技术提升能源、资源效率 专家期待新能源产业配套建起资源化产业链

  ’是提高能源效率和资源效率。”近日，中国科学院院士褚君浩在“绿色杨浦·技术赋能——绿色前沿技术发展论坛”上表示。

  褚君浩介绍道，低碳技术最重要的包含减碳技术、无碳技术、去碳技术三类：减碳技术如节能减排、油气资源的清洁开发、煤层气的勘探与开发等，无碳技术如核能、太阳能、风能、生物质能等技术，去碳技术主要是指碳封存技术。

  其中，以技术为代表的新能源技术在满足人类能源需求的同时，也通过资源回收满足了日渐增长的资源需求。

  同济大学环境科学与工程学院教授、非洲科学院院士李风亭在接受21世纪经济报道记者正常采访时表示，行业会产生大量含氟的废水，重点是产生的危废要处置得好，要资源化。“以前是贴钱处理废弃物，技术的进步正推动资源化。”

  以光伏电池为例，褚君浩介绍道，光电转换的过程涉及光生载流子（电子和空穴）的产生、分离、传输以及最终的电荷收集。但如果光伏材料的质量不佳，包含大量缺陷中心，会导致光生载流子在未被收集前就迅速复合消失，对性能产生严重负面影响。“既要把电池功率原理把握清楚，又要在工艺上做得很杰出，效率就可以提得很高。”

  围绕光电转化效率，目前光伏科学与技术正在攻坚三大方向：将目前产业化单结太阳电池24%的光电转换效率提升到25%—30%；将目前民用化钙钛矿及其叠层电池27%的光电转换效率提升到30%—35%；将目前超高效多结叠层太阳能电池34%的光电转换效率提升到35%—40%。

  对于电池发展，褚君浩认为有两个进展需要我们来关注：一是钙钛矿结构电池。硅基太阳能电池技术经过数十年的发展，转换效率已经突破了26%的大关。但钙钛矿太阳能电池通过短短几年的发展，实验室制备的钙钛矿太阳能电池的转换效率就已经逼近了26%。“当前仍存在稳定性问题，稳定性不好会衰减。”

  二是高效率多结太阳能电池。褚君浩指出，这种电池含有多个PN结，一些先进的多结太阳能电池已经实现了超过35%的转换效率。

  “能源互联网中也有很大的产业机会。”褚君浩还表示，智能化分布式能源系统的发展也有助于提高能源效率。如在《第三次工业革命》一书中，能源互联网和信息互联网被视为对等的两个基础设施，共同构成了支撑第三次工业革命的核心体系。

  2016年起，乘用车生产公司开始执行对电池、电机等核心部件提供8年或者12万公里质保。因此在2024年，我国迎来了首批动力电池“脱保”，也面临着慢慢的变大的电池回收需求。

  李风亭向记者表示，电池原料的生产和废弃电池回收利用中，最核心的就是分离技术：如果分离和提纯技术足够好，很多贵金属，例如锂、镍、钴等金属，可以接近实现100%循环利用。

  据统计，加强动力电池回收，每年可满足国内汽车20%的锂、25%的钴、11%的镍的资源需求，降低新能源关键原材料的对外依存度。

  另外在生产环节，电池原料生产的全部过程会产生大量氢氟酸和盐酸的混合物。原本这种含低于1%氢氟酸的30%盐酸是难以处理的废酸，但若把氢氟酸分离出来，把氢氟酸浓度降到相应标准，就可以提纯生产得到工业级盐酸同时获得氢氟酸（市面上售价达6000元/吨），实现两种酸的高价值利用。

  “前几年安徽省和江苏省都出台了文件控制污水处理厂的氟离子，是因为新能源产业遍地开花，氢氟酸的大量利用产生了大量的含氟废水。”李风亭指出，但氢氟酸可以和铝和钙离子反应形成氟化铝和氟化钙。目前几乎所有企业都是把这些固体作为固废填埋，实际上氟化铝和氟化钙都是宝贵的资源，氟化钙能循环利用，氟化钙还可以和硫酸反应，再次形成氢氟酸。

  在他看来，涉及电池材料、光伏加工和芯片清洗过程中的氟元素的产业链将来一定会建起来，否则新能源产业会形成大量固废。

  李风亭坦言，高新技术企业并不是没有污染，重点是产生的危废要处置得好，要资源化——分离出有效成分后再回到源头生产，或是生产别的产品创造更高价值。对公司而言，废弃物少了，也实现了清洁生产。“以前是贴钱处理废弃物，现在是推动资源化。”