6月12日，由上海报业集团丨界面新闻主办的2023【界面双碳峰会】在国家会展中心上海洲际酒店圆满落幕。美克生能源创始人兼首席科学家严晓出席本次论坛，并发表题为《储能数字化赋能未来能源体系》的主旨演讲。
谢谢界面新闻，今天很高兴跟大家一起来交流。我分享的题目是《储能数字化赋能未来能源体系》，主要分三块内容：
第一，我想谈谈锂电池储能所面临的机会和挑战。大约十年前，我读了一本书，书中由Rifkin教授提出了未来世界新能源将会跟互联网结合在一起，会有五个要素，其中，第一个要素是价格越来越便宜的新能源，例如太阳能和风能；第二个要素是微型电网，每栋楼宇都可能拥有光伏屋顶，这种分布式能源不仅与用电需求结合，可能还包括充电和储能功能，形成了微型电网。将这些微型电网连接在一起，就构成了一个能源互联网或智能电网。然后再加电动汽车，加储能等其他要素构成五大要素，在这个体系中，储能扮演着核心枢纽的角色。下面我们一起看看具体有哪些新的机会。
首先是零碳的机会。现在马上可以投资的两个领域，一个是零碳物流，集中在换电重卡领域，另一个是零碳用电，通过光储微网实现。具体而言，在工厂安装光伏和储能设备，光伏发电，自发自用，储能设备，削峰填谷，两者配合起来，可以最大化节约用电成本，同时降低碳排放。目前，尤其是在浙江地区，光储项目投资已经大量展开，在碳博会上也有所介绍，这个方式有一个特点，即它不单单是消耗电力者，还能够自主生产电力，因此被称为“Prosumer”。总之，从用能方式来看，最便宜的能源就是光伏发电，即发即用。第二便宜的方式不是余电上网，而是隔墙售电，目前有关政策还不太清晰，但将来光伏和储能加在一起是最便宜的能源，五到十年后一定会实现。
在建立了微型电网之后，单个或少数的微型电网难以发挥出很大的作用，但通过聚合服务商将许多微型电网聚合起来形成规模，就能展现出低碳效应，实现绿电交易、辅助服务等功能。我们的角度来看整个产业链，上游主要是原材料，中间包括电芯、锂电池和电池组（PACK），下游则涵盖电动汽车、储能和充电站等。在下游领域，我们还没有充分关注到运维层面、电动汽车的售后层面，这将来会有一个巨大的机会，整个产业链都需要数字化升级，电动汽车在近些年发展迅速，常规的电力系统要求20年寿命，怎么来保障有这么长时间的寿命？这都需要用数字化技术的加持。
第二，我们的角度来看一下锂电池的背景。在锂电池的使用的过程中，有一个称为BMS的系统，它负责采集电池运作时的状态数据，这一些数据再通过数据传输、云计算、大数据和人工智能等数字化手段做处理，最终得到完整的数据分析报告，然而，当前存在一个挑战，即很多数据分割，数据孤岛怎么突破？
首先，让我们回顾一下之前提到的零碳园区。这些零碳园区是不是能够复制？只有能够复制才能碳中和，每一个块能复制，碳中和就能落地，因此我们应该建立一个生态圈。
第二个挑战，储能是一个新物种，过去，电力一旦发出就不能储存，必须立即使用。然而，随着锂电池的出现，现在我们可以储存电力以备将来使用，在浙江地区，储能发展很快。但随之而来的是，电网、发电和用户之间如何相互作用的问题。这涉及了未来一个非常重要的概念——虚拟电厂，它需要边缘计算技术的支持。
第三个挑战是新能源资产的安全。新能源资产价值该用怎样的方式得到有效保障？如果发生失火、爆炸等事故，资产的保障就无法实现。为了解决这个问题，我们需要借助电化学储能的数字孪生技术，也就是将数字化技术应用到更高层面上。
最后是电化学模型的挑战。目前，学术界和产业界对于锂电池内部锂离子的导电机理和失效模式还处于定性的理解阶段。然而，可持续发展需要一个可预测的模型，我们结合第一性原理和AI技术，从微观到介观再到宏观层面，以建立一个全面的模型。
接下来，我将介绍一下美克生能源在数字化检测诊断方面的探索。在锂电池的整个生命周期中，从安全角度考虑，假设发生自燃等事故，存在一个关键的黄金逃生时段。对于电动汽车而言，要求在5分钟内发现问题并采取应对措施，以确保乘客的安全性。然而，对于储能系统而言，几十个集装箱并列在一起，当发现安全隐患时，仅有5分钟的应对时间是不够的。因此，我们需要提前数周在电芯层面进行判断和预测，而且，这种判断和预测要基于实际应用场景，而不是在实验室里逐个进行测试，因为实验室测试无法真正反映实际情况。因此，我们开发了一种名为“电芯层面免拆解和零时间成本”的方法。在电池使用过程中，对电池电压时间序列数据进行实时计算分析，可以得到电芯的内阻和容量等反映电池性能的参数，达到实时监测的效果并预测电芯的变化趋势。这项技术已获得专利。三年多前，我们向UL1974提出了增加在用梯次锂电池系统进行运行监测的修改建议。半年前，UL的负责人告诉我要尽快行动，他们将全力支持，这一结果非常有意义，以往很多标准都是从国外引进的，但是在锂电池领域，我国目前处于行业领先地位，因此我们有责任为全球锂电池行业做出贡献，我很高兴我们的提议得到了接受。
我们将这种方法应用到美克生能源自主研发的绿电来操作系统，覆盖从运行到退役的整个过程。在这个系统中，我们通过智能硬件将BMS获取的数据传输到智能EMS，同时获取关键电芯参数（KBP）。基于我们对电池老化规律的理解，像中医把脉一样进行安全性、可靠性、经济性的评估，最后形成数字化决策。目前，现在我们在用电化学模型做“血液级”诊断，并形成一个标准的报告，让金融机构可以去用，去形成金融的评价。我们从电池数据、算法训练、诊断输出做性能评价、指导运维，但运维还需要进一步改善，尤其是电动汽车检测这块，我们正在积极推进这个领域，并希望能够与其他伙伴共同合作。
这是我们的案例，英国门迪电站，中国最大的储能电站出海项目，这个项目应用了我们的PSS系统。具体就是部署私有云，给他们带来价值，我们一方面在SOC误差上改善，另一方面可以提前预警。
美克生能源在两年前开始融资，并得到了许多资本方的认可。2021年，我们独立研发的PSS系统获得了国家电网的科技进步一等奖。2022年，我们还荣获了联合国工业发展组织UNIDO GLOBAL CALL的“绿色增长”领域全球冠军奖项。
下面讲讲数字化检测诊断的商业价值，特别是全生命周期内如何最大化储能电站和电动汽车的经济价值。我们可以在充电过程中对整个电池组进行信息分析，从电芯层面捕捉问题，避免充电和充电后可能带来的安全风险。然而，实施起来存在一定的难度，因为国标没有要求把电芯的数据传到充电站，所以我们要产业化还是有很多事情要做。
第三，美克生初期推市场的时候，我们发现自身的资源很局限，因此我们要建立一个平台，将大家的智慧聚集起来，共同为低碳数字化转型提供支持。为此，我与广联达、联联充电以及陈冠龙博士合作成立了伏达储能数字化电化学研究院。如今的新能源与过去不同，以前能源是资源驱动型的，资源拥有者具有话语权，地缘政治会左右能源格局。而现在的光伏和锂电池属于生产型能源，符合莱特定律。根据这一定律，当需求量增加一倍时，成本将下降15%。规模越大，成本越低。中国拥有庞大的市场规模，因此在光伏和锂电池领域，我们国家走在了产业化的前沿。此外，只要电化学资源不受限制，我相信未来十年成本将继续沿着同样的曲线下降，这意味着在五年之后，光储可能成为最廉价的能源形式。伏达研究院的名称正是基于电池的发明人伏特的名字而取。我们的使命就是电化学储能数字化赋能碳中和，为了电力、交通、楼宇的能源提供可落地、可复制的数字化技术。
另外，让我再详细介绍一下研究院的定位。首先是电池数字技术。这里面分两个层面，一个是把电池资产数字化，还有一个是用数字化的技术赋能整个储能系统的运营和运维，我们的目标是为储能产业应用提供更安全、更持久、更经济的储能解决方案以及光储微电网系统。我们的方法主要是基于数字化检测诊断，为整个产业链和价值链赋能。我们还希望形成一个标准化的电池诊断报告，以此为基础形成新的金融产品，进而推动碳中和的进程。在这个过程中，我们涉及知识工程和软件工程，以及感知、建模和数字化推理等关键技术。
伏达采用工作室的方式进行运作，主要分为四个工作室，从产业链最上面的BDA工作室开始，BDA是电池设计自动化（Battery Design Automation），在半导体领域，其他国家可能会成为你的竞争对手，限制你发展，但在电池领域，我们暂时处于产业的前沿。如果我们能够开发出一种电池的正向开发工具，就能在产业的发展中占据非常有利的位置。正向开发工具主要涉及两个方面，一个是人工智能（AI），一个是量子力学的模块，量子力学可以对单个粒子进行方程求解，但对于一堆粒子来说就比较困难，解不出来，很难落地。然而，通过引入人工智能进行并行计算，现在就有可能落地，我们希望将这个量子人工智能实验室（QAI Lab）团队引进上海，打造成世界领先的BDA。其中的关键点是从定性到定量，可以到0.1V的精度。目前，开发周期也从几年到几个月，已经为生产制造企业提供有价值的服务迈出了重要一步，此外，我们还可以将材料筛选和电化学相结合，进一步推动发展。
另外，我们还有一个数字孪生工作室，这是伏达研究院与美克生共同合作的，主要做电化学领域的“血液级”诊断，在市场上取得了不错的成果，我们希望能够共同构建一个电池数据的超级计算平台，为未来的数字化金融解决方案赋能。初步估算表明，通过一个合理的超级计算平台，我们大家可以对100个GWh的储能电站进行每月一次的“血液级”诊断。一旦这个平台落地，我们就可以提供电池金融服务，例如电池租赁、二手车评估以及梯次利用的评估等。
电池数字化保险，就是控制风险，例如，当我们发现某个模块需要进行维护保养时，我们会提供一套线下闭环方案，指导运维人员替换或修复有问题的模块，以降低风险并将其控制在可接受的范围内，这就是风险减量管理的原理。另外就是温度评分，我们开发了ESG的E的温度评估方法，从企业公开披露的范围1、范围2和范围3，我们就可以用温度模型直接算出该企业的经营对温室气体排放的影响，不需要专家人为评估就直接可以把温度算出来，目前，该方法正在落地过程中。
我们还在推动伏达人才计划，伏达的两位发起人都受惠于李政道的CUSPEA项目，我们大家都希望做一个“科产融合 薪火相传”的伏达人才计划，让人才参与到我们的产业化对接中，并培养他们在科学和商务领域提出问题的能力，以及在工程实践中的具体操作能力。通过沉浸式的方式，让人才直接面对产业的挑战。
这里是我们人才教育培训课题的案例，是针对运行过程中监测到的动力电池充放电数据，通过数据分析得出了预测电池剩余常规使用的寿命的方法和量化风险概率的方法。同时，我们还进行了一些商业模式的探索，包括汽车年检和售后方案等。
