赵志刚:攻关绿色低碳新型电器

李华清2022-12-23 20:14

经济观察报 记者 李华清 自2003年以应届毕业生的身份入职格力电器(000651.SZ)以来,赵志刚已在格力电器工作了近20年,成长为正高级工程师、空调装备及系统运行节能国家重点实验室副主任、新能源环境技术研究院院长和国创能源互联网创新中心(广东)有限公司总经理,带领近200人的团队研究光储空、光储直柔零碳技术,开发与新能源相关的环境友好电器装备和能源互联网系统。

回顾赵志刚的职业生涯,他做了很多跨界,一开始从事商业空调,逐步涉足多联机、离心机、光伏空调;现在主攻零碳直流方向,他也期盼带动产业伙伴们将格力电器在光储直流领域积累的技术赋能更多的产业。他说:“我现在在干的事,很有价值,传统产业+新能源,可以产生媲美传统产业+互联网的效果。我们团队已经赋能了空调,在赋能的过程中,遇到了很多科学问题、工程问题,但解决这些问题后得到的科学价值、社会价值是很有意义的。”

不断开拓的路上,赵志刚帮助格力电器斩获了不少荣誉:2013年,格力电器的“光伏直驱变频离心机系统”被鉴定为“国际首创”“国际领先”,开启传统功能电器向新能源直流电器迈进的序幕;2018年,格力电器的“空调光储直流化关键技术研究及应用”被鉴定为“国际领先”,同年12月,格力电器的“光伏直驱系统及其控制方法”荣获“中国专利金奖”;2021年,格力电器的“零碳源”空调技术获得全球制冷技术创新大奖赛金奖。以上四项技术的带头人都是赵志刚。

企业与企业员工之间互相成就,赵志刚带领团队屡克难关背后,离不开格力电器的支持。赵志刚说:“在格力电器,一直有一种氛围,就是信任,还给我们一种韧性,认准的事情不轻易放弃。”赵志刚的同事,格力电器洗涤研究院院长杨洪永告诉本报记者,在格力电器,研发产品成功或失败了,都是产品总监,不是只有成功的产品总监才是总监。

普通电器与新能源结合

从光伏直驱变频离心机系统,到空调光储直流化,再到“零碳源”,赵志刚认为光储空的研发过程,实则是一个普通传统电器,例如空调,与新能源技术结合,走向绿色低碳新型电器的过程。

赵志刚还记得,2012年,格力电器董事长兼总裁董明珠开完全国两会后回到公司,向技术人员提出一个研究方向:能不能让光伏发的电直接带动空调?毕竟太阳能是清洁能源,而空调设备相当耗能。

2012年,格力电器着手研究光伏空调,其中的技术难点是,要让不稳定的光伏能源给一个需要高效稳定的大型设备供能,而且是以直流电的方式直接供能。2013年,赵志刚团队在光伏空调领域取得核心突破,2014年,格力电器成立新能源环境技术研究院,任命赵志刚为院长,研究院的首要任务是将光伏离心机的技术复制到家用空调多联机等产品中。

从2013年开始,赵志刚团队开始着手研究光储空。光储空指的是光伏、空调和储能,前阶段,格力电器做到了让光伏发电带动空调工作,但光伏发电不稳定,提供的电能时多时少,是否可以让多余的电能储存起来以支援光伏供能少的时候?

光储空技术的研发,耗时比赵志刚预想的长,“我们当年以为花2-3年就可以完成,实际上全面攻克是到了2018年,花了五年的时间,储能是其中难度最大的。”赵志刚回忆。

在储能环节,赵志刚团队要解决不少难题:储能既涉及充电,也涉及放电,如何实现智能化调度,让多余的光伏发电储存起来?让人来理解多存少补,很简单,但让机器也理解且做到,并不容易;格力电器研发的储能,要接入家庭能源系统中,储能既充又放,会给家庭电网带来影响,这些影响是否可以在可控范围内?储能自带能量,且放在建筑上、家庭里,放在人流密集的地方,一定要做到足够安全。

“我们现在在光储空领域大概有1700个专利,很多核心专利技术是在2013年至2018年攻克的,每个专利背后,都是一个难点。”赵志刚介绍。

或许,在今天看来,储能的难度已经下降,但在2013年时,赵志刚记得,当时整个行业还没有专门为储能而研制的大电池,尽管已经出现了动力电池和给小功率消费电子使用的3C电池,例如充电宝。“储能是这些年整个行业伙伴联合不停攻关的一个重心。储能产业起来,咱们的整个新能源、新能源的新型电力系统、清洁能源系统,甚至未来零碳直流的生态才可以真正的构建。”赵志刚说。

完成光储空的研发后,赵志刚团队又在想,能不能在光储空的基础上,进一步研究空调怎么利用其他的自然能源?例如风能、空气能等。电力是高品位能源,自然能源是低品位能源,综合利用高低品位能源,清洁、低碳的理念可以得到拓展。

2021年,格力电器的“零碳源”空调技术获得全球制冷技术创新大奖赛金奖,这也是中国的家电企业在此比赛中获得的首个金奖。据了解,格力电器“零碳源”空调技术集成了先进蒸气压缩制冷、光伏直驱、蒸发冷却及通风等技术,可利用可再生能源和自然冷源(空气、水),采用该技术的气候自适应空调碳排放量低于当前传统空调的1/5。

技术创新带来的成就感

回顾在格力电器的工作历程,赵志刚告诉本报记者,最喜欢以及最有成就感的,还是当前的工作。

在光伏空调领域,格力电器已为全球30多个国家、近万个工程部署了光储空零碳源项目,进入规模化推广阶段,而光储空的能源互联网储能也从示范试点走向推广。

“储能的推广受成本和电价政策的影响,相对光伏空调难落地一点,毕竟储能不像光伏发电那样,产生新的效益。”赵志刚介绍。其同时透露,在深圳、杭州、苏州、大同、雄安、海南等地,在各个典型的气候区,格力电器都有部署光储空产品,落地场景囊括家庭、学校、社区、工厂、大楼、场站等,布局的场景已经积累到不少的数据,为以后更大规模的推广打基础。“创新技术需要一步一步来,科学有序地推进,”赵志刚分享其一位师兄的话,“慢慢来,反而比较快。”

对于光储空的前景,赵志刚很有信心。格力电器刚开始研究光储空时,国内对于这一领域关注度不算高,而随着双碳目标的出台,特别是2021年10月国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》中提出要“提高建筑终端电气化水平,建设集光伏发电、储能、直流配电、柔性用电于一体的‘光储直柔’建筑”,光储空、光储直柔在双碳实践中的重要性被凸显,让更多科研及产业伙伴下决心投资源去研发这一新兴技术和开拓该产业。

赵志刚观察到,有的大型场馆,虽然想践行低碳,但方式相当传统,把光伏发的电,逆变成交流电上电网,电网上的电又被空调设备从交流电逆变成直流电再使用,中间的直流电、交流电的转化,浪费不少能源,而格力电器的光储空技术,能把光伏发的直流电直接供给空调用。在接受本报记者采访时,赵志刚数次托请媒体宣传光储直柔,他说:“创新技术从来都是为更可靠、更实用地解决实际问题而生。用户尝新用新,科技人员就敢创新。让可靠、实用、有价值的真创新和社会的尝新用新一起营造真创新氛围而不是为求标新立异、追热点,市场就能真信创新,传播力也是创新竞争力。”

赵志刚指出,光储空给社会带来的好处是实实在在的。他举了个例子,采用格力电器的光储空技术,光伏的发电效率可以提高3至5个百分点,大的系统可以提高7个百分点。“当我们的光伏直流电不再经过转变成交流电,再上电网上转一圈,以直流电的方式供给电器,可以节约几个百分点的损失,这几个百分点,相当于以前一个行业做十年的节能增效。”赵志刚说。

从光伏空调开始,赵志刚就开始研究直流电技术。在日常生活中,消费者接触交流电较多,但赵志刚告诉本报记者,其实,日常生活中的很多电器,本体已用直流电,例如我们的手机接口就是接直流电,手机通过充电器,将电网上的交流电转变成低压直流电使用,变频空调等大多数智能类家电,本体用的也是直流电。“直流电技术,其实已经走入我们的家庭,很多电器都是泛直流的状态,而新能源光伏发的也是直流电,现还剩电网待改成直流。国家要推广的光储直柔,就是要联合发电、用电和电网打通最后一公里,在建筑领域先打个样,让光伏发的直流电不要再逆变成交流电,浪费一个光伏逆变器、浪费转换的电能损失,直接让直流电应用到咱们的建筑、家庭中。”赵志刚说。

助力直流电走进家庭,让赵志刚颇感自豪。“我的大学专业跟电相关,可以说从初中学习电知识以来,我们都是仰视着电,中国的电气化发展史起步较晚,我们在电领域的技术创新、标准贡献,都不算很多,但在零碳直流领域,中国团队可以贡献我们的力量。”赵志刚说。

看到自己的研究成果,能实际落地、能为双碳目标的实现添砖加瓦,赵志刚干劲很足,“各个行业都可以思考,自己的产品是否可以跟清洁电力、可再生能源相结合,是否可以用直流化技术来使能赋能,描出行业绿色转型后的画像。有的看似不相关,实则相关,跨界集成带来的价值值得关注,双碳驱动绿色转型大浪潮的趋势,也值得奔赴。”

公司层面的系统支持

在格力电器内部,有很多像赵志刚一样从应届毕业生成长起来的技术骨干,格力电器洗涤技术研究院的院长杨洪永也是以应届毕业生的身份入职格力电器,在格力电器历经多个岗位,从空调领域干到了洗衣机、干衣机领域。

董明珠曾公开发言称,格力电器的技术团队,都是自己培养的。企业自己培养技术人员,实则也要求企业能给技术人员提供多方位的支持。

赵志刚认为,格力电器的创新氛围浓郁,对于认准的研究方向,可以按需投入,不计上限。“格力电器会从自己的产品基础出发,不断地去策划项目,只要项目通过立项,哪怕是三年甚至更长时间,它都可以让一个团队稳定地去攻关它。研发真正好的技术,是需要研发人员的韧劲的。”赵志刚还记得,在做光伏空调之前,他也参与了永磁离心机的研发,当时,团队花了将近两年的时间都没法让机器转起来,整个团队非常沮丧,但是跟董明珠汇报时,董明珠说,你们再试一下。公司高管层“再试一下”的鼓励和支持,让格力电器不少的项目得以量变导致质变,柳暗花明又一村。“德国和日本的工程师,很多是一辈子就在一家企业工作,企业允许他们一辈子就干一个事。我很希望中国的企业也能有这样的氛围,允许技术人员长时间把一个技术点做深、做透,创新引领文化,发扬质量实文化和愿吃亏的工业精神。”赵志刚说。

技术方向的选择非常重要,在错误的道路上越努力,可能越浪费。为让技术研发贴近产业实际,格力电器鼓励研发人员到一线去,到客用户的身边去,到落地场景去。“比如我们做光储空,我们的技术人员要去爬楼,爬完了再跟客户交流。在产品策划前期,主设计师要带着他的骨干亲自到未来的落地场景,首台首套设备的调试安装,都是设计人员亲自完成的。”赵志刚举例。

格力电器也频繁地组织技术交流,开拓技术人员的眼界。对内,不同部门之间可以相互取经,对外,跟高校、行业伙伴可以互通有无。

眼下,赵志刚的工作重点可以总结为零碳直流的技术研究、设备开发和解决方案落地,格力电器已经可以完成零碳社区的咨询、设计、设备提供、工程承建和运维调试等一揽子闭环工作。在格力电器的支持下,赵志刚可能会做更多的跨界,在零碳直流的道路上创造更多的价值。

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