在科技革命和産業變革的浪潮中,科技創新與産業發展融合不斷加深,催生出信息技術、新材料、新能源、新科技、生物技術等新的産業方向。
作為我國重要的能源原材料基地,山西省近年來高度重視未來産業的發展,將之當作推動産業轉型升級、培育新的經濟增長點的重要舉措,並在新能源、新材料、新裝備等領域取得了一批有影響的創新成果。
新能源優中培精 加速直道衝刺
近日,在我國重要的煤焦基地山西省呂梁市孝義,3輛滿載“烏金”的第二代氫能重卡從這裡出發,順利抵達天津南疆中部貨場,卸貨後再從天津港裝載貨物返回山西,發運里程1500余公里,全程僅需三次補能。這是氫能重卡商業化運營的一次探索。
2020年以來,隨着國家“雙碳”戰略的實施,山西充分發揮自身資源優勢,大力發展清潔能源。山西以煤為基,依託汾河東西兩岸的晉中和呂梁兩市,延伸産業鏈條,從“灰醇”“灰氫”入手,開啟了“左手向醇,右手向氫”的能源變革之路。
呂梁市依託氫能産業鏈企業,持續深化布局“氣—站—運—車—用”氫能全産業鏈條,建立起氫能産業協同創新中心、氫能科技成果轉化示範基地等&&,帶動氫能重卡車輛性能不斷升級。“與第一代相比,第二代氫燃料電池電堆靜音、節能、功率增大。”氫能重卡司機郭超會説。
為了推動氫能産業鏈發展,呂梁市持續完善相關政策支持體系,建立産業基金。呂梁市市長張廣勇説,力爭到2025年全市的制氫能力達到20萬噸以上,建成加氫站50座,産業鏈總産值超過200億元。
新能源産業在山西不斷涌現並非憑空而來,而是不斷發掘能源稟賦,延伸産業鏈,向“綠色”要生産力的結果。
甲醇是一種化工原料,但在晉中市,發展甲醇能源已經有40多年探索,晉中市也是國內較早進行甲醇汽車探索的地區。在不斷突破甲醇能源汽車低溫啟動、腐蝕性等難題後,甲醇汽車被廣泛應用在貨物運輸以及乘用等領域。
“發展甲醇能源不是另起爐灶,而是延伸煤炭産業鏈,通過技術突破讓老産品煥發新動能。”晉中市委書記常書銘説。
在位於山西省晉中市的吉利遠程新能源商用車集團甲醇重卡總裝車間,工人李晉龍正在對車輛底盤進行校正。“現在甲醇汽車的接受度越來越高,我們的生産一直是滿負荷運行。”李晉龍説。
近年來,晉中市把發展甲醇經濟作為實現“雙碳”目標、促進産業轉型升級的重要載體。自2022年全國首條年産1萬台甲醇重卡生産線投産以來,晉中市已累計推廣甲醇重卡3000余輛,並銷往全國各地,晉中市生産的甲醇汽車成為行業引領者。
目前,晉中市正持續擴大甲醇汽車及相關領域發展場景,力爭到2025年實現年生産10萬輛甲醇乘用車、年製備100萬噸甲醇、建成100座以上甲醇加注站、年生産5萬輛甲醇重卡、建成5個甲醇經濟小鎮的目標,建設“車、醇、運、站、捕”全鏈條的經濟生態。
新材料有中育新 推進彎道超車
“折疊屏”手機之所以可以實現彎曲折疊,是因為一種特別的新材料——手撕鋼。這種新材料既扛得起不停折疊的磨損,又薄如蟬翼符合手機輕薄的需求。“手撕鋼”學名叫“不銹鋼精密箔材”,厚度僅有0.015毫米,也就是一張報紙的七分之一,廣泛應用在航空航天、精密儀器等高端設備製造行業。
過去,由於不掌握手撕鋼技術,國內相關材料需求常常陷入“無米下鍋”的境地。2016年,中國寶武太鋼不銹鋼精密帶鋼有限公司(以下簡稱太鋼精密帶鋼公司)“手撕鋼”研發團隊成立。
研發團隊在鋼鐵上下足了“繡花功”。“研發的一千多天裏,我們經歷了711次實驗失敗,攻克了452個工藝難題、175個技術難題。”太鋼精密帶鋼公司首席箔材工藝工程師廖席説。
2018年底,研發團隊成功研發出厚0.02毫米、寬600毫米的寬幅“手撕鋼”;2020年又成功研發出厚0.015毫米、寬600毫米的“手撕鋼”,打破了紀錄,突破了“鋼鐵極限”。近年來,太鋼精密帶鋼公司在“超平、超薄、超硬”領域持續深耕,在“手撕鋼”的基礎上不斷突破技術天花板。
在新材料方面,山西聚焦前沿材料的研發和産業化,通過加強産學研合作,培育了一批具有核心競爭力的新材料企業,推動了新材料産業的集群化發展。這些新材料的應用,不僅提升了山西省傳統産業的競爭力,也為新興産業的發展提供了有力支撐。
在位於山西省清徐縣的山西中科美錦碳材料有限公司,潔白的玉米澱粉經過攪拌、碳化、活化、純化等一系列工序後,變成了新材料——超級電容炭,這種材料主要被應用在超級電容器領域。
超級電容器是傳統電容器和充電電池之間的一種新型儲能裝置,它的儲能量是傳統電容器的數萬倍,具有功率大、循環壽命長等優點。“比如我們現在手機用的鋰電池,充滿電需要1個小時左右,但是超級電容器在1分鐘以內就可以充滿,而且不論嚴寒酷暑性能基本不打折扣。”中科美錦總經理朱慶華説。
2015年起,中國科學院山西煤炭化學研究所投身於電容炭國産化技術的攻關。他們嘗試過上百種原材料,最終找到了最理想的原材料——玉米澱粉。
目前,電容炭生産已成功將産品從實驗室搬進了量産工廠。超級電容器在各領域應用前景充滿無限可能,已經應用於軌道交通、城市公交、智能電網、消費電子等重要領域和環節,電容炭也將迎來廣闊的市場。
新裝備新中求變 助力換道領跑
走進山西潞安化工機械集團的生産車間,可以看到一個身高約30米、體重500多噸、腰圍5米左右、名叫“晉華爐3.0”的大氣化爐。它能將煤炭“變成”氣體,從而讓黑色的煤炭變成清澈的汽油、甲醇、氫等清潔能源産物,實現煤炭的清潔化利用。
潞安化工機械集團晉華爐設計負責人賈雷説,這個大傢伙不挑食,高灰分、高灰熔點、高硫的煤它都能消化,解決了煤氣化産業一直以來的痛難點,並且能將燃燒反應産生的蒸汽進行回收再利用,十分高效而節能。
中國煤化工市場曾長期被國外煤氣化技術和裝置佔據。2001年起,潞安化工機械集團與清華大學合作,並於2006年研發了第一代晉華爐。2011年“晉華爐2.0”投産使用,相比第一代,檢修成本大幅降低,裝置運行更加穩定,煤種適應性也更廣泛。後來又將氣化反應後的餘熱利用起來,於是“晉華爐3.0”應運而生。
在高端裝備製造領域,山西省近些年重點發展智能製造裝備、軌道交通裝備、新能源汽車等,形成了從原材料、研發設計、零部件製造、車輛及工程車製造到檢修以及運營維保完整體系,佔領了高端裝備研發製造高地,推動裝備製造業向高端化、智能化、綠色化方向發展。
在位於內蒙古霍林郭勒的南露天煤礦,乾淨明亮的遠程駕駛室內,6塊高清屏幕上實時顯示着煤礦開採場景,採掘司機王永勝緩緩推動手柄,數公里外的一台大型挖掘機挖煤、裝車,半分鐘就能完成一次採掘循環。
這&挖掘機一鏟鬥的容量相當於一節多火車車廂的容量,高度相當於8層樓高,體量比一個籃球場還要大,總重量近2000噸。這&“巨無霸”是由太重集團研製。
“我們研發的5G遠程操作大型礦用挖掘機,實現完全的無人操作,製造出擁有‘智慧大腦’和‘強健體魄’的電鏟機器人,推動我國‘智慧礦山’的建設。”太重集團智能採礦裝備技術全國重點實驗室智能化所所長岳海峰説。
通過科技創新引領産業創新,智能化還促進了重型設備之間的互聯互通,使其能夠更好地協同工作,優化生産流程和資源配置。在山西,這種智能化變革正在焦化、鋼鐵、鑄造等傳統行業上演。(記者 張磊)