新能源產業的“壓艙石”
河南三門峽的風力發電裝置聳立在山地丘陵地帶。 張遠明攝(人民圖片)
榮盛盟固利車間工作人員監控設備進行生產。 盟固利供圖
安徽合肥一家光伏企業車間內的光伏板自動化生產線。 新華社發
一汽紅旗的首款氫能發動機。 龍 巍攝(人民圖片)
化石能源在全球範圍內儲量告急，氣候變化成為全人類共同面對的議題，使用供應量充足、清潔環保的新能源，是為人類社會持續發展提供動力的必然選擇。
2020年，中國在風電、光伏發電設備製造、動力電池等領域取得舉世矚目的成績：光伏和風電裝機容量較2005年分別增加3000多倍和200多倍；非化石能源發電量達2.6萬億千瓦時，佔全社會用電量比重超過三分之一；建成全球最大規模充電設施網絡……
成績單背後，是一批專注於細分賽道的“小巨人”企業在貢獻“大能量”，協同發力增強產業鏈韌性，推動產業鏈創新。
專一隅——
小部件支撐大配套
天山東段的博格達峯腳下，新疆達坂城風電場的數百颱風電機組迎風飛旋，在空曠的戈壁灘上站成一道道富有動感的隊列。看似一致的風車上，搭載着不同類型的發電部件。其中，哈密中車新能源電機有限公司生產的3兆瓦直驅永磁風力發電機，已在達坂城通過技術測試，應用於甘肅、寧夏、青海及內蒙古地區的多個風場。
“直驅永磁風力發電機相較於雙饋型發電機，具有發電效率高、故障率低等優勢。”哈密中車副總經理湯蘭海介紹稱，直驅型發電機採用外轉子、內定子的結構，葉片能夠直接與轉子相連，省去了變速器這一易出故障的中間設置，使發電機整體故障率大大降低。
2006年，1.5兆瓦直驅永磁風電機技術從丹麥引進國內，哈密中車在消化吸收該技術的基礎上，完成了2兆瓦、3兆瓦級別的產品迭代。“直驅永磁風力發電機可靠性強，目前在國內保有量很大，但掌握直驅技術的企業不多，我們是其中一家；而在新疆乃至整個西北地區生產風力發電機的企業，我們是唯一一家。”湯蘭海不無自豪地説。
然而，搭載磁鋼的轉子暴露在外，潮濕、低温等環境因素可能導致磁鋼鏽蝕而失效脱落，影響發電性能，必須對其進行真空注膠封裝。封得嚴不嚴，關鍵看氣孔數量。哈密中車的“轉子班”用兩年多的時間反覆試驗、排除和論證，終於找到最佳的排泡方法，將單位產品抽檢平均氣孔數從50個降至不足1個，顯著提升了直驅永磁風力發電機的耐用性。這項排泡技術不僅即將通過樹脂灌注防護領域的專利認證，還斬獲了第45屆國際質量管理小組大會最高獎項“鉑金獎”。
“排泡看似是個小問題，但卻切實解決了行業內的痛點，也得到了國內和國際上的認可。”湯蘭海認為，哈密中車人正是憑藉這種抓細節、肯鑽研的工作精神，才成長為專精於風力發電機制造研發的“小巨人”。在新冠肺炎疫情嚴重影響製造業發展的2020年，哈密中車“逆風而上”，創下年產值近10億元的實績。
對於整個風電機組來説，葉片背後的機艙裏不僅有發電機，還有其他裝置。它們的平穩運行如何實現？歐伏電氣的“風電主機冷卻系統”能夠高效進行空氣換熱，為控制機艙環境温度提供有效方案。歐伏電氣企業研發中心總經理王曉東表示，主盯風電機組機艙內和塔筒內的環境控制，針對特定應用場景做精做專，是公司經過多年摸索找準的理想賽道。
“公司剛成立時主要做配電業務，生產製造一直是我們的強項。”王曉東回憶道，早在2010年，歐伏就擁有完整的鈑金生產線，能夠提供配電產品全套解決方案。歐伏在與風電產業“領頭羊”金風科技的合作中，看到了新能源領域的巨大前景。2011年，歐伏自主研製出風電兆瓦級變流櫃除濕器，向電氣環境控制領域邁出關鍵一步。
從過去拿圖紙忙生產，到如今畫圖紙搞研發，歐伏憑藉在電力電子產品製造上積累的經驗和與領軍企業深度合作的優勢，實現從製造到創造的轉型，為風電機組解決的痛點也從單一除濕，逐步擴展到温度控制、有害氣體處理等方面。據王曉東介紹，歐伏最新研發的“風電環控一體化解決方案”即將進入驗證測試階段，未來將“上山下海”，守護陸上和海上風電設備的運行安全。
一架風電機組，多個部件“各司其職”，宛如中國風電產業鏈有序運轉的一個縮影。記者在採訪中瞭解到，哈密中車和歐伏電氣同為金風科技的合作伙伴，集成兩家公司產品的風電機組目前已出口至中亞、東歐等地。兩位“小巨人”在各自的領域深耕細作，鍛煉出“強肌肉”，形成產業配套，共同構成新能源行業的“風”景線。
破一域——
先進技術要握在自己手中
作為太陽能發電系統的核心，光伏組件通過串聯和封裝單體電池片，實現太陽能向電能的轉換。因此，光伏組件的製造成本，關係到太陽能的度電成本，影響着太陽能逐步取代燃煤成為主流發電方式的未來。
數據顯示，光伏組件的價格在過去十年間下降了85%。更直觀的變化發生在營口金辰機械股份有限公司的生產車間裏：2007年至今，光伏組件自動化封裝單條產線的產能從100兆瓦提升至500兆瓦，單班工人數量從原來的百人以上降至15人左右。
“降本增效是光伏行業不變的話題。”金辰股份副總裁王明建見證了光伏組件生產從勞動密集向智能製造轉變的歷程。據介紹，光伏自動化封裝生產線中的層壓機等設備技術，十幾年前基本依靠國外進口。在研發團隊的不懈努力下，從半自動到全自動，從單層單腔到雙層雙腔，從油加熱到電加熱，金辰逐步掌握層壓機制備技術，並實現數次迭代創新。“自動化封裝技術的國產化，是光伏組件生產成本降低的關鍵。”王明建説。
在光伏自動化封裝生產線的翻轉檢查單元，金辰的研發團隊曾為優化180度翻轉設備晝夜奮戰。“用伺服電機做翻轉動力單元，精度雖高，成本也高；用普通電機成本雖低，精準度和穩定性卻下降了。”王明建記得，工程師們圍繞翻轉方案進行了十幾個小時的激烈討論，最終決定用氣缸翻轉取代電機翻轉，重新設計部件結構。為了儘快拿出測試樣機，工程師們凌晨4點走出會議室便投入了設計工作。半個月後，新樣機順利通過各項性能指標監測，翻轉設備結構改善，檢查效率也大幅提升。
打破壁壘、自主掌握先進技術，不只是金辰的選擇。深耕於動力電池領域的榮盛盟固利新能源科技有限公司也堅定走在突破創新的道路上。
榮盛盟固利技術總工程師毛永志回想起鈦酸鋰電池的自主研發過程，用一個“苦”字來形容。毛永志告訴記者，鈦酸鋰電池最初因比功率高、耐低温、完全充放電次數多等優勢，被東芝公司作為重點產品推向混合動力汽車市場。同樣看到該電池優越性能的盟固利，卻既缺乏製作電池的原材料，又面臨電池應用過程中易脹氣鼓包的技術難點。
為此，盟固利專門成立了合成鈦酸鋰材料的攻堅小組，從鈦白粉起步，逐步嘗試合成製備電池的原材料。另一隊技術人員則在電解液添加劑上下功夫，解決鈦酸鋰反應易脹氣鼓包的缺陷，使其儘可能達到完全充放電次數的上限。最終，經過4年的艱苦攻關，盟固利終於成為世界上完全掌握鈦酸鋰電池技術的少數企業之一。“東芝做到了，我們也做到了。”毛永志感慨道。
行遠自邇，踔厲奮發。如今，金辰自主設計的光伏組件自動化封裝生產線已為全球30多個國家的210多家客户累計裝機超過170吉瓦，並在印度建立了技術服務中心和備件庫，成為光伏組件製造裝備出海的佼佼者。盟固利生產的鈦酸鋰電池則通過鐵路部門的多項認證，應用於高鐵動車組的備用電源，隨動車組一道出口至德國等地。苦練內功的“小巨人”們正在全球範圍內書寫中國品牌新的華章。
謀全局——
向產業鏈新機遇進發
由小做大，由大到強，只有讓佔全國企業總數99%的中小企業發展好，中國經濟才會好。“十四五”期間，工信部將梯度培育1萬家專精特新“小巨人”企業，中央財政預計撥付超100億元獎補資金支持1000餘家“小巨人”企業疏通發展堵點，增強產業鏈協同創新能力，進一步強化產業鏈韌性。
既乘東風，更要步履不停。記者在採訪中發現，多家“小巨人”企業鋭意進取，在發展戰略上頗有默契——一邊鞏固並擴大強項優勢，一邊沿着產業鏈尋找新的發展機遇。
立足新疆，放眼西北內陸地區，哈密中車仍將專注於風力發電機的生產研發業務，而技術路線的選擇正在拓寬。適用於海上風電的半直驅型發電機，相較於直驅型功率更大、體積更小，相較於雙饋型故障率更低。在“疆電外送”第四通道建設加速的背景下，將半直驅型風電機引入內陸地區能夠進一步開發陸上風力資源，推動西北地區新能源產業發展。湯蘭海介紹稱，哈密中車目前已經開始半直驅型風力發電機的產線建設工作，預計明年4月投產。
專注於光伏組件自動化設備領域17年的金辰，已佔據全球同類產品近40%的市場份額。2019年，金辰向產業鏈上游的電池片領域發力，進入光伏組件與電池設備協同發展階段。在新領域，金辰與中科院寧波材料所合作開發的TopCON電池平均效率已達到24%，超過了晶硅PERC電池22%左右的發電效率，在設備可維護性等方面已滿足量產需求；在組件領域，金辰對光伏組件封裝技術的更新迭代未曾停止，“第六代封裝技術經過一年多的研發，目前已進入試產驗證階段，”王明建透露，新技術方案將於明年5月在國際太陽能光伏與智慧能源(上海)展覽會上發佈。
盟固利的高功率動力電池則受到宇通、金龍等客車龍頭企業的認可，廣泛應用在城市公交系統的混動客車上。近日，盟固利與北京理工大學聯合開發的“全氣候動力電池”面世，通過快速自加熱技術，解決冬季新能源汽車續航里程下降的問題，目前已被北京冬奧會採用，為冬奧會服務用車馳騁冰雪保駕護航。下一步，盟固利將進軍儲能領域，重點攻關固態電池萬次以上充放電技術，從儲能一側降低度電成本，助力“好風好光”平價匯入電網。
產業政策繪就藍圖，“小巨人”企業躍入藍海。中國新能源產業從需求與市場、關鍵技術設備、關鍵原材料“三頭在外”的開局，直至今日實現全產業鏈的工業化量產和技術創新，中小企業功不可沒。“在專業領域研發更多自主技術，推出更多精品產品，是新能源產業人共同的願景。”毛永志希望未來能與同儕一道攻克更多技術難關，繼續為綠色中國貢獻“小巨人”力量。