搶占低溫技術(shù)領(lǐng)域制高點,中山發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力再上新臺階——
不久前,中山先進低溫技術(shù)研究院(以下簡稱“中山低溫研究院”)基建項目順利通過竣工驗收,這里將建成國際領(lǐng)先的大型低溫制冷技術(shù)創(chuàng)新基地以及液氫、液氦產(chǎn)業(yè)運營示范中心。此外,中山低溫研究院還獲得2025年全國低溫工程大會主辦權(quán),屆時全國低溫專家將齊聚中山,共同探討低溫科技發(fā)展。
隨著大型低溫制冷機和氫氦液化、儲運、技術(shù)方案的相繼落地,中山氫能產(chǎn)業(yè)也在加速“串珠成鏈”。借力新能源產(chǎn)業(yè)的“東風(fēng)”,中山低溫技術(shù)能否“熱起來”,能否成為中山制造新的增長點?
突破技術(shù)難題
打造萬瓦級超大型低溫制冷裝備
走進中山低溫研究院生產(chǎn)車間,工人正在緊鑼密鼓地調(diào)試新設(shè)備,國產(chǎn)首臺萬瓦級超大型低溫制冷裝備誕生于此,標志著我國大型低溫制冷設(shè)備已具備與國際大牌同臺競爭的能力。以此為契機,中山將加快打造國際領(lǐng)先的大型低溫制冷技術(shù)創(chuàng)新基地和液氫、液氦產(chǎn)業(yè)運營示范中心。
中山低溫研究院是2020年在中山市政府和中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所共同支持下成立的廣東省新型研發(fā)機構(gòu)。該研究院掌握國際先進低溫技術(shù),即-253℃到-273℃高效可靠的低溫獲得和應(yīng)用技術(shù),廣泛應(yīng)用于大科學(xué)裝置、航空航天、氫能、量子計算等,其中液氫技術(shù)在氫能領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。
近三年來,中山科技局累計投入近2億元科研經(jīng)費全力支持中山低溫研究院的科研工作——
在低溫科學(xué)領(lǐng)域,中山低溫研究院研制了液氦溫區(qū)18kW超大型低溫制冷系統(tǒng),該系統(tǒng)被稱為“低溫科學(xué)皇冠上的明珠”,為我國大科學(xué)工程和航天工程等重要領(lǐng)域的跨越性發(fā)展提供著戰(zhàn)略性支撐。
在氦資源開發(fā)方面,中山低溫研究院集中攻克提氦用氦液化器、5噸/天氫液化器等關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)了“國產(chǎn)氣源、國產(chǎn)裝備、國產(chǎn)液氦”的目標,打通提氦技術(shù)鏈條并實現(xiàn)示范運行,有效緩解氦氣供應(yīng)領(lǐng)域“卡脖子”問題。
“解決氫的大規(guī)模儲存與運輸難題,大型低溫制冷裝備同樣關(guān)鍵?!敝猩降蜏匮芯吭焊痹洪L劉立強說,氫氣密度遠小于空氣,在常溫常壓下運輸,體積非常龐大。如果用低溫大型制冷機將氫氣液化,體積可以減少至約1/800,極大降低運輸成本。
經(jīng)過三年多的籌建,目前中山低溫研究院團隊規(guī)模發(fā)展至40多人,其中近10人是清華、西交大、中科大的博士人才。另外,中山低溫研究院已面向全球發(fā)布招聘公告,將積極發(fā)揮“筑巢引鳳”作用,吸引海內(nèi)外低溫領(lǐng)域?qū)<夜簿壑猩?,做好引才工作,打造科技人才高地?/p>
如今,大灣區(qū)范圍內(nèi)的多個大科學(xué)裝置都是中山低溫研究院的服務(wù)對象,例如東莞散裂中子源、江門中微子實驗室、惠州強流重離子加速器等。
中山低溫研究院院長龔領(lǐng)會表示,2024年,中山低溫研究院將堅持先進低溫技術(shù)研究和應(yīng)用開發(fā)“兩條腿”走路,力爭將低溫院打造成為國際大型低溫技術(shù)研究的制高點,全力打造“科學(xué)和技術(shù)創(chuàng)新研究—新技術(shù)應(yīng)用研究—產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究—產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化”的全鏈條創(chuàng)新模式。
未來,中山低溫研究院將圍繞國際先進低溫、氫能源、氦資源等戰(zhàn)略必爭及產(chǎn)業(yè)前沿領(lǐng)域,攻關(guān)若干重大科技任務(wù),建設(shè)先進低溫技術(shù)中心、氫能技術(shù)和檢測中心等,為中山搶占世界低溫領(lǐng)域“第三極”打牢基礎(chǔ),瞄準低溫技術(shù)領(lǐng)域的萬億級市場發(fā)力。
產(chǎn)學(xué)研合力
加速低溫技術(shù)成果轉(zhuǎn)化
“這是5噸的氫液化設(shè)備,馬上就要運輸?shù)桨不铡!痹谏a(chǎn)車間,中科富海裝備公司董事長朱誠用激光筆指著一臺裝配中的設(shè)備。
2023年3月,中科富海裝備公司的“5噸/天氫液化器大型臥式冷箱”產(chǎn)品成功下線。去年底,該公司研發(fā)的國內(nèi)首臺全國產(chǎn)化工業(yè)用1.5噸/天液氫裝置完成調(diào)試投產(chǎn),填補了國內(nèi)大型氫液化器核心裝備空白,大大降低氫氣的儲運成本,為后期氫燃料電池汽車、加氫站的推廣,液氫設(shè)備研發(fā)提供支撐。
中山低溫研究院掌握的核心低溫技術(shù),為中科富海提供了關(guān)鍵的技術(shù)支撐。目前,在實現(xiàn)5噸容量的氫液化器的基礎(chǔ)上,中山低溫研究院正在研發(fā)10噸、15噸容量的設(shè)備。
“我們關(guān)注的不是低溫或大功率的指標能‘刷’到多高,而是考慮是否滿足產(chǎn)業(yè)化需求。”劉立強說,產(chǎn)品能不能長期穩(wěn)定運行、成本如何、探索應(yīng)用場景等,都是科研人員關(guān)心的問題。
解決大型低溫制冷裝備“卡脖子”問題只是開始,還需實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,帶動上下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,進而不斷提升我國低溫產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新實力。中科富海裝備公司正是在此背景下誕生的。
中科富海裝備公司是中國科學(xué)院理化所大型低溫工程技術(shù)的成果產(chǎn)業(yè)化公司。2017年,中科富海經(jīng)過幾番考察,最終落戶中山翠亨新區(qū)。經(jīng)過了三次廠房搬遷,公司從創(chuàng)業(yè)之初的經(jīng)營面積1000多平方米擴展到現(xiàn)在的1萬多平方米。
“在現(xiàn)有的-253℃、-269℃、-271℃等三個溫區(qū),中科富海根據(jù)國家和市場需求,持續(xù)研發(fā)出更大型號、更高效的產(chǎn)品?!敝锌聘缓V猩焦径麻L朱誠介紹,自誕生之日起,中科富海就肩負著科技創(chuàng)新的使命,勇闖無人區(qū),不斷突破行業(yè)瓶頸,每年的科研投入達到1000萬元以上。
在液氫領(lǐng)域,近兩年,中科富海實現(xiàn)了從300公斤到5噸的跨越式發(fā)展,每天能夠生產(chǎn)5噸液氫的設(shè)備已成功交付客戶,為中山氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力支撐。
“科研機構(gòu)長于技術(shù)開發(fā),企業(yè)長于工程轉(zhuǎn)化,兩者優(yōu)勢互補,縮短了成果轉(zhuǎn)化周期,提升了我國低溫產(chǎn)業(yè)的水平?!敝锌聘缓6麻L張彥奇說,大型低溫制冷裝備項目的實施,推動我國在該領(lǐng)域形成了從技術(shù)研發(fā)、工程示范到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的完整鏈條。
通過產(chǎn)學(xué)研合作,中科富海迅速成長為低溫行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè),首次在國內(nèi)開發(fā)了系列化、多規(guī)格成套深冷區(qū)大型氫氦制冷裝備及液化裝置,讓中國在全球低溫大型制冷設(shè)備制造領(lǐng)域擁有一席之地。
為進一步促進科研成果轉(zhuǎn)化,中山低溫研究院目前已經(jīng)成立了產(chǎn)業(yè)公司,推動科技成果在中山孵化轉(zhuǎn)化,與多家低溫領(lǐng)域重點單位開展橫向合作,增強研究院自主造血能力;又與多家中山市本地企業(yè)簽署合作協(xié)議,持續(xù)提高本地企業(yè)的科技創(chuàng)新含量。
產(chǎn)業(yè)串珠成鏈
競逐氫能百億市場
中山低溫研究院另一個重要研究方向,就是液氫的制取和利用,這也是氫能領(lǐng)域的一項關(guān)鍵技術(shù)。
“中山現(xiàn)在的氫能產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)比較完善,涵蓋自主研發(fā)、生產(chǎn)、存儲、運輸、應(yīng)用場景等,從上游生產(chǎn)端到下游應(yīng)用端,整個產(chǎn)業(yè)布局比較好,關(guān)聯(lián)企業(yè)互相支撐。”劉義強說。
從產(chǎn)業(yè)鏈條來看,中山低溫研究院提供自主研發(fā)的技術(shù)支撐,中山也匯集了中科富海、明陽智能、大洋電機、曉蘭客車、喜瑪拉雅等一批氫能產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)聯(lián)企業(yè)。
制氫方面,2022年6月,中科富?!熬C合氣體島”項目在三角鎮(zhèn)動工,這是粵港澳大灣區(qū)首個涵蓋氦氣、氫能源、電子特氣及空分裝置的綜合氣體島。這也是中山首個氫能供應(yīng)基地,并輻射周邊地區(qū)的氫能供應(yīng)需求。
此外,明陽智能已于2022年推出了每小時2500標方的堿性電解水制氫電解槽產(chǎn)品,該產(chǎn)品制氫能力和各項性能位居全球堿性電解槽前列,單位電耗低至3.87度/標方。
液化方面,中山低溫研究院利用“5噸/天氫液化器”落地成果,打造并推廣氫液化技術(shù)與裝備;儲運方面,中科富海裝備公司是目前國內(nèi)唯一擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的大型低溫裝備制造公司,其氫制冷液化器在行業(yè)內(nèi)具有絕對優(yōu)勢。
“氫的大規(guī)模儲運,始終離不開液化技術(shù)?!敝煺\透露,中科富海氫液化裝置的生產(chǎn)周期和售價,均低于國外同類型競爭對手,生產(chǎn)周期快50%左右,售價相對低30%左右,目前產(chǎn)能足以支撐國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,客戶遍布全國乃至海外。具有優(yōu)勢的生產(chǎn)周期和售價,也意味著未來廣闊的國內(nèi)國際市場。
中科富海唯一的裝備制造工廠就在中山。2023年5月,中科富海中山大型低溫裝備制造產(chǎn)業(yè)基地項目寫入《廣東省推進能源高質(zhì)量發(fā)展實施方案》,凸顯了其在廣東氫能產(chǎn)業(yè)布局中的重要性。
氫能利用方面,喜瑪拉雅、大洋電機等企業(yè)可開展氫能在公交、物流領(lǐng)域的應(yīng)用示范;檢測方面,中山低溫研究院已聯(lián)合廣東省特檢院正在建設(shè)全國第一家民用液氫設(shè)備性能檢測檢驗中心。
“中山氫能源企業(yè)雖然不算多,但在國內(nèi)形成了最完整的產(chǎn)業(yè)鏈條,如同一副牌組成了一組‘順子’,打出來威力就很大了?!睂Υ?,朱誠表示,中科富海也會推動與大洋電機、喜瑪拉雅、江龍船廠等應(yīng)用鏈條環(huán)節(jié)的中山本土企業(yè)合作。有了氫,氫能源汽車才能跑起來。我們與產(chǎn)業(yè)鏈上下游的企業(yè)是和諧發(fā)展、相互依存的關(guān)系。
氫能源是實現(xiàn)“雙碳戰(zhàn)略”目標的重要抓手,同時也是中山“新十大艦隊”之首——“新能源”艦隊的重要組成部分。
按照《中山市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2022—2025年)》,到2025年,中山氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到100億元;展望2030年,中山氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過500億元。如何實現(xiàn)這一目標?
“中山已經(jīng)具備在全國率先形成能夠聯(lián)動的氫能產(chǎn)業(yè)鏈的可能性。打造中國氫能的中山品牌,還需要發(fā)揮集群協(xié)同效應(yīng)?!眲⒘娊ㄗh,政府要進一步推動中山現(xiàn)有氫能企業(yè)“抱團發(fā)展”,促進產(chǎn)業(yè)應(yīng)用示范。同時,利用中山市氫能應(yīng)用示范效應(yīng),出臺支持氫能發(fā)展政策,重點吸引氫能源汽車、氫燃料電池、風(fēng)光發(fā)電聯(lián)產(chǎn)制氫等氫能相關(guān)企業(yè),做大做強氫能產(chǎn)業(yè)鏈。
■聲音
廣東省委黨校教授陳鴻宇:
科技創(chuàng)新+產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型
中山作出了示范
近兩年來,中山研發(fā)經(jīng)費邁上百億元臺階,重大科創(chuàng)平臺建設(shè)加速,這體現(xiàn)中山向“新”而行的決心,中山也有望成為大灣區(qū)發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的新高地。
一直以來,中山傳統(tǒng)制造業(yè)占比高,在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型過程中面臨的矛盾困難比較多。在珠三角城市圈中,中山原有的科研基礎(chǔ)較弱,“大院大所”和龍頭企業(yè)的數(shù)量不多。在這樣的基礎(chǔ)上,研發(fā)經(jīng)費能突破百億元,足以印證中山創(chuàng)新強市的決心,以下幾點也值得肯定和研究:
第一,中山規(guī)模以上企業(yè)R&D經(jīng)費支出占比達九成以上,凸顯企業(yè)創(chuàng)新主體地位,這說明中山科技創(chuàng)新的內(nèi)生動力較強。如何靠企業(yè)、靠市場,走出一條科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型相結(jié)合的道路,中山作出了示范,值得其他城市學(xué)習(xí)。
第二,只有產(chǎn)業(yè)旺,才能科技強。近年來,中山產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、“土地空間革命”形成了科技成果轉(zhuǎn)化的實體性基礎(chǔ),大園區(qū)、大平臺、大項目相繼涌現(xiàn),助力中山科創(chuàng)勢頭越來越強。
第三,中山的創(chuàng)新突破也是深化區(qū)域開放合作的結(jié)果。利用制造業(yè)優(yōu)勢,中山通過產(chǎn)學(xué)研合作、科技成果對接交流會等形式吸引灣區(qū)優(yōu)質(zhì)創(chuàng)新要素在此匯聚、重要科技成果落地轉(zhuǎn)化,實現(xiàn)創(chuàng)新協(xié)同、合作共贏。
(采寫 楊慧榮 攝影 葉志文)
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