【2家经开区企业上榜中国新经济500强】

日前,“2021中国新经济企业500强发布会”在西安举办。会上发布了《2021中国新经济企业500强发展报告》及“2021中国新经济企业500强榜单”。

根据榜单,西部地区上榜企业29家,其中7家来自西安,经开区两家企业榜上有名。新经济不断向中西部地区梯度延伸,相比2020年,中西部地区分别增加了7家和5家新经济企业,“创新扩散”效应明显。

在“2021中国新经济企业500强榜单”中,西安7家上榜企业分别是:

隆基绿能科技股份有限公司

中国航发动力股份有限公司

中航西安飞机工业集团股份有限公司

西部超导材料科技股份有限公司

西安巨子生物基因技术股份有限公司

西安三角防务股份有限公司

西安陕鼓动力股份有限公司

其中,隆基绿能、西部超导为经开区新能源新材料产业龙头企业。值得一提的是,隆基排名为第12位,较去年提升40位,且首次入围榜单前20强。

——隆基绿能和新能源——

作为经开区新能源产业代表企业,隆基于2012年上市,是全球最大的太阳能单晶产品制造商,位居中国光伏行业第一位,目前已成为我国高效单晶光伏技术创新投入最多、产品转化效率最高的创新驱动型先进制造企业。

自2015年以来,隆基将光伏管理总部落户经开区,不断扩大规模,在经开区高铁新城和泾渭新城分别设立隆基乐叶光伏科技有限公司和陕西隆基乐叶光伏科技有限公司,带动了区内经济和新能源产业跨越式发展。

隆基不断发挥龙头带动作用,引领支撑经开区太阳能光伏产业链发展。通过聚焦单晶光伏电池组件研发与制造等重点领域,推动太阳能光伏向充电桩、光伏屋顶等下游应用延伸,提升“光伏+”综合利用水平,推动经开区打造具有国际竞争力的光伏产业聚集区。

近日,经开区与隆基签订新型光伏电池生产项目,项目采用隆基最新研发的光伏电池技术,投产后陕西隆基乐叶将成长为经开区又一家百亿产值工业企业,为经开区打造千亿级产业集群奠定坚实基础。

在二季度市级重点项目观摩中,隆基新能源技术研发中心建设项目以科技含量高、产业链条全、产值贡献大、创新能力强等特点精彩亮相,将助力经开区打造全市产业创新高地。

除光伏产业外,经开区还加速新能源汽车配套、发展其它新能源产业集群。围绕风电装备、核能装备、生物质能源、节能装备与储能系统、分布式能源管理系统等,做大存量技术与产品,充分利用智能化技术、工业互联网与大数据、5G网络等信息技术,改造新能源制造业,发展服务型制造新能源产业集群和智慧能源管理产业生态。

——西部超导与新材料——

西部超导2003年成立于经开区,同年获批“国家级超导体与磁性材料应用实验室”,是经开区新材料新能源领域首个国家级研发机构。2019年在上交所科创板上市,是西部地区第一家科创板上市公司,也是我国高端钛材及超导材料研制生产龙头企业。

在经开区重点产业链——有色金属材料产业链和超导材料产业链方面,西部超导均占据重要地位。经开区全力推进西部超导发动机及燃气轮机用特种金属材料产业化,提升中高端钛合金产品市场占有率,拓展有色金属材料在航空航天、燃气轮机、国防科技、海工设备等领域应用;加快建设西部超导创新中心和超导材料协同创新基地,推动超导材料技术研究,持续做大超导材料应用产品及关键零部件制造,构建从实验室研发、工程化中试到产业化制造为一体新材料产业链和创新链。

近年来,经开区持续深化有色院模式,聚集了以西部材料、西部超导、塞特金属等骨干企业为支撑,以钛材、超导材料、锆核材料为代表的新材料产业链,致力于打造千亿级稀有金属新材料产业集群,形成“世界材料看中国,中国材料看西安,西安材料看经开”的竞争优势。

经开区已先后引进凯立先进催化材料与技术创新中心及产业化建设项目、西部超导战略金属材料产业园、赛特思迈高端稀有金属棒丝材及制品产业化等一批产业化项目,建成了国际一流的超导材料产业基地、亚洲最大的无缝钛管生产基地、世界第二大层状金属复合材料生产基地和金属纤维生产基地。

随后,经开区将继续做好项目引进和培育工作,推动存量扩大增量,提升新材料产业上下游产业链应用链,谋新篇布新局,布局前沿新材料,加速培育新动能,推动形成特色鲜明、整体协同的新材料产业生态体系。

目前,经开区在“四新战略”的引领下,着力构建“4+4+4”现代产业体系,强力打造新材料新能源等支柱产业,大力发展人工智能与机器人、增材制造与再制造、分布式能源与储能、大数据与云计算等新兴产业,不断彰显支柱产业新优势,集聚新兴产业新动能,在新兴产业培育上做“加法”,在节能减排上做“减法”,在创新驱动上做“乘法”,推动以新产业、新业态、新商业模式为代表的新经济快速崛起,全力打造“科创新引擎”和“产业新高地”。

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有了这种“大风车”,中国海上风电或将逆势崛起!

原创 樊天慧 华南理工大学船舶与海洋工程系副主任
《海上风电,大风刮来的清洁能源》

2016年,我博士毕业,当时我心中海上风电的种子已经开始开花结果。我下定决心,一定要投入到海上风电这个行业中来。

于是,我毅然决然南下,来到广州,来到华南理工大学,来到这个南海旁边的城市,把所有的科研精力、科研基础和科研方向全部都转移到海上漂浮式风电这个方向上来。

经过2016年、2017年的努力,在2018年,我们获批了一个非常重要的项目——海上浮式风电平台全耦合动态分析及其装置研发。这个项目的核心任务和目标就是要研发中国第一台漂浮式海上风力发电系统装备并进行应用示范。

任务和目标已经确定了,我们接下来要撸起袖子加油干。要做好漂浮式的开发,一定要明确固定式和漂浮式之间有什么本质的区别。

固定式就像一只两脚站立的土木建筑,它深深地扎入到海底,只受到风和波浪的作用。它更像我们常见的陆上建筑物,在抵抗风和波浪的过程中,依靠的是结构的变形。它相当于修炼了金钟罩、铁布衫的功夫:任尔东西南北风,我自岿然不动。

当然风和波浪也造成了很大的压力:就算你会金钟罩、铁布衫,拳头打在身上,它也疼啊。这也就是为什么随着水深的增加,固定式风电的成本会上升得这么快的原因。

而漂浮式是另外一种形式的结构:它由一个漂浮的浮体撑起了风车和浮体本身的重量,然后用锚泊系统,即图中的几条大绳子连接到海里。

漂浮式整体的系统都是非常柔韧的:波浪过来了,浮体就摇一摇;风吹过来的时候,在弹簧也就是在几条大绳子的牵引下动一动,这样以自身的运动来抵抗外部的风和波浪力的作用。就相当于修炼的是太极功夫,讲究的是卸力。

虽然风过来了,我被推走了、被打走了,但是身子就不疼,这也是为什么漂浮式这一形式随着水深的变化,成本增加并不明显的原因。

水中“不倒翁”的秘密 已完成:50%

知道了机理和要求,我们现在要开始进行一些设计工作。

首先我们要设计下边的大浮体。大家刚才也看到了,漂浮式海上风电就是典型的“头重脚轻”,看起来很容易倒。而且它本身一直是漂浮在水面上的,我们要确保它有足够的排水量,提供足够的浮力,这样才能把整体的风车和自身撑在水面上。

大的浮力才有调节的空间,才能让自身具备抗摇动能力。怎么设计它的抗摇动能力呢?我们要尽量地把重心放下,把浮心往上移,在水中打造一个“不倒翁”。水中“大柱子”的尺寸越大、淹没在水中的深度越深、它们之间的距离越长,它抗摇动的能力就越强。

那是不是抗摇动的能力越强,性能就越好?当然是否定的。如果它抗摇动的能力太强,就会和波浪力产生一个共振,这样会造成剧烈的运动,导致结构损坏。

因此,我们既要让它具备比较优秀的抗摇动能力,又不能强到与波浪力发生共振。经过团队的辛勤工作和奋斗,我们最终定格了漂浮式基础的形状,就和图中所示的一样。

设计好了浮体,下面我们要设计这几条大绳子,也就是锚泊系统。漂浮式风电到底需要什么样的大绳子?答案是“软硬适中”。

这条大绳子就像弹簧一样约束着我们的浮体运动,如果它太硬了,相当于没有弹簧卸力的作用,它还是容易受到破坏。

那把这条大绳子变得软一点,是不是就没有问题了?也不是,它的水平方向可能会和波浪力发生共振运动。

所以我们要把它变得更软一点。但是变得更软,也会产生一个问题:绳子越软,平台被吹出去漂移的距离就越远,这样电缆可能就会被破坏了。所以电缆也是控制绳子能有多软的关键因素。我们既要保证整体的绳子足够软,又不能让电缆被破坏,这就是设计大绳子的标准要求。

知道了标准要求后,我们要开始设计大绳子,首先要搞清楚它的机理。

虽然我们把它想象成一个弹簧,但它不是一个真正的弹簧,它是一个非常复杂的系统。绳子的长度、形状、布置方式,包括材质、重量、直径都对整体绳子的软硬有非常大的影响。

大家从右侧这幅图中可以看出,弹簧是线性的一条直线,然而大绳子是非常复杂的,是一直变化的一条曲线。那么这样复杂的系统,我们怎么样才能完成设计?实际上从全球范围来看,目前没有一个专业的商业软件能完成这项工作。

我们需要一位非常有经验的工程师,先选择一条大绳子,然后再不停地试错、改进,最后设计出来一个非常好的绳子。

而这些过程都是非常保密的,比如我们要向外国买一个大绳子的设计,他会给我们一个还不错的最后结果。中间是怎么调整的,为什么这么选,是没有人告诉我们的。

为了解决这个卡脖子的问题,我们专门研发了一个软件,它可以用计算机自动为我们寻找一个好的大绳子的设计方案。

这个软件可以直接输出绳子的长度、形状、布置方式;而且能确定绳子的材质、直径以及重量。这就完成了整个大绳子需要的一个设计。

“乘风破浪”的海上风电 已完成:70%

设计好了我们的大浮体和大绳子,下面要进行验证了。

为什么要进行验证?因为海上风电的建设成本非常高,风险也大。我们设计好之后,需要经过详细的验证,最终才能开工、施工和建造。

做实验的过程中,我们一定要严格考虑风和波浪的双重影响,为什么?

因为在波浪的作用下,平台就会开始摇晃,带动上面的风车也开始摇摆,这样风力就会产生一个比较复杂的变化。

风和波浪的联合耦合的影响,才能决定最终结构的安全,决定发电效率等一系列的问题。因此我们必须在模型试验的过程中,同时考虑风和波浪的双重影响。

模型试验是什么意思?就是把左图中那么大的大家伙,等比例缩小成实验室可以放下的这么小的小东西。当然缩尺的时候要参照一定的原则。

我们按照几何尺寸等比例缩小之后,会发现波浪力是准确地模拟了,但是风力由黏性力为主导,要遵循另一种等效的原则,否则风力就会产生一个变化。

如果我们直接按照几何尺寸等比例缩小,就会形成图中红色的曲线。但实际上我们最终要求的是上边黑色的实线,它们差距还是很大的。

因此,我们提出了一种新的实验室尺度的风机叶片的模型设计方法。通过这套方法,我们可以确保叶片的推力在全风速中,或者说在每一个风速的阶段都能够符合目标值,做到风的推力相似。可以说,这项技术在目前的世界范围内都是比较先进的。

设计好了,我们要开始实验了。上图展示的是我们做模型缩尺实验的一个日常发电的实验。

大家可以看到,风车这个时候是在不停旋转的,而整体平台的运动状态非常稳定。这就是真实的海域中,我们的风机平台在正常发电时的运动状态。

这个实验是我们模拟台风来袭时整体平台运动的状态,大家可以看到,这个时候风车已经停止了转动。

为什么会这样呢?因为如果在台风高强风速的情况下,风车还在旋转,就会有一个巨大的风推力,对发电机、整体结构和大绳子都会产生巨大的冲击,带来结构的安全问题。

因此在台风工况下,我们会停止旋转,把风车锁定。大家可以看到,这时大绳子和整个浮体的运动会变得更加剧烈。

经过模型试验,我们验证了之前设计的浮体、大绳子、整套系统都是没有问题的。那么接下来,我们就要进入施工建设的环节中,一起来看一下施工中的视频片段。

首先,我们把浮体的各个分段进行吊装和搭载,组成一个完整的浮体。组装完成之后,就要进行拖航,我们要把组装好的浮体滚装拖到半潜船上。接着,船驶入较深的水域,半潜船下沉,让浮体浮在水面上。然后利用拖船把浮体拖到和风车连接的码头。

浮体到达吊装的码头后,便要组装大风车。紧接着就要吊装塔筒,塔筒吊装完毕,我们要把风车连接到塔筒之上。浮体、塔筒和风车连接到一体之后,再把它们一体化拖航到我们海上风电厂的就位位置。

到达就位位置之后,要做的是把我们原来设计好的、已经加工好的、在位的大绳子连接到浮体之上。就位安装就是把大绳子连接到浮体的过程。

最终,2021年12月,全球首台抗台风型海上风力发电系统装备“三峡引领”号成功地并网发电了,单台机组每小时满发电量可以达到5500度,每年可为3万户家庭提供绿色的清洁能源。

未来单个海上漂浮式风电场的规模可能到300-500兆瓦,每小时满发电量可以达到30-50万度,每年可为150-300万户家庭提供绿色的清洁能源。

广东是用电大省,它的电能很多来自于西电东送。如果未来可以大规模地建设海上漂浮式风电场,我想这可能在很大程度上解决广东用电依赖的难题和窘境,同时也为祖国的碳中和、实现双碳目标提供一些助力和支持。

回首这几年的工作,在整个项目团队的精诚合作和团结努力下,我们完成了中国首台漂浮式风力发电系统装备的研制和应用示范,同时这也是全球首台抗台风型机组,我们把不可能变成了可能。

希望大家都积极投身海上风电事业,都有把不可能变成可能的勇气。


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