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现在国家大型的火电厂都有哪几家

无辜的黄豆
俊秀的滑板
2023-02-01 11:23:13

现在国家大型的火电厂都有哪几家?他们所利用的脱硫技术都是什么啊?所用的脱硫技术都有什么特点?

最佳答案
陶醉的外套
震动的吐司
2025-06-21 01:44:58

火电厂有很多,光湖南就不少。

脱硫技术:

近年来,随着机动车的增多,汽车尾气已成为主要的大气污染源,酸雨也因此更加频繁,严重危害到了建筑物、土壤和人类的生存环境。因此,世界各国纷纷提出了更高的油品质量标准,进一步限制油品中的硫含量、烯烃含量和苯含量,以更好地保护人类的生存空间。

随着对含硫原油加工量的增加及重油催化裂化的普及,油品含硫量超标及安定性不好的现象也越来越严重。由于加氢脱硫在资金及氢源上的限制,对中小型炼油厂来说进行非加氢精制的研究具有重要的意义。本文简单介绍了非加氢脱硫技术进展及未来的发展趋势。

2 燃料油中硫的主要存在形式及分布

原油中有数百种含硫烃,目前已验证并确定结构的就有200余种,这些含硫烃类在原油加工过程中不同程度地分布于各馏分油中。

燃料油中的硫主要有两种存在形式:通常能与金属直接发生反应的硫化物称为“活性硫”,包括单质硫、硫化氢和硫醇;而不与金属直接发生反应的硫化物称为“非活性硫”,包括硫醚、二硫化物、噻吩等。对于汽油馏分而言,含硫烃类以硫醇、硫化物和单环噻吩为主,其主要来源于催化裂化(简称FCC)汽油。因此,要使汽油符合低硫汽油的指标必须对FCC汽油原料进行预处理或对FCC汽油产品进行后处理。而柴油馏分中的含硫烃类有硫醇、硫化物、噻吩、苯并噻吩和二苯并噻吩等,其中二苯并噻吩的4,6位烷基存在时,由于烷基的位阻作用而使脱硫非常困难,而且随着石油馏分沸点的升高,含硫化合物的结构也越来越复杂。

3 生产低硫燃料油的方法

3.1 酸碱精制

酸碱精制是传统的方法,目前仍有部分炼厂使用。由于酸碱精制分离出的酸碱渣难以处理,而且油品损失较大,从长远来看,此技术必将遭到淘汰。

(1)酸精制

该法用一定浓度的硫酸、盐酸等无机酸从石油产品中除去硫醚和噻吩,从而达到脱硫的目的。反应如下所示:

R2S+H2SO4 R2SH++HSO-4

(2) 碱精制

NaOH水溶液可以抽提出部分酸性硫化物,在碱中加入亚砜、低级醇等极性溶剂或提高碱的浓度可以提高萃取效率。如用40%的NaOH可除去柴油中60%以上的硫醇及90%的苯硫酚,其中苯硫酚对油品的安定性影响很大。

3.2 催化法

在酞菁催化剂法中,目前工业上应用较多是聚酞菁钴(CoPPC)和磺化酞菁钴(CoSPc)催化剂。此催化剂在碱性溶液中对油品进行处理,可以除去其中的硫醇。夏道宏认为聚酞菁钴(CoPPC)和磺化酞菁钴(CoSPc)在碱液中的溶解性不好,因而降低了催化剂的利用率,为此合成出了一种水溶性较好的新型催化剂——季铵磺化酞菁钴(CoQAHPc)n,该催化剂分子内有氧化中心和碱中心,二者产生的协同作用使该催化剂的活性得到了明显的提高〔1〕。此外,金属螯合剂法和酸性催化剂法都能使有机硫化物转化成硫化氢,从而有效的去除成品油中的硫化物〔2〕。

以上这几种催化法脱硫效率虽然较高,但都存在着催化剂投资大、制备条件苛刻、催化活性组分易流失等缺点。目前炼厂使用此方法的其经济效益都不是很好,要想大规模的应用催化法脱硫技术,尚需克服一些技术上的问题。

3.3 溶剂萃取法

选择适当的溶剂通过萃取法可以有效地脱除油品中的硫化物。一般而言,萃取法能有效地把油品中的硫醇萃取出来,再通过蒸馏的方法将萃取溶剂和硫醇进行分离,得到附加值较高的硫醇副产品,溶剂可循环使用。在萃取的过程中,常用的萃伞液是碱液,但有机硫化物在碱液和成品油中的分配系数并不高,为了提高萃取过程中的脱硫效率,可在碱液中添加少量的极性有机溶剂,如MDS、DMF、DMSOD等,这样可以大大提高萃取过程中的脱硫效率。夏道宏等人提出了MDS-H2O-KOH化学萃取法,用这三种萃取剂对FCC汽油进行了萃取率及回收率的实验,结果表明该方法在同一套装置中既能把油品中的硫醇萃取出来,还可以高效回收萃取液中的单一硫醇以及混合硫醇,得到高纯度的硫醇副产品,具有很高的经济效益和社会效益〔3〕。福建炼油化工公司把萃取和碱洗两种工艺结合起来,采用甲醇-碱洗复合溶剂萃取法显著提高了FCC柴油的储存安定性,萃取溶剂经蒸馏回收甲醇后可循环使用。此种方法投资低,脱硫效率高,具有较高的应用价值〔4〕。

3.4 催化吸附法

催化吸附脱硫技术是使用吸附选择性较好且可再生的固体吸附剂,通过化学吸附的作用来降低油品中的硫含量。它是一种新出现的、能够有效脱除FCC汽油中硫化物的方法。与通常的汽油加氢脱硫相比,其投资成本和操作费用可以降低一半以上,且可以从油品中高效地脱除硫、氮、氧化物等杂质,脱硫率可达90%以上,非常适合国内炼油企业的现状。由于吸附脱硫并不影响汽油的辛烷值和收率,因此这种技术已经引起国内外的高度重视。

Konyukhova〔5〕等把一些天然沸石(如丝光沸石、钙十字石、斜发沸石等)酸性活化后用于吸附油品中的乙基硫醇和二甲基硫,ZSM-5和NaX沸石则分别用于对硫醚和硫醇的吸附。Tsybulevskiy〔5〕研究了X或Y型分子筛进行改性后对油品的催化吸附性能。Wismann〔5〕考察了活性炭对油品的催化吸附性能。而在这些研究中普遍在着脱硫深度不够,吸附剂的硫容量较低,脱硫剂的使用周期短,且再生性能不好,因而大大限制了其工业应用。据报道,菲利浦石油公司开发的吸附脱硫技术于2001年应用于258 kt/a的装置,经处理后的汽油平均硫含量约为30 μg/g,是第一套采用吸附法脱除汽油中硫化物的工业装置,并准备将这一技术应用于柴油脱硫。

国内的催化吸附脱硫技术尚处于研究阶段。徐志达、陈冰等〔6〕用聚丙烯腈基活性炭纤维(NACF)吸附油品中的硫醇,结果只能把油品中的一部分硫醇脱除。张晓静等〔7〕以13X分子筛为吸附剂对FCC汽油的全馏分和重馏分(>90℃)进行了研究,初步结果表明对硫含量为1220 μg/g的汽油的全馏分和重馏分进行精制后,与未精制的轻馏分(<90℃)混合可得到硫含量低于500 μg/g的汽油。张金岳等〔8〕对负载型活性炭催化吸附脱硫进行了深入的研究。

总之,催化吸附脱硫技术在对油品没有影响的条件下能有效的脱除油品中的硫化物,且投资费用和操作费用远远低于其他(加氢精制、溶剂萃取,催化氧化等)脱硫技术。因此,研究催化吸附脱硫技术具有非常重要的意义。

3.5 络合法

用金属氯化物的DMF溶液来处理含硫油品时可使有机硫化物与金属氯化物之间的电子对相互作用,生成水溶性的络合物而加以除去。能与有机硫化物生成络合物的金属离子非常多,其中以CdCl2的效果最好。下面列举了不同金属氯化物与有机硫化物的络合反应活性顺序为:Cd2+>Co2+>Ni2+>Mn2+>Cr3+>Cu2+>Zn2+>Li+>Fe3+。由于络合法不能脱除油品中的酸性组分,因此在实际应用中经常采用络合萃取与碱洗精制相结合的办法,其脱硫效果非常显著,且所得油品的安定性好,具有较好的经济效益。

3.6生物脱硫技术

生物脱硫,又称生物催化脱硫(简称BDS),是一种在常温常压下利用需氧、厌氧菌除去石油含硫杂环化合物中结合硫的一种新技术。早在1948年美国就有了生物脱硫的专利,但一直没有成功脱除烃类硫化物的实例,其主要原因是不能有效的控制细菌的作用。此后有几个成功的“微生物脱硫”报道,但却没有多少应用价值,原因在于微生物尽管脱去了油中的硫,但同时也消耗了油中的许多炭而减少了油中的许多放热量〔9〕。科学工作者一直对其进行了深入的研究,直到1998年美国的Institute of Gas Technology(IGT)的研究人员成功的分离了两种特殊的菌株,这两种菌株可以有选择性的脱除二苯并噻吩中的硫,去除油品中杂环硫分子的工业化模型相继产生,1992年在美国分别申请了两项专利(5002888和5104801)。美国Energy BioSystems Corp (EBC)公司获得了这两种菌株的使用权,在此基础上,该公司不仅成功地生产和再生了生物脱硫催化剂,并在降低催化剂生产成本的同时也延长了催化剂的使用寿命。此外该公司又分离得到了玫鸿球菌的细菌,该细菌能够使C-S键断裂,实现了脱硫过程中不损失油品烃类的目的〔10〕。现在,EBC公司已成为世界上对生物脱硫技术研究最广泛的公司。此外,日本工业技术研究院生命工程工业技术研究所与石油产业活化中心联合开发出了柴油脱硫的新菌种,此菌种可以同时脱除柴油中的二苯并噻吩和苯并噻吩中的硫,而这两种硫化物中的硫是用其它方法难以脱除的〔11〕。

BDS过程是以自然界产生的有氧细菌与有机硫化物发生氧化反应,选择性氧化使C-S键断裂,将硫原子氧化成硫酸盐或亚硫酸盐转入水相,而DBT的骨架结构氧化成羟基联苯留在油相,从而达到脱除硫化物的目的。BDS技术从出现至今已发展了几十年,目前为止仍处于开发研究阶段。由于BDS技术有许多优点,它可以与已有的HDS装置有机组合,不仅可以大幅度地降低生产成本,而且由于有机硫产品的附加值较高,BDS比HDS在经济上有更强的竞争力。同时BDS还可以与催化吸附脱硫组合,是实现对燃料油深度脱硫的有效方法。因此BDS技术具有广阔的应用前景,预计在2010年左右将有工业化装置出现。

4 新型的脱硫技术

4.1 氧化脱硫技术

氧化脱硫技术是用氧化剂将噻吩类硫化物氧化成亚砜和砜,再用溶剂抽提的方法将亚砜和砜从油品中脱除,氧化剂经过再生后循环使用。目前的低硫柴油都是通过加氢技术生产的,由于柴油中的二甲基二苯并噻吩结构稳定不易加氢脱硫,为了使油品中的硫含量降到10 μg/g,需要更高的反应压力和更低的空速,这无疑增加了加氢技术的投资费用和生产成本。而氧化脱硫技术不仅可以满足对柴油馏分10 μg/g的要求,还可以再分销网点设置简便可行的脱硫装置,是满足最终销售油品质量的较好途径。

(1) ASR-2氧化脱硫技术

ASR-2〔12〕氧化脱硫技术是由Unipure公司开发的一种新型脱硫技术,此技术具有投资和操作费用低、操作条件缓和、不需要氢源、能耗低、无污染排放、能生产超低硫柴油、装置建设灵活等优点,为炼油厂和分销网点提供了一个经济、可靠的满足油品硫含量要求的方法。

在实验过程中,此技术能把柴油中的硫含量由7000 μg/g最终降到5 μg/g。此外该技术还可以用来生产超低硫柴油,来作为油品的调和组分,以满足油品加工和销售市场的需要。目前ASR-2技术正在进行中试和工业实验的设计工作。其工艺流程如下:含硫柴油与氧化剂及催化剂的水相在反应器内混合,在接近常压和缓和的温度下将噻吩类含硫化合物氧化成砜;然后将含有待生催化剂和砜的水相与油相分离后送至再生部分,除去砜并再生催化剂;含有砜的油相送至萃取系统,实现砜和油相分离;由水相和油相得到的砜一起送到处理系统,来生产高附加值的化工产品。

尽管ASR-2脱硫技术已进行了多年的研究,但一直没有得到工业应用,主要是由于催化剂的再生循环、氧化物的脱除等一些技术问题还没有解决。ASR-2技术可以使柴油产品的硫含量达到5 μg/g,与加氢处理技术柴油产品的硫含量分别为30 μg/g和15 μg/g时相比,硫含量和总处理费用要少的多。因此,如果一些技术性问题能够很好地解决,那么ASR-2氧化脱硫技术将具有十分广阔的市场前景。

(2) 超声波氧化脱硫技术

超声波氧化脱硫 (SulphCo)〔13〕技术是由USC和SulphCo公司联合开发的新型脱硫技术。此技术的化学原理与ASR-2技术基本相同,不同之处是SulphCo技术采用了超声波反应器,强化了反应过程,使脱硫效果更加理想。其流程描述为:原料与含有氧化剂和催化剂的水相在反应器内混合,在超声波的作用下,小气泡迅速的产生和破灭,从而使油相与水相剧烈混合,在短时间内超声波还可以使混合物料内的局部温度和压力迅速升高,且在混合物料内产生过氧化氢,参与硫化物的反应;经溶剂萃取脱除砜和硫酸盐,溶剂再生后循环使用,砜和硫酸盐可以生产其他化工产品。

SulphCo在完成实验室工作后,又进行了中试放大实验,取得了令人满意的效果,即不同硫含量的柴油经过氧化脱硫技术后硫含量均能降低到10 μg/g以下。目前Bechtel公司正在着手SulphCo技术的工业试验。

4.2 光、等离子体脱硫技术〔14〕

日本污染和资源国家研究院、德国Tubingen大学等单位研究用紫外光照射及等离子体技术脱硫。其机理是:二硫化物是通过S-S键断裂形成自由基,硫醚和硫醇分别是C-S和S-H键断裂形成自由基,并按下列方式进行反应:

无氧化剂条件下的反应:

CH3S- + -CH3 CH4+CH2 ==== S

CH3S- + CH3CH2R CH3SH+CH2 ==== SCH2R

CH3S- + CH3S- CH3SSCH3

CH3S- + CH2 ==== S CH3SCH2S- -CH3 CH3SCH2SCH3

有氧化剂条件下的反应:

CH3S- + O2 CH3SOO- RH CH3SOOH + R-

SO3+ -CH3

CH3SOOH Rr CH3SO- + -OH

CH3SO- + RH CH3SOH + R-

3CH3SOOH CH3SOOSCH3 + CH3SO3H

此技术以各类有机硫化物和含粗汽油为对象,根据不同的分子结构,通过以上几种方式进行反应,产物有烷烃、烯烃、芳烃以及硫化物或元素硫,其脱硫率可达20%~80%。若在照射的同时通入空气,可使脱硫率提高到60%~100%,并将硫转化成SO3、SO2或硫磺,水洗即可除去。

5 低硫化的负面影响

汽油和柴油的低硫化大大减轻了环境污染,特别是各国对燃料油低硫化政策已达成共识。但是在燃料油低硫化的进程中,出现了人们未曾预料到的负面效应,主要表现为:

(1)润滑性能下降,设备的磨损加大。1991年,瑞典在使用硫含量为0.00%的柴油时,发现燃料泵产生的烧结和磨损甚至比普通柴油的磨损还要严重。日本也对不同硫含量的柴油作了台架试验,结果也确认了柴油润滑性能下降的问题。其主要原因是在脱硫的同时把存在于油品中具有润滑性能的天然极性化合物也脱除了,从而导致润滑性能下降,设备的磨损加大。

(2)柴油安定性变差,油品色相恶化。当柴油的硫含量降到0.05%以下时,过氧化物的增加会加速胶状物和沉淀物的生成,影响设备的正常运转,并导致排气恶化。其主要原因是由于原本存在于柴油中的天然抗氧化组分在脱硫时也被脱除掉了。同时随着柴油中硫含量的降低,油品的颜色变深,给人以恶感。

6 结论及建议

鉴于石油产品在生产和生活中的广泛应用,脱除其中危害性的硫是非常重要的。目前工业上使用的非加氢脱硫方法有酸碱精制、溶剂萃取和吸附脱硫,而这几种脱硫方法都存在着缺陷和不足。其中酸碱精制有大量的废酸废碱液产生,会造成严重的环境污染;溶剂萃取脱硫过程能耗大,油品收率低;吸附法中吸附剂的吸附量小,且需经常再生。其它的非加氢脱硫技术还处在试验阶段,其中生物脱硫、氧化脱硫和光及等离子体脱硫的应用前景十分诱人,可能是实现未来清洁燃料油生产的有效方法。由于降低燃料油中的硫含量、减少大气污染是一个复杂的过程,因此实施时应考虑各种因素,提高技术的可靠性,以取得最佳的经济效益和环保效益。

最新回答
负责的烤鸡
温柔的向日葵
2025-06-21 01:44:58

全球能源危机和环境污染问题日益突出,节能、环保有关行业的发展被高度重视,发展新能源 汽车 已 经在全球范围内形成共识。不仅各国政府先后公布了禁售燃油车的时间计划,各大国际整车企业也陆续发布新 能源 汽车 战略。据有关研究机构发布 的《中国新能源 汽车 行业发展白皮书 (2021 年)》中数据显示,2020 年,全球 新能源 汽车 销量达到 331.1 万辆,同比 增长 49.8%,相比于 2011 年的 5.1 万辆 十年时间销量增长 63.9 倍,白皮书预 测 2025 年全球新能源 汽车 的销量将达 1640 万辆,整体渗透率将超过 20%。 在极其严重的疫情环境下,2020 年全 球新能源 汽车 销量数据远超预期。白 皮书统计数据显示,2020 年,全球新能 源 汽 车 用 动 力 电 池 的 出 货 量 达 到 158.2GWh,预计到 2025 年对动力电池 的需求量将达到 919.4GWh。 据相关新能源机构预测:全球储 能设施将成倍增长,对储能电池的需 求从 2018 年的 9GW/17GWh,到 2040 年 的 1095GW/2850GWh。 未 来 20 年 里 , 增长 122 倍,市场规模将达到 6620 亿 美元。多家评级机构将储能定义为 “下一个万亿大市场”。国内有关能源 研究院同样认为,中国新型储能将迎 来快速增长,预计 2060 年装机规模将 达 4.2 亿千瓦(420GW)左右,这一目标 比 2020 年底新型储能装机规模将增长 接近 140 倍。除了装机规模外,从投资 金额看,光大证券测算在 2030 年储能 投资市场空间将达到 1.3 万亿元,2060 年达到 5 万亿元。

随着下游应用领域的不断拓展和 需求增长,对锂电池行业提出了愈来 愈高的要求,锂电池技术也由此不断 进步,向更高的比能与安全性进发。从锂电池技术发展的路径来看,液态 锂电池能够实现的能量密度已经逐渐 接近了它的极限,固态锂电池因其高 安全性、高能量密度、高循环寿命、宽 温工作环境等优势将是后锂电时代发 展的必经乃至终极之路。中国实现 “3060”双碳目标的政策要求以及新能 源车用动力系统、储能系统两大应用 领域对安全型固态电池的消费正在形 成巨大的市场需求。

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2021 年 3 月 15 日,中央 财经 委员会第 九次会议研究实现碳达峰、碳中和的 基本思路和主要举措,会议指出要“构 建以新能源为主体的新型电力系统” (简称“构建新型电力系统”)。 在碳达峰、碳中和国家战略目标 驱动下,储能作为支撑新型电力系统 的重要技术和基础装备,其规模化发 展 已 成 为 必 然 趋 势 。 2021 年 4 月 21 日,国家发改委、国家能源局发布了 《关于加快推动新型储能发展的指导 意见(征求意见稿)》(以下简称《指导 意见》),引起了储能行业乃至能源行 业的广泛关注,业界对《指导意见》的 发布给与了高度的肯定,并积极反馈 意见。7 月 23 日,国家发改委、国家能 源局在充分征求各界建议的基础上, 正式发布了《指导意见》。自此,我国 储能领域出现了储能政策发布的三波 段。 储能政策第一波。7 月 23 日,国 家发展改革委、国家能源局正式联合 发布《国家发展改革委 国家能源局关 于加快推动新型储能发展的指导意 见》。《指导意见》从国家层面首次提出 装机规模目标:预计到 2025 年,新型储 能装机规模达 3000 万千瓦以上,接近 当前新型储能装机规模的 10 倍,该发 展前景和市场规模给行业带来巨大信 心。

市场消费层面对固态电池的应用 呼声日益高涨 首先,新能源 汽车 行业的快速发 展,推高了对固态电池应用的需求。 固态电池主要应用于新能源 汽车 等, 受国家政策推动影响,新能源 汽车 行 业快速发展。根据中国 汽车 工业协会 数据显示,我国新能源 汽车 在 2011- 2018 年之间高速发展,销售呈现爆发 式 增 长 ,7 年 间 销 量 增 长 超 150 倍 , 2019 受补贴大幅度滑坡等影响,销量 有所下降,2020 年疫情逆势上升,达到 了 136.73 万辆的新高,同比 2019 年增 长 13.4%。随着下游新能源 汽车 需求 规模快速增长,固态电池行业发展前 景广阔。

其次,储能行业需求上升。全固 态电池从根本上解决了安全性,被公 认有望突破电化学储能技术瓶颈,满 足未来发展需求的新兴技术方向之 一。在电化学储能方面,目前锂电池 占电化学储能比重达 80%。根据 CNE⁃ SA 数据显示,2020 年电化学储能累计 装机规模为 3269.2MV,同比 2019 年增 长 91%,而结合国家对能源发展的指导 方针,电化学储能在用户侧、可再生能 源并网配套等领域的需求有望迎来快 速增长,固态电池发展前景明朗。 构建新型电力系统对固态电池应 用具有迫切需求 当前,国家电网正在着力推进电 网业务转型升级,围绕“双碳”目标,加 快新型电力系统建设,服务新能源发 展。新型电力系统是以新能源为供给 主体、以确保能源电力安全为基本前 提、以满足经济 社会 发展电力需求为 首要目标,以坚强智能电网为枢纽平 台,以源网荷储互动与多能互补为支 撑,具有清洁低碳、安全可控、灵活高 效、智能友好、开放互动基本特征的电 力系统。 构建以新能源为主体的新型电力 系统,是实现碳达峰、碳中和最主要举 措之一,储能必将肩负重任。未来,新 型电力系统的规划建设需要建立多层 次,集中式与分布式并举,调频调峰与 削峰填谷高渗透的储能系统。 构建以新能源为主体的新型电力系统,意味着风电和光伏将是未来电 力系统的主体,煤电降成辅助性能源, 需要在电能的产、送、用全链条加大投 入力度。从电源侧看,为了解决新能 源装机带来的随机性、波动性问题,必 须加快推动储能项目建设;从电网侧 看,保障供电可靠、运行安全,需要大 幅提升电力系统调峰、调频和调压等 能力,需要配置相关技术设备;从用户 侧看,政府鼓励用户储能的多元化发 展,需要分散式储能设施与技术。长 远来看,这是推动电力行业高质量发 展、实现碳达峰、碳中和目标的必要之 举。 在新能源高占比电力系统中,因 为集中式的风电、光伏大规模接入,发 电侧的新能源随机性、波动性影响巨 大,“天热无风”、“云来无光”,发电出 力无法按需控制。同时在用电侧,尤 其是大量分布式新能源接入以后,用 电负荷预测准确性也大幅下降。这意 味着,无论是发电侧还是用户侧都完 全不可控,所以传统的技术手段和生 产模式,已经无法适应高占比新能源 电网的运行需求。 电力即产即用的特性,任何时候生产 量和需求量都需要严格匹配。像光伏 如果白天发的电如果太多,不能及时 存储下来并网就只能白白浪费,这也 是“弃光”严重的原因之一。而要解决 “弃光”的问题,很重要的一个手段就 是储能。仅从 2019 年上半年看,弃风 较为严重地区:新疆、甘肃和内蒙古, 弃风率分别为 17.0%、10.1%和 8.2%。 而目风电、光伏的发电量占比还处于 个 位 数 阶 段 ,预 计 2030 年 将 提 升 至 25% ,到 那 时 候 ,这 个 矛 盾 会 更 加 凸 显。 在各种储能方式(抽水、飞轮、压 缩空气、钒液流、铅酸电池、磷酸铁锂 等)中,锂电池的电化学储能无疑是最 灵活方便的,具备快捷响应能力。储 能解决了新型电力系统对发输配用的 即时性,形成在新能源高占比情况下 电力系统的“生产-传输-储存-利用” 的闭环。 因此,无论是新能源车需要的动 力电池,还是新能源消纳配备的大规 模储能都需要大量的电池,固态电池 的产业化势在必行。 固态电池的高容量、高密度、高安 全性使其未来应用更广阔 2019 年 12 月 10 日,中国工程院战 略咨询中心等联合有关单位发布了 《全球工程前沿 2019》报告。报告围绕 9 个领域,遴选出年度全球工程研究前 沿 93 项和全球工程开发前沿 94 项。 其中电池方面的前沿工程占据两席, 固 态 锂 电 池 成 为“ 官 宣 ”发 展 趋 势 。 2020 年 12 月 18 日,中国工程院发布 《全球工程前沿 2020》报告。遴选出年 度工程研究前沿技术方向 93 项和工程 开发前沿技术方向 91 项。其中“基于 固态锂电池与锂电容器技术的全天候 ‘功’‘能’兼备的电化学储能系统”为 化工、冶金与材料工程领域 Top10 工程 开发前沿之一,仅 2019 年全球发表相 关核心专利 199 篇。 在此前工信部颁布的《中国制造 2025》亦指明:“到 2025 年、2030 年,我 国动力电池单体能量密度分别需达到 400Wh/kg、500Wh/kg”。 从 技 术 潜 力角度来看,磷酸铁锂体系理论能量 密度约为 170Wh/kg,三元锂电池理论 能量密度是 300 350Wh/kg,同时存在 热分解温度低、易燃烧爆炸等安全性 问题,二者能量密度提升空间相对较 小。相对传统锂电池 350Wh/kg 的天 花板,理论能量密度达到 700Wh/kg 的固态电池,能量密度提升潜力大,更 是全球公认的最安全的电池,已然承 载起安全与能量密度全面提升的使 命。 在动力电池技术方面,核心技术 攻关方向上重点提到电池技术突破, 一是开展正负极材料、电解液、隔膜、 膜电极等关键核心技术研究;二是加 强高强度、轻量化、高安全、低成本、长 寿命的动力电池和燃料电池系统短板 技术攻关;三是加快固态动力电池技 术研发及产业化。从目前规划的情况 来看,我国固态电池的研发目标主要 为能量密度的提升(轻量化)、正极材 料体系去钴化(降低成本)、提升固态 电解质离子电导率和降低界面阻抗 (安全性及实用性)等方面的进步。 在储能电池技术方面,新型电力 系统基本要素包括:电源、电网、负荷、 储能、战略备用几个部分,有很多显性 技术特征,比如绿色低碳、灵活高效、 多元互动、高度市场化等。灵活性建 设是新型电力系统的六大核心改造路 径(网架建设、灵活性建设、数字化转 型、调度能力升级、电能替代及节能改 造、市场机制建设)之一,而灵活性建 设最相关的产业链为新型储能,主要 涉及到锂电池产业链。 从技术角度来看,相比更加稳定 的煤电,新能源发电存在瞬时特性的 电能储存难题,电力需求旺盛时不一 定 能 发 出 来 ,需 求 较 低 时 又 可 能 超 发。而我国大部分的电网系统,是按 照传统“源随荷动”的理念建设发展起 来的。构建以新能源为主体的新型电 力系统,就要适应清洁能源的不稳定 性,这要求电网具备“荷随源动或源荷 互动”的能力。因此,要用更智慧的输 送和需求管理方式,配合电源的低碳 化转型和用户侧的用电需求引导建设 电网,最大程度提高新能源发电的利 用效率,实现电力行业减碳目标。 从安全角度来看,与传统的、用于 纯电动车的锂离子电池相比,固态电 池无论是功率密度还是安全性等方 面 ,都 比 锂 离 子 电 池 有 更 出 色 的 表 现。例如,令消费者纠结的安全问题、 续航问题、冬天怕冷夏天怕热问题、怕 火怕水问题等,固态电池都可以解决。 在能量密度方面,如今较好的动 力电池系统只有 220Wh/Kg 左右,而固 态电池不考虑成本因素可以轻松做到 450Wh/Kg 以上。如今使用 NCM811 的 纯电动车已经可以续航 600 公里,那 么,将这个数字乘以 2,大概就是固态 电池的续航数据了。换句话说,装载 固态电池技术的纯电动车,续航至少 1200 公里。 此外,由于固态电池耐高温不怕火,对 温度不敏感;体积小,甚至可以随意折 弯,因此,同样的空间中,可以放置多 得多的固态电池电芯。也就是说,续 航 1200 公里的数据,仍然有极大的向 上发展空间。固态电池采用不可燃的 固态电解质替换了可燃性的有机液态 电解质,大幅提升了电池系统的安全 性,同时能够更好适配高能量正负极 材料并减轻系统重量,实现能量密度 同步提升。

英诺贝森:固态电池业界即将崛 起的一匹黑马 近年来,电动车电池爆炸、电动 汽车 起火等安全事故频出,爆炸已成 为目前的动力电池系统较为常见的 危害表现,一旦发生事故所造成的影 响也更为严重,不但会造成财产损失 和环境破坏,甚至会造成人身伤害或 生命危险。可以说,电池本身的安全 性已严重影响了人们的购车预期,大 规模使用会埋下许多安全隐患,若不 能有效的解决将会严重制约市场向 节能环保方向快速发展。 固态电池的技术瓶径与关键问 题能否突破?到底有没有更安全的 电池?就这些问题,郑州英诺贝森能 源 科技 有限公司(“英诺贝森”)给出 了较好的答案。 据介绍,英诺贝森研发的防爆聚合 物固态电池(SSB)在军民各领域均可 以实现广泛的铅酸和锂电池替代,性能 先进,在物流、储能等基础应用领域,全 寿命周期的成本仅略高于磷酸铁锂电 池,远低于钛酸锂电池。在野战电源方 面,有着极其快速的补给响应能力,和 远低于柴油发电机组的噪音,以及近乎 与背景相同的红外特征。在高寒高海 拔地区,不出现容量大幅度衰减,低压 鼓包胀气;不需要附加加温装置,就可 以正常充放电并减少红外特征。产品 也同样符合潜艇在密闭空间里对电池 的各项安全要求,相比传统的铅酸蓄电 池,充电迅速,功率密度提升数十倍,长 期使用衰减极为有限,一次装备后的使 用周期,大大超越铅酸蓄电池。目前已 经装备中科院自动化所矿用机器人、卫 华重工特种作业机器人等作业场所。 据悉,英诺贝森是一家专注于固 态电池研发的高新技术企业,公司成 立于 2016 年 2 月,总部位于郑州经开 区中国航天科工产业园,拥有 16000 的生产办公环境,是专门从事新能 源储能装置及配套产品的研发、生 产、销售、服务的高新技术企业,根据 不同用户的应用需求,提供可行的整 体解决方案。公司的全固态电池产 品,突破了正负极材料在固态形式下 降低内阻的技术瓶颈,解决了循环寿 命短的痛点,在正负极配方、生产工 艺、制造过程方面拥有完全自主知识产权。 英诺贝森目前正在全力打造业 界最安全的电池品牌“贝森”-全生 命周期固态电池生态体系,旗下公司 包括新能源储能技术研发、新型节能 电机研发、电芯生产和 PACK 基地。 英诺贝森依托在新能源材料、电化学 领域的优势科研资源,通过材料改性 大幅提升恒流比和高倍率充电的实 用性,增强电池热稳定性;通过对涂 布工艺、材料湿度控制工艺、石墨烯、 碳化硅等改性负极表面包覆工艺的 完善,精密控制痕量水分,改善电池 材料致密性,使负极催化活性大大降 低。彻底杜绝国内软包电池普遍存 在的鼓包胀气问题,在国内首家实现 实用性固态叠片软包固态电芯量产。

在电池容量与安全性能方面,该 公司创业团队历时 6 年做了上千次 试验,在多元聚合物固态电池技术路 线研发方面拥有多项发明专利,目前 取得重大突破。30AH、50AH 固态电 芯 及 48V/60V/72V/220V 等 各 种 直 流 电源已批量生产,安全性高(满电任 意穿刺不起火、不燃烧、不爆炸,可通 过 枪 击 试 验)、循 环 性 能 好(80% DOD@0.5C 大于 6000 次)、支持宽温 低温充放电(-40 ~+80 )、能量密 度大(170~300wh/kg)、内阻小(小于 0.7mΩ)、温升低(相同倍率下温升比 磷酸铁锂低 30%)等优势特点,公司 单体大容量固态聚合物锂电池项目 是国家构建新型电力系统储能系统 刚需,30AH/50AH 固态电芯经过严苛 的加热、穿刺和 ARC 测试,能经受 6 个小时 195 高温烘烤下不会发生 热失控,远超行业锂离子安全标准。

公司一直专注于电池正极材料 去钴化和无钴化研究及新型固态电 解质材料研发,所研发的多元聚合物 固态电池,采用软包叠片工艺,目前 定型并批量生产的产品从很多技术 性能和指标方面实现突破。目前,英 诺贝森系列固态电芯已成功取得多 家机构聚合物固态电池安全检验报 告 。 大 容 量 300AH 500AH 固 态 聚 合物电池正在试制定型阶段。该公 司电池经多地应用表明,冬天-30 仍能放出 92%的电能,比市面上标称 同等容量电池多出 20%续航里程,深 得用户好评。储能方面也已联合有 关单位正在建设 1.2MWp+500KWh 光 储充微网项目应用,并与有关单位合 作,在新疆喀什打造首个兆瓦级固态 电池网侧储能电站项目。 未来,该公司将在国家有关部门 的大力支持下,积极参与有关标准的 制定,力争成为固态电池业界的佼佼 者,为实现“碳达峰、碳中和”的目标 提供助力。 固态电池的消费市场容量展望 固态电池的需求主要来自于动 力电池、消费电池以及储能电池三个 领域,我国固态电池的出货量与这三 个领域的锂电池需求量及固态电池 在这三个领域的渗透率息息相关。 根据该测算逻辑对 2020-2030 年我国 固 态 电 池 出 货 量 进 行 预 测 ,预 计 2020-2030 年我国固态电池出货量高 速 增 长 ,至 2030 年 或 将 突 破 250GWh。 消费电池市场。伴随着 科技 的进步 和智能化浪潮的到来,智能可穿戴设 备飞速发展。2019 年,中国可穿戴设 备出货量达到 9924 万台,同比增长 37.1%。这一增长受益于智能手表、 持续血糖监测系统、无线耳机等产品 形态和 AR/VR 等新技术的助力。固 态电池作为可穿戴设备的上游,其需 求规模也将随着可穿戴设备规模的 增长而扩大。 动力电池市场。随着固态电池产品 的成熟,未来将持续往下渗透,有望 在动力电池领域实现应用。受益于 政策的优惠,我国新能源 汽车 市场, 从 2014 年开始快速发展,随后 2016、 2017 年产销量增速放缓,2019 年国 内新能源 汽车 产量为 124.2 万辆。目 前,为了缓解疫情对新能源 汽车 行业 的影响,我国推迟补贴政策至 2021 年,行业发展正逐渐恢复中。 储能电池市场。固态电池被公 认有望突破电化学储能技术瓶颈,满 足未来发展需求的新兴技术方向之 一。在电化学储能方面,目前锂电池 占电化学储能比重达 80%。而结合 国家对能源发展的指导方针,电化学 储能在用户侧、可再生能源并网配套 等领域的需求有望迎来快速增长。 在国家电网公司发布“碳达峰、碳中 和”行动方案中,明确加强系统调节 能力建设,大力推进抽水蓄能电站和 调峰气电建设,推广应用大规模储能 装 置 ,提 高 系 统 调 节 能 力 。 未 来 5 年,国家电网将大力推动电网升级, 促进能源清洁低碳转型,助力实现碳 中和目标。

固态电池的产业化发展预测 产能将成固态电池降本的重要 砝码。数据显示,全球固态锂电池的 需求量在 2025 年、2030 年分别有望达到44.2GWh、494.9GWh,2030 年 全 球 市 场 空 间 有 望 达 到 1500 亿 元 以 上。根据辉能此前测算,固态电池在 产能达到 20GWh 时,其电芯成本仍 是液态锂电池的 1.1 倍,而此时电池 包成本可做到液态的 98%。因此对 于成本问题,行业普遍认为,目前固 态电池的生产成本中大多数为生产 过程成本,未来生产规模扩大将成为 降低电池的成本的重要砝码。锂电 池的生产成本也符合莱特定律:电池 产 量 每 扩 大 十 倍 ,其 成 本 会 下 降 28%。随着电动车爆发带来的推动, 储能成本正持续下降,新能源电站+ 锂电池储能成本会不断降低,根据 GTM 数据,2012 年到 2017 年电化学 储能电站成本大幅下降 78%。而且 未来到 2030 年,储能成本会下降到 1000 元/kWh,我国大部分地区风光 储结合就能实现平价。 全球企业发力固态电池。当前, 在世界 汽车 产业全面新能源化趋势 不可逆转的背景下,固态电池作为下 一代电池的重要选择,在全球范围内 受到广泛关注。在 汽车 产业,丰田、 宝马、本田、日产、现代、大众等国际 主流车企已经纷纷开始布局固态电 池领域,国内长城、比亚迪、天际汽 车、蔚来 汽车 、爱驰 汽车 与众多动力 电池供应商也已亮出了固态电池的 落地时间表。在动力电池供应商层 面,包括宁德时代等众企业都在加大 研发力度,力争早日实现固态电池量 产。聚焦固态电池,在全球范围内, 一场争夺电动 汽车 电池技术制高点 的暗战已然打响。 综合锂电池技术的发展路径、我 国各类规划、以及下游动力电池、储 能电池等领域的需求增长来看,固态 电池行业的发展将成为大势所趋。 未来,我国固态电池行业的相关技术 将不断进步,固态电池也将呈现更高 的能量密度,更优秀的安全性以及更 低的成本,其实现规模化生产和商业 化发展的时日已不遥远。

(转消费者日报)

精明的心情
眯眯眼的枕头
2025-06-21 01:44:58

丝绸之路经济带履行如下的职责(打造方案):

在“丝绸之路经济带”建设中,要紧扣实际科学规划,按照“政策沟通、道路联通、贸易畅通、货币流通、民心相通”的要求和目标,统筹兼顾,综合平衡,突出重点,为我国在“丝绸之路经济带”建设中发挥主导作用提供有力支撑。

1、建设“丝绸之路经济带”的重要交通枢纽。

“丝绸之路经济带”的实质是通道经济带。新疆作为“丝绸之路经济带”的重要节点,必须加快完善通道功能。目前在三条大通道上,铁路只有中通道经阿拉山口和霍尔果斯实现了对外连通,南北铁路通道尚未打通。当前要重点加快南通道铁路项目建设,积极通过外交途径与相关国家做好工作,协调推进双边铁路建设。争取国家支持开工建设中巴铁路,尽快打通我国直抵印度洋的铁路通道,畅通中巴经济走廊同时积极推动中吉乌铁路项目建设。

加快完善乌鲁木齐国际机场功能,促进航空市场对外开放,增加国际航线。通过交通大通道和枢纽项目建设,构建联通整个“丝绸之路经济带”的铁路、公路、航空综合交通运输体系,为国家实施向西开放战略和引领“丝绸之路经济带”建设,奠定良好基础。

2、建设“丝绸之路经济带”的重要能源大通道。

加快建设国家确定的“大型油气生产加工和储备基地、大型煤炭煤电煤化工基地、大型风电基地和国家能源资源陆上大通道”,有效提升“三基地一通道”能力。当前要着重抓好能源通道建设。

在管道建设上:

①规划好从国外到疆内的油气管道建设,

②抓紧新疆到我国内地的油气管道建设。

在电网建设上,

①要加快“疆电东送”特高压输电线路建设,

②要结合资源战略规划与周边国家的电网设施建设。

抓住上海合作组织组建“能源俱乐部”的机遇,争取国家在新疆设立“能源俱乐部”驻中国办事机构,巩固提升新疆能源资源战略基地地位。

3、建设“丝绸之路经济带”向西出口制造业基地。

瞄准中亚、西亚、南亚等周边国际市场,积极承接东部产业梯度转移,科学布局、加快建设七大加工制造业出口基地。

①机械装备工业基地,形成可再生能源装备、输变电装备等产业集群。

②轻工产品出口基地,重点建设食品产业体系。

③纺织服装产品出口基地,使新疆成为我国西部最具影响力的服装生产基地和向西出口的集散中心。

④建材产品出口加工基地,发展传统建材、化学建材和金属建材等产品。

⑤化工产品出口基地,抓好大型炼油、乙烯等生产,使新疆成为国家重要的石油天然气生产加工基地。

⑥金属制品出口加工基地,综合开发利用各类金属矿产资源,形成钢铁、电解铝等冶金工业体系。

⑦加工贸易基地,拓宽优势资源转换战略的实施空间。

4、建设“丝绸之路经济带”区域性商贸中心。

依托已初步建成的综合交通运输网络和国际商贸物流体系,尽快建设和形成面向周边国家和国内的现代商贸物流网络,在乌鲁木齐、喀什、库尔勒、伊宁等地建设区域性国际商贸中心和商品集散地,发展适应国际采购、国际中转、国际配送要求的国际物流。

充分发挥新疆现有的国际经贸合作交流平台作用,办好中国-亚欧博览会等大型国际会展。积极搭建新的国际经贸合作交流平台,办好哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦等境外展会。加快建设物流公共信息平台和各专业市场交易信息平台,促进电子商务发展,建成覆盖中亚和内地、功能齐全的物流信息网络。

5、建设“丝绸之路经济带”区域性金融中心。

建立完善的金融机构体系,推动金融服务业对符合条件的民营资本和外资金融机构全面开放,支持设立外资银行和中外合资银行。推进金融创新,完善人民币跨境结算的相关政策探索设立“丝绸之路经济带”产业投资基金,实现政府资源、金融资本和产业资本的融合。构建多元化的金融市场,完善证券和保险市场,提供基金、债券、股票、保险、金融租赁以及金融衍生品等服务。依托“丝绸之路经济带”石油、天然气等有利条件,积极研究设立国家能源交易所,建设立足新疆、辐射中西亚、欧洲地区的能源资源交易平台。

6、建设“丝绸之路经济带”区域性文化交流中心。

要充分发挥新疆一体多元的文化优势,以文化、教育、科技、医疗、旅游等为重点,开展与周边国家政府间的文化交流活动,办好中国新疆国际民族舞蹈节、丝绸之路国际服装节等活动,开展与周边国际体育竞赛等项目,推动更多广播电视节目落地中亚国家等。构建面向中亚国家的科学研究、先进技术和科研成果的转化平台,建立集科技、科研、环境监测等多方面信息资源及数据产品为一体的网络。加强新疆高校与周边国家高校的合作,扩大孔子学院规模和影响。加快乌鲁木齐、喀什、伊宁和阿勒泰四个国际旅游集散中心建设,充分依托口岸优势开展跨境旅游。