通過一個軟件，就能將一棟建築或一個園區的能源使用費用減少大約10%，同時還能降低碳排放量。這聽起來有些「夢幻」，但卻是中國科學院深圳先進技術研究院（以下簡稱「深圳先進院」） 碳中和技術研究所（以下簡稱「碳中和所」）科研團隊已經掌握的技術。

    6月29日至7月2日，2023國際數字能源展（IDEE·SZ）在深圳會展中心進行，來自深圳先進院碳中和所、合成所、集成所、材料所等研究所的近40個項目在其中的新能源展區亮相，分為能源材料、數字能源、協同創新、產業生態4個主題進行展示。

    科技創新 助力節能降碳

    開頭所說的這項「夢幻照進現實」的技術，是深圳先進院碳中和所低維能源材料研究中心研究員馮威團隊研發的「微電網分布式能源優化軟件」。

    當前，在「碳中和」大背景下，微電網系統正加速可再生能源發電和需求靈活資源的併網，但在微電網系統大量建設的同時，又缺乏系統規劃和調度優化模型的支撐。因此，可再生能源的「野蠻使用」成為普遍存在的現狀。

    為此，馮威團隊經過多年研究，從分布式可再生能源、儲能等能源技術的效率和投資運行成本等因素入手，開發了這款軟件系統，優化了設備投入和設備最優運行策略，可實現系統投資運行成本最低，並減少二氧化碳排放。

    「簡單來說，一個園區的所有用能需求，不管是用電、用熱、用冷，還是裝光伏、買電，也不管是什麼時間用、空間分布如何，我們的系統都可以對整個能源系統和碳排放作全尺度的優化和評估，幫助其找到一個最經濟也最簡單的解決方案。」馮威解釋道，這個系統不僅可以幫助用戶降低能耗，減少在能源方面的支出，同時還可以使其減少大約4.7%的碳排放，助力實現「雙碳」目標。

    應用落地 支撐低碳出行

    在「協同創新」主題版塊，幾輛愛瑪電動車同樣引人關注，它們都使用了深圳先進院碳中和所先進儲能技術團隊的新型鋰離子電池技術。

    當前，鋰離子電池由於其材料限制，低溫下容量衰減嚴重。為此，先進儲能技術團隊經過不懈的技術攻堅，另闢蹊徑地通過電池負極材料創新和電解液體系創新，直接拓寬了電池的工作溫度範圍，其中最低工作溫度達到-70℃、最高工作溫度高達80℃，實現了兼顧低溫與高溫的寬溫性能。

    據團隊核心成員、深圳先進院碳中和所蔣春磊博士介紹，基於該技術，研發團隊孵化了深圳中科瑞能實業有限公司，並開發出針對低速電動車設計的48V24Ah鋁基||錳酸鋰電池模組，該電池在零下20℃環境下也能保有優異的放電性能，放電容量保持率超過初始容量的87%。

    「使用該技術的產品已進入原型樣機階段，雙方正在努力推進該產品的工程化設計和應用。」愛瑪電池模塊負責人佘沛亮博士表示，愛瑪已和深圳先進院團隊就雙離子電池、低溫錳酸鋰電池等產品和技術進行了深度合作與交流，藉助深圳先進院獨創的研發思路和領先的設計理念以及愛瑪豐富的產品平台，目前雙方就低溫錳酸鋰電池樣品進行了測試，雙離子電池產品已進入詳細設計階段。

    目前，深圳先進院與愛瑪科技集團股份有限公司已成立「新型小動力電池聯合實驗室」，圍繞電動自行車和電動摩托車領域使用的低成本、低溫小型動力電池等，在前沿技術研究、新產品開發、技術平台建立等多層面展開廣泛合作。

    率先布局 推動產業發展

    近年來，我國憑藉低成本和規模化創新優勢，建立起具有較強競爭力的風電、光伏等新興產業鏈，已發展成為全球可再生能源領域最大投資國和生產國。據國際能源署推算，全球清潔能源年投資額有望在2030年超過2萬億美元。

    在此背景下，深圳先進院2021年6月就開始布局碳中和賽道，籌建碳中和技術研究所，匯聚和建設碳中和領域優勢科研力量。 

    值得一提的是，深圳先進院此次參展的近40個項目絕大多數來自碳中和所，而本屆展會也是碳中和所自去年11月15日正式成立以來的首次集體亮相。

    「半年多來，我們緊緊圍繞『雙碳』目標，不僅在科研方面攻關，也在產業方面發力，取得了卓有成效的成果。」中國科學院院士、碳中和所所長成會明介紹道。

    據統計，碳中和所至今共發表SCI論文157篇，其中Nature子刊9篇，影響因子大於20的文章48篇；申請專利27項，發明專利19項，PCT專利7項，新型專利1項，授權專利41項，海外授權專利2項；累計獲批國家、科技部、廣東省、深圳市及企業橫向等各層級科研項目66項，總獲批經費21378.6萬元；而碳中和所的各類人員也從成立時的60餘人增長到如今的100餘人。

    「未來3至5年，我們還將成立若干個研究中心，各類人員總規模達到500至800人，基本涵蓋碳中和相關技術領域。」成會明說，碳中和所接下來將採用深圳先進院提出的科學與產業一體設計、一體推進的「蝴蝶模式」，建立碳中和技術創新全鏈條，培育和帶動與碳中和相關的戰略新興產業發展，形成未來可持續發展產業鏈，並助力深圳市優勢產業鏈的高質量和可持續發展；為政府和企業在零碳低碳能源供給、低碳與零碳產業鏈、碳吸收與生態再生等方面提供發展戰略與政策諮詢。

    如今，由深圳市發改委和深圳市科學技術協會指導和支持、深圳先進院聯合多方資源共同發起組建的深圳市碳中和先進技術協會也在有序的籌建中，相信正式成立後，它將進一步匯聚各界力量，打破信息壁壘，促進碳中和相關技術的研發與落地，為政府、企業提供專業的指導與建議，進一步助力深圳市碳中和相關產業的發展。

    展會首日，深圳市電化學儲能產業聯盟正式成立，深圳先進院擔任副理事長單位，成會明院士受聘為深圳市電化學儲能產業發展戰略諮詢專家委員會（深圳市新型儲能「超級智囊團」）成員。（記者 林麗青 通訊員 王之康）