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湖北省新能源产业发展科技战略研究

时间:2022-08-14 百科知识 版权反馈
【摘要】:即期性新能源,是指产业技术发展正逐步走向成熟,即将进行大规模应用普及阶段,如风能、太阳能、核能等,重点是要推进产业化支撑体系发展,提高经济效益和效率。目前,由技术障碍导致的成本高、市场小是新能源发展的重大制约因素。

报告四 湖北省新能源产业发展科技战略研究

研究依托单位:湖北省高新技术发展促进中心  

  专题组长:黎苑楚            

主要研究人员:李 刚 王少雨 徐 东 董新平

一、新能源基本理论研究

(一)内涵

新能源是相对于传统能源的概念,是指在新技术的基础上系统地开发利用的可再生能源,新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能。如太阳能、风能、生物质能海洋能、地热能、氢能等,它们在自然界可以循环再生,是世界新技术革命的重要内容,是未来世界持久能源系统的基础。

(二)类别

联合国开发计划署(UNDP)把新能源分为以下三大类:大中型水电;新可再生能源,包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能;穿透生物质能。新能源又称非常规能源,包括传统能源之外的各种能源形式,也包含刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。其主要分类方法有如下5中。

1.按其形成和来源分类

(1)来自太阳辐射的能量,如:太阳能、煤、石油、天然气、水能、风能、生物能等。(2)来自地球内部的能量,如:核能、地热能。(3)天体引力能,如:潮汐能。

2.按其开发利用状况分类

(1)常规能源,如:煤、石油、天然气、水能、生物能。

(2)新能源,如:核能、地热、海洋能、太阳能、风能。

3.按其属性分类

(1)可再生能源,如:太阳能、地热、水能、风能、生物能、海洋能。

(2)非可再生能源,如:煤、石油、天然气、核能。

4.按其转换传递过程分类

(1)一次能源,直接来自自然界的能源,如:煤、石油、天然气、水能、风能、核能、海洋能、生物能。

(2)二次能源,如:沼气、汽油、柴油、焦炭、煤气、蒸汽、火电、水电、核电、太阳能发电、潮汐发电、波浪发电等。

水能属于太阳能资源,在水循环过程中,海水吸收太阳能,受热蒸发为水蒸气,上升到高空,具有了势能,水汽输送到陆地上空,形成降水,水往低处流,流动过程中,势能逐渐转化为动能,可以用于发电。所以,归根到底,水能来自太阳辐射能。

5.按其发展的特点和所处阶段分类

(1)前瞻性新能源,是指目前大规模发展推广时机还不够成熟,尚未建立完善的产业技术体系,如天然气水合物、新型汽车燃料、氢能,这类新兴能源应该以前瞻性技术研发为主。

(2)即期性新能源,是指产业技术发展正逐步走向成熟,即将进行大规模应用普及阶段,如风能、太阳能、核能等,重点是要推进产业化支撑体系发展,提高经济效益和效率。

(3)当期性新能源,是指该类能源已是传统能源的重要补充,是新兴能源中较成熟的领域。

(三)特点

相对于传统能源,新能源普遍具有污染少、储量大等显著优势,对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源(特别是化石能源)枯竭问题具有重要意义。同时,由于很多新能源分布均匀,对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。据世界断言,石油,煤矿等资源将加速减少。核能、太阳能即将成为主要能源。

1.新能源是清洁的、环境友好型的能源

以氢能为例,氢本身无毒,与其他燃料相比,氢燃烧时最清洁, 除生成水和少量氮化氢以外,不会产生一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质。燃烧生成的少量氮化氢如经过适当处理也不会污染环境。

2.新能源种类多,储量大,发展潜力大

尤其是其中的可再生能源,可谓取之不尽,用之不竭。

3.新能源具有空间分布的相对均匀性

新能源为各国提供了多种能源选择,各国可以因地制宜地进行开发。化石能源在世界上分布不均,常常引发竞争甚至争端,而新能源种类多,分布广,各国可以因地制宜,开发符合本国国情的新能源资源。

4.部分新能源具有间歇性和随机性

由于新能源发展尚处于起步阶段,其成长环境也受更多因素的影响。如太阳能、风能、潮汐能等资源具有间歇性和随机性。

5.开发利用的技术难度大

相对传统能源,新能源在研究、发现、开发、获取、加工、传输、应用、控制等方面受到更多的制约,这对其规划化应用在技术上提出了更高的要求。

(四)演进的基本规律

分析欧盟、美国、日本等主要国家在不同阶段能源战略演进的过程,可发现其在国家定位、生命周期、技术突破、产业化等方面存在一定的基本规律,这将对我国新能源发展战略及路线确定具有重要的参考价值。

1.新能源研究开发投入大、周期长,具有较高的发展风险

新能源产业是技术含量很高的综合性高技术产业,具有高风险、高投入的特点。一般而言,新能源涉及生物、海洋、新材料、电子等高新技术,其技术研发需要巨大资本投入予以支撑,而且存在较高的研发风险。目前,由技术障碍导致的成本高、市场小是新能源发展的重大制约因素。比如, 我国在风力发电方面遇到的最大困难, 就是由于技术水平低,创新能力弱,使风机等设备的制造能力长期停留在国外过时的技术状态中。在我们初步掌握千瓦、千瓦风电机组的设计、安装的核心技术时,少数国家早在几年前就已经达到了兆瓦单机容量水平。技术水平低导致生产成本高,进而抑制市场规模的扩大反过来,规模小又导致了高成本,高成本又抑制了技术投入,形成恶性循环。由于我国新能源技术自主研发能力和创新能力薄弱,大量关键设备只能依赖进口,在国际上毫无竞争力可言。太阳能光伏发电的基本元件是单晶硅, 晶体硅的纯度要求非常高, 然而目前国内的工艺难以达到,大量依赖进口。

2.新能源产业具有国家战略性,事关国家社会经济社会安全

能源产业是基础性产业, 在产业结构体系中为其他产业提供基本条件并为大多数产业提供服务的产业, 是其他产业赖以发展的基础和前提条件。就目前来看, 我国的能源供给主要依赖于常规能源, 但是, 随着国民经济的能源约束逐渐表现为存量约束, 新能源在国民经济中的基础地位也会日益显现。我国正处于快速工业化阶段, 能源供给是我国经济发展无法回避的硬约束条件。“十五”期间,我国能源消费平均增长10.2%,GDP平均增长9.1%,能源消费平均增长明显快于平均增长。能源消费的快速增长必定加速能源可用储量的快速减少, 我国常规能源探明技术可开发资源总量约占世界总量的10%,人均可采储量低于平均水平,石油人均可采储量仅为世界平均水平的。能源储量与能源消费增长相比已经告急, 尤其是石油, 消费大量依赖进口。2004年, 我国原油净进口近1.2亿吨, 对境外石油的依存度达到40%以上,过度依赖国外增加了能源供给的脆弱性, 随时可能会出现能源供给短缺。在储量充足的情况下, 通过节能降耗减少需求, 增加常规能源投资和提高开采技术扩大能源供应或可解决能源短缺问题, 但在总量不足的情况下, 惟有开发新能源,扩大能源总量才能保证能源供给。能源产业居于产业链中的起点, 它的发展制约着其他产业的发展, 是其他产业发展的硬约束条件, 常规能源毕竟是不可再生资源和存量有限资源,随着常规能源的消耗, 能源短缺逐渐表现为储量不足的绝对短缺,新能源产业若得不到发展, 将会逐渐成为国民经济发展的瓶颈。

3.新能源产业是新兴的弱小产业, 需要有政府的特别扶持政策

20世纪70年代末, 由于石油危机的影响, 新能源才引起了国际社会的高度关注, 许多国家相继出台政策推进新能源和可再生能源的发展。在我国, 新能源仅是近些年才得到有关部门和企业的重视, 尚属于刚刚兴起的产业。我国的新能源产业规模偏小, 据全球风能协会统计,2004 年, 德国风电装机达1162万千瓦, 西班牙为826万千瓦, 美国为674万千瓦,丹麦为311万千瓦, 分别占世界风电总量的35%、17%、14%、7%。与国外相比,2004年底我国风力发电总装机容量为76万千瓦, 不足全国电力装机总量的2%, 仅占世界风力发电总装机容量的1.6%。

4.新能源产业具有自然垄断性, 有很高的进入门槛

产业的自然垄断性是指产业具有明显的规模经济效益和很高的沉淀成本。新能源产业极具规模经济效益, 生产成本会随着规模的递增而逐渐降低。但新能源发电和常规能源发电一样, 固定资产投资很高,其运营也需要投入大量资金, 非一般投资者所能承担, 如风电投资成本为一元千瓦, 光伏并网发电投资成本约为美元千瓦。

(五)发展制约因素

不同的新能源有不同的发展规律,其发展壮大存在不同制约因素,如资源分布、转化与贮存技术、产业支撑体系、市场需求、安全与环境等,这些因素是影响了各国新能源发展战略及优先顺序的确定,也决定了不同类别的新能源有不同的发展轨迹和路线。这些制约因素主要有技术制约、资源制约、经济制约、市场制约、安全制约、环境制约、配套产业制约、政策制约等。如海洋波浪能、可燃冰等新能源的发展主要受到开发技术不足的制约,其发展应用关键是要突破开发技术上的瓶颈;核能的发展主要受到高规格安全系统的制约,核电站建设在选址、设计、制造、安装、调试运行等方面要严格的控制和监管要求,这决定了核能的发展不是那么容易。

二、国内外新能源产业发展科技现状及趋势

(一)国外

1.世界新能源产业发展迅速,规模不断扩大

在2008年,全球能源生产构成中,可再生能源约占全球能源组成的12%。以可再生能源为主的新能源在全球能源生产中所占的比例逐年增大,其发展应用的潜力巨大。

太阳能:2007年全球累计光伏组件装机容量为9100 兆瓦,太阳电池产量达到4200 兆瓦,比2006年增加69%;光伏组件及系统新增装机容量2249兆瓦,同比增加40.74%。最近10年光伏发电产业的年平均增长率为30%,近5 年的年平均增长率为40%。

风能:截至2008年,世界风电装机容量已达12119万千瓦,2008年新增装机容量为1979.1万千瓦,增长率为26.63%.风电设备制造行业集中度非常高,全球十大风电设备商累计占全球市场96%的份额,仅4家最大风力发电机组设备制造商就掌控了全球市场75%的份额。

核能:目前全球正在运行的核动力堆总数达到443个,总装机容量为3.69亿千瓦,这些核电站采用的技术路线分别为:压水堆占60%,沸水堆占21%,重水堆占9%,石墨堆等其它堆型占10%。核电站核电的发电成本已经低于煤电,发电量已占世界总发电量的17%。

生物质能:2008年世界乙醇燃料产量已经超过650亿升,生物柴油产量接近150亿升。截至2006年初,世界生物质发电装机容量约达4400万千瓦。

氢能:燃料电池是氢能利用最重要的领域。2006年全球新增氢能燃料站达100余个,2007年世界最大的氢燃料加油站已在德国投入示范运行。

2.技术发展各具特色

太阳能:一是在美国、日本和德国等国家,多晶硅生产技术已经比较成熟,他们占据着先进技术的制高点;二是薄膜太阳能电池的重要性与日俱增,生产主要集中在欧洲;三是CIGS/CIS(铜铟硒系)等太阳能利用新技术多数还处于实验室研究阶段,未来发展趋势仍待观察。四是并网发电技术各国多还处在局部试用阶段,德国、澳大利亚应用相对较多。

风能:一是风电机组单机容量不断增大。3兆瓦左右的变桨变速恒频风电机组已成为国际主流风电设备产品,更大单机容量机型和更先进的技术也处于试验示范中,海上风电已开始受到欧洲国家的关注。二是风电机组型式多样化。双馈式变速变桨恒频型风电机组和直驱式变速变桨恒频型风电机组是目前两大主要机型。

核能:目前世界上各种先进的核电技术发展迅速。日立GE发展先进型沸水堆ABWR技术;法国阿海珐主攻EPR技术;三菱工业株式会社开发第三代1700兆瓦e级PWR改良型压水堆技术;俄罗斯正加紧研发VVER-1500技术。

生物质能:沼气技术、生物质能发电在美国、英国、意大利、芬兰、法国、挪威、瑞典已经比较成熟;生物质液体燃料在巴西等国已得到广泛应用;生物质热裂解气化技术、生物质压缩技术各国还处于研发阶段。

氢能:目前,全球燃料电池市场仍然由北美主导,其次是欧洲、日本,以上3个地区燃料电池的研发投入份额较大,生产最为活跃。

3.开发新能源产业成为世界许多国家战略先导产业

世界许多国家都把发展可再生能源作为应对气候变化、能源来源多样化、保障能源安全和经济发展新的增长点的重要措施,制定若干政策和机制,积极推动可再生能源的发展。奥巴马政府上台后,提出大力发展新能源战略。计划在未来10年内,每年投资150亿美元,创造500万个新能源、节能和清洁生产就业岗位,确保利用可再生能源发电量到2012年达到总量的10%,到2025年达总量的25%。其计划的主要内容包括(1)大力发展新能源技术;(2)建立超导电网(能源传输高速公路);(3)建立智能电网;(4)全面发展节能汽车和电动车;(5)大力推广节能技术。欧盟内部就可再生能源利用目标立法达成协议,规划到2020年把可再生能源在能源总体消耗中的比例提高到20%。

4.政府支持是新能源发展的重要动力

太阳能:日本政府在2008年11月发布的“太阳能发电普及行动计划”确定,到2030年,太阳能发电量将达到2005年的40倍,并在3到5年后,将太阳能电池系统的价格降至目前的一半左右;2009年,日本还专门安排了30亿日元的补助金,专项鼓励太阳能蓄电池的技术开发。法国宣布,大幅提高对大型商业屋顶系统所生成的太阳能进行补偿,加快太阳能发电设施的安装。美国能源部宣布为光伏工艺制造的6个光伏模组孵化计划提供1760万美元的奖励津贴;美国最近通过的《联邦投资赋税优惠》法案明确,太阳能光伏发电投资额的30%可获政府现金补助。

风能:欧盟各国政府通过强制上网、价格激励(固定电价制度)、税收优惠(对常规能源征收能源税和碳税等)、投资补贴和出口信贷等手段支持风电产业的发展。同时,欧盟各国还在电网建设、风能资源普查等方面通力合作。欧盟每年还提供大约3亿欧元的研发经费支持包括风电在内的可再生能源技术的研发,同时欧盟成员国也提供经费支持风电技术的研发和创新。

生物质能:在生物质能领域,各国政府也通过配额制度、固定电价、减免税费、财政补贴等手段扶持生物质能产业的发展。美国现在的可再生能源生产税为生物质发电提供了每千瓦时1.8美分的税收减免,生物柴油享受与乙醇燃料同样的减税政策。欧盟各国都对生物质发电免征各类能源税。瑞典1997年开始实行固定电价制度,对生物质发电采取市场价格加每千瓦时0.9欧分的补贴。巴西对酒精汽车减征5%的工业产品税。

5.全球新能源投资大幅增加

2007年全球新能源领域的投资比上一年猛增60%,达到1480亿美元。中国、印度和巴西这3个新兴经济体去年吸引的新能源投资达260亿美元,占全球新能源投资的22%,预测全球新能源投资2012年将增至4500亿美元,到2020年则将达到6000亿美元。

(二)国内

1.产业规模不断扩大,发展速度加快

目前,中国新能源发展较快,利用比较广泛的新能源包括太阳能、风能和生物质能。中国太阳能热水器利用居世界首位,热水器保有量一直以来都占据世界总保有量的一半以上,到2006年,中国太阳能热水器年生产能力已超过1800万平方米,运行保有量达到9000万平方米。全国有3000多家太阳能热水器生产企业,年总产值近200亿元。

我国光伏产业近年来发展迅速,其中的太阳能电池生产近年来发展速度惊人,引起世界瞩目。2003年底,中国太阳电池的累计装机达到55MW,2005年底国内光伏电池生产139MW,生产能力400MW。2006年生产光伏电池369MW,生产能力1200MW,在世界上排在第3位。

风力发电是中国发展最快的发电技术。仅2006 年就新增装机容量就增长1倍。中国已经建成了100多个风电场,2006 年共安装1450 台风机,新增总装机容量达到1.3GW,占全球新增装机的8.9%.截至2006年,风电装机容量260万kW,占全国装机容量的0.42%.中国风电装机容量增长次于德国、美国、西班牙和印度,居世界第5位,发电装机规模从2004年的第10位升至2006年的第4位,其发展速度已经居世界第2位。

截至2006 年底,国内生物质发电装机容量为220万千瓦,占全国发电装机容量的0.35%,约占全世界生物质发电总装机容量的4%左右。2006年我国乙醇总产量约350万吨,其中燃料乙醇产量达到130万吨,跃居世界第3位,以废弃油脂为原料生产的生物柴油达到6万吨,农村沼气产量突破1.7亿立方米。

2.产业链尚不完整

我国新能源产业普遍存在产业链不完整或上下游产业链无法对接问题。矛盾比较突出的是风电和光伏发电产业。对于风电产业,产业链上下不对接是制约风电产业化的主要因素。风电产业链大致分为上游的风电设备制造产业和下游的风电建设运营产业两部分。其中风电制造产业可以细分为整机制造产业和零部件制造产业。我国风电产业链上下游不匹配,上游生产能力和研发水平在全球处于较低水平,而下游的风电建设发展速度却位居世界前列,上下游发展速度和规模明显不能衔接,我国风电产业产业化进程受到约束。

上游,我国兆瓦级以上的整机制造产业处于起步阶段,国内部分厂商通过与国外厂商联合开发、得到国外企业生产许可证等方式具备了兆瓦级机组设备生产能力,但技术和市场尚不成熟,还未能大规模应用;同时,我国风电设备关键零部件生产环节薄弱,比较突出的是叶片、齿轮箱、主轴轴承制造,还不能满足国内整机制造能力的需求。下游,我国近年来风力发电发展迅速,国内大型发电集团、企业纷纷开发风电项目,风电设备需求持续高涨。

光伏产业包括多晶体硅原材料制造、硅锭/硅片生产、太阳电池制造、组件封装和光伏系统应用等。

目前,太阳能光伏产业链的源头,多晶体硅原材料制造,中国基本依赖进口,国内企业技术较低,且规模比较小;我国硅锭/硅片生产技术比较成熟,可以与国外生产厂商媲美,但由于多晶体硅原材料依赖进口,限制了国内硅锭/硅片生产企业的发展;我国的太阳能电池制造产业位居世界前列,2006年,我国太阳能电池生产居世界第三;目前中国光伏电池封装产业,是整个光伏产业链中生产工艺发展最成熟,生产设备国产化率最高,从业门槛最低,从事企业最多,且扩产最快,产量最大的一个环节;国产光伏组件绝大部分出口国外,特别是欧盟国家,但由于上游硅材料紧缺的原因,目前国内封装产能过剩,利润微薄,产品质量参差不齐,国际竞争力相对有限,发展空间不足。2006年,中国生产的370MWp光伏电池组件中,大约仅有10MWp用于国内,其余98% 均出口。我国光伏系统应用程度比较低,2006年,光伏发电累计装机容量只有85MWp,消耗的主要份额为农村电气化。可以看出,我国太阳能光伏发电产业发展处于整个产业链中端,此部分附加值比较低,而附加值较高的太阳能光伏发电系统的应用却在国外。太阳能光伏发电产业链末端发展严重不足,成为我国太阳能产业成长的制约因素。

3.平均技术水平偏低、利用成本较高,产品竞争能力弱

相对于发达国家,我国新能源利用起步较晚,新能源利用技术平均水平偏低。目前,我国新能源利用的大部分核心技术和设备制造依赖进口,技术和设备国产化程度不高,而技术和设备部分一般占新能源投资的绝对比重,导致我国新能源利用成本高,同类产出产品竞争能力弱。

目前,国内风电设备制造整体能力不高,兆瓦级以上风电设备制造技术还需要进一步验证,近期还不具备国内批量生产的能力;太阳能电池生产能力居世界前列,太阳能系统集成技术虽然并不低于全球各国水平,但目前太阳能光伏发电每千瓦时发电成本约4元左右,上网电价约4~5元,上网电价是常规上网电价的8~10倍左右,尚不具备和常规发电竞争的能力;而我国生物质能发电的净化处理、燃烧设备制造等方面与国际先进水平还有一定差距。

4.国家政策将为新能源发展创造有利环境

为优化国内能源利用结构,促进我国经济可持续发展,我国公布实施了《可再生能源法》,制定了可再生能源发电优先上网、全额收购、价格优惠及社会公摊的政策。建立了可再生能源发展专项资金,支持资源调查、技术研发、试点示范工程建设和农村可再生能源开发利用。发布《国家中长期科学技术发展规划纲要(2006-2020年)》,编制完成了《可再生能源中长期发展规划》,提出到2010年使可再生能源消费量达到能源消费总量的10%,到2020年达到15%的发展目标。

5.自主技术研发将为新能源发展奠定技术基础

近两年,我国新能源利用技术取得了突破性进展,在引进国外先进技术的基础上,自主研发能力持续提高,为新能源利用持续利用奠定技术基础。我国风电制造产业技术发展迅速,风电机组生产和零部件生产能力迅速提高。2006年5月,2MW风电增速齿轮箱在重齿问世,填补了我国该项技术的空白;2006年11月13日,国内第一套在自己制造的模具上生产的1.5MW风力机叶片在上海玻璃钢研究院诞生,表明我国已具备自主研制生产兆瓦级风力机叶片能力。2007年,继2006年我国1.5M变速恒频双馈风力电机组,“兆瓦级变速恒频风力发电机组控制系统及变流器”通过成功鉴定后,我国拥有自主知识产权的2MW变速恒频风力发电机组安装试用,正式并入国家电网运行,该机组是目前中国最大功率的风力发电机组。

6.产业龙头带动与民营企业异军突起将为新能源发展注入动力

新能源发展已经成为国内各产业巨头和民间资本重点投资对象,发展新能源产业成为企业发展重要的战略之一。

新能源发电,特别是风力发电受到国内发电集团追捧,我国五大发电集团均不同程度进入风力发电领域。截至2007年,中国大唐集团公司风电总装机规模超过100万千瓦;2007年9月,华电集团成立华电新能源公司,负责华电集团新能源项目的投资、建设、生产及电力销售;华能集团成立华能新能源产业控股有限公司,从事水电、风电、城市垃圾发电、太阳能利用及其他新能源项目的投资、开发、组织、生产、经营、工程建设。

中粮集团通过资本运作,控股参股了国家投资建设的3家乙醇企业。中国石化和中国石油也分别在广西、新疆、河北、四川等地建设生物燃料生产企业。民营企业以其敏锐的市场嗅觉和果断的决策机制已在占据国内生物燃料的半壁江山,从事生物能源开发的民营企业已有数十家。各大产业巨头和民企凭借自身的市场优势和产业洞察力进入新能源领域,为新能源在中国的持续发展提供了良好的生长空间。受到新能源利用技术条件限制以及产业链断接等因素影响,我国部分新能源开发离产业化利用还有一段距离,但同时,迅速成长壮大的新能源企业、国家发展政策对新能源的倾斜以及逐步成熟的新能源技术将进一步推动我国新能源产业化发展进程。

三、湖北省新能源产业发展科技现状及机遇

(一)发展现状及优劣势分析

1.氢能和燃料电池

优势:湖北在氢能技术的开发具有一定的的基础。一是我省氢资源丰富。从近期看,武汉钢铁公司在生产焦碳时产生大量的焦炉煤气,其中含氢60%,经处理后可以得到高纯度氢(5个9)。武钢炼焦厂年产600万吨焦,每年可提供9360万公斤氢气,可供30万辆汽车使用,价格与车用汽油相当;从中期看,湖北省是水能资源大省,可开发装机量达3309万千瓦,湖北省拥有三峡、葛洲坝、清江等大型水电站,小水电也十分丰富和便宜,用小水电制氢的成本也与汽油相当,完全可以在湖北实现低成本电解水制氢。二是一批高校和企业已开发一批成果,部分得到应用。武汉理工大学和东风汽车公司等单位联合开发成功了燃料电池电堆和,成功开发出车用25KW燃料电池发动机,并且开发了具有自主知识产权的基于CCM (Catalyst Coated Membrane)技术的燃料电池核心组件MEA制备技术,各项关键性指标达到国内领先的水平。2008年底,武汉大学化学与分子科学学院发明了一种带有碱性隔膜的燃料电池,成功地使用银和镍(替代昂贵的铂)制造出了燃料电池的隔膜,从而降低了生产成本;课题组的研究论文已发表在《美国国家科学院院刊》上。宜昌亚太气体有限公司2007年投资在魏家洲电站厂区内建设了全国第一个小水电氢能示范基地。银泰公司的燃料电池通信备用电源项目进展顺得,已在通信基站试用。三是一批重大项目正在规划建设进行之中。为配合燃料电池电动汽车在国家电动汽车示范运营基地——武汉的示范运营,武汉理工大学新能源公司拟进行氢站的筹划与建设工作,用于示范运营燃料电池电动汽车的加氢工作。葛洲坝公司2009年底与金澳科技(湖北)化工有限公司签订了合同总价达3亿元的100万吨/年焦化加氢制氢项目建设工程采购及施工合同协议书,项目启动在即。

劣势:氢能和燃料电池行业是一个门槛较高的高技术行业,总体上由于我省在氢能方面投入资金数量过少,与实际需求相差甚远,虽在单项技术的研究方面有所成就,甚至有的达到了世界先进水平,但氢能系统技术的总体水平,尚与发达地区(例如大连新源动力股份公司、上海神力科技公司等)和发达国家有相当一段差距。

2.太阳能光伏

优势:研发了一批处于国内领先水平的成果。武汉大学研究的液体电解质染料敏化电池转换效率已超过9 %,纯固态电解质太阳能电池的转换效率也已达到了4.8 %,并申报了3项发明专利;华中科技大学研制的非晶硅薄膜太阳能电池效率达11.48%,处于国内领先水平;武汉科技学院光电薄膜材料与器件研究所是我国第一个研究高效率量子阱半导体太阳能电池的研究机构,研究的柔性基底非晶硅薄膜太阳能电池、柔性太阳能电池组件已申报国家专利,正在进行样品化试制;武汉理工大学开展了薄膜太阳能和玻璃镀膜技术开发,还在太阳能光电-热电复合发电技术领域与国内和日本有关科研单位进行了合作研究;武汉盛华晟科技有限公司研发出跟踪式太阳能光伏发电机,可自动跟踪太阳的方位,使光伏板最大限度地获取能量,比固定式太阳能发电机发电量提高40%~80%.推进了一批示范项目建设。包括:黄石经济开发区光伏示范项目总投资10亿元,规划建设不低于30兆瓦电站,建成后光伏系统年均发电量可达3600万度;武汉日新科技光伏工业园太阳能光电建筑一体化项目,总功率1.2兆瓦,年发电量160万度;武汉火车站2.2MW规模太阳能光伏并网发电项目,年发电量约200万度;汉口江滩风光互补发电工程等,这些示范项目对于促进全省光伏产业的发展起到了积极的作用。培育了一批骨干企业。在太阳能光伏产业的上、中、下游,湖北均有科研院所和企业在从事相关产品的研发和生产,已形成工业硅、三氯氢硅、太阳能电池及组件、灯光系统、光伏玻璃、光伏发电用逆变器及控制器、太阳能电池生产专用设备等配套产品生产企业。武汉日新现已成为我国西部市场太阳能户用系统电池组件的最大供应商之一,未来3~5年内,武汉日新科技将形成400MW太阳电池模组及光电建筑一体化构件的生产能力,1000MW BIPV电站的集成能力;珈伟公司正在完成中纯多晶硅原料生产基地、高纯单晶硅基地,太阳能电池及组件生产基地的建设;湖北先行年生产规模达太阳能电池组件10兆瓦、太阳能路灯1.5万套;湖北兆锟具有太阳能电池板150MW年产能;宜昌南玻硅材料有限公司年产年产1500吨高纯硅材料生产线已经正式投产,160兆瓦硅片项目已经启动建设。

劣势:研发和市场耦合情况并不理想,科研与产业各自为战的情况比较突出。一方面,骨干企业核心技术主要是靠引进,不是来自于自主研发;另一方面,科研单位对光伏产业核心技术的研发攻关能力比较薄弱,难以为省内企业形成强力支撑,科研成果离产业化的目标还有相当的距离。与江苏无锡、江西新余等省市相比,在产业规模和产业配套方面还存在差距,尚未掌握大规模太阳能光热发电关键核心技术。

3.风能

优势:一是具有发展良好风力资源。湖北省气象局2009年底公布《关于湖北省风能资源模拟评估情况的报告》,根据分析评估结果,结合土地利用情况,提取我省风能资源可利用区域面积为5575.48平方公里,实际可开发区域面积为1664.16平方公里,理论潜在装机容量1446万千瓦,可装机容量为332.8万千瓦,开发利用的潜力很大;其中枣阳至英山一线的山区占35.5%,鄂西南齐岳山区占28.4%,荆门至荆州的汉江中游地区占24.6%,巴东至神农架山区占9.7%.二是在风电装备制造方面,骨干企业迅速崛起,产业链已现雏形。武汉国测诺德公司,是省内唯一形成了较强风力发电机组制造能力的整机总装企业,是我国风机市场唯一同时拥有两叶片和三叶片技术的风机生产商;湖北天海气象仪器有限公司,已经开发有气象与环境仪器、动力与环境监控系统等一系列产品术;湖北三环发展股份有限公司,其研发生产的高压电网动态无功补偿装置中标辽宁省建平石营子风电场工程项目;709所、719所,重点在开发风机电控系统;云鹤风电,主要配套风电用齿轮箱设计制造;中科凌云,主要产品有全永磁悬浮风光互补照明系统;另外,三峡总公司、凯迪电力、中船6803厂、中船471厂、长航电机厂、襄樊新火炬、宜昌长机、武昌船舶重工、三江航天、武汉重工等,均已有意(有的已经在进行具体的项目)进军风电领域。三是九宫山风电项目已经产生明显的示范作用。九宫山风电场一期工程装机容量为1.36万KW,首台机组于2007年投产发电。受九宫山项目带动,利川齐岳山、大悟仙居顶、随州大风口、钟祥华山观、黄冈龙感湖和崇阳大湖山等风电项目已在建或在争取建设,总装机容量预计为60万千瓦。其中,仙居顶风力发电场(大悟县)风电项目规划总装机容量10万千瓦,总投资10亿元;由湖北能源集团投资的拟定总装机容量150MW的利川齐岳山风电场也正在建设之中。

劣势:总体而言,我省风电产业尚处于起步阶段。风力资源在全国范围类不具有明显资源禀赋突出优势;与国际水平相比,大型风力涡轮机设计和制造能力仍然存在差距,重要风机元件仍主要依靠进口或外省购制;风能产业链还没有完全形成,风能服务体系很不健全,投资商投资的重点在风电机组制造和风电场建设方面,而对设计、咨询、运输、安装、维护、监测、认证等技术服务行业还没有完全形成系统。

4.核能

优势:中国内陆第一座核电站项目-咸宁核电站项目开始启动。咸宁核电站确定AP1000技术路线,第一次规划装机500万kw,分两期建设,每期装机250万kw,预留第三期两台机组用地。每期正式工期5年,投资327亿元人民币,总投资可达654亿元。按7800小时计算,二期完工后,年发电390亿度,售电收入近200亿元,实现税收30多亿元。核能研发、支持和服务具有国内领先的实力。武汉核动力运行研究所是我国目前唯一专门从事核动力运行研究和技术服务的科研单位,现已建成保障国家核电运行安全的技术支持和后援体系,并构筑了核电无损检测技术、核电仿真技术、核蒸汽发生器设计试验与维修服务三大技术支柱;中核武汉核电运行技术公司是目前国内规模最大、实力最强的核动力支持技术服务专业化公司,拥有世界一流的技术装备和配套设施、健全规范的质量保证体系。湖北核电设备制造也具有一定竞争力:中船719所、武锅等均为秦山和大亚湾核电厂服务过,并担负过核动力装置的蒸汽发生器、稳压器等大型设备的设计、实验和研究开发工作。中葛洲坝集团第二工程有限公司,在核岛负挖、柔性防渗墙等方面积累了丰富的施工经验和成熟的施工技术,先后参与了广东岭澳核电站、江苏田湾核电站、广东阳江核电工、山东海阳核电工程等项目的建设。葛洲坝水泥厂,1号、2号窑生产的核电专用水泥经国家核工业二四建设公司评议,完全满足核电项目所需要求。武汉重工铸锻有限责任公司,在锻件、管道等民用核承压设备制造方面具有丰富经验,为核电秦山二期工程等近10个核电项目提供了系列产品。湖北航天电线有限公司,正在为咸宁核电站建设提供必需的辐照电线电缆产品;省农科院辐照加工研究所、福人金身药业,在医学上合作研发辐照技术。

劣势:还不具备核岛大型设备制造能力;系统配套能力还亟待健全,部分企业具有生产核岛部件、材料的技术和能力,但还未取得相应的核级生产资质,短期内无法快速进入核电服务行业。

5.地热能

优势:具有良好的地热资源:湖北省已查明33个县、市分布有地热资源58处,地热流体温度在25℃至72.5℃之间;主要分布在咸宁、黄石、英山、应城、京山、洪湖、神农架、罗田等地,鄂东北区(13处),以温热水、热水地热田(或泉)为主,鄂东南(10处),以温水地热田为主,鄂西北(8处),以温水地热田为主。有一批从事地热资源开发利用的科研院所和企业:中国地质大学(武汉)地热开发研究所(湖北地大热能科技有限公司)是从事地热资源勘察、评价、规划及应用领域的高新技术研究与发展的研究机构;省地质勘察基础工程公司,可承接地热资源、环境、岩土等地质勘查及相应土建工程;湖北省暨武汉市土木建筑学会地源热泵专业委员会,正大力推进地源热泵技术在湖北武汉地区的规模化应用和产业化发展;华中科技大学建有地(岩土体)源热泵实验室,可进行地(岩土体)源热泵的相关模拟实验和基础性研究工作;武汉洁能地温科技开发有限公司,已完成地温中央空调系统等相关工程30余项;长江设计院新能源设计咨询公司,可进行地热、风电等新能源科研及规划设计等业务。部分地市地热开发走在前列:孝感汤池温泉、咸宁温泉、黄冈英山等地热广泛应用于工业、农业、医疗保健、体育、地热养殖等,地热利用在省内处于较高水平。

劣势:地热作为一种新型绿色能源,在湖北已被广泛地应用。但由在地热管理方面,全省没有统一规划指导、地热田勘查程度不够、未控制开采量、未建立地热流体监测网络,全省的地热资源开发利用出现了起点低、对自然生态环境保护不够重视等问题。有的地方因地热资源严重超采,已经导致温泉自流量减少,并出现岩溶地面塌陷、房屋开裂等环境地质问题。地热利用新技术、新设备研制开发力度不够;中大城市地热利用普及度非常低。

6.生物质能

优势:一是具有良好的资源:农业生物质资源十富,仅农作物秸秆和人畜粪便每年就可提供1200万tce的燃料;现有林地1.29亿亩,其中可改造的低产低效林、可利用的荒山、荒地、荒滩、荒坡约4000多万亩,为湖北木本生物能源的种植提供了充足空间;乌桕现有成林面积12万亩,占全国第一位,乌桕生物质能源产业发展潜力巨大。二是一大批生物质能项目已经在建设之中:武汉东西湖区东山农场、蕲春县八里湖农场、天门市、钟祥市、通山县洪港村、仙桃市等秸秆气化工程,襄阳区、郧县生物质压缩成型燃料试点工程,当阳25Mw、沙市50Mw、江陵凯迪1期24Mw、监利凯迪1期24Mw、蕲春凯迪1期24Mw等生物质发电工程都在建设之中。三是有良好的科研支撑:凯迪电力(凯迪研究院),已成功掌握具有自主知识产权的从生物质中提取各类能源的核心技术,目前该公司正在建设全球第一条利用秸秆和碳薪林为原料的生物质大型气化液化商业化装置,预计2010年投入商业化运行。中国农业科学院油料作物研究所、华中科技大学(环境学院、煤燃烧国家重点实验室、清洁生产实验室)、华中农业大学等在生物柴油、沼气利用等领域均有多年的研究,具有较好的技术和成果储备。

劣势:生物质开发面临比较普遍的制约因素,包括:生物质能的输送费用昂贵,通常是就地生产,就地消费,因此其成本与竞争力在很大程度上受到产地的限制。就成本而言,生物质能源在一些特殊市场,如偏远地区具有很强的竞争力。但在偏远地区,生物质电力的入网费昂贵。生物质能源的发电系统不如常规能源可靠,系统控制水平低,出于技术的考虑和它的不连续性,对民间投资来说,具有一定的风险性。同时,国家和地方对生物质能发电项目没有明确的指引,扶持政策不到位,补贴渠道不畅通,经济优惠政策很难落实。

7.智能电网

优势:近年来,湖北电网实现了通信网络传输媒介光纤化、业务承载网络化,运行监管也正逐步实现自动化、信息化,发展智能电网具备了良好的基础条件。具有良好的科研和人才储备,湖北省电力公司等单位先后参与了全国首个500千伏交、直流输变电工程,首个750千伏交流输变电工程,首个1000千伏交流特高压试验示范工程的建设和调试,在一定程度上为建设坚强智能电网储备了科研和技术人才队伍。具备了一定的产业基础,如风力、光伏产业,特高压电缆、电瓷,交直流输电设备试验系统、高低压成套开关设备和变电站自动化系统及关键元器件技术、智能电表及实时数据采集、量测、传输综合控制技术,尤其是光纤光缆、架空通讯线缆、传感器件、专业软件、通信产品等具有较强的竞争力。从电网来看,目前全省发电装机容量位居世界第二,电网规模和最高电压等级居世界第一;湖北电网已经成为一个与1000千伏电网相联结、以500千伏电网为骨干、以220千伏电网为主体、110千伏及以下电网覆盖全省城乡、供电人口达 6 100 万的现代化大电网,是三峡外送的起点、西电东送的通道、南北互供的枢纽、全国联网的中心。从电源点来看,目前在建、待建新能源项目的装机容量已超过百万千瓦,未来3年内全省将建设2l座新能源电厂。

劣势:湖北电网总体结构近几年在不断完善,但城乡之间、各地区之间、一次和二次系统之间发展还不平衡,协调发展的基础还不牢固,各级电网输配能力仍不均衡,主网优化的同时城乡配网仍显不足,城网改善的同时农网局部薄弱,低压配网供电可靠性不高,一些农村地区供电半径过长,电压质量难以达到标准要求;快速调节电源不足,不能满足大规模接入电网要求;线路巡视检测、评估诊断与辅助决策的技术手段和模型不够完善;网架结构相对薄弱,电磁环网和短路电流超标问题有待通过加快网络优化进一步解决;电网与客户交互联系基本为单向,仪表数字化程度较低,运行远方监视的覆盖面不大,潮流控制能力有限;电网发展经济性不够理想,电网总体容载比偏高,设备负载率较低。

8.新能源汽车

优势:湖北在发展新能源汽车上基础较好, 一是东风混合动力电动汽车研发取得重要突破:在历经了功能样车、性能样车、产品样车的开发之后,东风混合动力城市公交车和混合动力轿车攻克了动力系统技术平台、整车设计等一系列技术瓶颈,通过了全套性能试验和强制性检测;东风混合动力城市公交车已有4款车型正式列入国家发改委《车辆生产企业及产品》公告,获得生产销售资格;东风混合动力城市公交车、轿车正式由研发向产业化迈进;武汉在全国率先启动电动汽车研发和运营,近年已为电动汽车建充电场站28个;武汉市投入运营的319台各类新能源汽车运营总里程超过1600万公里,运送乘客超过3000万人次。二是襄樊新能源汽车研发迅速突起:东风公司在襄樊形成了较完整的产业体系,襄樊高新区有发展电动汽车的基础与潜力,其电动汽车产业链初具雏形。襄樊市电动汽车开发势头强劲,如东风旅行车、青山电动、宇清电动、江山变速箱、东风康明斯等, “东风天翼”15台纯电动车已经下线,其中10台售往河北,5台留用襄樊示范运营,这标志着襄樊市新能源汽车取得突破性进展。三是燃料电池研究成效明显:在燃料电池研发方面,全省燃料电池关键材料、关键部件及多功能电源系统的研发,已形成独特的技术与应用优势。

劣势:新能源汽车的造价成本过高,还需要将生产成本降低至普通消费者可以接受程度;技术研发还要加强,电池性能、电机和电控技术与国外差距还比较大;基建配套,例如在中心城市、地级市的充电站建设困境亟待解决,这是制约市场化的最大障碍之一。

9. LED产业

优势:一是科技和产业优势,东湖高新区已初步形成从外延片生产、芯片制备、封装到应用产品为一体的LED产业链,其中大功率LED领域处于世界领先水平。全省已经形成以大学、研究院所为依托的基础研究,以各类工程研究中心、企业技术中心为依托的工程化研究,和以高新技术企业为依托的产品规模化生产,基本形成了LED照明产业的研究、开发和生产的一个完整的产业链,也是全国光电子、半导体照明研发机构和企业较为集中的地区之一。东湖高新区从事LED产品生产的相关企业近20家,在LED主要生产环节上都有了生产企业,已经成为国内为数不多的几个具有完整LED产业链的区域之一,迪源光电、富士康、华灿光电、元茂光电、光谷电子等多家LED研发及生产企业在此形成了一条新光源产业带。二是政策和环境优势,2009年武汉市获批科技部“十城万盏”示范城市,三年内将投入6000万元,在全市安装36000盏LED半导体照明灯;将在东湖风景区首建LED示范区,大力推广节能LED,力争入选全国10家“LED应用城市”;同时启动“绿照工程”并通过《2009年财政补贴高效照明产品推广工作实施方案》,全力推广建筑高效照明产品。此外,由武汉市建委主持编制的《武汉市道路绿色照明专项规划》亮相,通过了全国专家组的审查,成为国内第一部城市道路绿色照明专项规划。如上系列政策极大推动武汉乃至全省LED产业的深化发展。

劣势:当前我省LED产业特点是市场庞大、政府重视、下游产业配套能力强、劳动力成本较低、产业规划的方向性和策略性不够明确、企业规模偏小、产学研基础薄弱,技术和工艺水平与国际相差较大、主要生产设备和原料受制于国外、创新能力不强,定型的主导产品单一,低水平重复与竞争。例如,全省LED企业大部分集中在产业链下游的封装和应用产品领域,技术含量高的产业链上游所需的主要原料和芯片在相当大程度上依靠进口,核心技术尚未突破;在半导体照明领域专利申请量少,质量不高;LED封装技术,特别是大功率LED封装和非标准特种器件封装技术与国外水平相比还有一定的差距。

(二)面临的主要发展机遇

新能源产业是国际朝阳产业,正孕育着新的经济增长点,是国际新一轮竞争的战略制高点。2008年以来尽管受到金融危机的影响,但各国竞相出台扶持政策,全球光伏、风电产业、电动汽车、半导体照明等产业继续保持强劲增长的态势;我国也一直将新能源作为国家当前和未来发展的一项重要战略任务。在国际国内综合环境影响下,湖北新能源产业面临非常良好的发展机遇:

1.具有发展新能源产业的良好资源和基础条件

一是新能源资源优势,例如湖北现有林地1.29亿亩,其中可改造的低产低效林和可利用的荒山、荒地、荒滩、荒坡约4000 多万亩,为湖北木本生物能源的种植提供了充足空间;太阳能资源开发利用潜力大,除鄂西南外,大部分地区均具有较好的太阳能光能资源,年平均太阳辐射能大于100千卡/平均厘米;风能资源理论潜在装机容量1446万千瓦,可装机容量为332.8万千瓦,开发利用的潜力很大。二是新能源科技优势,例如凯迪研究院已成功掌握具有自主知识产权的从生物质中提取各类能源的核心技术,并且其技术水平处于世界领先地位;电动汽车各项关键性指标达到国内领先的水平;华中科技大学研制的非晶硅薄膜太阳能电池效率达11.48%,处于国内领先水平;国测诺德是目前中国风机市场中唯一同时掌握两叶片风机制造技术和三叶片风机制造技术的风机制造商。三是新能源产业优势,例如东风混合动力城市公交车已有4款车型正式列入国家发改委《车辆生产企业及产品》公告,获得生产销售资格,东风混合动力城市公交车、轿车正式由研发向产业化迈进;武汉东湖高新已经形成“芯片研发——外延片生产——芯片制备——芯片封装——应用产品”的LED全产业链;包含“硅矿石-多晶硅—硅片-电池片-电池组件-应用系统“相对完整的光太产业链也已初步形成;

2.中部崛起、两型社会建设带来新的发展机遇

促进中部地区崛起是党中央、国务院继作出鼓励东部地区率先发展、实施西部大开发、振兴东北地区等老工业基地战略后,从我国现代化建设全局出发作出的又一重大决策,是落实促进区域协调发展总体战略的重大任务。促进中部地区崛起的发展战略,给中部六省的发展带来了前所未有的机遇。国家“中部崛起战略”对中部地区的定位为:我国重要粮食生产基地、能源原材料基地、装备制造业基地和综合交通运输枢纽,这与当前湖北的经济发展定位与态势极其吻合。“规划”中提出“巩固和提升能源基地地位”,对湖北而言,大力发展新能源产业,形成光伏、生物质能、风能等新能源产业竞相发展的格局,可以趁势改变能源贫乏劣势,为经济社会发展提供动力保障。“两型”社会指的是“资源节约型、环境友好型社会”。党的十六届五中全会明确提出“建设资源节约型、环境友好型社会”,并首次把建设资源节约型和环境友好型社会确定为国家经济与社会发展中长期规划的一项战略任务。新能源的开发利用,对增加能源供应、改善能源结构、促进环境保护具有重要作用,是解决能源供需矛盾和实现可持续发展的战略选择,是推进两型社会建设的重要抓手。

3.应对气候变化、发展低碳经济赋予积极动力

低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。低碳经济实质是能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色GDP的问题,核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。低碳经济”提出的大背景,是全球气候变暖对人类生存和发展的严峻挑战,关乎人类的生存,几乎每个地区都无法逃脱气候变化所带来的持续影响。随着全球人口和经济规模的不断增长,能源使用带来的环境问题及其诱因不断地为人们所认识,大气中二氧化碳浓度升高带来的全球气候变化业已是不争的事实。在此背景下,大力发展碳强度很低的生物质能、太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能等新能源和可再生能源,已成全球各国政府和相关组织的共识,这不仅为湖北应对气候变化,发展低碳经济,调整优化能源结构指明了方向,而且带来了巨大的科技进步和产业发展机遇。

四、指导思想、基本原则与发展目标

(一)指导思想

在科学发展观为指导,围绕全省新能源产业持续、快速和健康发展的科技需求,以体制机制创新为动力,大力加强新兴能源、洁净燃料技术研究,积极开展新型输配存储系统、终端消费产品研发,推动全省新能源企业不断发展壮大,全面提升全省新能源科技自主创新能力,不断加快全省新能源开发利用产业化进程,为“创新型”湖北、“一带两圈”和武汉城市圈“资源节约、环境友好”型社会建设提供强有力的新能源科技支撑。

(二)基本原则

1.创新驱动,特色突破

围绕全省优势、特色领域,选择一批带动性强的重大科技项目,通过关键技术的创新突破,实现全省新能源特色产业技术的跨越,驱动全省新能源产业快速发展。同时,坚持“自主创新与消化引进创新相结合、自我发展与借力发展相结合”的原则,建立和完善全省“产学研用”相结合的新能源技术创新体系,不断增强新能源产业自主创新能力。

2.开放先导,集群发展

大力实施开放先导战略,抓住国内外新能源产业转移的机遇,积极承接国内外新能源产业转移,吸引国内外大型新能源企业集团来鄂发展,推动各种生产要素向我省汇聚,打造一批具有较强竞争力的新能源产业集群,实现新能源产业规模的快速扩张。同时,实施“走出去战略”,鼓励省内大型新能源企业走出国门,积极参与国际竞争,不断提升全省新能源产业的国际化竞争力。

3.政府引导,市场主导

发挥各级政府对战略性新兴产业的推动作用,制定和落实新能源产业发展政策,支持新能源产业技术研发、产业化和推广应用,营造有利于产业发展的良好环境。同时,坚持以市场为导向,充分发挥市场机制对新能源技术研发的调节和推动作用,实现资源的合理配置,使企业真正成为技术创新和产业化发展的主体,推动全省新能源产业持续快速健康发展。

(三)发展目标

到2015年,全省新能源产业掌握一批具有自主知识产权的核心技术,形成较为完善的技术创新体系,技术创新取得突破性进展,形成一批在国内外具有较强竞争力的企业和产品,产业核心竞争力显著提高,新能源装备产业产值超过1000亿元,把新能源产业打造成为我省重要的战略性产业,力争使湖北成为全国重要的新能源技术研发与产业化基地。

1.技术创新发展目标

新建国家重点实验室1~2家,国家级企业技术中心1~3家,省级重点实验室3~5家,省级企业技术中心3~4家,省级工程技术研究中心3~5家,形成完善的新能源技术创新体系和创新服务体系。

2.产业化的发展目标

到2015年,全省新能源装备产业产值超过1000亿元,年均增长20%以上。

3.重点企业培育目标

培育1~3家销售收入过50亿元的企业,8~10家过10亿元的企业,80家左右过1亿元的企业。

4.示范工程建设目标

在新兴能源、洁净燃料技术、新型输配存储系统、终端消费产品领域选择20项左右产业共性技术、产业关键技术开展技术示范工程,带动全省新能源产业快速发展。

5.人才队伍建设目标

在新兴能源、洁净燃料技术、新型输配存储系统、终端消费产品领域,打造8~10个在国内外具有较大影响力的研究团队,造就3~5位具有国际一流水平的科学家。

五、重点领域发展思路和与重点任务

(一)新兴能源

1.前瞻性新能源

氢能

发展思路:充分发挥我省水能、焦炉煤气等资源丰富优势,依托现有氢能技术基础,加大氢能领域研发投入力度,积极开展电解水制氢、焦炉煤气提纯氢气、氢存储、氢运输、氢安全等相关技术研究与开发,大力开展电解水制氢、焦炉煤气提纯氢气等技术示范,建立一批电解水制氢、焦炉煤气提纯氢气等示范基地,推动全省氢能产业快速发展。

技术方向:积极开展低成本电解水制氢、焦炉煤气提纯氢气相关技术研究,不断降低制氢成本,并在全省范围内推广应用,并形成规模化应用;积极开展氢存贮、氢运输、氢安全等相关技术研发,解决氢站建设的关键技术瓶颈,并在全省氢站中进行示范应用,为全省氢站建设提供相关技术支撑。

产业目标:到2015年,基本建成10个左右电解水制氢示范基地、3-5个焦炉煤气提纯氢气示范基地,全省氢生产能力达到500万吨,实现产值100亿元;在全省重点城市建设50个左右氢站,基本满足全省燃料电池电动汽车加氢需要。

支撑单位:在电解水制氢领域,重点依托三峡电站、葛洲坝电站、清江电站、宜昌亚太气体有限公司、金澳科技(湖北)化工有限公司等企业或研发机构;在焦炉煤气提纯氢气领域重点依托武汉钢铁公司、武钢炼焦厂等企业或研发机构;在氢存储、氢运输领域,重点依托武汉理工大学新能源公司等企业或研发机构。

2.即期性新能源

(1)风能

发展思路:总体而言,我省风电产业尚处于起步阶段,因此在“十二五”期间要进一步勘清全省风能蕴藏资源,以风力发电场建设为核心,注重风电机组整机制造业和部件制造业关键技术研发及协调并进,带动系统设计、零部件加工、风电施工、冶金建材、保险和金融等相关产业的发展。

技术方向:主要进行风电厂基础与平台、风机叶片、制动系统、传动系统等环节的关键技术研发创新。重点开展:兆瓦级风力发电机组风轮叶片原材料国产化的研发,包括风电叶片关键原材料的研制及工程化、叶片辅料原材料国产化的制备及应用技术研究、国产化原材料风轮叶片设计及制造技术开发等;单机容量5兆瓦以上风力发电机组的设计与研发;变桨和变速风力发电机组的设计与研发;直驱式磁悬浮风力发电机、混合驱动风力发电机组的设计与研发。

产业目标:已经初步探明湖北风能开发利用的潜力很大,风能资源实际可开发区域面积为1664.16平方公里,可装机容量为332.8万千瓦。按照1万千瓦装机容量预计带动投资1亿元的标准核算,湖北全省风电可以形成总投资330亿元以上。因此,“十二五”期间,应大力推进九宫山二期和三期、大悟仙居顶、钟祥华山观、利川齐岳山、随州大风口和黄冈龙感湖风电等项目建设。以风电场项目建设为动力源,带动风电装备生产、应用与示范及其产业链的形成。

支撑单位:科研单位主要包括,中南电力设计院、709研究所、武汉新能源研究院、华中科技大学、武汉大学、武汉区域气候中心等。产业单位主要包括,湖北省能源集团公司,所投资建设的九宫山风电场一期工程装机容量为1.36万KW,首台机组于2007年投产发电,所投资建设的拟定总装机容量150MW的利川齐岳山风电场正在建设之中;武汉国测诺德新能源有限公司,其研发的兆瓦级两叶风机已在东北、内蒙和山西等地成功并网;湖北天海气象仪器有限公司,已经开发有气象与环境仪器、动力与环境监控系统等一系列产品术;湖北三环发展股份有限公司,其研发生产的高压电网动态无功补偿装置SH-SVC产品中标辽宁省建平石营子风电场工程项目;709所、719所,重点在开发风机电控系统;云鹤风电,主要配套风电用齿轮箱设计制造;中科凌云,主要产品有全永磁悬浮风光互补照明系统。另外,三峡总公司、凯迪电力、中船6803厂、中船471厂、长航电机厂、襄樊新火炬、宜昌长机、武昌船舶重工、三江航天、武汉重工等,均已有意(有的已经在进行具体的项目)进军风电领域。

(2)太阳能

发展思路:紧紧抓住世界光伏技术日趋成熟,光伏产品市场爆发性增长的最佳时机,以国家能源政策为导向,充分发挥全省科研优势,瞄准光伏产业发展定位和发展方向,突破上游,集聚下游,做大做强湖北光伏产业链,培植新的产业支柱,努力把湖北打造成“国家级光伏产业基地”。

技术方向:充分发挥湖北的技术和人才优势,抢先在国内第一个建立光伏太阳能电池器件与应用技术研发中心。根据太阳能光伏产业的特点和湖北太阳能光伏产业发展现实,“十二五”期间湖北太阳能光伏技术的创新重点是:在晶体硅材料提纯技术上实现进一步突破;努力提高光伏电池的转换效率,单晶硅电池效率须向17%以上、多晶硅电池效率应向16%以上方向发展;降低晶硅片厚度,减少晶体硅材料的消耗量,争取到2015年硅片厚度降低到150um以内,硅用量降到5-7吨/MWp以内;开展太阳能热气流与光伏联合互补发电系统的研究,提高电站发电效率;研发高效低成本纯固态染料敏化TiO2纳米晶太阳能电池和全太阳能光谱吸收特性的InGaN光伏电池材料;加大对薄膜电池、聚光电池等新技术、新产品的研发投入力度;开展应用技术研究,积极推动应用示范工程建设,为大规模应用做好技术准备。

产业目标:“十二五”期间,在湖北培育出一条技术起点较高、产业规模较大、经济效益良好的光伏产业链。包括:太阳能级晶体硅的大批量生产线(五千吨级);中等效率(16%左右)晶体硅太阳能电池及其组件的大规模大批量生产;高效率单晶硅(大于18%)太阳能电池的研制和批量生产;非晶硅太阳能电池的研制和生产;其它低成本新型太阳能电池的研制,以及太阳能光伏系统等相关产品的生产。到2015年,争取全省光伏电池及组件生产能力达到600兆瓦,光伏产业总产值达到150亿元,成为国内知名的光伏系列产品生产和应用基地。

支撑单位:主要科研单位包括武汉大学可再生能源工程技术研究中心、华中科技大学电子科学与技术系、武汉科技学院光电薄膜材料与器件研究所、武汉理工大学、湖北省光伏工程技术研究中心等。主要产业企业包括,武汉日新科技有限公司,定位于非/微晶薄膜太阳电池组件、晶体硅太阳电池组件、BIPV光伏建筑构件生产商、BIPV光伏系统集成商和 BIPV电站运营商;已经成功实施的项目包括:武汉日新科技光伏工业园太阳能光电建筑一体化项目,武汉火车站2.2MW太阳能光伏并网发电项目、汉口江滩风光互补发电工程、黄石黄金山科技园区30兆瓦BIPV光伏建筑一体化电站项目等。珈伟太阳能 (武汉)有限公司,目前正向太阳能光电全产业链全方位发展,正在完成中纯多晶硅原料生产基地、高纯单晶硅基地,太阳能电池及组件生产基地的建设。湖北先行新能源科技有限公司,年生产规模达太阳能电池组件10兆瓦、太阳能路灯1.5万套。鄂州冠华器材有限责任公司,是生产太阳能光伏组件盖板玻璃的企业。武汉三工科技发展有限公司,专致于激光技术与设备和太阳能成套设备的研发、生产。武汉万鹏科技有限公司,主营产品为太阳能逆变器、太阳能充电控制器、太阳能路灯控制器。武汉银泰科技股份有限公司,主要生产太阳能蓄电池。另外,湖北金威新能源科技有限公司、湖北易辰科技有限责任公司等,是专门从事太阳能光伏、光热产业,集研发、生产、销售、施工及售后服务为一体的高科技公司。武汉兴隆源太阳能科技有限公司,正在进行新型高效硅太阳能电池组件生产建设项目建设。湖北兆锟太阳能科技有限公司,专业生产5W-280W太阳能电池板,年产能为150MW。

(3)核能

发展思路:坚持安全第一的核电发展原则,以国家《核电中长期发展规划(2005-2020年)》为指导方针,以咸宁大阪核电项目建设为依托,以市场换技术,逐步掌握核电建设核心技术,培育一批核电核心设备装备制造业,为浠水、阳新、钟祥等地核电项目的建设奠定良好基础,把湖北打造成中国内陆核能发电示范区和核电装备制造的重要基地。

技术方向:以应用AP1000建设内陆首个核电项目为机遇,与各有关企业加强AP1000核电项目管理、工程建设和机组运行等领域的交流和合作;积极参与AP1000技术的消化吸收、项目建设和大型先进压水堆开发,共同推动我国三代核电技术自主品牌的形成和规模化建设。

产业目标:以中核武汉核电运行技术股份有限公司为核心,抓住中广核集团建设湖北核电有限公司武汉基地的机遇,重点发展核动力运行技术开发、支持服务和人才培养,建设我国核动力运行技术研究和服务基地;支持武锅、武重等企业形成核电装备配套能力。通过“十二五”的项目建设,把湖北将成为中广核集团继广东之后的第二个重要发展基地;以中船重工所属武船集团阳逻双柳基地为基础,合作推动AP1000核电项目模块生产与制造工作,力争将双柳基地打造成为我国内陆核电装备制造的重要基地,提高我国核电装备的设计、建造水平和自主化程度,共同推进我国核电事业快速发展。并利用咸宁核电建设的重大机遇,在大型设备制造、材料研制、化工材料、食品保鲜、杀虫灭菌、新型建材、探矿、环保工业等领域,大力发展民用非动力核技术产业,用10年左右时间达到百亿产业规模。

支撑单位:中广核集团湖北分公司,由中广核集团与湖北能源集团共同投资建立;公司控股单位中国广东核电集团,是我国第一座大型商用核电站大亚湾核电站建设单位,在资金、技术、人才和管理等方面具有雄厚的实力和丰富的经验。葛洲坝集团第二工程有限公司,国家建设部水利水电总承包壹级施工企业,在核岛负挖、柔性防渗墙等方面积累了丰富的施工经验和成熟的施工技术,先后参与了广东岭澳核电站、江苏田湾核电站、广东阳江核电工、山东海阳核电工程等项目的建设。葛洲坝水泥厂,相继为葛洲坝、三峡大坝等国家重点大型工程供应了大批优质的水泥,该厂1号、2号窑生产的核电专用水泥经国家核工业二四建设公司评议,完全满足核电项目所需要求。武汉重工铸锻有限责任公司,在锻件、管道等民用核承压设备制造方面具有丰富经验,为核电秦山二期工程、巴基斯坦恰希玛二期核电工程、广东岭澳二期核电工程、福建福清核电厂、福建宁德核电厂、浙江方家山核电厂、辽宁红河沿核电厂等项目提供了系列产品。武汉核动力运行研究所是我国目前唯一专门从事核动力运行研究和技术服务的科研单位,现已建成保障国家核电运行安全的技术支持和后援体系,并构筑了核电无损检测技术、核电仿真技术、核蒸汽发生器设计试验与维修服务三大技术支柱;中核武汉核电运行技术公司是目前国内规模最大、实力最强的核动力支持技术服务专业化公司,拥有世界一流的技术装备和配套设施、健全规范的质量保证体系。中船719所、武锅等均为秦山和大亚湾核电厂服务过,并担负过核动力装置的蒸汽发生器、稳压器等大型设备的设计、实验和研究开发工作,武锅核电基地建设、组织机构、人力资源配置和后勤保障等工作全面展开。湖北航天电线有限公司,选择在华特电缆厂运用辐照技术进行产品升级换代,为咸宁核电站建设提供必需的辐照电线电缆产品;省农科院辐照加工研究所、福人金身药业,在医学上合作研发辐照技术。

(4)地热能

发展思路:本着“在保护中开发,在开发中保护”的原则,坚持开发与保护并重,开发和采用先进技术,提高地热资源利用率,做到以量定采;走立体型开发、综合式利用、产业化经营的道路,实现一水多用和循环利用。

技术方向:重点开展地热资源科学利用关键技术及基础理论研究,如地热资源评价方法、地热回灌技术、中低温地热资源梯级综合利用模式、干热岩开发利用科学钻探及试验、浅层地热能开发利用热泵技术、深层地热能开发利用热泵技术、增强型地热系统的开发、地面沉降问题研究等,促使常规地热资源的梯级利用更充分,回灌技术明显提高,综合利用效率提高,深层地热能利用技术(如发电等)得以明显突破。加快地热利用设备生产和成套设备技术的开发,提高地源热泵技术设备的国产化程度。

产业目标:地热产业作为一项绿色产业,广泛应用在发电、供暖、绿色农产品种植、水产养殖、地热空调、理疗保健等诸多方面。“十二五”期间,湖北地热产业的发展目标应是:以发展温泉旅游文化、地热建筑、城区采暖为三大目标,重点系统开发咸宁、黄石、英山、应城、京山、洪湖、神农架、罗田等地地热资源,带动地热勘查技术、地热开发设计、防腐技术研究、地热管材生产、地热装置制造、水处理、环境工程、采暖制冷、地热发电、洗浴医疗保健、水产养殖、温室绿色种植、温泉文化等地热产业链地有序和快速发展。

支撑单位:中国地质大学(武汉)地热开发研究所(湖北地大热能科技有限公司)是从事地热资源勘察、评价、规划及应用领域的高新技术研究与发展的研究机构,是特色鲜明的地热理论研究基地、地热产业辐射基地、地热人才培养基地。湖北省地质勘察基础工程公司,持有建设部核发的工程勘察综合类甲级及地基与基础工程专业承包壹级等资质,可承接地热资源、环境、岩土等地质勘查及相应土建工程。湖北省暨武汉市土木建筑学会地源热泵专业委员会,2008年成立并挂靠于武汉建筑设计院,是地源热泵技术各专业、各学科交流和合作的平台,正大力推进地源热泵技术在湖北武汉地区的规模化应用和产业化发展。华中科技大学建有地(岩土体)源热泵实验室,可进行地(岩土体)源热泵的相关模拟实验和基础性研究工作。湖北汤池温泉旅游有限责任公司,投资1.8亿元建设成“湖北汤池温泉景区”,它整体占地560亩,是湖北省唯一一个温泉类国家AAAA级旅游度假景区;并拟在5~6年内投资15亿元开展景区二期、三期扩建工程。武汉洁能地温科技开发有限公司,可提供地温中央空调系统工程设计、施工、运行管理、投资开发等服务,已完成中央空调系统等相关工程30余项。长江设计院新能源设计咨询公司,可进行地热、风电等新能源科研及规划设计等业务。

3.当期性新能源

生物质能

发展思路:充分发挥湖北省农作物、林作物、水生藻、可提炼植物、农作物废弃物、光合成微生物等生物质能基础资源优势,积极研发生物质能转化技术、生物质能发电技术、生物质多联产开发技等共性关键技术,在“不与粮争地、不与民争粮”和“定点生产、定向流通、有序发展”的指导思路下,大力发展生物柴油、沼气、燃料乙醇等新能源。

技术方向:大力开发并推广秸秆的液化和气化技术,以降低其成本,促成秸秆的就地液化或气化的实现;研究生物质沼气开发和利用中的关键技术,形成规模化示范区;研究生物质能源化应用评价技术、生物质基液体燃料燃烧特性与污染物控制技术;优化设备结构和生物质定向转化工艺;发展生物质焦油的催化裂解、生物油分级分离与综合利用技术;利用我省有关研究基地的条件,建设生物质能多联产汽化系统、液化系统和移动系统。

产业目标:到2015年,基本建成20个能源林工业园区,生物质能液体燃料生产能力达到80万吨,产值超过50亿亩;生物质发电装机容量达到60万千瓦;沼气发电装机达到30万千瓦,实现产值50亿元以上。

支撑单位:在生物柴油领域,重点依托中国农业科学院油料作物研究所、华中农业大学武汉艾瑞生物柴油有限公司、天门华成生物有限公司、黄冈市天颐油脂有限公司、荆门市倬臣生物工程有限公司、洪湖市洪湖浪米业有限公司、武汉鑫龙石化有限公司等企业或研发机构;在沼气领域,重点依托华中科技大学环境学院、华中农业大学、黄石兴华生化有限公司等企业或研发机构;在其他生物质能领域,重点依托华中科技大学煤燃烧国家重点实验室、华中科技大学清洁生产实验室、华中农业大学、通山三阳秸杆燃气有限责任公司、荆门市倬臣生物工程有限公司等企业或研发机构。

(二)输配存储系统

1.智能电网

发展思路:坚持“统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进”的原则,以战略规划为引领,以电网升级为基础,以科技信息为支撑,以协调发展为原则,以争取试点为突破口,开展重点课题研究,统筹有序,全面推进统一坚强智能电网建设。从现在起到2010年为规划试点阶段,重点开展坚强智能电网发展规划编制工作,积极参与国网公司和华中电网技术和管理标准制定,关注和跟踪国内外关键技术研发和设备研制,争取智能电网建设试点。2011至2015年为全面建设阶段,加快750千伏电网建设和各级电网协调发展,全面完成老旧设备改造,关键技术和装备广泛应用,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系;对电网的管理、技术和装备水平全面达到国内领先。

技术方向:重点开展四方面的研究:交直流特高压落点湖北的适应性研究,配合国家电网公司已经启动的“二横二纵”特高压工程中 “一横一纵”工程落点湖北,注重加强与特高压工程的衔接和关联技术研发工作,包括研究特高压电网对湖北电网潮流的影响、研究特高压联网后区域之间低频振荡问题、研究特高压电网带来的电压稳定问题和解决措施、研究特高压电网对湖北电网短路电流的影响、以及电磁环网解环问题和短路容量的措施;全省电网大规模新能源(风电、生物质发电、光伏发电)集中接纳能力研究,新能源(核电除外)出力具有随机性、间歇性,同时其机组不具备常规火电机组的功率调节能力,某一个区域电网的新能源接入过多后,会在调峰、调频、调度等方面带来新的问题,为此需要进行新能源大规模集中接纳能力研究,包括根据年平均调峰调频能力给出新能源的接纳能力,并对相关因素的敏感性进行分析、研究,以确定新电源开发容量的配比以及输电线路的输电规模,并提出应对措施;整合多种分布式电源的微型电网技术研究,主要是解决随着越来越多分布式电源的建立而必须面对的更多安全性和可靠性问题,主要包括优化资源配置研究、分布式电源的优化控制研究、分布式电源对配电网的影响研究等;智能变电站的关键技术研究,智能变电站将整合变电站自动化、地理信息系统、SCADA 等技术,并兼容微电网和虚拟电厂,能与控制中心实现高性能通信,在控制中心授予的权限范围内进行控制和建模,其关键技术包括智能设备技术、信息集成技术、自诊断技术、自治运行技术、互动化技术、智能操作功能、智能检修功能。

产业目标:通过建设“坚强智能电网”,提高湖北全省电网大范围优化配置资源能力,实现电力远距离、大规模输送,满足全省经济快速发展对电力的需求。以武汉光谷为依托,筹建华中智能电网科研产业基地,聚集湖北和武汉优势资源,建设以引领智能电网技术发展为目标的科研体系、以服务智能电网产品检验测试为目标的检测体系,以支撑智能电网工程实施为目标的产业体系,实现智能电网自主知识产权核心技术的重大突破,引领智能电网技术的发展,为我国和湖北坚强智能电网自主技术研发、核心装备制造、关键产品检测提供坚强的支撑,并向新能源、新材料、微电子等电工电气设备制造的上下游延伸和拓展,重点发展智能电网相关集成电路技术、软件技术、新型元器件技术、电子材料技术、网络和通信技术、存储技术、网络和信息安全技术、显示技术、测量仪器技术、智能电表、电子专用设备制造技术、导航和遥感技术等电子信息产业,逐步形成体系完备、附加值高、竞争力强的新兴产业链,不断放大产业集聚和企业集群效应,推进湖北省、武汉市创新型经济的发展。

支撑单位:湖北省电力公司,已经着手进行智能电网规划,以重点围绕湖北电网输配电设备全寿命周期成本优化及设备选择研究、柔性电力电缆系统及应用进行研究。湖北省电力勘测设计院,隶属于国家电网湖北省电力公司,具有甲级电力工程勘测、设计、总承包和安全评价等资质;独立完成勘测设计工作的500kV输电线路总里程达到2000km以上。武汉烽火富华电气有限责任公司,专业从事光电互感器、数字化电力系统设备研发生产,已成功研制出智能电网的核心器件——光电互感器,并于2009年11月通过中国电力企业联合会的权威鉴定,总体性能达到国际先进水平。武汉中元华电科技股份有限公司,是专门从事电力系统智能化记录分析和时间同步相关产品的研发和生产的高新技术企业。武汉大学电气学院,在电网过电压及抑制技术、绝缘在线监测、诊断及合成绝缘材料老化机理研究、电磁兼容及电磁干扰防护研究等方面研究成果显著;在电力系统安全稳定性实时观测与控制系统、电力系统谐波、负序和无功功率综合补偿、治理、以GPS为基础的输电线路精确故障定位系统以及智能式大功率直流电源系统等研究方面,取得重大进展,有的已达国际先进水平。武汉高压研究院,主要从事高电压输变电技术、高电压测试技术和高电压大电流计量及电磁兼容技术的研究和开发工作,建有超高压电缆和电磁兼2个国家重点实验室及国家电网1000KV特高实验基地。武汉电缆集团有限公司,我国第一根铝合金导线的诞生地,是我国同时拥有系列铝合金(高强度、耐热等)导线和铝包钢制造技术专业厂家之一,拥有100万伏及以下超高压架空系列导线的核心制造技术;新产品±800kV特高压直流线路钢芯铝绞线(JL/G3A-900/40-72/7)已经服务于2009年1月1000 kV交流输变电工程—晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程。武汉点线科技有限公司,专业致力于信息控制系统、CCD摄影应用系统、激光测量系统、空间信息移动服务系统等领域高新技术的推广和应用,已经开发有电厂盘煤及燃料信息管理系统、精确电力抄表及负荷控制系统、数字水库系统等产品。武汉中原电子信息公司,主要致力于电力综合自动化、配网自动化、光纤通信系统的开发生产,其中用电现场管理系统、配电监测系统、远程抄表系统等已在全国数十个省、市和地区得到广泛应用,多个产品被列入国家重点新产品和国家重点技术创新项目。

2.储能电池

发展思路:按照“攻克关键技术、支撑新兴产业”的总体思路,突出特色、聚集产业、群体创新、形成强势,以优势产业(先进电池材料)为核心,以终端产品(电池及电动工具)为牵引,形成先进储能电池材料及储能电池产业链的快速发展,为新能源产业、智能电网、电动汽车产业的突破发展提供支撑。

技术方向:现有各种电池的储能技术各有利弊,还需要一段时间的研发来提高技术成熟度和市场竞争力,总体方向是重点进行以大容量、高效率、安全性、低成本、长寿命、无污染为特征的储能电池技术攻关。包括:研发开发铅酸电池、钠硫电池、液流电池、镍镉电池等各种电池的材料技术、生产技术、电池驱动技术、充电技术、电池管理技术、电池维护技术等。针对铅酸电池,重点是进行50兆瓦以上功率电池、长寿命材料的研发;针对全钒液流电池,主要是通过引进消化吸收100KW级全钒液流电池系统部件研制与系统集成等关键技术;针对锂电池,主要是进行降低成本、提高安全系数等方面进行研究;针对液流电池,主要是向提高能量密度方向攻关。

产业目标:储能电池是一个产业链很长的产业,湖北可以在此产业多个方面有所作为。“十二五”期间,应大力构建湖北储能电池产学研技术创新联盟,推进全省储能电池及其关键材料的研发和应用示范,提高电池产业的自主创新能力和国际竞争力,促进储能技术产业链的形成。重点打造四大产业基地:武汉先进储能电池研发中心和生产基地、咸宁崇阳钒材料和钒电池产业基地、鄂州比克磷酸铁锂电池产业基地、宜昌欧赛磷酸铁锂电池产业基地、襄樊铅酸电池产业基地。在储能电池产业自身获得突破性发展的同时,为解决可再生能源发电系统发电不连续不稳定的特性、保证智能电网负载平衡稳定运行、发展电动汽车充电站等领域提供重要支撑,带动新能源、智能电网、新能源汽车等三大产业链的完善构建和迅速发展。

支撑单位:华中科技大学动力与储能电池实验室,研究方向主要包括锂离子动力与储能电池、固体氧化物燃料电池、纳米功能材料及气敏材料等,锂离子动力电池关键正极材料高性能磷酸铁锂等一批成果正在产业化进程之中。武汉银泰科技电源股份有限公司,是从事电源及电源智能化系统、新能源系统的研发、制造的专业化公司,电池产品应用于备用电源系统、太阳能光伏储能系统、动力电池系统。武汉力兴电源股份有限公司,有24条自行设计制造的国内一流的一次锂电池生产线,年生产规模为锂锰一次电池20000万只,其中锂锰扣式电池产量居世界第三位,锂离子电池1800万只,是从事锂锰、锂亚、锂离子电池及电池程控测试仪的研究、生产和贸易的专业锂电池基地。湖北骆驼蓄电池股份有限公司,专业从事铅酸蓄电池研发制造的高科技综合企业。湖北雄韬电源科技有限公司,生产有OPZV太阳能/风能储能电池。湖北省崇阳县是华中地区最大的钒产品交易集散地,崇阳县政府正在与北京普能公司合作,正在崇阳着手建立中国首个钒电池规模化基地。宜昌欧赛科技有限公司,正在建设锂一次电池、磷酸铁锂材料及电池、玻璃封太阳能电池项目,将形成投资3亿元、12条生产线,建成电池材料4320吨、电池产能1亿安时的规模,预计到2011年内全面建成投产。湖北能一郎科技股份有限公司地,是一家集发生产镍氢电池、锂聚合物电池为一体的高科技企业。武汉博赛尔科技有限公司,是一家拥有超薄电池专利的企业,采用液态锂锰软包装电池方案,其容量超过美国同行同类产品的30%。比克环保新材料科技(湖北)有限公司,主要经营磷酸铁锂、锂离子电池及动力镍电池等,项目计划于2010年达到磷酸铁锂年生产2000吨,锂离子电池年生产10000万只。湖北普天电池有限公司,是中国普天武汉通信电源集团控股组建的中南地区规模最大的蓄电池生产基地,主要产品有磷酸铁锂电池、阀控密封铅酸蓄电池、纳米技术复合胶体动力蓄电池。

(三)终端消费产品

1.新能源汽车

发展思路:以混合动力汽车、纯电动汽车为主攻方向,以“电池、电机、电控”关键零部件为突破口,同步支持燃料电池汽车等新能源汽车降低成本、提高性能,加快抢占技术制高点和市场增长点,占据高端、扩展领域、延伸配套、集群发展,形成国内领先、具有国际竞争能力的自主产业体系和产业集群。

技术方向:围绕新能源汽车的整车集成开发、关键零部件的技术突破和产业化予以重点攻关。包括:与储能电池产业进行良好衔接,重点开发重量轻、储能大、功率大、无污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围宽泛等特点的动力电池;进行新能源汽车充电站关联关键核心技术研发,为新能源汽车的市场化和产业化做好技术和装备储备;新能源汽车轮毂电机、控制单元技术达到或接近国际先进水平;实现配套零部件与整车同步发展,主要零部件的模块化供货能力得以构建。

产业目标:重点培育8~10家天然气、混合动力、纯电动和燃料电池整车和关键零部件产业化龙头企业,并实现本地零部件配套率50%以上,形成较为完整的新能源汽车产业链;到2015年,新能源汽车生产能力达到30万辆,使我省成为国家新能源汽车生产和示范基地。包括:以城市公交车为重点,开发新能源电动客车,充分利用国家对节能和新能源汽车示范推广的专项政策,立足我省新能源汽车发展实际,支持东风公司尽快开发具有自主知识产权的混合动力、纯电动大中型客车;以家庭用车和出租车为重点,开发小型新能源汽车,争取用5~10年的时间,在全省主要旅游城市、国家卫生城市实现出租汽车“新能源化”;以旅游景区、港区、工业园区用车为重点,开发新能源旅游专用车,争取用5年的时间,促使有条件的景区用车完全使用新能源汽车;支持省内高校、科研机构和企业通过产学研结合进一步整合优势资源,加大对整车和配套部件关键技术的研发力度,构建新能源汽车研发平台,研究开发产业发展的关键技术、共性技术和前瞻性技术。初步建立电动汽车快速充电、动力电池更换、车辆维护等电动汽车基础设施,积极推动动力电池、驱动电机、集成控制系统等关键核心部件的研发与产业化,初步形成电动汽车配套体系,省内配套率达到30%以上,成为国内重要的新能源汽车生产研发基地。

支撑单位:东风汽车公司,中国汽车行业骨干企业之一,综合市场占有率达到14.08%,在国内汽车细分市场,中重卡、SUV、中客排名第1位,轻卡、轻客排名第2位,轿车排名第3位。东风电动车辆股份有限公司,是一家专业从事电动汽车研究开发和生产经营的高科技公司,已有4款车型正式列入国家发改委《车辆生产企业及产品》公告,获得生产销售资格;以自主品牌东风风神轿车为基础车的混合动力轿车已经下线并量产,东风混合动力城市公交车、轿车正式由研发向产业化迈进;中部地区唯一一个国家级电动汽车专利产业化试点基地于2009年落户东风电动汽车产业园。东风公司、东风电动车辆股份有限公司、清华大学等多家单位共同完成《混合动力城市客车节能减排关键技术》荣获2009年国家科技进步二等奖。东风旅行车公司,自主研发的第三代纯电动客车“东风天翼”,最高时速达80公里,可乘坐78人,一次充电续驶里程达230公里,最大爬坡度大于20%。东风康明斯发动机有限公司,与宇通、金龙、中通、五洲龙、东风电动车、株洲电力、福田、丹东黄海客车等的合作,以为我国公交车的“混合动力”提供了较为完备的“整车+发动机”解决方案。襄樊宇清电动汽车有限公司,主要从事混合动力电动汽车电机自动变速驱动系统的开发、研制。

2.半导体照明

发展思路:抓住半导体照明产业发展的重大机遇,充分发挥湖北在半导体照明产业研发和生产方面的优势,以重点企业为龙头,以优势领域为基础,以科技创新、技术改造、合资合作、产学研联合为手段,以集群化、规模化、产业化为发展方向,加强规划指导,明确发展重点,培育龙头企业,抓好技术研发,鼓励产业聚集,巩固基础、疏通瓶颈、完善产业链、促进应用,与上下游产业发展有机结合,形成技术水平高、生产规模大、配套能力强、区域特色明显的具有国际竞争力的绿色照明产业,成为我省高新技术新亮点,建成全国重要的半导体照明产业基地。

技术方向:进一步加大研发攻关力度,巩固我省在半导体照明材料和外延片制造方面的研发和产业化优势;核心是掌握芯片核心技术,解决LED灯在总光通量、光效、光衰、散热、色温、配光、稳定性、一致性、驱动电源及其他配件质量寿命,以及成本等方面的制约因素;重点突破碳化硅衬底材料及蓝光二极管的产业化技术,高亮度发光管外延片规模化生产技术,大功率发光管管芯制造及封装的大规模流水线生产技术,环境自适应智能技术等。

产业目标:进一步构建壮大半导体照明工程研发及产业联盟,促进全省半导体上下游企业及科研院所之间的交流与合作,增加企业之间和企业与政府间的互动,实现企业优势互补和资源共享,促进联盟内各企业良性竞争与合作发展,提高湖北半导体照明产业的整体竞争力,形成从外延材料、外延片生产、芯片制造、封装到应用产品为一体的LED产业链,成为我国LED产业链最完善的区域之一。重点发展LED生产线,汽车用、手机用、城市景观用LED灯具,与太阳能电池结合形成的各种灯具,力争“十二五”末期,实现LED产业及相关产业的年销售收入达100亿元,并培植一批具有相当竞争力的照明企业,形成3~5个产值过10亿元的照明企业集团、8至10个产值过亿照明应用产品生产企业。

支撑单位:武汉迪源光电科技有限公司,建设了占地100亩的半导体照明产业园,形成年产外延片12万片、大功率芯片1亿只、路灯3万盏的产能;是我国大功率LED照明技术的龙头企业,是国内唯一生产销售LED照明芯片的高科技企业,提供LED照明整体方案;是科技部“十城万盏”LED推广计划的依托单位;生产的大功率芯片单颗功率达3W,光效超过100 lm/W,占据20%的全国市场份额。武汉华上科技光电显示有限公司(深圳明昌光电在武汉的分公司)是专业从事LED显示屏的研发生产高新科技企业,主要产品有:LED电子显示屏,LED室内电子显示屏,LED室外电子显示屏,LED全彩电子显示屏。武汉光谷电子有限公司,是专业的白光、大功率LED封装及应用产品制造商;公司经营项目涉及全色列(ALGaInp和GAN系)超高亮度LED(发光二极管)外延、芯片以及其他光电材料的规模生产、研发和应用开发,LED应用系统工程设计、施工。 武汉华维鑫光电子科技有限公司,是隶属于湖北省电子科学研究所旗下的光电产业公司,是一家专业从事LED显示屏的研发生产、销售安装于一体的高新科技企业,其产品包涵了同步、异步、单色、双色、全彩、真彩、室内、户外等产品。武汉华灿光电有限公司致力于研发、生产、销售以GaN基蓝、绿光系列产品为主的高质量LED外延材料与芯片,拥有多项LED领域的核心专利和先进的III族氮化物基高性能LED发光管材料生长、器件设计与生产制造的核心技术。元茂光电科技(武汉)有限公司,由美国奇伟国际有限公司投资成立,从事研发、制造、销售led相关产品、硅太阳能相关产品、无线通讯相关产品等。富士康,投资1亿美元在光谷兴建LED项目。美国海仕光电公司,在武汉投资4亿元人民币建设半导体照明产业园,生产超高亮度照明产品。武汉博达晶源光电科技有限公司,从事LED衬底片的研发工作。

六、重大专项建议

新能源的内容比较宽泛,且各个领域的发展非常不均衡。针对基础好、效益大的领域,通过实施重大专项,可以积极迅速的凝聚各方量,解决重大关键技术、加快科技成果的应用、提升发展一批产业、培养锻炼一批科技领军人才和创新团队。根据湖北的资源禀赋、技术优势、产业现状、潜力空间,以及国际国内发展趋势,现就生物质能、太阳能光伏、LED照明、新能源汽车等数个领域提出重大专项建议:

(一)生物质能关键技术开发及应用

设立意义:生物质能是人类最古老、最广泛的能源之一,是人类赖以生存的重要能源,它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在湖北省能源系统中占有重要地位。有关专家估计,生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分,到下世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。湖北是一个人口大国,又是一个经济迅速发展的地区,将面临着经济增长和环境保护的双重压力。因此改变能源生产和消费方式,开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源对建立可持续的能源系统,促进经济发展和环境保护具有重大意义。

主要内容:重点开发生物质能加工新工艺、新装备等关键技术,植物废弃物(秸秆等)的规模化技术(重点是发展秸秆气化、秸秆固体燃料生产和秸秆发电),生物燃料油技术(重点是发展燃料乙醇、生物柴油产业化生产和能源植物的规模化种植),生物质热解气化及其发电技术,沼气及利用沼气发电技术的推广与创新。

预期目标:到2015年,生物质能液体燃料生产能力达到80万吨,产值超过50亿亩;生物质发电装机容量达到60万千瓦;沼气发电装机达到30万千瓦,实现产值50亿元以上。

(二)光伏产业化关键技术研发及应用

设立意义:光伏发电具有安全可靠、无噪声、无污染、制约少、故障率低、维护简便等优点。近5年来,全球太阳能光伏产业的发展以每年平均50%的速度增长,2008年达到6000兆瓦的规模。中国太阳能光伏产业得益于世界太阳能光伏发电市场的巨大需求,近4年来以每年平均200%的速度发展,2007年电池片和电池组件产量占全球的1/4,2008年占全球的1/3。在全球性金融危机的影响下,太阳能光伏产业发展速度有所减缓,但同时促使太阳能光伏产品价格提前回归理性,并加快了太阳能光伏技术的发展和产业升级步伐。目前,太阳能光伏产业正处于大的调整期,而国际、国内太阳能光伏产业的政策利好和太阳能光伏发电成本的下降,将使太阳能光伏产业进入新一轮的爆发性增长阶段,这对我省是重大的战略发展机遇。

主要内容:低耗高纯度多晶硅生产工艺研究及产业化、高效晶体硅光伏电池技术研发及产业化、高效低成本薄膜电池技术研发及产业化、高透光率光伏玻璃产业化、光伏发电并网用大功率逆变控制调节设备的研究及产业化、分布式高效低成本光伏并网逆变电源的开发及产业化、高效节能太阳能热泵热水器研发、高效低成本建筑一体化太阳能光伏系统研发及产业化、建筑一体化太阳能-空气复合热源供热系统产业化。

预期目标:“十二五”期间,在湖北培育出一条技术起点较高、产业规模较大、经济效益良好的光伏产业链。技术研发方面,形成太阳能级晶体硅的大批量生产线(五千吨级),中等效率(16%左右)晶体硅太阳能电池及其组件的大规模大批量生产,高效率单晶硅(大于18%)太阳能电池的研制和批量生产等。示范应用方面,实施百万屋顶发电计划,应用光伏发电的公共建筑、企业厂房、住宅小区等屋顶面积达100万平方米,形成100兆瓦以上的发电能力;实施百万平方米太阳能热水器计划,新增太阳能热水器集热面积100-200万平方米;实施百条道路太阳能照明计划,在全省范围内建设100条太阳能照明示范道路。到2015年,争取全省光伏电池及组件生产能力达到600兆瓦,光伏产业总产值达到150亿元,成为国内知名的光伏系列产品生产和应用基地。

(三)新能源汽车关键技术研发及应用

设立意义:新能源汽车是传统汽车的升级换代,是汽车和能源技术的革新进步,代表未来汽车发展方向。电动汽车作为新一轮的经济增长的突破口和实现交通能源转型的根本途径,已经成为世界各主要国家和汽车制造厂商共同的战略选择。湖北东风混合动力电动汽车研发取得重要突破,已有4款车型正式列获得国家生产销售资格。因此,把大力发展新能源汽车并实现产业化作为促进湖北汽车工业实现跨越式发展的战略性举措,就有可能在全国汽车工业新一轮竞争中占领制高点,取得有利地位,促进全省汽车产业加快结构调整,提高全省汽车工业的竞争力;对于促进节能减排,推动城市生态文明建设,扩大市场消费需求,增强经济长远竞争力和发展后劲都具有十分重要的意义。

主要内容:加大对整车和配套部件关键技术的研发力度,构建新能源汽车研发平台,围绕新能源汽车的整车集成开发、关键零部件的技术突破和产业化予以重点攻关,研究开发产业发展的关键技术、共性技术和前瞻性技术。包括:与储能电池产业进行良好衔接,重点开发重量轻、储能大、功率大、无污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围宽泛等特点的动力电池;进行新能源汽车充电站关联关键核心技术研发,为新能源汽车的市场化和产业化做好技术和装备储备;新能源汽车轮毂电机、控制单元技术达到或接近国际先进水平;实现配套零部件与整车同步发展,主要零部件的模块化供货能力得以构建。

预期目标:以混合动力汽车、纯电动汽车为主攻方向,以“电池、电机、电控”关键零部件为突破口,同步支持燃料电池汽车等新能源汽车降低成本、提高性能,加快抢占技术制高点和市场增长点,初步建立电动汽车快速充电、动力电池更换、车辆维护等电动汽车基础设施,积极推动动力电池、驱动电机、集成控制系统等关键核心部件的研发与产业化,初步形成电动汽车配套体系,省内配套率达到30%以上,成为国内重要的新能源汽车配套生产研发基地;重点培育8家至10家天然气、混合动力、纯电动和燃料电池整车和关键零部件产业化龙头企业,并实现本地零部件配套率50%以上,形成较为完整的新能源汽车产业链;到2015年,新能源汽车生产能力达到30万辆,使我省成为国家新能源汽车生产和示范基地,形成国内领先、具有国际竞争能力的自主产业体系和产业集群。

(四)LED照明关键技术研发及应用

设立意义:LED照明由于具有寿命长、节能、色彩丰富、安全、环保的特性,被誉为人类照明的第三次革命。照明节能产生了两方面益处:能源消耗的节约和二氧化碳气体排放的减少。半导体照明产业被誉为是人类照明史上的又一次飞跃,涵盖国家应允支持的节能、环保、高技术、微电子、基础装备制造等诸多领域,有力地带动了上下游相关产业的发展,是目前国民经济发展当中一项重要的环节。中国目前节能环保的压力巨大,因而发展半导体照明产业意义重大,随着能源紧缺问题越来越突出,LED重要性和市场空间更加显着。LED产业已经引起了国家的高度重视,《国家中长期科学和技术发展规划纲要》将半导体照明产品明确列为“重点领域及其优先主题”。

主要内容:攻破光源的高导热金属材质问题、应用的热平衡问题、长效荧光粉问题和配光问题等四个核心技术瓶颈。核心是掌握芯片核心技术,解决LED灯在总光通量、光效、光衰、散热、色温、配光、稳定性、一致性、驱动电源及其他配件质量寿命,以及成本等方面的制约因素。重点突破碳化硅衬底材料及蓝光二极管的产业化技术,高亮度发光管外延片规模化生产技术,大功率发光管管芯制造及封装的大规模流水线生产技术,环境自适应智能技术等。实现蓝宝石衬底基片及其制备的产业化、利用太阳能和风能的智能化LED路灯示范及产业化、大功率LED在汽车组合前照灯上的应用研发与产业化、LED高效荧光粉的研发及产业化、高端LED外延片关键技术开发与产业化,关键装备(MOCVD、ICP设备,芯片Mapping、Sorting设备,器件封装用芯片安放、金线键合设备)的研发和产业化。

预期目标:进一步构建壮大半导体照明工程研发及产业联盟,促进全省半导体上下游企业及科研院所之间的交流与合作,增加企业之间和企业与政府间的互动,实现企业优势互补和资源共享,促进联盟内各企业良性竞争与合作发展,提高湖北半导体照明产业的整体竞争力,形成从外延材料、外延片生产、芯片制造、封装到应用产品为一体的LED产业链,成为我国LED产业链最完善的区域之一。“十二五”末期,实现LED产业及相关产业的年销售收入达100亿元,并培植一批具有相当竞争力的照明企业,形成3至5个产值过10亿元的照明企业集团、8至10个产值过亿照明应用产品生产企业。

七、保障措施

(一)加强组织领导,形成产业发展合力

新能源产业作为全省战略性新兴产业,具有广阔的发展空间,加快新能源产业发展对于推动全省经济结构调整、培育全省新的经济增长点等具有十分重要的意义。建议省委省政府成立全省新能源产业发展领导小组,加强对全省新能源技术开发、产业化工作的领导,定期召开领导小组会议,及时研究解决重大问题。建立全省新能源产业发展综合协调机制,加强各个部门之间的组织协调,推动全省新能源产业发展。尽快制定《湖北省新能源产业发展规划》,明确全省新能源技术及产业发展目标、方向和重点,为产业发展提供科学指导。成立湖北省新能源产业发展专家咨询委员会,为全省新能源产业的发展提供智力保障。支持建立“新能源产业协会”,充分发挥其在市场调查、信息交流、咨询评估、行业自律、知识产权保护、认证认可、政策研究等方面的作用,促进新能源产业的健康发展。

(二)完善政策法规体系,营造良好发展环境

根据发达国家新能源产业发展经验,在新能源产业发展初期,急需制定一系列财政政策、税收政策、投融资政策、政府采购政策等政策加以培植和扶持。因此,建议省委省政府结合新能源产业发展规律以及全省新能源产业发展实际情况,研究制定适合我省省情的新能源产业财政政策、税收政策、投融资政策、政府采购政策等,形成完善的全省新能源产业发展政策法规体系,积极推动全省新能源技术的研究开发、推广应用、产业化工作,为全省新能源产业的迅速壮大、快速扩张营造良好的发展环境。其中,在财政政策方面,积极发挥各级财政资金的作用,加大对新能源技术开发与产业化发展的力度。在税收方面,落实支持新能源发展的税收政策,对技术开发、设备购置和装备制造以及列入国家新能源产业发展指导目录的项目给予税收。在投融资政策方面,积极鼓励引导各类金融、担保机构和风险公司加大对新能源技术研发和产业的投入,形成多元化的投融资长效机制。

(三)健全技术创新体系,支撑产业快速发展

完善的技术创新体系是新能源产业持续、快速和健康发展的重要支撑。为此,建议加快全省新能源领域国家重点实验室、国家企业技术中心、省级重点实验室、省级企业技术中心等知识与技术创新基础设施建设步伐,鼓励企业与大专院校、科研院所进行产学研合作,逐步形成健全的全省以企业为主体,高校、科研机构积极参与的“产学研用”相结合的技术创新体系,并围绕全省新能源产业发展需求,开发一批具有自主知识产权成果的重大新能源技术成果,积极开展新能源技术产业化示范,加速全省新能源技术成果转化,为全省新能源产业的持续、快速和健康发展提供源源不断的新能源技术创新成果支撑。

(四)加强人才培养引进,形成产业人才支撑

围绕全省新兴能源、洁净燃料技术、新型输配存储系统、终端消费产品研究与开发需要,加大对高水平新能源人才培养和引进。运用团队引进、核心人才引进、项目引进等方式积极吸引国内外新能源技术人才,设立“新能源技术人才引进计划”等重点行业人才引进计划,结合全省新能源产业发展需求,每年从国内外引进一批急需的专业技术人才。加强高等教育对人才培养的针对性和实用性,鼓励校企共建面向需求的人才培养基地。重点吸引一批跨国公司、国内外著名培训组织来鄂建立专业培训机构,培养急需的新能源专业技术人才。推动建立科学的人才评价体系和灵活、高效的激励机制,推动新能源技术人才想一线积聚,为全省新能源产业持续、快速和健康发展提供强大的智力支撑。

(五)实施开放先导战略,推动产业合作与融合

实施开放先导战略,积极主动承接产业转移,把对外战略合作作为推进新能源产业加快发展的重要战略途径,依托龙头企业和优势产品,加大国际一流新能源企业招商引资力度,积极引入国内外战略投资者,在基地建设、产品及技术研发和产业化、中小企业投融资、人才培养等方面开展全方位战略合作,迅速壮大产业规模和提升产业竞争力;加强与国内外著名高校和科研院所的战略合作,积极构建新能源技术研发战略联盟;鼓励拥有自主知识产权、国际市场需求量较大的新能源产品出口;支持有条件的新能源企业以参股、控股、并购、境外上市等方式开拓国际市场,提高国际竞争力。对重大战略合作和外来投资项目,省级重大项目贴息资金等要给予重点支持,优先保证建设用地,营造良好建设环境。

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