自2015年7月29日成立以來,清華大學山西清潔能源研究院(簡稱“清華山西院”)聚焦煤炭清潔高效利用、可再生能源與儲能、二氧化碳捕集封存利用三大領域,在先進燃燒技術、煤炭清潔高效轉化技術、污染物控制與資源化技術、生物質能源利用技術、氫能與燃料電池技術、先進儲能技術、智慧能源系統、高效低能耗二氧化碳捕集技術、二氧化碳轉化與地質利用技術、生態修復與固碳技術、能源政策與能源戰略等關鍵技術領域積極布局,全面開展科技創新、成果轉化、智庫建設、社會服務、人才培養及國際合作交流等工作,為山西省及國家戰略性新興產業的發展提供創新支撐。
培養引進人才 推進智庫建設
據介紹,清華山西院先后與太原理工大學、中北大學等高校簽訂長期合作協議,在人才培養,尤其是高層次人才培養方面,開展深入合作。
清華山西院先后引入清潔供能與碳利用/封存研究中心、多功能催化劑研發中心、污染物控制與資源化技術研究中心、碳基原料清潔轉化及利用中心、中溫氣體凈化研究中心、燃燒技術與設備研發中心、生態修復與固碳中心、智慧能源系統研究中心、生物質清潔利用與建筑能源研究中心、鋰電池材料與安全研究中心等10支高水平科研團隊,以及分布式能源研究中心、工業互聯網研究中心、光電半導體器件及系統聯合研究中心、生態環保技術研究中心等4個企業聯合中心。這14個中心的負責人及科研骨干均為業內優秀人才。
同時,清華山西院聘請中國工程院院士岳光溪、倪維斗、謝克昌教授,中國科學院院士金紅光研究員、宣益民教授等專家指導該院的科研部署和戰略發展。
清華山西院還先后參與制定15項與煤炭、鋼鐵、氫能等領域清潔能源利用相關的國家標準,搶抓技術主導權和標準定義的話語權,在轉型發展的道路上深度展示科研實力和創新能力。申請國內外專利170項,獲授權專利78項,獲軟件著作權9項;獲得國家級、省部級、行業協會和國際獎項40余項;承擔各類項目49項,形成高水平科研成果14項?!扒迦A山西院以高端規劃咨詢為統領,推進智庫建設,清華山西院戰略咨詢委員會集合了不少能源領域院士、高級專家,在接下來布局中,可以發揮戰略規劃、發展路徑等方面的指導作用,助力山西企業轉型升級、創新發展?!鼻迦A山西院科技創新部副部長趙靜表示。
堅持共建共享 促進聯動發展
趙靜介紹,清華山西院與各市區縣簽署戰略合作協議;與太原理工大學、中北大學等高校、院所簽訂合作協議,共同致力于新技術、新模式、新應用的研究開發;與本省行業骨干企業共建聯合研究中心,為解決工業經濟高質量發展中的關鍵技術難題形成長期合作,精準對接企業需求。打造成果轉化與科技創新生態系統,與東南沿??萍计髽I加強合作,聯動發展,推動清華山西院技術走向產業化。例如,研發的高效柔性晶硅太陽能電池核心技術引起國內同行高度關注;與江蘇、浙江多家企業簽訂了技術服務合同;與蘇州紐邁分析儀器股份有限公司聯合成立“多孔介質低場核磁共振分析聯合研究中心”;作為國家實驗室一體化組織構架中重要的“網絡”組成,參加懷柔實驗室山西基地建設等舉措是積極向外打開,參與到更大的平臺和機遇中,促進聯動發展。
清華山西院與古交市、原平市、汾陽市、杏花村經濟技術開發區、壺關縣等地方政府分別簽署了科技戰略合作協議,以山西省能源產業的發展戰略和實際需求為導向,為高端裝備制造業和工業經濟高質量發展帶來新思路,激發新活力。
與此同時,清華山西院與山西綜改示范區簽署成立海外、省外協同創新中心合作協議,圍繞山西產業結構,瞄準新一輪科技協同創新革命,成立了可再生能源協同創新中心,打造支撐可再生能源科學發展的管理、技術、服務和價值創造平臺,為山西省科技、經濟的高質量發展賦能。還發起并牽頭成立山西省工業互聯網協會,以“互聯網+”和“5G+”技術推動和引導工業、制造業轉型升級,為推動山西工業互聯網的發展和產業數智化轉型注入新活力、蹚出新路徑,為打造山西制造強省和網絡強省提供創新動力。
據了解,清華山西院目前已建成6個綜合實驗室和14個專業實驗室,建立了專業的分析檢測中心,累計投入設備費5163.47萬元,購置儀器設備330套,其中,50萬元以上大型儀器設備20套,并建立了專業的數值計算中心。聯合申請并共建“煤氣化技術與裝備國家地方聯合工程研究中心”“山西省煤氣化技術及裝備工程研究中心”和“低碳建筑體系及綠色建材技術山西省重點實驗室”。
此外,清華山西院還積極利用所取得的科研成果,孵化創新型科技企業。利用基于增材制造的氣化爐噴嘴制造技術,在山西成立實體企業眾志清創(山西)增材制造科技有限責任公司,解決了苛刻條件下工業關鍵零部件的長壽命運行問題;利用高效脫硫劑制備技術,在山西成立實體企業啟迪義先(山西)能源環??萍加邢薰?,通過新型脫硫劑的規?;I生產,顯著降低燃煤、焦化等企業的污染排放控制成本。
共同合作研發 原創成果涌現
近年來,清華山西院以“晉華爐”系列技術、新一代循環流化床技術、跨臨界二氧化碳熱泵技術等為代表的重大原創性成果逐步涌現。
清華山西院與潞安化工機械(集團)有限公司合作研發的“晉華爐”系列技術成功實現產業化應用,并 獲 2021年中國專利金獎、2020年中國發明協會發明創業成果一等獎、2019年日內瓦國際發明金獎、2018年煤炭工業協會科技進步特等獎、2017年度氮肥工業協會技術進步特等獎等。該技術對山西省煤化工產業升級和發展煤制天然氣、煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇等新型煤化工產業具有重要意義。目前“晉華爐3.0”系列產品已成功售出40余套,并遠銷海外,近三年全球市場占有率達到70%,企業實現產值超過20億元。
清華山西院與太原鍋爐集團有限公司持續開展已延續20多年的產學研合作,共同開發了第三代超低排放循環流化床鍋爐技術,使得鍋爐出口煙氣中污染物含量達到國家最嚴格的超低排放標準,引領中、小容量循環流化床燃燒技術的升級換代,企業每年新增產值超過10億元。
清華山西院還完成了吸附機理研究、多尺度模型開發、反應器和過程設計、系統工藝優化、工業現場小試與中試,在山西稷山實現了從“煤氣化”到“凈化分離制氫”再到“燃料電池發電”的全系統2500小時示范運行。該H2/CO2
高效分離凈化技術獲中國發明協會2020 年度發明創新金獎,入選山西省2020
年度《重點行業百項關鍵共性技術導向目錄》。
清華山西院研發的跨臨界二氧化碳熱泵技術正在西北油田石油工程技術研究院進行成果應用和轉化,可實現油氣生產和集輸零排放,在北方地區清潔供熱、礦井送風、油田輸運等領域有巨大推廣價值。清華山西院積極開展新一代太陽能技術、高效安全空氣源熱泵技術、淺層及中深層地熱技術、清潔高效生物質燃燒技術、儲能技術在建筑供能領域的應用,已在山西綜改示范區瀟河新城開展綜合能源系統技術示范,并參與長治市、河津市的低碳建筑供能規劃和特色光伏小鎮建設。
清華山西院開發了基于擔載型原理與鈣基原料活性提升的高效鈣基脫硫劑,并完成了煤電、工業鍋爐、焦化等行業多個企業工業應用及成果落地轉化,目前已初步形成行業與區域影響。
培養引進人才 推進智庫建設
據介紹,清華山西院先后與太原理工大學、中北大學等高校簽訂長期合作協議,在人才培養,尤其是高層次人才培養方面,開展深入合作。
清華山西院先后引入清潔供能與碳利用/封存研究中心、多功能催化劑研發中心、污染物控制與資源化技術研究中心、碳基原料清潔轉化及利用中心、中溫氣體凈化研究中心、燃燒技術與設備研發中心、生態修復與固碳中心、智慧能源系統研究中心、生物質清潔利用與建筑能源研究中心、鋰電池材料與安全研究中心等10支高水平科研團隊,以及分布式能源研究中心、工業互聯網研究中心、光電半導體器件及系統聯合研究中心、生態環保技術研究中心等4個企業聯合中心。這14個中心的負責人及科研骨干均為業內優秀人才。
同時,清華山西院聘請中國工程院院士岳光溪、倪維斗、謝克昌教授,中國科學院院士金紅光研究員、宣益民教授等專家指導該院的科研部署和戰略發展。
清華山西院還先后參與制定15項與煤炭、鋼鐵、氫能等領域清潔能源利用相關的國家標準,搶抓技術主導權和標準定義的話語權,在轉型發展的道路上深度展示科研實力和創新能力。申請國內外專利170項,獲授權專利78項,獲軟件著作權9項;獲得國家級、省部級、行業協會和國際獎項40余項;承擔各類項目49項,形成高水平科研成果14項?!扒迦A山西院以高端規劃咨詢為統領,推進智庫建設,清華山西院戰略咨詢委員會集合了不少能源領域院士、高級專家,在接下來布局中,可以發揮戰略規劃、發展路徑等方面的指導作用,助力山西企業轉型升級、創新發展?!鼻迦A山西院科技創新部副部長趙靜表示。
堅持共建共享 促進聯動發展
趙靜介紹,清華山西院與各市區縣簽署戰略合作協議;與太原理工大學、中北大學等高校、院所簽訂合作協議,共同致力于新技術、新模式、新應用的研究開發;與本省行業骨干企業共建聯合研究中心,為解決工業經濟高質量發展中的關鍵技術難題形成長期合作,精準對接企業需求。打造成果轉化與科技創新生態系統,與東南沿??萍计髽I加強合作,聯動發展,推動清華山西院技術走向產業化。例如,研發的高效柔性晶硅太陽能電池核心技術引起國內同行高度關注;與江蘇、浙江多家企業簽訂了技術服務合同;與蘇州紐邁分析儀器股份有限公司聯合成立“多孔介質低場核磁共振分析聯合研究中心”;作為國家實驗室一體化組織構架中重要的“網絡”組成,參加懷柔實驗室山西基地建設等舉措是積極向外打開,參與到更大的平臺和機遇中,促進聯動發展。
清華山西院與古交市、原平市、汾陽市、杏花村經濟技術開發區、壺關縣等地方政府分別簽署了科技戰略合作協議,以山西省能源產業的發展戰略和實際需求為導向,為高端裝備制造業和工業經濟高質量發展帶來新思路,激發新活力。
與此同時,清華山西院與山西綜改示范區簽署成立海外、省外協同創新中心合作協議,圍繞山西產業結構,瞄準新一輪科技協同創新革命,成立了可再生能源協同創新中心,打造支撐可再生能源科學發展的管理、技術、服務和價值創造平臺,為山西省科技、經濟的高質量發展賦能。還發起并牽頭成立山西省工業互聯網協會,以“互聯網+”和“5G+”技術推動和引導工業、制造業轉型升級,為推動山西工業互聯網的發展和產業數智化轉型注入新活力、蹚出新路徑,為打造山西制造強省和網絡強省提供創新動力。
據了解,清華山西院目前已建成6個綜合實驗室和14個專業實驗室,建立了專業的分析檢測中心,累計投入設備費5163.47萬元,購置儀器設備330套,其中,50萬元以上大型儀器設備20套,并建立了專業的數值計算中心。聯合申請并共建“煤氣化技術與裝備國家地方聯合工程研究中心”“山西省煤氣化技術及裝備工程研究中心”和“低碳建筑體系及綠色建材技術山西省重點實驗室”。
此外,清華山西院還積極利用所取得的科研成果,孵化創新型科技企業。利用基于增材制造的氣化爐噴嘴制造技術,在山西成立實體企業眾志清創(山西)增材制造科技有限責任公司,解決了苛刻條件下工業關鍵零部件的長壽命運行問題;利用高效脫硫劑制備技術,在山西成立實體企業啟迪義先(山西)能源環??萍加邢薰?,通過新型脫硫劑的規?;I生產,顯著降低燃煤、焦化等企業的污染排放控制成本。
共同合作研發 原創成果涌現
近年來,清華山西院以“晉華爐”系列技術、新一代循環流化床技術、跨臨界二氧化碳熱泵技術等為代表的重大原創性成果逐步涌現。
清華山西院與潞安化工機械(集團)有限公司合作研發的“晉華爐”系列技術成功實現產業化應用,并 獲 2021年中國專利金獎、2020年中國發明協會發明創業成果一等獎、2019年日內瓦國際發明金獎、2018年煤炭工業協會科技進步特等獎、2017年度氮肥工業協會技術進步特等獎等。該技術對山西省煤化工產業升級和發展煤制天然氣、煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇等新型煤化工產業具有重要意義。目前“晉華爐3.0”系列產品已成功售出40余套,并遠銷海外,近三年全球市場占有率達到70%,企業實現產值超過20億元。
清華山西院與太原鍋爐集團有限公司持續開展已延續20多年的產學研合作,共同開發了第三代超低排放循環流化床鍋爐技術,使得鍋爐出口煙氣中污染物含量達到國家最嚴格的超低排放標準,引領中、小容量循環流化床燃燒技術的升級換代,企業每年新增產值超過10億元。
清華山西院還完成了吸附機理研究、多尺度模型開發、反應器和過程設計、系統工藝優化、工業現場小試與中試,在山西稷山實現了從“煤氣化”到“凈化分離制氫”再到“燃料電池發電”的全系統2500小時示范運行。該H2/CO2
高效分離凈化技術獲中國發明協會2020 年度發明創新金獎,入選山西省2020
年度《重點行業百項關鍵共性技術導向目錄》。
清華山西院研發的跨臨界二氧化碳熱泵技術正在西北油田石油工程技術研究院進行成果應用和轉化,可實現油氣生產和集輸零排放,在北方地區清潔供熱、礦井送風、油田輸運等領域有巨大推廣價值。清華山西院積極開展新一代太陽能技術、高效安全空氣源熱泵技術、淺層及中深層地熱技術、清潔高效生物質燃燒技術、儲能技術在建筑供能領域的應用,已在山西綜改示范區瀟河新城開展綜合能源系統技術示范,并參與長治市、河津市的低碳建筑供能規劃和特色光伏小鎮建設。
清華山西院開發了基于擔載型原理與鈣基原料活性提升的高效鈣基脫硫劑,并完成了煤電、工業鍋爐、焦化等行業多個企業工業應用及成果落地轉化,目前已初步形成行業與區域影響。
清華山西院開發的新型鐵基硫酸鹽SCR脫硝催化劑已成功應用于風神輪胎(太原)有限公司和濰柴動力集團,并將在供暖、石化、鋼鐵等非電行業進行更廣泛的推廣應用?!霸诎l展過程中,清華山西院布局的思路之一是省內省外產學研協同發展,不僅服務省內企業,更要走出去,在技術主導權和能源領域發展先進性上打造山西名片?!壁w靜表示。
來源:山西綜改示范區