化工新材料助力能源产业创新发展
我国“双碳”战略下,新能源产业快速发展,对相关材料的性能提出了更高要求。近年来,我国化工新材料产业不断创新升级,助力新能源产业实现跨越式发展。在近日于四川德阳举行的2022世界清洁能源装备大会上,与会专家达成了上述共识。
国家制造强国建设战略咨询委员会委员,中国工程战略咨询中心、制造业研究室主任屈贤明表示,硅片技术的换道超车为我国光伏产业成为全球规模最大、产业体系最完整,具有全产业链竞争优势的战略性新型产业贡献了力量。
“全球来看,我国光伏发电装备已经处于主导地位。”屈贤明表示。2021年,我国多晶硅产量约占全球产量70%以上,硅片产量占全球96%,电池片产量占全球93%,电池组件产量占全球91%。不仅如此,我国在光伏领域的专利申请数量居全球首位,商业化的光电转化效率以及实验室的转化效益也均处于较高水平。
屈贤明认为,技术工艺与制造设备的创新是取得上述成绩的关键。以隆基绿能为例,作为我国光伏发电设备的领军企业,该公司摒弃了国内外普遍采用的多晶硅技术路线,另辟新路选择了光电转换效率高的单晶硅片技术新路线多年的单晶硅片生产方法研究和攻关,于2020年将硅片价格从2006年的每片200元降到每片3元化工材料,光伏发电成本也降至每千瓦时0.1元,低于煤电成本。
“氢能储运装备的可靠性制造技术是产业发展急需破解的难题。”中国工程院院士、中国机械工业集团有限公司总工程师陈学东表示,突破氢能储运装备关键核心技术,确保装备安全与经济性运行是夯实氢能产业发展技术的迫切需求。
据了解,目前储氢方式分为气态储氢、液态储氢、固态储氢。储氢场景则包括加氢站、运输车和燃料电池车等储存场景。陈学东提到,在气态储氢领域,储氢瓶作为承载氢气的容器,其构造、材料等都要保证氢能储运装备的安全性。
陈学东表示,具体来说,在车载高压用氢领域,储氢瓶、瓶口组合阀是关键难题。“我国正在研制Ⅳ型塑料内胆纤维缠绕瓶和瓶口组合阀,目前已经开发出样机,正在进行各项性能测试试验。然而,储氢瓶仍存内胆中复合材料树脂基体和碳纤维结合不牢、纤维发生断裂,瓶口密封泄漏等问题。攻关储氢瓶塑料内胆的关键在于材料,目前我国所用材料是尼龙66或者超高密度聚乙烯。这两种材料各有优缺点,需要对其进行改性,目前北京化工大学正在对该问题进行研究。”陈学东表示。
中国机械科学研究总院集团有限公司科技发展部部长吴进军表示,清洁能源装备是典型的重大技术装备,多存在超高或超低温等情况,对零部件的极限性能及装备可靠性要求日益提升。
吴进军举例说,在风电方面,叶片作为风电最主要的核心部件,是风力发电机组的输入端,也是能量的来源。能否制造更大容量、更高效率的机组,取决于制造叶片的材料性能,碳纤维材料是解决该问题的关键。
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