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一、 政府部门对火电机组提出更严格的新烟尘排放标准
根据《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014--2020年)》的通知发改能源[2014]2093号文件,2016年中国大唐集团公司下发《中国大唐集团公司燃煤电厂烟气污染物超低排放技术改造指导意见》。该意见要求:超低排放技术改造实施后,大气污染物排放浓度应达到燃气轮机组排放限值(即在基准氧含量6%条件下,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50mg/m3)。地方政府有更严格的排放限值要求时,应执行地方排放要求,而且要求火电机组要设计先进的烟气在线自动连续监测设备,并将烟气监测值及时发送给环保部门。
二、几种典型除尘器的安全、技术经济特点
1.静电除尘器
1.1静电除尘技术已经有100多年的发展历史,因其具有处理烟气量大、除尘效率高、适应范围广、设备阻力低、电耗小、使用简单、安全可靠性好、受烟温和烟气成分的影响小、运行维护费用低且无二次污染等优点,早已成为火电行业烟气治理的首选产品。目前国内燃煤电厂电除尘器的占有率在90%以上。静电除尘器钢材用量大、设备费用高、占地面积大、除尘性能受燃煤煤种、飞灰和烟气性质、电除尘的技术状况、运行条件的影响,其中,煤种和飞灰性质对电除尘的除尘性能影响最大。
1.2静电除尘技术在国内外均有很高的占有率,为适应超低排放要求,此技术也不断创新,例如:旋转电极、微颗粒捕集增效装置、高频电源、低温电除尘、低低温电除尘等新技术的开发与应用。值得一提的是,由于湿法脱硫约有60%左右的除尘效率,故燃煤电厂若采用湿法脱硫系统,则除尘设备几乎均采用电除尘器。采用半干法或干法脱硫的电厂,一般配置袋式除尘器。
2.袋式除尘器
袋式除尘原理很简单,易理解和掌握、占地面积小、设备费用低、煤种和飞灰成分变化对除尘效果无影响。除尘效率更高而且长期稳定,采用分室结构的能在100%负荷下在线检修,滤布是本技术的核心部件,其质量性能决定除尘设备运行的安全技术经济性能。一般情况下,选择滤袋应考虑滤布的耐温、耐腐蚀、耐磨、耐氧化、不易粘灰等技术指标,滤布也是这种除尘器的易损件之一。为降低检修维护费用,通常在购置滤袋时要严格要求滤袋的使用寿命,袋式除尘器的主要缺点是日后的检修维护量较大,系统压力损失最大、运行电耗大;易损件更Q费用和年运行费用高;对烟气温度、烟气成分较敏感;滤袋寿命短,若使用不当滤袋容易破损并导致排放超标;目前旧滤袋资源化利用率较小,旧滤袋的处理仍是问题。
3.电袋复合除尘器
电袋复合除尘技术是在静电除尘技术和袋式除尘技术基础上发展起来的一种新型的除尘技术,分电袋一体式除尘技术和电袋分体式除尘技术两大类。它的技术性能基本介于静电除尘技术和袋式除尘技术之间,主要优势为除尘效果不受煤、飞灰成分的影响,出口烟尘浓度低且稳定,近年来,随着环保排放标准的提高,由原来的静电除尘技术改造成电袋复合除尘技术的除尘器也存在好多。
三、新排放标准下滤袋除尘技术革新及节能特点
火电机组除尘技术革新发展总体原则是:在满足基本功能的前提下,优化系统设备数量、优化建筑体积结构、减少和简化可有可无的设备和系统,同时提高设备的安全可靠性,所有工作的开展以降本增效、节能减排为前提。常规滤袋除尘器采用空压机产生的压缩空气进行清灰,即为中高压脉冲清灰方式,而静态反吹旋转清灰滤袋除尘器在清灰方面进行技术创新,现将其特点介绍如下:
1.静态反吹旋转清灰滤袋除尘器工作原理
静态反吹清灰袋式除尘器有烟气前处理、过滤、清灰三个主系统。基本工作流程是过滤和清灰,基本工作原理如下:当锅炉烟气进入静态清灰袋式除尘器的进风口时,先经气流分布板的阻挡和分布,较大的尘粒和未燃尽的煤尘粒被碰撞阻挡,坠入集灰斗;被去除大颗粒的烟气经合理分布后,烟尘被阻留在滤袋外表面,被过滤的气体穿过滤袋,通过净气室由出风口排出。随着时间的增加,被阻留在滤袋外表面的烟尘也增加,烟尘层增厚,阻力增大。当差压计测得除尘器阻力增大到上限设定值时,输出启动信号,静态清灰袋式除尘器独有的静态清灰机构启动,开始清灰;当差压计测得除尘器阻力下降到下限设定值时,输出停机信号,该机构停机,完成清灰工作。
2.静态反吹清灰滤袋除尘器节能技术优势
2.1静态反吹清灰滤袋除尘器除尘效率更高,更能满足新排放标准的要求
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电力企业作为经济发展的先行,只有按照客观要求,不断提高管理水平和服务质量,大力加强行业作风建设,才能保证企业的健康持续、快速的发展,企业良好的形象才能树立起来。
1.1 现阶段我国电力市场的特点
①用户在《电力法》颁布实施后,对供电服务质量要求会逐渐升高,因为他们此时的法律意识普遍增强。再加上电力市场的供需矛盾的转变,对供用电双方的权力义务认识,变得越来越清楚,供电企业被用户要求提供更多、更优质服务。
②电力企业寻求发展的关键是增长开拓电力市场、促进电力需求。促进需求的增长成为目前阶段的关键工作,因为现阶段有巨大的发电、供电潜力可待利用。
③在一定时期内国民经济的增长与电力消费增长保持一定比值,对于国民经济电力供给量的增大有促进作用,电力的增长与国民经济有着紧密的联系,它通常被称为电力的弹性系数,国民经济的增长是电力消费量增长的依赖。
1.2 我国电力市场今后的发展 为实现电力营销工作法制化、市场化、现代化,适应社会主义市场经济发展的需要,对电力日益增长的全社会需求要用高质量的电能和优质的服务来满足,对电力营销管理体系的选择,要求其必须具有开拓、竞争、创新能力和现代化的水平,促进社会的和谐文明与国民经济快速发展。
①要有高质量的电能和优质的服务,以寻求和开拓满足市的场需要。产品策略的重要内容是产品服务,在电卖出去后,必须得及时跟上售后服务工作,电力用户的满意度是我们明天潜在的电力市场的依靠。所以,应从用户的需求、设计、施工、验收、运行、售后、服务、故障处理、扩大需求的各个环节进行我们供电企业的服务,提供给用户需要的咨询或服务,而不能只停留在故障处理上,通过调压或补偿方式来提供优质电能服务,社会承诺应用应是公开的,通过采用双回路、双电源和环网形式来提供可靠的电力。靠服务赢得市场,方便用户,简化手续,赢得用户的信赖。
②电力市场营销工作要有四个转变,即实现:从限制型用电向开放型用电转变;从卖方市场向买方市场转变;从管理型向服务型转变;从埋怨客观原因向积极迎接市场转变。
③中国电力CO2排放占全国排放总量40%,全球气候变暖对人类生存造成严重威胁,这种高碳排放为特征的传统电网已不能适应世界经济环境变化的要求。风能、太阳能、生物质能发电是中国未来电力发展和运用的趋势,数字化信息集成系统,热电冷联产,电力储能系统应得到发展。
2 当前电力市场营销管理的地位应如何看待
建立的电力营销机制应适应市场经济的发展,供电企业把电力营销定位为核心业务,必须采取市场导向管理模式的电力营销,应服从和服务于电力营销的电力生产经营活动。
电力营销的原则应立足于“加大电网投资和升级改造力度,电网是基础,服务和管理是保障,技术是支撑”进行发展,建立安全可靠的电力网,供、配电网络的“瓶颈”逐步解决,客户提供全方位、高效的的优质服务,运用先进的网络、通信、计算机技术,全天候满足广大用户的用电需求,对各项业务以严格规范的管理进行监控,企业的营销目标才能实现。
一个不争的事实就是:未来的电力营销市场是一个买方市场。新型电力营销理念基于买方市场的要求进行建立。供电企业市场营销体系和机制应当是一个充满市场活力,能适应市场需求,改变过去建立在卖方市场基础上旧的供电管理模式。
企业应严格按照上级规定的市场营销政策和业务范围,法制化管理在实现商业化运作的同时进行,电力市场的营销工作实时地进行调整,要商业化运营。
3 实行优质服务创新的建议
3.1 优质服务以创新为目标 要提高电力企业职工的服务质量,增强服务意识,转变职工的观念。为客户提供快捷、方便、优质的服务,经便企业的竞争力得到增强,扩大电力消费市场,提高企业的信誉。提供优质电能应加强电网建设,供电可靠性要得到保障。
在终端能源消费市场,提高电能的占有率将成为一种必然,以环保、调整能源消费结构为契机,依据我国现行的能源政策,调整并优化能源结构。
以市场需求为导向,加强对市场需求预测的研究,搞好市场调查和市场预测。市场预测的及时性和准确性要提高,市场变化的跟踪分析工作要做好,目标市场分析软件系统开发并形成。寻找电力企业新的效益增长点,提高电力企业的市场占有率。
引导客户合理用电工作可以借助经济、媒体宣传等手段,提高用电效率和负荷率。有利于环保、节能的技术和产品的应用应积极推广,开拓电力市场。
要根据客户的要求做好全方位的服务,要提供可靠、价格合理、优质的电力电量。以满足客户需求,引导客户消费为中心。开拓电力市场,使用高效洁净的电能,现阶段应以商业、居民、市政为重点,提高生活水准,传统的用能观念应引导客户改变。
3.2 实行优质服务创新的建议 优质服务是企业发展的核心,是电力企业拓展市场的通行证,是打造电力品牌的根本途径,它是电力企业的生命线。如想做好优质服务,电力企业应做好以下几方面的工作:
3.2.1 科技手段的广泛应用是提高服务质量的有效载体 通过推行严格的奖罚制度,并对所有业务按照操作权限和时限要求实行闭环管理,实行“客户代表制”、 “客户回访制”、“客户服务调度制”,将该系统定位于“客户服务调度”,不断进行系统完善和功能拓展,电力客户服务真正的实现跨越式发展,使客户代表的权威性进一步树立。
3.2.2 优质服务的根本保障是完善激励监督机制 企业的服务行为要以优质服务与监督、监察与检查相结合的方式进行规范。完善激励机制要体现奖惩分明,它是经营服务的动力。以完善售后服务工作的重要保障是:通过不断对服务的改进,来解决客户的后顾之忧,提高企业的信誉度,切实增强协调处理能力。
3.2.3 要建立起营销技术服务管理系统,更好的完善优质服务 对客户在用电方面可能出现的限制、困难要进行研究和了解,有机结合营销与服务,为客户服务的功能要得到拓展,确立快捷、方便、高效的服务标准,最大限度地满足客户对电力的需求。必须要规范营业行为,不同用电群体的需要才能得到满足。当前,营销服务被各行各业作为市场竞争的主要手段。
3.2.4 转变思想观念是强化优质服务的前提 参与市场竞争就要有优质高效的服务,“两个根本性转变”的要求是电力企业必须满足的,面对日趋激烈的市场竞争,在抓好生产经营与建设发展的同时,将经营融入到服务之中,并做为企业完善服务的出发点和归宿, “客户至上”的观念也必须牢固树立起来,将经营融入到服务之中,切实做好各方面工作。
3.2.5 保障电网安全稳定的运行是优质服务的基础 优质服务不可缺少的硬件基础是:变电的安全运行、用电设备的安全可靠、不同电压等级的电力安全输送等,都要做到严格把关。杜绝在生产、调试、运行、安装、维护过程中电力设备的装置性、习惯性违章。
3.2.6 树立服务形象的必要形式是大力宣传 建立电力供、求双方良好互动的新机制,电力供应和营销服务的最新消息可以通过电视、广播、报纸和网站等形式向社会,让客户满意,树立“为客户创造价值,积极建立电力供应新闻制度,为社会创造效益,电力营销理念要让政府放心,良好的企业服务形象要进一步树立起来。
4 结束语
广大电力企业职工在肩负创造经济效益的同时还担负着社会责任,做为为全社会服务的特殊行业,电力企业与全社会的发展和稳定密切相关,随着不断深入发展的社会主义市场经济,也相应产生了经营观念的较大转变,从企业内部经营机制和思想观念入手,改善电能的质量,促使电力企业适应新的经济形式的需要,提高供电可靠性,相适应的战略发展计划要制定出来,通过改善电网结构,提高服务水平,满足客户的需求,切实的做好电力营销的管理与服务工作。
参考文献:
[1]刘秋华.《电力市场营销》,北京:中国电力出版社,2008年第一期.
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作为锂电的两种核心物料电解液以及隔离膜的发展值得关注。电解液主要原材料为锂盐,学名六氟磷酸锂LiPF6,占锂电池成本的13%左右,毛利率接近38%。锂盐的原材料硅石/碳酸锂都可以在国内采购到。锂盐目前几乎被日本几家企业垄断。其中,关东电工化学每年生产LiPF6达到950吨,主要用于宇部,SUTERAKEMIFA年产800吨,主要用于ECOPRO,世界最大的锂盐生产商森田化学年产960吨,主要用于三菱,该公司在江苏扬子江化工园有年产600吨的生产线,其中300多吨供给公司。国内也有金光高科有限公司、天津化工设计研究院、山东肥城市兴泰化工厂、天津金牛等企业能生产,但产能较少,品质与国外有很大差距。由于六氟磷酸锂未来市场需求量巨大,国内有其他企业开始积极接入。江苏国泰与控股子公司华荣公司共同出资成立张家港市亚源高新技术材料有限公司,投资新建年产300吨六氟磷酸锂产品项目,该项目投资总额为8330万元。河南多氟多化工股份业已开启六氟磷酸锂项目。总体而言,电解液市场伴随锂电市场的发展已处于活跃期,中国国内电池生产商电解液配套也已基本实现国产化。目前我国亟待解决锂电池电解液最为关键的电解质成分六氟磷酸锂(LiPF6)的生产合成问题,这也是电解液中最难攻克的核心技术。当前中国是继日本之后成为全球第二个产业化生产六氟磷酸锂的国家。
二、隔离膜市场分析
全球锂离子电池的需求量年均递增30%以上,市场非常庞大,中国目前锂离子电池生产量占世界总量的三分之一以上。隔膜是锂电材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料,毛利率通常达到70%以上,占了锂电池成本的20%~30%。锂离子电池隔离膜一般采用聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)单层微孔膜,以及由PP和PE复合的多层微孔膜作为隔离膜。目前隔膜市场供应量严重不足,大部分依赖进口,市场主要被日本的旭化成工业、东燃化学,及美国的Celgard把持。隔离膜具有典型的“高技术、高资本”特点,而且项目周期很长,投资风险较大,国内企业的投资热情并不高。
随着锂离子电池产业的发展,国内市场上的国产锂电池用隔膜已经渐渐走进锂电圈,以河南新乡格瑞恩和中科科技、佛山金辉高科、台湾高银等为代表的国内锂离子电池隔膜厂家迅速成长起来,其产品与进口隔膜相比,价格只有进口隔膜的1/3―1/2,采货周期也相对短些,但国产隔膜的厚度、强度、孔吸率不能得到整体兼顾,且量产批次稳定性较差,国内绝大多数锂电厂家都还选用进口隔膜。因此研究开发低成本、制作工艺简单、孔径尺寸适当、空隙率高、机械强度能满足要求的微孔聚合物隔膜对于提高电池性能和降低电池成本具有重要的实际意义。如何进一步提高隔膜的各项质量指标,是我国电池业目前急需解决的问题。
三、锂矿市场分析
随着锂电池汽车逐步走向市场,世界锂资源的使用和消耗将大幅增长,由此衍生的产业链发展潜力巨大、前景广阔。可以预见,谁能抢占发展先机,谁就将赢得未来锂电产业发展的主动权。
锂资源主要包括两个部分:一是盐湖卤水锂,从盐湖卤水提取生产的锂化学产品主要是碳酸锂和氯化锂;二是矿石锂,从矿石中分选的锂矿产品主要是锂辉石、锂云母等锂精矿。据美国地质调查局(USGS)2010年1月公布的报告,金属锂的全球总储量约为1100万吨,其中绝大部分位于南美洲。玻利维亚、智利、中国、巴西和美国的储量位居世界前五名,其中世界上近一半的探明储量都蕴藏在玻利维亚的乌尤尼盐沼,储量高达540万吨。玻利维亚盛产锂矿,就像沙特阿拉伯富有石油一样。锂电池广泛应地用于信息、能源、交通、军事等领域,未来巨大的应用空间,将会对锂资源产生巨大的需求。2009年世界锂产品消费量约4万吨(锂化学产品和锂精矿折算成金属锂),其中80%是以锂化学产品形态消费于各个应用领域,20%是以锂矿物形态消费于陶瓷和玻璃行业。锂产品在各行业的消费比例是:陶瓷和玻璃21%、电池20%、剂17%、医药5%、聚合物4%、空调制冷剂8%、铝冶炼5%、合金和农业等其他应用20%。
我国属于锂资源储量大国,锂资源储量为110万吨,2008年的产量为3500吨。盐湖卤水锂矿主要分布在青海、、湖北等地,矿石锂主要分布在四川、江西、湖南、新疆等地。如果2012年我国生产100万辆电动汽车,那么至少新增2万吨电池级碳酸锂需求。随着电动汽车的不断推广,对锂的需求大幅上升,今后电池产业将成为碳酸锂最大的市场。
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由于大量燃烧矿物能源,造成了全球性的环境污染和生态破坏,对人类的生存和发展构成威胁。随着经济的持续发展,全球的能源需求也快速递增,宝贵的煤、石油、天然气将面临枯竭,世界各国正在从解决能源可持续供应和能源安全的战略高度来加快开发利用新能源,而在我国目前能源日益紧张的情势下,开发、利用新能源不仅是长期战略,同时也是解决当前能源的当务之急。太阳能作为一种取之不尽用之不竭的自然能源,其开发应用尤为重要和迫切。早在六、七十年代,太阳灶已在我国新疆、甘肃、青海、陕西、宁夏等全国各地推广。进入八十年代,从太阳能热水器的推广开始,其节能、环保、可再生等独特优势就日益凸现出来,但当时太阳能热水器在技术上还不够成熟。到九十年代后期,太阳能热水器成为太阳能利用技术中最成熟,应用最广泛,发展最快的产业。目前,太阳能光伏发电技术已成熟和发展起来,我国各地太阳能光伏电站建设已具初步规模,部分已建成发电并应用。太阳能道路照明系统已在部分城市实施应用。城市太阳能设施的安装及普及每年以较快速度增长,年节约一定的标准煤和电能,但与缓解能源紧缺的迫切要求相比,此工作才刚刚开始,太阳能在城市的利用步伐也在逐步加快。
一、太阳能建筑技术在城市的应用
随着我国国民经济和人民生活水平的持续快速发展,能源问题与环境问题一样,已经成为影响中国经济和谐发展的关键因素。我国加入《京都议定书》条约,中央政府对于节能省地住宅的高度重视,以及中国第一部《可再生能源法》的提前出台,等等信息表明我国住宅建设及其相关的能源问题已经成为全局问题。太阳能建筑将在调整住宅能耗结构、保障建筑能源安全,降低温室气体排放、保护大气环境,解决城市、农村和偏远地区用能、提高国民生活质量,以及推进和实施我国住宅产业化政策等诸多方面产生积极的影响。
1、太阳能热利用在节能建筑中的重要地位
建筑业,交通运输和工业一直是三大耗能用户,在发达国家建筑能耗已占总能耗的25 -40%。在建筑能耗中,采暖,制冷,空调和热水占75%。太阳能低温热转换技术能实现以合理成本来满足部分建筑用能的需求。因而它作为一种建筑节能技术将有宽广的市场。在20世纪90年代中国建筑用能以采暖为主,采暖占总能耗的12%。随着改革开放,人民生活不断提高,商品住宅开发已将成为国民经济的主要支柱产业之一。据1996 年统计: 已建成的建筑有310 亿m 2 ,在1995 ~2000 年间新建住宅 55 亿m 2 ,到2010 年新建住宅已增至150 亿m 2 ,建筑用能亦将急剧增加,接近发达国家的水平。为此,建设部制定了《建筑节能技术政策1996~2010》,其目标是在1996~2010 年,在新建住宅的采暖能耗要在1980 年当地通用设计能耗的基础上节约50%;从2005年起新建住宅的采暖能耗因在2000年的基础上再节约30%。文件指出:在太阳能较丰富的地区要积极推广太阳能利用。[1]它将太阳能热利用纳入国家建筑节能的范畴,为太阳能利用发展奠定了重要的政策基础。目前在城市中30%的家庭拥有热水设备。生活热水能耗将是建筑能耗中不可忽略的份额。而太阳热水技术是目前太阳热利用中最为成熟的技术,用太阳能解决住宅的部分生活热水将是太阳能在建筑中应用的首选。
2、太阳热利用系统与建筑结构的一体化
目前在中国,用于建筑的太阳热利用系统是太阳热水器和被动太阳采暖。被动太阳房本身就是通过建筑结构设计和新材料的应用来实现太阳能采暖的技术。而在近十多年来, 在大量的现有建筑上,特别是住宅建筑上,就地零乱地安装太阳热水器,普遍出现了热水器与建筑美学不协调的问题,在一定程度上影响了城市的景观,而且又增加了工程安装的 造价。澈底解决的办法是预先将太阳能装置(包括集热器,热水箱,管道和附件等)的布置考虑到建筑设计中去,实现太阳能系统与建筑的一体化。这个战略措施必将起到扩大和规范太阳热水器的市场,推动太阳能热利用产业的进一步发展的积极作用。
3、太阳能热利用与节能建筑应用
太阳能社区在国外许多城市已纷纷建设,在我国,北京奥运场馆的建设为打造太阳能社区提供了典范,在不远的将来,我国太阳能社区必定如雨后春笋。
3.1太阳能建筑在节能省地型住宅建设中的重要作用
3.1.1是调整住宅建筑能耗结构、保障能源安全的现实需求
2000年的统计结果表明,尽管我国民用建筑的整体舒适度低于世界各发达国家,但我国的建筑能耗已经占到当年全社会终端能源消耗的27.8%,接近发达国家(1/3左右)的水平,采暖和空调为主的建筑能耗已占10%以上。[1]2010年可再生能源利用量大于全国能源消费总量5%,到2020年可再生能源利用量不低于全国能源消费总量10%。
显然,太阳能建筑将在调整建筑能耗结构、保障能源安全的现实需求和心理需求等方面发挥积极作用。
3.1.2将大大降低温室气体排放和大气环境保护方面的压力
有关资料显示,世界各国建筑能耗中排放的C02约占全球排放总量的l/3,其中,住宅约占2/3。
事实上,我国目前约90%的二氧化硫和氮氧化物排放来自化石能源的生产和消费。大气污染物造成的酸雨、呼吸道疾病等已经严重威胁经济发展和人体健康。对我国未来C02减排的潜力估计是, 2010年以后,太阳能利用对减排已有较明显作用,2020年以后开始有较显著作用。
3.1.3将对我国能源政策和住宅产业化的推进和实施产生积极的影响。
尽管国家和行业主管部门已经出台了一系列法规、标准,如节能中长期发展规划、民用建筑节能管理规定、不同地区的节能设计标准等,除成本、技术、市场等制约因素外,管理体制过于分散、激励政策体系不健全、全民教育与理念传播不够等都是制约太阳能建筑发展的相关因素。当前,太阳能建筑的理念推广比具体某项技术或产品的推广更加迫切。太阳能建筑在生态和节能的教育、生活方式的改变和理念的传播等方面有着重要的作用。
发达国家和部分发展中国家已把发展可再生能源作为占领未来能源领域制高点的重要战略措施。我国光伏产业在快速增长。太阳能建筑已经成为开拓经济增长点、创造更多就业机会的有效途径。但在建筑教育课程、建筑施工环节、建筑验收规程以及住宅产业化政策中并没有体现出其作为一个“专业或领域”应有的地位。
可喜的是在《可再生能源法》第十七条“国家鼓励单位和个人安装和使用太阳能热水系统、太阳能供热采暖和制冷系统、太阳能光伏发电系统等太阳能利用系统。国务院建设行政主管部门会同国务院有关部门制定太阳能利用系统与建筑结合的技术经济政策和技术规范。房地产开发企业应当根据前款规定的技术规范,在建筑物的设计和施工中,为太阳能利用提供必备条件。对已建成的建筑物,住户可以在不影响其质量与安全的前提下安装符合技术规范和产品标准的太阳能利用系统。”
可以相信,随着住宅产业化进程的进一步推进,太阳能产品将像电视、电话那样成为设计师、开发商、业主的自然选择,国家责任和全民义务相结合将成为必然趋势。
4、发展太阳能建筑、推进节能省地型住宅建设节能省地的核心依然是节能、节地、节水、节材和环境保护,充分体现资源的节约和可持续发展。
现实是,我国人均土地占有量是世界平均水平的1/3,而960万平方公里的国土中适宜居住的只有23%。其中耕地只占13%,人均耕地面积只有1.41亩。因此,我国不仅粮食要依赖进口,更需要大量进口能源。截至2010年底,全国城镇房屋建筑面积242亿平方米。随着经济的发展,估计到2020年,我国还将新增建筑面积约100亿平方米(目前,我国城市平均每年新增建筑面积10亿平方米,住宅建筑面积占60―70%)。“充分利用屋顶资源,向屋顶要能源”,将不再是一句口号。
在太阳能建筑的研究推广中,应综合考虑下列因素:
(1)充分考虑区域气候特征和经济发达程度的差异:西部经济欠发达而太阳能资源又丰富的地区,应以被动利用太阳能建筑为主,加强集热、蓄热、导热等材料和技术的研发与推广;而对于经济发达的沿海地区,夏季炎热、冬季阴冷,又具有冬季采暖、夏季空调的生活需求和经济能力,应积极扩大综合利用太阳能建筑新技术的投资环境、理念基础和政策优势,并作为实施太阳能采暖制冷、防潮隔热技术示范推广的首选地区。
(2)关注居民的生活习惯和可支付能力:目前稳定的热水供应已逐步成为居民的基本生活需求之一,人们也因此建立了基本的生态与节能意识。这是太阳能热水设备(系统)与建筑结合发展最快的主要原因之一。
(3)针对不同的建筑功能,实施不同的激励政策:尤其对于量大面广的居住建筑则实行税收及贷款优惠政策、能源投资机制及业主有偿使用相结合的政策。当然这些政策应同样适用于既有住宅建筑的改造。
(4)建立和完善太阳能建筑技术和体系:编制设计规范、标准及其相关图集,建立产品(系统)检测中心和认证机构,完善施工验收及维护技术规程等,是太阳能利用(如热水供应)列入建筑工程设计环节,并作为一个“专业”纳入建筑体系的前提。
(5)强化理念推广和意识培养:引导人们了解建筑能耗、建筑环境、生态保护等一般知识,扩大和延伸已经成熟的太阳能热水和太阳能采暖应用理念。倡导“理念先行、示范突破、政策跟进”的原则,推行“标准设计、检测认证、建筑准入”的机制,逐步推进太阳能建筑在我国的发展,最终达到太阳能建筑的普及和推广。
开源节流是我国推进节能建筑的发展之路,太阳能建筑将成为节能省地住宅建设的重要途径。
二、太阳能LED灯具在城市照明中的应用
城市照明是一门科学、一种文化、一项艺术。城市照明体现了一个城市的形象,反映了一个城市的科学管理,是一项社会系统工程。太阳能LED灯具以其优越的节能效果、人文的光源照明控制,倍受客户青睐,其性价比与工频交流电灯具基本持平,且具有不破坏环境、不消耗不可再生能源的特点,易于客户接受,所以只要光源充足的地方就有太阳能LED灯具开发应用的市场。
1、太阳能LED灯具的市场分析
随着中国经济的快速发展,对能源的需求日益扩大,能源短缺问题已经成为影响中国经济快速发展的一个重要问题,充分开发利用太阳能是世界各国政府可持续发展的能源战略决策。同时在国际光电市场巨大潜力的推动下,各国的光电制造业都争相投入巨资,扩大生产,以争一席之地。中国作为世界能源消耗第二大国家也不例外。
与国际上蓬勃发展的光电发电相比,我国落后于发达国家10-15年,甚至明显落后于印度。我国光电产业正以每年30%速度增长,2008奥运会在北京举办,以及国家建设社会主义新农村的号召,还有未来5年能源下降20%的硬指标,这三条给太阳能产业提供了空前的商机,市场容量十分庞大,再加上国家对可再生资源开发利用的优惠政策已经施行,在这种情况下,我们有这么好的产业基础,整个社会和国家只要投入一小部分就可以有大的产出。太阳能作为一种可再生能源替代传统的不可再生能源将成为一种必然。
1.1太阳能LED灯具具有以下的特性:
(1)低成本:高亮度、低功耗,所需太阳能电池及蓄电池组配置较低、成本下降。
(2)寿命长: 单晶硅或多晶硅太阳能组件的质量保证期为20年,20年后电池组件可继续使用,但发电量略有下降。超高亮白光LED使用寿命可达10万小时,智能控制器静态功耗低、使用寿命长。
(3)可靠稳定: 单晶硅或多晶硅太阳能组件具有抗台风、抗潮湿、抗紫外线辐射等特点。
(4)无人值守: 运行中无需管理人员,完美的智能控制系统给用户足够的放心。
(5)10小时以上供电: 系统设计时考虑到当地阴雨天气,将平均多余的电能储存到蓄电池内,确保用户连续阴雨天有足够的电能使用。
再加上使用太阳能LED灯具一不用架设或埋设电力线路;二不用电网的电能;三不用保养维护,真可谓一次投资,终身受益。
所以太阳能LED灯具可以方便安装在广场、校园、公园、街道、草坪等,需求量也越来越大。目前太阳能灯具在户外照明领域市场占有量不到20%,预计在2015年以后,太阳能灯具在户外照明领域市场占有量可达20%以上。太阳能灯具是目前最环保、最节能、最易推广的新灯具,市场前景不言而喻。
2、太阳能LED灯具的工作原理
如图所示:白天太阳光照射到太阳能组件上,使太阳能电池组件产生一定幅度的直流电压,把光能转换为电能,再传送给智能控制器,经过智能控制器的过充保护,将太阳能组件传来的电能输送给蓄电池进行储存;到了夜晚太阳能组件因接收不到光能,其输出的直流电压降到接近为零时,智能控制器自动开启控制装置,向LED提供电能,促使LED发光源发出足够的亮度用于照明;到天亮时,太阳能组件又接收到光能产生电压时,智能控制器又自动转换到充电模式工作。[2]
3、太阳能LED 灯具在城市照明中的应用实例
现太阳能LED灯具的应用已成熟,开发出的太阳能照明产品有:公路灯系列,草坪灯系列,庭院灯系列,广告灯箱灯系列,霓虹灯系列、造型景观灯系列,信号灯系列,水下灯、地埋灯系列及家居照明灯系列等,它高亮度、低成本的特点得到了社会及消费者的认可。通过开展“节能工程”,会继续增加人们对太阳能LED灯具的认知度,太阳能产品将会推向社会的每个角落。
随着人们对太阳能LED灯具的认知度越来越高,太阳能LED灯具及太阳能产品的普及率也会越来越高,市场越来越广阔。同时也随着太阳能LED灯具成本的降低,太阳能产品会进入更广阔的领域走进千家万户,实现“太阳能的绿色照明工程”,成为城市照明的一道闪亮风景。太阳能LED灯具是人们能直接感受到的低成本高节能的灯具,在太阳能的引用与推广上定会走在前头。
三、太阳能光伏发电
“太阳能光伏发电”――简称“光伏发电”,是直接将太阳光转换为电能的一种发电形式。
4.1太阳能离网发电系统
太阳能离网发电系统包括1、太阳能控制器(光伏控制器和风光互补控制器)对所发的电能进行调节和控制,一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载,另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存,当所发的电不能满足负载需要时,太阳能控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后,控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储存的电能放完时,太阳能控制器要控制蓄电池不被过放电,保护蓄电池。控制器的性能不好时,对蓄电池的使用寿命影响很大,并最终影响系统的可靠性。2、太阳能蓄电池组的任务是贮能,以便在夜间或阴雨天保证负载用电。3、太阳能逆变器负责把直流电转换为交流电,供交流负荷使用。太阳能逆变器是光伏风力发电系统的核心部件。由于使用地区相对落后、偏僻,维护困难,为了提高光伏风力发电系统的整体性能,保证电站的长期稳定运行,对逆变器的可靠性提出了很高的要求。另外由于新能源发电成本较高,太阳能逆变器的高效运行也显得非常重要。
太阳能离网发电系统主要产品分类 A、光伏组件 B、风机 C、控制器 D、蓄电池组 E、逆变器 F、风力/光伏发电控制与逆变器一体化电源。[4]
4.2太阳能并网发电系统
可再生能源并网发电系统是将光伏阵列、风力机以及燃料电池等产生的可再生能源不经过蓄电池储能,通过并网逆变器直接反向馈入电网的发电系统。
因为直接将电能输入电网,免除配置蓄电池,省掉了蓄电池储能和释放的过程,可以充分利用可再生能源所发出的电力,减小能量损耗,降低系统成本。并网发电系统能够并行使用市电和可再生能源作为本地交流负载的电源,降低整个系统的负载缺电率。同时,可再生能源并网系统可以对公用电网起到调峰作用。并网发电系统是太阳能风力发电的发展方向,代表了21世纪最具吸引力的能源利用技术。
太阳能并网发电系统主要产品分类 A、光伏并网逆变器 B、小型风力机并网逆变器 C、大型风机变流器 (双馈变流器,全功率变流器)。[4]
4.3我国光伏设备发展机遇
依靠我国半导体设备行业数十年来的技术积累,通过和一流光伏电池企业的深度合作,经过连续多年的不懈努力,我国光伏设备企业已具备太阳能电池制造设备的整线装备能力。在目前国产设备及进口设备混搭的主流建线方案中,国产设备在数量上已占多数。
目前,我国光伏设备企业从硅材料生产、硅片加工到太阳能电池芯片的生产以及相应的纯水制备、环保处理、净化工程的建设,已经具备成套供应能力,部分产品如扩散炉、等离子刻蚀机、单晶炉、多晶铸锭炉等开始大量出口,可提供10种太阳能电池大生产线设备中的8种,其中有6种(扩散炉、等离子刻蚀机、清洗/制绒机、石英管清洗机、低温烘干炉)已在国内生产线上占据主导地位,2种(管式PECVD、快速烧结炉)与进口设备并存但份额正逐步增大。[3]此外,全自动丝网印刷机、自动分拣机、平板式PECVD则完全依赖进口。组件生产用的层压机、太阳能模拟器等在行业获得广泛应用。硅材料加工设备中单晶炉以优良的性价比占据了国内市场的绝对统治地位并批量出口亚洲,多线切割机已取得突破,多晶硅铸锭炉已经开始大量在国内企业中使用。
根据业内前十名的发展规划,至2010年,中国将再增加3000MW以上的生产能力。即使采用目前成熟的国产设备和进口设备混合搭配的国内主流配置方案,也至少为设备厂家提供了36亿元的市场。若以全进口设备计算,则需设备投资84亿元。这一切为光伏设备企业的发展提供了极好的发展机遇。
篇5
主生产计划是按时间分段方法,去计划企业将生产的最终产品的数量和交货期。主生产计划是一种先期生产计划,它给出了特定的项目或产品在每个计划周期的生产数量,这是个实际的详细制造计划,这个计划力图考虑各种可能的制造要求。
2.MPS编制的基本原则
2.1全面代表原则
计划的项目应尽可能全面代表企业的生产产品。MPS应覆盖该MPS驱动的MRP程序中尽可能多数组件,反映关于制造设施,特别是瓶颈资源或关键工作中心尽可能的多的信息。
2.2适当稳定原则
在有效的期限内应保持适当稳定,主生产计划制订后在有效的期限内应保持适当稳定,那种只按照主观愿望随意改动的做法,将会引起系统原有合理的正常的优先级计划的破坏,削弱系统的计划能力。
2.3适当裕量原则
留有适当余地,并考虑预防性维修设备的时间。可把预防性维修作为一个项目安排在MPS中,也可以按预防性维修的时间,减少工作中心的能力。
2.4关键项目原则
列出对生产能力,财务指标或关键材料有重大影响的项目。对生产能力有重大影响的项目,是指那些对生产和装配过程起重大影响的项目,如一些大批量项目,造成生产能力的瓶颈环节的项目或通过关键工作中心的项目。而对于关键材料而言,是指那些提前期很长或供应厂商有限的项目。
2.5最少项目原则
用最少的项目数进行主生产计划的安排。如MPS中的项目数过多,就会使预测和管理都变得困难。因此,要根据不同的制造环境,选取产品结构不同的级,进行主生产计划的编制。使得在产品结构这一级的制造和装配过程中,产品(或)部件选型的数目最少,以改进管理证券交易审与控制。
2.6对于关键材料而言,是指那些提前期很长或供应厂商有限的项目。
3.主生产计划的主要对象
3.1在为库存而生产(MTS)公司
用很多种原材料和部件制造出少量品种的标准产品,则产品,备品备件等独立需求项目成为MPS计划对象的最终项目。对产品系列下有多种具体产品的情况,有时要根据市场分析估计产品占系统产品总产量的比例。此时,生产规划的计划对象是系列产品,而MPS的计划对象是按预测比例计算的。产品系列同具体产品的比例结构形式,类似一个产品结构图,通常称为计划物料或计划BOM。
3.2在为订单生产(MTO)的公司
最终项目一般就是标准定型产品或订货要求计划的产品,MPS的计划对象可以放在相当于T形或V形产品结构的低层,以减少计划物料的数量,如果产品是标准设计或专项,最终项目一般就是产品结构中的0层的最终产品。
3.3在为订单装配(ATO)的公司
产品是一个系列,结构相同,表现为模块化产品结构,都是由若干基本组件和一些通用部件组成。每项基本组件又有多种可选件,有多种搭配选择,从而可形成一系规格的变型产品,可将主生产计划设立在基本组件级,在这种情况下,最终项目指的是基本组件和通用部件。这时主生产计划是基本组件的生产计划。
4.生产计划的程序
主生产计划编制过程包括:编制MPS项目的初步计划:进行粗能力简称,评价MPS这三个方面,涉及的工作包括收集需求信息,编制主生产计划,编制粗能力计划,评估主生产计划,下达主生产计划等,制订主生产计划的基本思路,可表述为以下程序:
4.1根据生产规划和计划清单确定对每个最终项目的生产预测
它反映某产品类的生产规划总生产量中预期分配到该产品的部分,可用于指导主生产计划的编制,使得主生产计划员在编制主生产计划时能遵循生产规划的目标。
4.2根据生产预测
已收到的客户订单、配件预测以及该昆科项目的需求数量,计算毛需求量,需求的信息来源主要:当前库存,期望的安全库存,已存在的客户订单,其他实际需求,预测其他各项综合需求等,某个时段的毛需求量即为本时段的客户订单合同以及预测之关系和。关系和是指如何把预测值物实际订单值取舍得出的需求,这时MPS的毛需求量已不再是预测信息,而是具有指导意义的生产信息了。
4.3根据毛需求量和事先确定好的批量规则,以及安全库存量和期初预计可用库存量,自动计算各时段的计划产出量和预计可用库存量。
4.4自动计算可供销售量供销售部门机动销售选用。
4.5自动计算粗能力
用粗能力计划评价主生产计划方案的可行性。粗能力计划是对生产中所需的关键资源进行计算和分析。关键资源通常指导瓶颈工作中心,粗能力计划用于主要生产资源的情况,即关键工作中心能否满足MPS的需求,以使得MPS在需求与能力取得平衡。
4.6评估主生产计划
篇6
Abstract:Industrial materials of national manufacturing industry development has a crucial influence, countries around the world attach great importance of industrial materials, developed countries in Europe and the United States of new materials production, R & D and innovation ability with each passing day. With the introduction of China's five new materials planning policy, China's new materials industry showing a good momentum of development, China's chemical industry, China National materials, China building materials, China Gangyan etc. large enterprises, and for supporting the industry of science and technology oriented small and medium-sized enterprises, such as Chongqing materials research institute ,AVIC Beijing BIAM, 725institute of china shipbuilding industry corporation, 703institute of china aerospace science and technology corporation, and a large number of emerging private enterprises.
Key words:advanced materials industry;develop;present situation;trend
新材料是指新出现或正在发展中的、具有传统材料所不具有的优异性能的材料。主要包括特种金属功能材料、高端金属结构材料、先进高分子材料、新型无机非金属材料、高性能复合材料、前沿新材料六大领域。新材料广泛应用于信息、能源、交通、医疗等各个领域,其产业在发达国家已经成为一个具有技术和商业竞争力的支柱产业之一,产出在国民经济中占有重要地位[1]。新材料本身就是一个大市场,而由它带动而产生的新产品和新技术则是一个更大的市场。随着我国“一带一路”、“中国制造2015”政策出台,这给我国新材料产业的发展又带来了新的曙光和难得机遇。而发展新材料产业则已成为了世界各国竞相抢占的国际经济制高点[2]。
1 国外新材料产业概况与市场分析
美国、日本、欧洲(含俄罗斯)等发达国家一直是世界新材料的主导者。根据统计,2014年新材料技术产业在世界市场的销售额预计超过10000亿美元, 2014年信息功能陶瓷材料及其制品的世界市场销售额估计已达800亿美元[3];2014年半导体材料市场规模增长了3%,收入增长了10%,销售额达443亿美元,其中高温超导电力设备的全球销售额可达250-260亿美元,到2020年,全球与超导相关的产业的产值可能达到1500亿到2000亿美元,其中高温超导占60%;2010年全球钕铁硼永磁材料的市场需求量达13.4万吨,产值达80亿美元,带动相关产业产值700亿美元。2014年全球生物医用材料及制品的产值预计超过1000亿美元,美国约为400亿美元,是美国经济中5种高技术关键新材料产业之一[4]。
根据各种数据显示发达国家无论在新材料基础研究、应用开发、生产制造、产品商品化等各方面都居世界领先地位。仅仅从企业形态来看,他们不仅有大型新材料跨国公司,也有众多的中小型专业企业,还有许多大型装备企业集团旗下设有专门从事新材料产业的分支企业,这些分支企业依靠母公司强大财力,研发制造的新型材料经常供本公司下游产品使用[5]。美国、日本、欧洲新材料企业的主要形态:一是以材料为主业的大型跨国公司,它们并且不断地整合和重组,形成了在全球的产业链和经销链。技术也主要被这些公司垄断,如杜邦、道一康宁、巴斯夫、TDK、信越化学;二是隶属于大型公司的分支企业,由于进一步融合了上下游,新产品层出不穷;三是专业小型新材料公司,以低成本、绿色化、低碳环保为主要特点,如瑞士美泰乐公司、俄罗斯超合金公司等[6]。这些发达国家的新材料企业起步早,已具有规模大,企业研发能力强,产业链发达优势,在全球市场中占比重大。
1.1 美国
(1)通用电气公司GE公司曾拥有GR塑料公司和GE硅氧烷及GE公司石英等新材料业务。公司的PPO和聚醚酰亚胺(PEI)产量稳居全球第一,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的产量也排世界前三名。GE公司新材料年销售额为80亿美元。GE高新材料集团的业务包括有机硅产品、硅烷、密封剂、聚氨酯和黏合剂以及高熔凝石英和陶瓷材料。GE航空于2013年11月14日开工建设全新先进复合材料工厂,负责制造的CMC部件是高压u轮外环,该部件将用在LEAP发动机上。该厂是世界首家批产航空发动机用陶瓷基复合材料(CMC)的工厂。(2)杜邦公司(DUPONT):杜邦是以材料为主业的大型跨国公司,投资遍布世界各地。杜邦是世界最大的电子材料供应商之一,为平板显示器、半导体制造、半导体封装、电路及光伏行业提供材料解决方案。在中国多个地方建立了新材料企业,生产电子材料、钛白粉、树脂、生物材料等。杜邦公司2013年销售收入364.75亿美元,世界500强排名320名。(3)美国道-康宁公司(Dow Corning):硅基技术及创新领域的全球领导者,是康宁玻璃公司(现康宁公司)和陶氏化学公司合资而成,各占一半公司股份。目前公司为全球25000家客户提供增强性能的解决方案,并提供7000多种产品和服务,用以提高几乎所有工业领域内数千种应用的性能。康宁在中国的投资额已超过30亿美元,拥有8个生产工厂并拥有3000多名员工。
1.2 日本
日本的新材料企业普遍规模较大,大部分是从传统材料企业过渡到新材料的,但仍以材料为主业。(1)新日铁住金公司:新日本制铁公司是日本最大的铁公司,也是世界大型钢铁公司之一。公司的产品包括:圆钢、合金钢、不锈钢、各种钢管、冷/热轧钢板、化学制品、炼铁用成套设备,各种产业机械等。2012年10月1日,新日本制铁株式会社与住友金属工业株式会社合并,成立了新日铁住金株式会社。新日铁住金2013年销售550亿美元,世界排名184名。(2)TDK公司:TDK公司成立于1935年,是一家以生产铁氧体材料、陶瓷材料、磁性材料、电子元件和录音/像产品的跨国公司。2013年销售收入约75亿美元。TDK的核心技术有:半导体加工技术、薄膜成型加工技术、粉末控制加工技术。(3)信越化学公司:高科技材料的超级供应商,世界最大的晶圆制造企业、世界最大聚氯乙烯制造企业,它的重要产品还包括人造石英、有机硅、纤维素衍生产品。2010年,该公司在中国设立信越(江苏)光棒有限公司。
1.3 欧洲
(1)巴斯夫公司。巴斯夫公司是世界著名的化工材料跨国企业,2013年营业收入为982亿美元。名列世界500大企业第75位。塑料和纤维是其重要支柱之一。巴斯夫是世界最主要的塑料制造商之一,在这个领域内有许多突破性的创新。巴斯夫最大强项之一是能够根据客户的需求调整产品的性质。特别是在耐用性、质量、阻燃性方面可满足客户的所有需求。该公司还开发出了生物降解塑料。巴斯夫最著名的产品是聚苯乙烯,巴斯夫的这种材料在世界上一直处于领先地位。这种材料广泛用于计算机包装,监视器和打印机。
(2)圣戈班公司。圣戈班公司是一家位于法国的跨国企业,以材料的制造、加工、销售为主业,2013年销售收入为558亿美元,名列财富500强企业第180位。圣戈班是实用材料的设计、生产及销售的世界领先集团。生产销售的材料包括汽车和建筑玻璃,玻璃瓶,管道系统,砂浆,石膏,耐火陶瓷以及晶体。集团由五大业务部组成:平板玻璃、玻璃包装、建筑产品、建材分销和高功能材料。
(3)摩根公司。摩根公司是英国一家中型公司,以碳材料和陶瓷材料为主要产品。2001年销售收入10.51亿英镑。在全世界40个国家开展业务,产品有五大系列:磁性材料、电碳材料、工程碳材料、技术陶瓷和绝缘陶瓷。摩根公司的核心竞争力包括四个部分:出色的应用工程技术、先进的材料科技、持续高质量的制造工艺、全球管理能力。该公司具有非常的均衡产品组合并且能利用现有产品产生的利润投入新市场、新领域的开拓。例如通信领域、医用材料领域、替代能源领域。摩根公司正在努力研发燃料电池用材料。
(4)美泰乐公司。美泰乐科技为全球最著名的贵重金属及相关产品的供应商之一。业务主力是贵金属及相关的物料。美泰乐属下五个部门涉及不同的市场:精炼部主力于贵金属提炼及锭的生产;化工部主力于电子应用及装饰性工业;钟表部主力于钟表部件,同时亦包括珠宝首饰和其他奢侈产品;牙科部;而接触件部则主力于电器接触件市场。苏州工业园区成立了该公司第一个亚洲生产基地。
(5)德国汉高公司(Henkel)。世界第一大胶粘剂和密封胶生产商,世界500强,有330多家分支机构分布在全球60多个国家和地区。目前汉高集团在全球生产的产品多达1万余种,其中粘合剂方面超过3000种,粘合剂技术部有五个子业务部,分别为:通用工业、民用粘合剂、工业粘合剂、汽车业务、金属工业及航天业务。全球员工人数约50000人。中国市场是汉高全球市场的重要组成部分,亚太区业绩中超过三分之一的销售额得益于中国(包括中国香港)的市场发展。
(6)德国瓦克公司(WACKER)。欧洲第一家有机硅生产商,2010年全球销售额达47.5亿欧元,年增幅率达到了50%。全球员工人数约15600人。其有机硅销售额在全球位居第三,年均销售额 10亿欧元左右,在中国上海、江苏张家港建有研发中心和工厂。每年将年度销售额的6%的资金投入到新产品的研究开发,在全球半导体技术、有机硅化学、聚合物和精细化学品及多晶硅等领域具有绝对的技术优势。
1.4 国外新材料产业发展趋势及计划
1.4.1 美国《材料基因组战略规划》[7]
美国提出再工业化或复兴制造业,他们的制造业多半是基于高新技术支撑的先进制造业。而先进制造离不开先进材料的支持,2014年美国了《材料基因组战略规划》,预计该规划的执行时间在2015年-2018年之间。在资金投入方面,美国联邦政府已投入了2.5亿美元用于基础设施研发和创新。该规划公布了9大材料类别研究领域下的63个重点方向,其中树脂基复合材料、关联材料、电子和光子材料、储能材料以及轻质结构材料这5类材料涉及到的37个重点方向对国家安全影响重大。
1.4.2 俄罗斯公布《2030年前材料与技术发展战略》细节[2]
该战略预期执行时间为2014年-2030年。从2014年开始实施,5年内总拨款规模约为500亿卢布。主要涵盖18个战略发展方向,包括智能材料、金属间材料、高温金属材料、聚合物材料、纳米结构复合材料和涂层等等,战略本身将附带10个主要计划。在18个战略发展方向中约80%的方向与发动机研制和现代化有关,主要有以下5个方面:单晶耐高温合金发动机叶片、自组织纳米复合材料涂层、高梯度定向结晶技术、真空熔炼技术、发动机材料与国际标准接轨。
1.4.3 欧盟石墨烯旗舰计划首份招标公告和科技路线图
石墨烯旗舰计划预期执行时间是2013年-2020年期间。资金投入方面分两个阶段进行,初始阶段(2013年10月1日-2016年3月31日)共资助5400万欧元;稳定阶段(2016年4月开始)预计每年资助5000万欧元。2014年2月初该计划了首份招标公告和科技路线图,介绍了拟资助的研究课题和支持课题,以及根据领域划分的工作任务,每项课题都涉及多项工作任务。主要包括3个重点方向:新兴传感技术与生物学的融合、面向射频应用的无源组件、高频电子学。
1.4.4 欧盟制定 “欧洲冶金计划”
“欧洲冶金计划”预期执行时间是2014-2020年期间。预计该计划总经费投入10亿欧元。2014年9月9日W洲空间局联合一些知名研究机构和超过180家欧洲公司,启动名为“欧洲冶金”计划的研究,旨在发展21世纪新型金属及其制造技术,参与该计划的大型公司有:空客、罗罗、西门子、BAE系统公司等。该计划将围绕13个主题开展,包括用于空间和核系统的新型耐热合金、基于超导合金的高效电源线、可将废热转化为电的热电材料、生产塑料和药物的新型催化剂、用于医疗移植的生物相容性金属,以及高强度的磁系统等。
1.4.5 日本最大碳纤维供应商东丽公司制定中远期碳纤维“计划AP-G 2016”
“计划AP-G 2016”预期执行时间是2014-2017年期间。从2014年开始,三年内投资1800亿日元用于技术开,另外投资4000亿日元用于资产建设。2014年2月,东丽公司宣布该计划,作为正在进行的“AP-G 2013计划”的延续。该计划旨在通过“创新和激进的管理”实现业务快速增长。东丽公司将在“项目AP-G 2013”的基础上扩大业务增长的支柱业务领域和地区和增强竞争力,利用其综合优势,实现绿色创新的业务扩展(GR)计划、亚洲和新兴国家的业务扩展(AE)计划,和总成本降低(TC-II)计划。
1.4.6 德国工业4.0[8]
为确保德国制造业的未来,德国提出具实施战略主动权的第4代工业模式(RecommendationsforImplementing the Strategic Initiative Industries 4.0)。目前,已将物联网和互联网服务引入生产环节。可以预见不就的将来,企业将建立涵盖机械、仓储系统及生产设施在内的全球信息物理系统(Cyber-Physical Systems,CPS)。这些信息将包括智能机械设备、仓储系统和生产线,它能够独立自动地交换信息、彼此独立地控制生产设施。有利于参与制造、加工、材料使用以及供应链和生命周期管理的工业流程。
2 国内新材料产业概况与重点企业分布
2.1 国内新材料产业概况
经过几十年奋斗,我国新材料产业从无到有,不断发展壮大,在体系建设、产业规模、技术进步等方面取得明显成就,为国民经济和国防建设做出了重大贡献,具备了良好发展基础。目前已经有40多个城市形成了不同规模的新材料产业集聚区。中国现已经批准设立的国家级新材料产业基地有129个(7个高技术产业基地、32个新型工业化示范基地和90个高新技术产业化基地),这些基地分布广泛、特色鲜明,已初步呈现出集群化分布特征,形成“东部沿海聚集,中西部特色发展”的空间布局。广州、天津、青岛等地已逐渐发展成为化工新材料产业基地;甘肃金昌、湖南长株潭、陕西宝鸡、重庆及山西太原等内陆地区依托资源优势成为航空航天材料、仪表材料、能源材料及重大装备材料的主要基地[9];大连、福州、厦门等在光电新材料以及电子信息材料领域具有较强优势;江苏徐州、河南洛阳、江苏连云港、四川乐山等地硅材料产业也呈现出良好的发展态势[10]。
新材料产业规模不断壮大。自2010年以来,中国新材料产业规模一直保持稳步增长,由2010年的6500亿元增长至2014年的1.6万亿元左右,年均增速保持在25%左右。其分布详如图1和图2所示。
其中,稀土功能材料、先进储能材料、光伏材料、有机硅、超硬材料、特种不锈钢、玻璃纤维及其复合材料等产能居世界前列。部分关键技术取得重大突破。我国自主开发的钽铌铍合金、非晶合金、高磁感取向硅钢、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、超硬材料、间位芳纶和超导材料等生产技术已达到或接近国际水平。新材料品种不断增加,高端金属结构材料、新型无机非金属材料和高性能复合材料保障能力明显增强,先进高分子材料和特种金属功能材料自给水平逐步提高。我国新材料产业仅有10%左右的领域为国际领先水平,60%~70%领域处于追赶状态,还有20%~30%的领域与国际水平存在相当大的差距,中国新材料产业的研发水平比发达国家落后5年,不过这种差距正在逐步缩小。但是,我国新材料产业总体发展水平仍与发达国家有较大差距,产业发展面临一些亟待解决的问题,主要表现在:新材料自主开发能力较薄弱,大型材料企业创新动力不强,关键新材料保障能力不足;产学研用未形成协调一致,产业链条短,新材料推广应用困难,产业发展模式不完善;新材料产业正处于统筹规划和政策引导阶段,研发投入还未见明显成效,基础管理工作较薄弱。
2.2 国内新材料产业重点企业
建国60多年来,我国已建立完整的工业体系。经过几番变迁,我国新材料领域已拥有一批大型中央企业和一大批科技型中小企业。包括大型新材料企业(集团),如中国化工、中国中材、中国建材、中国钢研等;以及为各行业配套的科技型中小企业,如重庆材料研究院、中航工业北京航材院、中船725所、航天703所等,同时还有一大批新兴的民营企业。部分企业概况如下:
(1)中国化工集团公司。中国化工是我国最大的基础化学制造企业。2013年世界500强企业276位。其下属中国蓝星(集团)总公司是以化工新材料和特种化学品为主业,总资产300多亿元,年销售额300多亿元。蓝星集团有机硅单体、PVC糊树脂生产规模居全球第三,蛋氨酸产品生产规模和市场份额均居全球第二位。蓝星拥有中国最大的双酚A装置和亚洲唯一的连续酯交换法PBT工程塑料生产装置,工业硅、钛白粉、铬酸酐、环氧树脂、彩色显影剂等产品占国内市场主导地位,苯酚、丙酮生产技术居国内领先水平,是中国唯一的离子膜电解槽设备制造商。
(2)中国中材集团有限公司。中材集团是我国唯一在非金属材料业拥有系列核心技术和完整创新体系的,集科研、设计、制造、工程建设、国际贸易于一体的创新型、价值型、国际型企业集团。拥有“三大主导产业”--非金属材料制造业、非金属材料技术装备与工程业、非金属矿业。2013年中材集团资产规模1115.8亿元,营业收入737.1亿元,列中国企业500强178位。
(3)中国钢研科技集团有限公司。中国钢研是我国金属新材料研发基地、冶金行业重大关键与共性技术的创新基地、国家冶金分析测试技术的权威机构。中国钢研相继建立了北京中关村永丰、丰台、昌平、空港产业基地;河北涿州新材料产业园、石家庄产业基地;在天津、上海、山东、广东、吉林、四川等地也建设了研发和产业化基地。实施了包括非晶材料、药芯焊丝材料、高温合金材料、难熔合金材料、高品质金刚石锯片材料、高速工具钢材料、稀土磁性材料、高品质特殊钢材料、冶金电气自动化设备生产线、等静压加工和设备制造中心等产业化项目,为我国新材料产业、冶金工艺工程产业、工业电气自动化、分析测试产业的发展做出重要贡献。
(4)北京有色金属研究总院。有研总院是我国有色金属行业规模最大的综合性研究开发机构。其组建了若干高技术产业化公司,并在微电子材料、光电子材料、稀土材料、有色金属粉末、特种有色金属加工材料、新能源材料、高端冶金装备等方面形成了产业集群。有研新材料股份有限公司是其下属上市公司,主要从事半导体硅材料、高纯/超高纯稀土材料、光电材料和贵金属材料等新材料的研发与生产,是我国有色金属新材料行业的骨干企业。
(5)北京矿冶研究总院。矿冶总院是中国以有色金属采矿、选矿、冶金为主的综合性研究单位,兼搞黑色、稀有和贵金属的研究。该院从事金属、合金、陶瓷、复合涂层材料,粉体材料与制品、材料表面工程技术的研究开发及产业化。拥有合金粉末、陶瓷粉末、复合粉末、热喷涂制品加工及铝合金添加剂等多条专业化生产线,年产四大类1000多吨新材料产品,并提供高性能涂层材料及成套工艺技术服务。致力于电池材料和电子陶瓷粉体材料的研究开发,主要产品为钴酸锂、锰酸锂、草酸钴、氧化钴、氧化铋、氧化硅、氧化锑和碳酸锰等。
3 结语
目前,全球新材料产业发展迅猛,深刻地影响着各国经济、文化等诸多方面。从新材料领域的产业化程度分析,我国在新材料领域与发达国家还存在较大差距,尤其表现在高技术成果未能迅速有效地实现产业化、商品化的环节上[11]。而新材料开发具有风险性和长期性的特点,国家仍将是主要的支持者和投资者,发达国家都把先进材料的研发列入国家预算,并纷纷研究和制定相关的重大发展规划,从战略高度认识、关注和优先支持新材料产业发展材料。综合上述,列出以下几点建议:一是要顺应宏观引导,强化政策支持突破新材料工程化、产业化的技术瓶颈;二是积极发挥重大项目带动作用,凝聚上下游产业链;三是重点凝聚产业高端人才,强化人才梯队建设[12];四是促使新材料大规模应用,构建我国新材料技术标准体系;五是快速与国际产业水平接轨,同时加强材料科学的基础研究和技术创新[13];六是吸引多方投资,利用现代信息网络拓展产销链,以信息化促工业化发展。
参考文献
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