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从“书架”走上“生产线”,高校科研成果怎样落地生金


发表时间:2024年-05月-09日     访问数据:14000

  “依靠我们储氢技术的组合,包括自产的储氢载体以及催化剂,氢气的整体储运成本降低了大约40%以上。今年已经有两个项目在推进,用从西安交通大学实验室里走出的有机液态储氢技术实现氢气储运和加气,在年底也会变成现实!”在前不久举行的2024中国“千校万企”协同创新工作会上,氢易能源科技有限公司总经理张健铮拿出一张储氢技术指标对比图,满脸自豪。

  3月5日,习近平总书记在参加十四届全国人大二次会议江苏代表团审议时强调,用新技术改造提升传统产业,积极促进产业高端化、智能化、绿色化。在“双碳”目标引领下,我国绿色低碳产业高速发展,成为全球绿色低碳技术创新的重要贡献力量。高校“双碳”新能源技术成果如何转化为推动产业升级的“绿色生产力”?从能源开发到运输、存储,高校科研成果上“生产线”,能否一路畅通?记者进行了采访。

  新能源产业创新度活跃,转化率仍有待提高

  各地风电和光伏发电量越来越大,如何将这些清洁能源最有效地利用起来?夏天即将来临,一些地区负荷大、供电不足,如何平衡电网的需求,避免大面积拉闸限电?这些“新问题”,事关新能源行业前景,也事关千家万户、企业厂矿用电保障。在开封时代新能源科技有限公司总工程师梁冉看来,这些问题的解决蕴含着新商机,“靠全钒储能技术,我们能行!”

  为什么梁冉信心满满?“中国科学院大连化学物理研究所、河南大学、郑州大学有原创专利技术,有学科和人才优势,而我们,有把技术落地的生产线条件。更重要的,政府给我们牵了线!”

  面对行业难题,记者注意到,一条“政产学研用”合力共为的科技成果转化道路铺展开来——开封时代聚焦全钒储能技术成果转移转化难点堵点,与中国科学院大连化学物理研究所、河南大学开展关键核心技术攻关;开封市政府领导带队走进高校院所,引进新一代全钒液流电池电堆技术在开封落地转化;开封时代与开封平煤新型炭材料科技有限公司、登封市嵩基(集团)有限公司等河南本土企业开展合作,实现产业化承接。

  “经产学研合作、自主研发、技术成果转移转化,该项目团队目前已完全掌握第二代全钒液流电池储能技术,拥有电堆三大核心部件双极板、碳毡和质子膜的关键技术,已实现进一步的产业化扩展。不仅签订了总额达6.04亿元的30MW/120MWh储能电站销售订单,而且开封市、平顶山市6MW/24MWh和24MW/96MWh规模的全钒液流电池储能电站已经在加紧建设了!”河南省科技厅相关负责人告诉记者。

  “随着氢能产业的加速布局,‘西北地区产氢东南用’格局逐渐形成,氢储运的需求增加。然而,现有的氢储运方案,无论是高压储氢还是低温液态储氢,在成本控制上均较难满足大范围应用的条件,有机液态储氢的技术需求应运而生。我们通过自行开发的全球首套氮杂环芳烃全合成工艺,把储氢材料获取成本大大降低。”张健铮告诉记者,氢易能源正在探索一条从实验室的小规模走向中等规模,再到整个中试测线,一步步稳健地去进行研发和产业放大的转化之路,“目前,涵盖储放氢催化剂、有机氢载体、储放氢装置等领域的全链条研发平台已搭建好,氢载体、催化剂规模化生产指日可待!”

  “促进绿色低碳技术转移转化,畅通科技成果转化链条,是落实‘双碳’战略和创新驱动发展战略的重要抓手。2016至2022年间,全球绿色低碳技术发明专利授权量累计达55.8万件,其中,中国专利权人占比达31.9%。”北京理工大学管理学院教授余碧莹告诉记者,尽管我国低碳产业科技创新较活跃,专利授权增速远超全球平均水平,知识产权相关法律法规也日臻完善,但成果转化率仍处于较低水平,有较大提升空间。

  从材料、组件到系统,“卡脖子”环节专利布局仍有盲区

  从开发到运输、存储,高校新能源研发成果走上“生产线”,下一步应着力的方向是什么?余碧莹分析,我国相关领域技术快速发展的同时,“卡脖子”问题也日渐凸显。

  “从市场占有率来看,我国光伏、动力电池等新能源产业已处于全球领先位置,相关产业链国产化率大幅提高。然而,仍有一些关键材料或技术依赖于进口。例如,在原材料方面,动力电池和储能电池中的主流锂电池技术路线,高度依赖锂、钴等金属,二者(锂、钴)对外依存度分别高达75%和97%;在材料加工方面,氢燃料电池和质子交换膜电解槽所需质子交换膜,一度成为氢能领域的‘卡脖子’技术,曾99%依赖进口,经多方技术攻关,2022年国产化率达到近8%,但仍需进一步提升材料性能方能获得市场优势。”

  差距还体现在新能源相关设备组件、检测和系统控制上。余碧莹分析,目前风电设备中的主轴轴承、高端领域的大功率主轴轴承高度依赖进口,电动汽车中所用的驱动电机,国内生产集成化程度、功率密度等技术指标与国外先进水平尚存一定差距,目前高品质电机主要还是由欧美日供应商提供;国内短流程炼钢电炉在自动化装备及检测、二级模型智能控制、装备技术可靠性等方面,与国外大型冶金装备制造水平相比仍有一定差距,导致大型钢铁企业更倾向于引进国外电炉。“即使在既有科技领先领域,仍需关注前瞻技术方向,探索技术创新突破,才能保持技术优势。”

  “从新能源行业的成果转化来看,重点难点一在材料:新产业需要先进材料的支撑;二在系统控制:有了材料怎么用,如何才能用好、发挥出材料的最大性能来,这些问题都有待解决。”梁冉分析。

  这些细分领域的专利布局情况如何?深圳市标准技术研究院发布的一份新能源(燃料电池)产业专利导航系列研究报告显示,近年来质子交换膜的专利比重与早期相比有所下降,而空压机、氢循环系统、加湿器、双极板等基本实现了专利比重翻倍式的增长。同时,燃料电池系统集成技术、膜电极集成技术等系统集成技术关注度不断提高。

  深圳市标准技术研究院相关负责人表示,该市高度重视新能源燃料电池产业,相继出台了多项政策文件引导产业发展。“但是,从本市创新主体的专利布局情况来看,本应重点发展的‘卡脖子’环节的专利布局规模很小,例如燃料电池的高导电导热气体扩散层、核反应堆高温热化学循环制氢以及固体氧化物燃料电池的高稳定性密封材料、高导电性连接体、高扩散系数换热器等,仍需政府和产业后续扩大研发和投入,争取尽早突破。”

  进一步盘活高校创新资源,政策体系需统合发力

  记者注意到,前述研究报告还提出,当前,新能源燃料电池产业的创新合作类型主要为企业与企业的合作,企业开展产学研活动的专利产出规模还不及企业间合作的五分之一。报告分析,由于我国专利头部创新主体以高校、科研院所为主,例如中国科学院大连化学物理研究所、清华大学、浙江大学、华南理工大学、天津大学等,均为国内本产业排名前10的创新主体,加强产学研合作可进一步盘活高校创新资源,提高科技成果转化率。

  “储能是个新兴行业,作为初创的转化企业,需要有针对性的政策扶持。而且,以燃料电池为例,往往一个项目不能‘一家搞定’,因为电池储能系统非常复杂,涉及上千种材料,一所高校不可能各方面的技术都是最优秀的,往往需要‘各展所长’。例如河南大学在系统控制、材料方面,郑州大学在基础材料的开发方面,都有很好的人才。”梁冉表示。

  “从学校的自身条件看,学校材料学科、化学学科、电力学科都有储能相关技术,但科技服务能力还有待于进一步提高,”福州大学科技开发部成果转化科负责人曹新表示,“一些985高校有能力对成果做市场化运营,如聘请一些职业技术经纪人,在供端跟需端之间搭建桥梁。‘牵线人’既需要有工程学科背景,也需要有经济法律领域方面的综合性知识。然而,更多高校通常只能提供一些日常性的转化服务,这类复合型人才还比较缺乏。”

  “为攻克绿色低碳技术发展的‘卡点’,科技成果转化的速度亟待提升,以推动科研创新转化为绿色生产力。然而,高校作为先进理论和技术诞生的主要摇篮,内部科技成果转化的价值评估体系不够健全,知识产权管理能力仍显不足;而外部高校—企业—市场科技成果转化的对接机制亟待进一步完善,以加快科研成果落地推广。”余碧莹分析。

  余碧莹建议,下一步一是要打造产学研用深度融合创新平台,引导产学研用多方主体协同联动,前置技术转移节点,以企业需求为目标不断优化科技成果适配度;二是要加强知识产权管理和技术转化人才培养,培育成果转化第三方服务机构,打通高校—企业—市场信息互通渠道,加强专利成果供需对接服务;三是要进一步激活科技市场资金,完善风险共担机制,拓宽科技转化融资渠道;同时,探寻有效的新兴低碳技术商业模式,明确项目开发过程中的权、责、利。


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