以下為演講實錄：
上海伏達儲能數(shù)字化研究院 創(chuàng)始人、首席科學家 嚴曉 發(fā)表了《從第一性原理看光儲微電網(wǎng)數(shù)字化》的主題演講，他表示：
前面大家已經(jīng)看到很多很精彩的新技術(shù)在應用，我現(xiàn)在講一下跟換電相關(guān)的光儲、數(shù)字化背后的基本假設。
新能源、電力碳中和有幾個基本假設，一是新能源會越來越多；第二個假設是分布式能源，包括蔚來的換電站、采日的，很多都會分布式。現(xiàn)在我們熟悉的是集中式發(fā)電，將來是分布式能源，而分布式能源將來跟配電網(wǎng)該怎么互動，跟車該怎么互動，將會是一個非常重要的課題，也是新型電力系統(tǒng)里面的核心。
微電網(wǎng)解決零碳用電的問題，零碳用電現(xiàn)在已經(jīng)具有經(jīng)濟性了，因為在浙江一天可以兩充兩放，投了就可以有經(jīng)濟性，5年以內(nèi)都可以收回成本。它里面還有一個問題，它跟以前不一樣，現(xiàn)在你既是生產(chǎn)者又是消費者，叫“生產(chǎn)消費者”，這里面有一些還沒有充分被挖掘出來的就是所謂的“隔墻售電”，自己用剩下來出的電能不能給鄰居用，隔墻售電要是能落地的話，收益還會更多。
假如這些分布式能源聚合在一起，就能一起有效響應電網(wǎng)尖峰用電的需求，就是所謂的虛擬電廠，就能產(chǎn)生很多經(jīng)濟價值和社會價值，這個過程就需要數(shù)字化的技術(shù)，沒有數(shù)字化技術(shù)，這個事情是很難落地的。
再看一個產(chǎn)業(yè)的規(guī)律，生產(chǎn)制造符合所謂的“萊特定律”，一旦你的產(chǎn)量翻倍，成本就會下降15%。以前的能源比如石油、天然氣是“資源型”，光伏跟鋰電池是“生產(chǎn)型”的，意味著什么？我們看看十年前光伏的成本是現(xiàn)在的10倍，鋰電池也是現(xiàn)在的10倍，再看5年、10年以后成本會怎么樣？現(xiàn)在在用戶側(cè)已經(jīng)有經(jīng)濟性了，再過5年、10年，每個樓里面是否都有儲能了。所以光儲在一起，將來一定是最便宜的能源。
最近迪拜的氣候變化大會一開始就100多個國家達成了共識，從現(xiàn)在到2030年，新能源的應用要增加2倍，也就是現(xiàn)在的保有量將翻3倍，之所以有這樣的決心，就是因為光伏跟儲能價格還會下降。
這里面還有什么規(guī)律？我們認為能源數(shù)字化還有一些規(guī)律，我認為一是知識數(shù)字化，二是用數(shù)字化技術(shù)賦能新能源，我們看到了有GPU、ChatGPT，這些東西以后會不會用到新能源里面呢？我覺得是有可能的。
再看看產(chǎn)業(yè)鏈。我們現(xiàn)在碰到的鋰電池跟以前熟悉的鋰電池完全不一樣的概念，以前你只關(guān)心比如兩三年的壽命就可以了。在電力系統(tǒng)，我們要求的是20年（理想情況），光伏就是有20年的壽命，電力設備一般都是20年的。電動汽車也是一樣的，5-8年，儲能和電動汽車的售后應該怎么樣做？運維怎樣做？這些都是非常重要的問題。
現(xiàn)在中國的以鋰電池為代表的電化學儲能在全世界范圍內(nèi)處于領先狀態(tài)，怎么能繼續(xù)保持領先？這需要一個產(chǎn)業(yè)鏈的思維。再看看數(shù)字化儲能技術(shù)背景，我們是從BMS拿到數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析得出預診斷結(jié)論的。在電動汽車售后應用對第三方服務機構(gòu)就有難以獲取BMS通訊協(xié)議進而獲得電芯電壓數(shù)據(jù)進行有效分析的挑戰(zhàn)，電動汽車數(shù)據(jù)和其他運營數(shù)據(jù)如何相融為車主提供服務也是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的另一個瓶頸。
從物理的第一性原理新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展還有哪些挑戰(zhàn)？
第一，零碳園區(qū)到底有哪些基本要素和可復制的運營邏輯？
第二，新型電力系統(tǒng)中的儲能共享價值其運營邏輯是什么？
第三，新能源資產(chǎn)的安全可靠性怎么保障？比如現(xiàn)在建一個儲能電站，供應商說給你質(zhì)保多少年，5年、10年以后說不定容量衰減了一半，那你怎么辦？所以你如何保障你承諾的事情。
第四，是不是有可預測的模型，我們知道鋰電池安全性是一個挑戰(zhàn)，假如有一個可預測的模型，可以在它出問題之前提前發(fā)現(xiàn)并排除故障。
我介紹一下鋰電池熱失控響應時間，在這個過程當中，電動汽車的標準里有5分鐘逃生時間，5分鐘之內(nèi)一旦發(fā)現(xiàn)問題就逃掉，在儲能和換電站里面發(fā)現(xiàn)問題怎么處理？沒法逃，東西在那里，你只能看著它燒，所以需要有一種方法提前發(fā)展問題，需要在電芯層面，并通知運維人員把故障排除掉。
我們做了一些工作，比如舊的電池在出現(xiàn)微短路的時候，這時候它有一些特征，比如正常充電過程當中，電壓隨時間變化是單調(diào)上升的，假如它出現(xiàn)尖端放電就會出現(xiàn)電壓先上升又下來。這種情況可以用預診斷算法來診斷出來。
預診斷還需要能夠確定一些關(guān)鍵的電池參數(shù)，一邊充電一邊把內(nèi)阻容量等關(guān)鍵電池參數(shù)（KBP）算出來。（如圖）這個方法的特點是一個在電芯層面并是免拆解的，幾乎是零時間成本，你一邊用，一邊KBP就全算出來了，我們把這個方法提到了UL的1974，它是梯次利用的診斷方法，最近剛被采納，已經(jīng)通過了。
預診斷有四個要素，第一個是你有一個邊緣計算，把KBP獲得了，然后你通過這些對電池的理解（知識圖譜）做預診斷，從安全性、可靠性、經(jīng)濟性來做診斷，最后你有一個做數(shù)字化的決策。
左邊的圖是運維的預診斷，右邊是儲能運營，針對工商業(yè)業(yè)主的儲能起到更加安全、更加可靠、更加經(jīng)濟的效果。比如它有問題，我們可以提前兩周發(fā)現(xiàn)，在發(fā)現(xiàn)越來越不健康的情況下，我們能及時采取措施，既改善了容量又提高了壽命。預診斷的經(jīng)濟性估算是能提高儲能的IRR大概是2%-4%。
這是所謂的分布式綠色能源聚合增值服務，把不同的微網(wǎng)聚合在一起，可以提供分布式能源的聚合服務。
伏達研究院是非盈利性科研機構(gòu)，我們有一個Battery Design Automation （BDA）工具的方向，我認為中國儲能產(chǎn)業(yè)雖然是走在前面的，但要保持領先，需要有一個核心的可預測理論，我們希望能夠開發(fā)一套工具，像EDA在半導體生產(chǎn)工藝那樣的自動開發(fā)工具，引進陳冠華教授的BDA項目。BDA將從原來的“定性”上升到將來的“定量”，篩選正極材料可以在在0.15的精度，周期是從原來的年到月到天，打造材料跟電芯的協(xié)同設計。
我們希望能夠跟業(yè)界一塊共建電池數(shù)據(jù)超算平臺，一方面把BDA的方法給電池生產(chǎn)企業(yè)在材料篩選、電芯設計上面提供服務；另一方面，提供電池的預診斷服務。比如有企業(yè)想要算一下，只要按照格式把數(shù)據(jù)扔到我們超算平臺，我們就給一個標準的報告。如果有足夠的時間寬度，我們可以對你進行壽命預測；另外，我們希望通過這個能夠開發(fā)出電池金融服務，租賃二手車的電動評估服務、梯次利用評估服務等，這些都將基于國產(chǎn)的GPU計算集群來做這事情，比如我們希望跟EVDATA合作，給電動汽車做這樣的計算。
在源網(wǎng)荷儲或虛擬電廠方面我們在跟艾芊教授合作。
另外一個是金融，現(xiàn)在大家已經(jīng)在投資新能源跟光伏儲能或者微電網(wǎng)，我認為數(shù)字化技術(shù)的價值還沒充分發(fā)揮出來，我們希望在這方面做更進一步的創(chuàng)新。比如通過對整個儲能系統(tǒng)的健康狀況的評價形成一份商業(yè)銀行貸款需要花費信用評級報告，我們需要金融專家的協(xié)助來定義并形成可落地的解決方案。
伏達研究院希望跟業(yè)界企業(yè)一塊打造這個平臺，儲能是一個新物種，原來電發(fā)出來沒法存起來，現(xiàn)在鋰電池起來了，有足夠的經(jīng)濟性，發(fā)出來的電可以存起來再用，但是怎么用好，這需要業(yè)界的朋友一起來協(xié)同研發(fā)形成最佳實踐，進而形成標準化的評價體系和標準。
我今天在這里也學了很多，比如蔚來汽車換電占與車輛的能源互動、V2G，他們的換電將來有很多想象空間，我覺得采日也給我不少啟發(fā)，這里面有很多機會需要業(yè)界游商的互相碰撞，所以我非常感謝今天這個機會。
