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我國“雙碳”戰(zhàn)略下，新能源產業(yè)快速發(fā)展，對相關材料的性能提出了更高要求。近年來，我國化工新材料產業(yè)不斷創(chuàng)新升級，助力新能源產業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展。在近日于四川德陽舉行的2022世界清潔能源裝備大會上，與會專家達成了上述共識。
硅片技術：助力光伏產業(yè)快速發(fā)展
國家制造強國建設戰(zhàn)略咨詢委員會委員，中國工程戰(zhàn)略咨詢中心、制造業(yè)研究室主任屈賢明表示，硅片技術的換道超車為我國光伏產業(yè)成為全球規(guī)模最大、產業(yè)體系最完整，具有全產業(yè)鏈競爭優(yōu)勢的戰(zhàn)略性新型產業(yè)貢獻了力量。
“全球來看，我國光伏發(fā)電裝備已經處于主導地位。”屈賢明表示。2021年，我國多晶硅產量約占全球產量70%以上，硅片產量占全球96%，電池片產量占全球93%，電池組件產量占全球91%。不僅如此，我國在光伏領域的專利申請數(shù)量居全球首位，商業(yè)化的光電轉化效率以及實驗室的轉化效益也均處于較高水平。
屈賢明認為，技術工藝與制造設備的創(chuàng)新是取得上述成績的關鍵。以隆基綠能為例，作為我國光伏發(fā)電設備的領軍企業(yè)，該公司摒棄了國內外普遍采用的多晶硅技術路線，另辟新路選擇了光電轉換效率高的單晶硅片技術新路線。隆基能源通過10多年的單晶硅片生產方法研究和攻關，于2020年將硅片價格從2006年的每片200元降到每片3元，光伏發(fā)電成本也降至每千瓦時0.1元，低于煤電成本。
儲氫材料技術：保障儲運裝備可靠性
“氫能儲運裝備的可靠性制造技術是產業(yè)發(fā)展急需破解的難題。”中國工程院院士、中國機械工業(yè)集團有限公司總工程師陳學東表示，突破氫能儲運裝備關鍵核心技術，確保裝備安全與經濟性運行是夯實氫能產業(yè)發(fā)展技術的迫切需求。
據(jù)了解，目前儲氫方式分為氣態(tài)儲氫、液態(tài)儲氫、固態(tài)儲氫。儲氫場景則包括加氫站、運輸車和燃料電池車等儲存場景。陳學東提到，在氣態(tài)儲氫領域，儲氫瓶作為承載氫氣的容器，其構造、材料等都要保證氫能儲運裝備的安全性。
陳學東表示，具體來說，在車載高壓用氫領域，儲氫瓶、瓶口組合閥是關鍵難題。“我國正在研制Ⅳ型塑料內膽纖維纏繞瓶和瓶口組合閥，目前已經開發(fā)出樣機，正在進行各項性能測試試驗。然而，儲氫瓶仍存內膽中復合材料樹脂基體和碳纖維結合不牢、纖維發(fā)生斷裂，瓶口密封泄漏等問題。攻關儲氫瓶塑料內膽的關鍵在于材料，目前我國所用材料是尼龍66或者超高密度聚乙烯。這兩種材料各有優(yōu)缺點，需要對其進行改性，目前北京化工大學正在對該問題進行研究。”陳學東表示。
復合新材料：讓風電裝備更高效
風電等清潔能源裝備產業(yè)的發(fā)展也同樣離不開化工新材料。
中國機械科學研究總院集團有限公司科技發(fā)展部部長吳進軍表示，清潔能源裝備是典型的重大技術裝備，多存在超高或超低溫等情況，對零部件的極限性能及裝備可靠性要求日益提升。
吳進軍舉例說，在風電方面，葉片作為風電最主要的核心部件，是風力發(fā)電機組的輸入端，也是能量的來源。能否制造更大容量、更高效率的機組，取決于制造葉片的材料性能，碳纖維材料是解決該問題的關鍵。
