之后，到低负荷下继续使用，比如一些 5G 通信基站可以利用电动 汽车 淘汰下来的旧电池；另一类就是直接报废，通过物理法破碎成原材料，分离出电池中的有用金属，比如铜、铝、钴、镍等，再重新送回电池厂加工成电池，这方面回收效率非常高，接近 100%。”

与此同时，吴凡也指出了现阶段电池回收产业存在的一些问题：“第一，电池厂商多且使用很分散，废电池收集缺乏有效渠道；第二，电池剩余寿命以及回收价格评估难；第三，电池拆解难度大，且存在一定安全隐患；第四，电池回收涉及行业众多，商业模式需要进一步 探索 和完善。”

以往，人们对于传统燃油 汽车 的认知仅仅停留在 “硬件” 层面，认为 汽车 只是一个代步工具而已。到了如今的新能源 汽车 时代，人们发现原来 汽车 也是可以搭载操作系统，可以实现智能化的。

在电动 汽车 的硬件中，电池无疑是最为核心的部分；而在软件中，全自动驾驶是核心，比如特斯拉的 FSD（Full Self-Driving）在业内就像标杆一般的存在，且收费不菲。据了解，目前特斯拉 FSD 套件在中国的售价高达 6.4 万元。“特斯拉的业务布局将会变得和苹果越来越像，未来，特斯拉可能会变成一个服务商，不单靠卖 汽车 硬件，更多的是通过软件服务实现盈利。” 一位业内资深人士告诉 DeepTech。

从电动 汽车 硬件到车载系统软件，从电池技术、整车组装，到 FSD 以及软件生态，不难看出，特斯拉正在下一盘大棋。

随着环境压力增加以及能源危机的问题日益突显，倡导绿色能源已是大势所趋。在这样的行业背景下，发展新能源车俨然已成为全球共识。截至目前，已有多个国家陆续发布了明确的新能源车发展规划，并用高额补贴引导发展。在市场和政策的双重推动下，新能源车市场快速放量，动力电池行业也迎来爆发期。

数据显示，去年全球锂离子动力电池出货量超116.6GWh，同比增长16.6%，前五的企业分别为宁德时代、日本松下、LG化学、比亚迪和三星SDI，其中宁德时代连续3年位居出货量榜首。受补贴退坡影响，去年国内新能源车销量不及预期，但动力电池装机量依然实现了逆势增长，达到62.38GWh，同比增长约9%。

去年动力电池实现逆势增长

而随着全球电动化进程不断加快，动力电池的体量还将继续膨胀，这也给动力电池产业链上相关材料企业创造了巨大的发展机遇，这其中就包括作为锂电池溶剂材料的NMP(N-甲基吡咯烷酮)。东莞市振欣环保 科技 有限公司总经理刘德国表示，“随着动力锂电池在全球迅速起量，未来对NMP材料需求增长潜力将非常大”。

根据此前发布的《节能与新能源 汽车 产业发展规划》，到今年我国纯电动、插电式混合动力 汽车 产能达200万辆、累计产销量突破500万辆。虽然今年受到补贴退坡叠加新冠疫情的影响，新能源车销量可能与去年持平，纯电动车销量约100万辆，但按照平均每辆纯电动车用0.6吨NMP计算，理论上NMP年需求量约为60万吨。

风口正当时 企业加速布局NMP

据了解，NMP属于氮杂环化合物，具有优异的物理和化学性能。包括沸点高、极性强、粘度低、腐蚀性小、溶解度大、挥发度低、稳定性好、可生物降解、易回收等，此前被广泛应用于石油化工、农药、医药、电子材料等领域。如今，其又被应用于锂电池领域，是锂电池生产过程中，优质且不可或缺的有机溶剂。

在锂电池制造过程中，NMP可溶解正极材料胶黏剂聚偏氟乙烯（PVDF）。PVDF属于高分子固体粉状材料，通过NMP溶剂将其溶解、拌成浆后，才可以进行涂布。溶解形成的浆料品质对锂电池生产工段的涂布质量、效果有直接影响。同时，NMP还可作为锂电池碳纳米管导电浆料（CNT）的扩散液，以改善锂电池能量密度。

据悉，NMP主要原料为1，4-丁二醇（BDO），而我国是世界上最大的BDO产区，为NMP行业发展提供了良好的基础。但是锂离子电池对有机溶剂纯度要求非常高，NMP具有很强的吸湿性，为保障NMP纯度和使用效果，要求其水含量小于0.02%；金属离子等级也由传统的PPM级提升至PPB级，导致NMP进入门槛较高。

国内尚未形成NMP品质及规模优势

在此前的发展中，国内并没有在NMP领域形成品质和规模优势。截至目前，国内涉足NMP的企业仅有信敏惠、滨州裕能、迈齐化学等几家为数不多的企业。研究机构统计，2016年国内NMP年产能仅20万吨，与60万吨的市场预期相比，还存在较大缺口。基于这样的供需格局，相关材料企业也在积极布局NMP溶剂的产能。

早在2016年，国内知名NMP材料企业信敏惠集团在山东庆云8万吨/年NMP项目及安徽蚌埠20万吨级NMP/年的项目已经启动。去年7月，信敏惠新总投资5亿元建设的“年产10万吨NMP项目”首期建成投产。信敏惠称，随着今年安徽NMP项目的建成投产，其NMP总产能有望达25万吨，遥遥领先于其他材料企业。

2018年3月，新宙邦也发布公告称，公司拟在波兰弗罗茨瓦夫市投建波兰新宙邦锂离子电池材料项目。项目投资预计为3.6亿元，合计年产4万吨电解液、5000吨NMP以及5000吨导电浆。项目将分期建设，其中首期拟建设2万吨电解液年产能；项目二期拟建设2万吨电解液、5000吨NMP、5000吨导电浆的年产能。

2018年底，万向集团在其官网上发布《万向创新聚能城年产80G瓦时锂电池项目环境影响评价公众参与信息公开》。万向集团称，拟在萧山经济技术开发区投建该项目，预计总投资达685.7亿。建设内容包括：动力电池中试基地及新能源材料实验室、NMP提纯工厂和电解液配制工厂等，涉足NMP提纯和电解液生产。

业内人士认为，“随着锂电行业的发展，NMP的用量也将会呈现出快速增长的态势，如果考虑电池更换的因素，NMP的用量可能比预估的还要多。但目前正在建设中和规划中产能早已经超过市场预期，不排除后期有企业重金投向NMP领域，迅速提升产能，从而导致高端产能不足，低端产能过剩的局面，蓝海变为红海”。

而且更重要的是，锂电池行业的NMP是必须要回收循环使用的，这是降成本要求，也是安全环保强制性要求。电池制造企业如果不重视NMP回收，就会导致废气排放不达标，从而造成环境污染。而NMP具有易回收的特点，部分企业回收率可以做到95%甚至更高。因此从实际需求来看，NMP的市场需求并没有理论上的那么大。

循环使用 助力锂电池绿色生产

作为打赢“蓝天保卫战”的重要举措，发展新能源车是大势所趋，作为新能源车核心部件的动力电池，其生产过程却未必能做到绿色环保。据了解，在锂电池生产过程中，NMP会在涂布完毕烘干时产生挥发，并通过气箱排到外界。NMP作为有机溶剂跟所有的有机化学品类似，具有微弱的毒性，会对环境造成一定的污染。

随着国家对锂电池安全、环保要求越来越高，对NMP的排放也制定了严格要求。根据此前出台的环保标准，国内要求NMP排放不能超过10PPM。而在国外，要求还会更高，欧洲甚至要求NMP的排放不得超过1PPM。因此，如何对NMP产生的废气进行处理，使其达到规定的排放标准，成为锂电池生产企业需要思考的问题。

在这样的行业背景下，诞生了多家针对NMP尾气净化的企业，其中就包括振欣环保、百瑞空气、欧赛莱等，相应的设备和解决方案也应运而生。“据我所知，当前涉足锂电池生产过程中NMP尾气净化处理的企业大概有十家左右。”刘德国提到，随着NMP回收工艺的不断完善，目前NMP已经实现了净化和回收的一体化。

在刘德国看来，“倡导锂电池的绿色生产，还要从源头做起。而锂电池企业日益增长的节能降耗诉求，也将倒逼NMP回收行业不断进步。”振欣环保作为专注于NMP节能环保尾气净化系统的研发和生产的企业，在NMP节能环保尾气净化领域已有七年的沉淀。主营产品包括NMP节能环保系统、高塔式NMP环保系统等。

振欣环保NMP节能环保回收系统

以振欣环保主打设备——NMP节能环保回收系统为例，该设备无需对现有的生产设备做任何改动，用电能耗低至3KW/H。通过与涂布机同时联动，使用变频器调节风温，NMP有机溶剂的回收率高达95%，而系统年故障率更低至1%，净化吸附后尾气排放达到国家环保二级标准，领先于同行。据了解，该设备已获得实用型专利。

振欣环保同样获得实用型专利的NMP高塔式回收系统，具有立体式占地面积小，热量回收效果好，自动化程度高的特点。该系统采用PLC进行系统控制，触摸式人机画面实现机组运转实时操作，与涂布机实现远程联动，废气中NMP基本溶于水，回收效率高。处理过的废气经气液分离后过塔顶漂洗器进行漂洗，从而达到国家环保二级标准。

刘德国表示，“振欣环保给客户提供的不仅是优质设备，更可免费提供安装、调试、售后在内的完整解决方案，在实现全回收、零排放同时，降低了使用成本。更重要的是，客户可用回收的NMP废液抵扣设备款，缓减客户的资金压力。通过对NMP循环使用，可降低锂电池3%左右生产成本，而这个节约出来的生产成本将是锂电池企业重要的利润来源”。

NMP回收利用将成为主流

而据了解，当前国内领先的锂电池生产企业中，几乎都在其生产线上都安装了NMP材料回收系统，以达成对NMP回收、提纯、应用的目的。通过回收系统，可以对85%以上的NMP实现循环利用，不仅达到了国家环保要求，推动了锂电池的绿色生产。同时也大大降低了锂电池生产成本，极大地提升了锂电池企业的核心竞争力。

业内人士认为，未来伴随着动力电池和储能的体量不断增大，对于锂电池市场需求也将持续攀升，NMP在锂电池产业链中的地位将更加凸显，循环使用NMP也将成为锂电池溶剂材料行业的主流。对于NMP净化回收设备企业来说，如何将设备性能发挥到极致，用最低能耗实现最高效回收，为企业提供最大回报，将成为致胜的关键。

最重的天然元素铀已经成为新能源的主角，那么铀又是怎样提炼出来的呢？

在居里夫妇发现镭以后，由于镭具有治疗癌症的特殊功效，镭的需要量不断增加，因此许多国家开始从沥青铀矿中提炼擂，而提炼过镭的含铀矿渣就堆在一边，成了“废料”。

然而，铀核裂变现象发现后，铀变成了最重要的元素之一。这些“废料”也就成了“宝贝”。从此，铀的开采工业大大地发展起来，并迅速地建立起了独立完整的原子能工业体系。

铀是一种带有银白色光泽的金属，比铜稍软，具有很好的延展性，很纯的铀能拉成直径0.35毫米的细丝或展成厚度0.1毫米的薄箔。铀的比重很大，与黄金差不多，每立方厘米约重19克，象接力棒那样的一根铀棒，竟有十来公斤重。

铀的化学性质很活泼，易与大多数非金属元素发生反应。块状的金属铀暴露在空气中时，表面被氧化层覆盖而失去光泽。粉末状铀于室温下，在空气中，甚至在水中就会自燃。美国用贫化铀制造的一种高效的燃烧穿甲弹—“贫铀弹”，能烧穿30厘米厚的装甲锕板，“贫铀弹”利用的就是铀极重而又易燃这两种性质。

铀元素在自然界的分布相当广泛，地壳中铀的平均含量约为百万分之2.5，即平均每吨地壳物质中约含2.5克铀，这比钨、汞、金、银等元素的含量还高。铀在各种岩石中的含量很不均匀。例如在花岗岩中的含量就要高些，平均每吨含3.5克铀。依此推算，一立方公里的花岗岩就会含有约一万吨铀。海水中铀的浓度相当低，每吨海水平均只含3.3毫克铀，但由于海水总量极大，且从水中提取有其方便之处，所以目前不少国家，特别是那些缺少铀矿资源的国家，正在探索海水提铀的方法。

由于铀的化学性质很活泼，所以自然界不存在游离的金属铀，它总是以化合状态存在着。已知的铀矿物有一百七十多种，但具有工业开采价值的铀矿只有二、三十种，其中最重要的有沥青铀矿(主要成分为八氧化三铀)、品质铀矿(二氧化铀)、铀石和铀黑等。很多的铀矿物都呈黄色、绿色或黄绿色。有些铀矿物在紫外线下能发出强烈的荧光，我们还记得，正是铀矿物(铀化合物)这种发荧光的特性，才导致了放射性现象的发现。

虽然铀元素的分布相当广，但铀矿床的分布却很有限。国外铀资源主要分布在美国、加拿大、南非、西南非、澳大利亚等国家和地区。据估计，国外已探明的工业储量到1972年已超过一百万吨。随着勘探活动的广泛和深入，铀储量今后肯定还会增加。我国铀矿资源也十分丰富。

铀矿是怎样寻找的呢？铀及其一系列衰变子体的放射性是存在铀的最好标志。人的肉眼虽然看不见放射性，但是借助于专门的仪器却可以方便地把它探测出来。因此，铀矿资源的普查和勘探几乎都利用了铀具有放射性这一特点：若发现某个地区岩石、土壤、水、甚至植物内放射性特别强，就说明那个地区可能有铀矿存在。

铀矿的开采与其它金属矿床的开采并无多大的区别。但由于铀矿石的品位一般很低(约千分之一)，而用作核燃料的最终产品的纯度又要求很高(金属铀的纯度要求在99．9％以上，杂质增多，会吸收中子而妨碍链式反应的进行)，所以铀的冶炼不象普通金属那样简单，而首先要采用“水冶工艺”，把矿石加工成含铀60～70％的化学浓缩物（重铀酸铵)，再作进一步的加工精制。

铀水冶得到的化学浓缩物(重铀酸氨)呈黄色，俗称黄饼子，但它仍含有大量的杂质，不能直接应用，需要作进一步的纯化。为此先用硝酸将重铀酸铵溶解，得到硝酸铀酰溶液。再用溶剂萃取法纯化(一般用磷酸三丁酯作萃取剂)，以达到所要求的纯度标准。

纯化后的硝酸铀酰溶液需经加热脱硝，转变成三氧化铀，再还原成二氧化铀。二氧化铀是一种棕黑色粉末，很纯的二氧化铀本身就可以用作反应堆的核燃料。

为制取金属铀，需要先将二氧化铀与无水氟化氢反应，得到四氟化铀；最后用金属钙(或镁)还原四氟化铀，即得到最终产品金属铀。如欲制取六氟化铀以进行铀同位素分离，则可用氟气与四氟化铀反应。

至此，能作核燃料使用的金属铀和二氧化铀都生产出来了，只要按要求制成一定尺寸和形状的燃料棒或燃料块(即燃料元件)，就可以投入反应堆使用了。但是对于铀处理工艺来说，这还只是一半。

我们知道，核燃料铀在反应堆中虽然要比化学燃料煤在锅炉中使用的时间长得多，但是用过一段时间以后，总还是要把用过的核燃料从反应堆中卸出来，再换上一批新的核燃料。从反应维中卸出来的核燃料一般叫辐照燃料或“废燃料”。烧剩下的煤渣一般都丢弃不要了，可这种不能再使用的废燃料却还大有用处呢！

废燃料之所以要从反应堆中卸出来，并不是因为里面的裂变物质(铀235)已全部耗尽，而是因为能大量吸收中子的裂变产物积累得太多，致使链式反应不能正常进行了。所以，废燃料虽“废”，但里面仍有相当可观的裂变物质没有用掉，这是不能丢弃的，必须加以回收。而且在反应堆中，铀238吸收中子，生成钚239。钚239是原子弹的重要装药，它就含在废燃料中，这就使得用过的废燃料甚至比没有用过的燃料还宝贵。除此而外，反应堆运行期间，还生成其它很多种有用的放射性同位素，它们也含在废燃料中，也需要加以回收。

从原理上讲，废燃料的处理与天然铀的生产并无多大差别。一般先把废燃料溶解，再用溶剂萃取法把铀、钚和裂变产物相互分开，然后进行适当的纯化和转化。但实际上，废燃料的处理是十分困难的。世界上很多国家都能生产天然铀，很多国家都有反应堆，但是能处理废燃料的国家却并不多。

废燃料的处理有三个特点：一是废燃料具有极强的放射性，它们的处理必须有严密的防护设施，并实行远距离操作；二是废燃料中钚含量很低而钚又极贵重，所以要求处理过程的分离系数和回收率都很高；三是钚能发生链式反应，因此必须采取严格的措施，防止临界事故的发生。目前，废燃料的处理大都采用自动化程度很高的磷酸三丁酯萃取流程。

我们看到，在铀处理的工艺链中，相对于反应堆而言，铀水冶工艺在反应堆之前进行，所以通常叫做前处理，废燃料处理在反应堆之后进行，所以通常叫做后处理。而从铀矿石加工开始的整个工艺过程，包括铀同位素分离以及核燃料在反应堆中使用在内，一般总称为核燃料循环。

从以上极为简单的介绍就可以看出，铀和钚确是得之不易的。原子能工业犹如一条长长的巨龙，要最重的天然元素铀做出轰轰烈烈的事业，得经过多少次加工和处理、分析和测量、计算和核对啊！原子能工业又犹如一座高高的金字塔，要制造一颗原子弹，就要使用一、二十公斤铀235或钚239；要生产一、二十公斤铀235或钚239，就要消耗十来吨天然铀；要生产十来吨天然铀就要加工近万吨铀矿石。我们赞赏核电站的雄姿，惊叹原子弹的威力，可千万不能忽视支撑这座金字塔塔尖的无数块砖石啊！

10月13日，旭阳集团全资子公司河北旭阳能源有限公司（简称“河北旭阳能源”）董事长王英其在“‘氢聚定州·示范先行’2020氢能产业发展大会”上表示，旭阳集团规划分三个阶段加速推进氢能产业发展；旭阳集团发展氢能产业，高度契合国家政策倾斜方向，河北省已将旭阳集团列为“氢能应用示范工业企业”，“支持旭阳集团等工业企业，以‘就近制取、就近使用’为原则，加强资源综合利用，加快布局建设工业副产制氢项目，着力提高工业副产氢提纯技术。以城市公交车、职工通勤车、区域物流车和载重货车为切入点，配套建设制氢工厂和加氢站，大力推进燃料电池重载 汽车 示范，形成可复制的商业模式推广”。

王英其此次作为行业专家和企业代表出席大会，发表了《旭阳集团氢能优势及发展思路》主题演讲；作为由我国氢能行业领先企业和政府主管部门、研究机构、专家组成的“氢能百人会”发起仪式嘉宾，上台参与了启动仪式。

在主题演讲中王英其表示，氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，前景广阔。他介绍，旭阳集团发展氢能产业具有六大综合优势：

一是资源优势。旭阳集团氢能分布于华北、东北、华东等区域，储量大、范围广，目前公司氢能资源24.7亿m3/年，2023年氢能资源预计38.4亿m3/年，2025年氢能资源预计61.2亿m3/年。

二是政策优势。河北省发改委发布《河北省2020年氢能产业重点项目清单（第一批）》，河北旭阳能源氢气提纯及充装改造项目、三位一体站能源利用项目均列入其中；河北省发改委印发《河北省氢能产业链集群发展三年行动计划（2020-2022）》，明确将“加快张家口、保定、定州氢能示范城市建设。支持定州等市利用工业副产氢资源，及长安氢能客车本土生产优势，积极开展氢能应用示范。支持河钢集团、旭阳能源等工业企业，配套建设制氢工厂和加氢站”。随着国家和地方支持氢能源发展政策文件的相继出台，旭阳集团在氢能产业发展方面还将面临更多机遇。

三是产业优势。定州市“12339”战略明确，重点打造包括战略性新兴产业、 汽车 及装备制造、清洁能源、精细化工等在内的九大产业集群。河北定州经济开发区总体定位“一核、一区、两基地”，建设中国北方有影响力的新能源 汽车 、高端装备制造产业基地，力推新能源、新能源 汽车 、新材料和高端制造业加速融合；重点发展金属新材料（铝合金、镁合金等）、有机高端新材料（改性材料、特种尼龙、特种聚酯、可降解材料）、无机非金属材料等新材料产业。河北旭阳能源与定州市人民政府签订了《战略合作框架协议》，双方携手以定州为基础，开发京津冀、全国及国际氢能市场，形成氢能源产业链，提升氢能利用附加值，打造定州和旭阳氢能源品牌，共建氢能应用示范城市。

四是成本优势。旭阳集团利用炼焦副产焦炉煤气提取氢气，相比化石燃料制氢、化学原料制氢、电解水制氢等制氢方式是成本最低的；而且旭阳产业园区覆盖氢能发展聚集区和交通发达地区，网络式氢能生产和就近供应，具有显著的综合成本优势。

五是工艺优势。旭阳集团氢能项目以工业副产煤气为原料，通过一级净化生产甲醇和合成氨，通过二级提纯生产高纯氢和燃料电池用氢，并可根据市场需求弹性生产多种产品。目前，河北旭阳能源日产高纯氢气1.2万m3（折合1000公斤/天）的氢能示范装置已于今年8月份建成投产并实现外售15万m3；三合一加氢站项目（日加氢量500公斤）正在筹建中。

六是质量优势。旭阳集团高纯氢产品质量稳定，经上海计量测试技术研究院检测鉴定，15项指标全部达标，合格率100%，产品纯度99.999%以上，满足GB/T3634.2-2011标准。

王英其介绍，旭阳集团将进一步整体规划布局氢能产业发展，按照如下三个阶段推进实施：

第一阶段，以氢能生产、加氢站示范项目为起点，孵育旭阳氢能产业发展。成立氢能公司，建设氢能基地，拓展京津冀氢能市场，打造旭阳氢能品牌。

第二阶段，拓展氢能业务格局，打造独立业务板块。以河北定州、辽宁朝阳、内蒙古呼和浩特为氢源保障基地，建立对京津冀三点环抱氢能保供圈；以河北邢台、山东菏泽为氢源保障基地，实现对冀东南和鲁西南地区氢能供应；积极探讨氢能源上下游产业链的合作。

第三阶段，全国布局，实现优质高效可持续发展。紧跟旭阳事业全国布局战略，扩大集团氢能版图，打造辐射全国的氢能供应网；与上下游产业展开合资合作，延伸氢能产业链，提高氢能附加值。

王英其表示，旭阳集团氢能项目具有良好的市场竞争力和经济效益预期，并显具示范推广意义。旭阳集团将始终坚持“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念，立足发展清洁能源和精细化工产业，以建设氢能产业基地、拓展京津冀氢能市场、打造旭阳氢能品牌为出发点，围绕安全环保节能减排行业争第一、质量效益两化融合全国创标杆，进一步强化全员创新、全面创新、系统创新、协同创新，进一步增品种、提品质、创品牌，推动新型功能材料、精细化工、氢能利用项目建设，培育新能源、新材料、精细化工产业集群，全力推进高质量发展，全面实现传统制造业向先进制造业转型升级，全方位贯穿以创新引领未来，打造世界领先的能源化工公司。

本次氢能产业发展大会在河北定州中山国际酒店隆重举行，原国家发展改革委能源局局长徐锭明、中国投资协会能源投资专委会专家委员会主席石定寰、河北省 科技 厅巡视员张占圈，国内氢能行业专家、知名企业、科研机构等100余家单位280名代表参会，共同探讨“氢能利用与新技术发展”。河北省定州市委书记王东群，市委副书记、市长张涛，市委常委、常务副市长刘永胜出席大会。王东群致开幕辞，张占圈发表讲话，张涛和刘永胜分别作定州市投资环境及经济 社会 发展情况介绍和定州市氢能产业发展情况介绍。

12日下午，还召开了定州氢能源发展研讨会，王英其参会并接待产业环境考察团130人到旭阳集团定州园区氢能项目现场进行了参观考察。

（CIS）