本报记者 叶云彤
在“双碳”浪潮下，绿色能源成为推动我国能源结构转型的核心引擎，技术创新更是持续为产业发展注入动能。近日，北京未来科学城绿色能源大会在京举行，一批拥有自主知识产权的绿色“硬核技术”亮相未来科学城能源谷全球绿色能源创新中心，以本土需求为导向、以破解行业痛点为目标、以自主知识产权为保障，让绿色能源技术真正落地生根、惠及产业。
工业屋顶变身“绿色发电站”
分布式光伏组件是盘活工商业屋顶资源、实现绿电就地消纳的重要路径，而火电厂、工业园区的彩钢瓦屋顶却因承重力不足、耐腐蚀差、曲面难适配，成为分布式光伏开发的“硬骨头”。中国华能集团清洁能源技术研究院（下称清能院）此次发布的高性能轻质光伏组件，以5.6千克/片的“小身材”实现大能量，多件专利加持的设计，为工业场景分布式光伏开发找到新解法。
我国分布式光伏发展势头强劲，2024年新增装机112.08吉瓦，同比增长22.7%，2025年存量建筑可改造光伏屋顶面积达7.5亿平方米。
“工商业屋顶的光伏潜力亟待挖掘。”清能院李晓磊博士表示，但火电厂煤棚、厂房的彩钢瓦屋顶承重力有限、耐腐蚀年限仅5年至10年，部分还是大跨度弧形结构，常规组件要么需加固屋顶增加成本，要么板型不适配难以安装。清能院依托自身技术积累，在山东淄博先进光伏产业园区开展新型光伏组件产品研发。
这款组件专为工业屋顶“量身定制”，其轻量化防爆封装结构获得专利保护，通过1.6毫米超薄钢化玻璃+一次冲压四层结构，将重量降至5.6千克/片、厚度仅4毫米，较传统组件减重超60%，兼具轻量化与安全性。
为提高产品的适配性，团队设计了机械夹具、结构胶粘贴、一体化金属屋面三种安装模式，覆盖各类彩钢瓦屋顶，让组件尺寸以彩钢瓦间距为基准、瓦楞间距为整数倍，实现“无缝贴合”。
目前，该组件获评中国华能集团首台（套）重大技术装备，与巢湖电厂等达成合作意向。李晓磊表示，下一步，依托中国华能集团全套装备政策，清能院将稳步推进其在热电、余热电厂的示范应用，让这款光伏“轻骑兵”走进更多工业场景，让工业屋顶变身“绿色发电站”。
老旧楼宇绿色改造焕新颜
建筑能耗是社会总能耗的重要组成部分，我国大量商业楼宇、工业机房因设备老化、管理低效成为能源浪费“重灾区”。
“推进绿色楼宇建设，是破解能耗痛点、落实双碳责任的必然选择。”中移园区建设发展有限公司（下称中移园区建设公司）市场部产品经理柴垒表示。据统计，中国移动通信集团有限公司各级机房总面积近800万平方米，80%楼龄超10年，20%老旧机房进入强制更新期，设备老化带来的安全隐患与能耗浪费问题亟待解决。此次，中移园区建设公司带来的“5+5+1”绿色楼宇建设模式，以中国移动国际信息港 G61楼宇为标杆，让老旧楼宇变身“节能智慧体”，楼宇绿色改造落地见成效。
传统楼宇能源管理深陷多重困境：各系统独立运行形成“数据孤岛”，无统一管理平台导致跨系统协同难，能耗分析缺乏标准让改造效果无据可依，诸多问题让企业对节能改造望而却步，而中移园区建设公司研发的“5+5+1”模式正在破解痛点。
柴垒介绍，这套模式由五大智能系统、五大节能场景和一大智能管理平台构成，核心是实现楼宇能源管理的精细化、智能化、联动化。五大智能系统作为楼宇的“神经网络”，涵盖智能照明、空调、电梯群控等，实现能源全方位监控调控；五大节能场景覆盖会议室、办公区等核心区域，通过智能联动、AI优化让每一度电用在“刀刃上”；智能管理平台作为“智慧大脑”，实现系统联动、数据可视、能源闭环优化，让节能调控精准高效。
G61楼宇的改造是最佳实践，这座5万平方米的楼宇的改造仅投入178万元，重点改造动力照明和空调调控，改造后能耗强度从76千瓦时/平方米降至53.49千瓦时/平方米，优于国家标准，年节电量35万千瓦时、节约电费30.8万元，这一案例也获评中国移动2024年碳平方米标杆案例。
值得一提的是，这套方案适配性极强，在宁波分公司院士路枢纽楼应用时，低、中、高三档改造方案分别实现20.3%、33.6%、35.7%的能耗降幅，目前已应用于中国移动总部等多个重点项目。柴垒表示，中移园区建设公司与中建八局等头部企业战略合作，提供多元商务模式，未来将持续优化技术、完善标准，让这套可复制的方案走进更多楼宇，让老旧建筑焕发绿色新生。
氢储能迎来效率突破
新能源发电高歌猛进的背后，绿电的储存与消纳始终是行业绕不开的“痛点”。锂电储能虽已普及，却难以满足长周期、大规模的储能需求，而氢储能凭借独特的技术优势，成为破解这一难题的“潜力股”。但此前行业普遍面临的“电-氢-电”转换效率仅30%的瓶颈，让氢储能的产业化应用放缓了脚步。
“之所以深耕氢储能研究，核心就是看中它在长周期大规模储能上的不可替代性。”华北电力大学能源电力创新研究院特聘副教授张梦霏介绍，新能源发电存在天生的波动性，弃风、弃光现象屡见不鲜，而氢储能就像一个“超大号绿电充电宝”，能把发电低谷的绿电转化为绿氢储存起来，在用电高峰再将绿氢变回绿电输出，串联起发电侧、用电侧和电网侧的能源链路。
研究之初，张梦霏团队面临两大核心难题：一是电解水制氢和燃料电池发电的双环节效率偏低，导致终端输出的绿电大打折扣；二是电解槽扛不住绿电的频繁波动，启停之间极易出现温度、电压失衡，甚至引发安全问题，严重影响设备的寿命。
为了啃下这些“硬骨头”，张梦霏团队从基础材料到核心器件，展开了全链条的技术攻关，一系列成果接连出炉。在电解水制氢环节，团队通过机器学习筛选高活性晶面，采用氨诱导法研发出单层二维氧化铟纳米片催化剂，大幅提升了电解水的反应活性；针对碱性电解槽适配性差的问题，研发的油盐成型技术造出了多孔道电极结构，降低了设备电阻。
“提高后端的电转化效率，是氢储能技术的核心关键。”张梦霏强调，团队创新性提出的富氧燃料电池概念——将电解水制氢时产生的副产氧气通入燃料电池阴极，既提升了反应的极限电流密度，又省去了空压机的大量能耗，让燃料电池系统效率实现了质的飞跃。实验室数据显示，富氧条件下可将电池效率从40%提升至57%，这一核心技术已获得专利保护。
“结合波动性制氢系统和富氧燃料电池，我们实现了效率的跨越式提升，这为氢储能走进更多应用场景打下了基础。”张梦霏表示，华北电力大学重视知识产权工作，目前拥有专利8000余件，完善的专利布局一路为技术的市场化推广保驾护航。
一系列创新成果涌现的背后，是我国绿色能源产业从跟跑、并跑到领跑的生动缩影。在“双碳”目标的指引下，更多本土创新成果将持续涌现，让绿色能源的应用场景变得触手可及，也为行业高质量发展勾勒出美好蓝图。
（编辑：刘珊 ）
