本報記者 趙萍
6月26日,備受業界關注的第三屆非晶合金材料在電(diàn)力電(diàn)子産(chǎn)業發展中(zhōng)的機遇與挑戰研讨會在上海召開,來自全國(guó)高校、科(kē)研院所及包括跨國(guó)公(gōng)司在内的相關企業等單位代表圍繞非晶合金産(chǎn)業發展熱點話題展開研讨,聚智聚力、共謀發展。
非晶合金材料在電(diàn)力電(diàn)子産(chǎn)業領域有(yǒu)哪些最新(xīn)研究?又(yòu)有(yǒu)哪些新(xīn)發現的應用(yòng)領域?非晶合金産(chǎn)業最新(xīn)發展情況如何?帶着這些問題,6月28日,《中(zhōng)國(guó)冶金報》記者專訪了中(zhōng)國(guó)電(diàn)器工(gōng)業協會非晶合金材料應用(yòng)分(fēn)會(下稱中(zhōng)電(diàn)協非晶分(fēn)會)秘書長(cháng)張華。他(tā)告訴《中(zhōng)國(guó)冶金報》記者,此次研讨會有(yǒu)三大亮點。
非晶合金變壓器産(chǎn)量大增
“根據我們的調研結果,非晶合金變壓器今年發展形勢大好。據不完全統計,今年上半年,非晶合金變壓器産(chǎn)量平均同比增長(cháng)35%,最高有(yǒu)企業增長(cháng)超過55%。”張華告訴《中(zhōng)國(guó)冶金報》記者,非晶合金變壓器取得如此好成績主要有(yǒu)三方面因素。
一是國(guó)家相關政策支持。近幾年來,國(guó)家出台《變壓器能(néng)效提升計劃(2021—2023年)》《2024—2025年節能(néng)降碳行動方案》等相關政策文(wén)件,加大對高效節能(néng)變壓器的推廣力度,尤其是自去年工(gōng)信部鼓勵使用(yòng)一級能(néng)效變壓器以來,非晶立體(tǐ)卷變壓器得到重點推廣,需求量穩定上升。同時,随着近年來非晶合金産(chǎn)業下遊應用(yòng)領域,如新(xīn)能(néng)源産(chǎn)業等在國(guó)家相關政策支持下加速發展,今年4月份印發的電(diàn)力變壓器新(xīn)國(guó)标GB20052-2024《電(diàn)力變壓器能(néng)效限定值及能(néng)效等級》增加了新(xīn)能(néng)源發電(diàn)(光伏、風電(diàn)、儲能(néng))領域用(yòng)6千伏油浸式變壓器、6千伏幹式變壓器等7個産(chǎn)品類型,将對新(xīn)能(néng)源變壓器領域(光伏、風電(diàn)、儲能(néng))帶來十分(fēn)重大的、深遠(yuǎn)的影響,也在一定程度上拉動了非晶合金變壓器的需求量,加速了非晶材料的高質(zhì)量發展。
二是海外市場的拉動,特别是歐美國(guó)家對高效節能(néng)變壓器需求猛增。張華介紹,在全球新(xīn)能(néng)源裝(zhuāng)機增長(cháng)和電(diàn)網改造升級的背景下,歐美國(guó)家、東南亞國(guó)家等的需求拉動了國(guó)内非晶合金變壓器産(chǎn)量。比如,美國(guó)目前正大力發展人工(gōng)智能(néng),對算力要求很(hěn)高。有(yǒu)研究數據表明,預計2030年美國(guó)算力用(yòng)電(diàn)量占總用(yòng)電(diàn)量的9%。再加上美國(guó)大量陳舊的基礎設備更新(xīn)換代,均拉動了非晶合金變壓器的需求量,如美國(guó)能(néng)源部(DOE)于2023年為(wèi)三類配電(diàn)變壓器提出新(xīn)的能(néng)效标準,幾乎所有(yǒu)按照新(xīn)标準生産(chǎn)的變壓器都需采用(yòng)非晶鋼芯,因為(wèi)與傳統的晶粒取向電(diàn)工(gōng)鋼相比,非晶鋼制造的變壓器能(néng)效更高。
三是當前我國(guó)各地正積極推動大規模設備更新(xīn),帶來新(xīn)需求。今年,國(guó)務(wù)院推出大規模設備更新(xīn)計劃,大力推動生産(chǎn)設備、用(yòng)能(néng)設備、發輸配電(diàn)設備等的更新(xīn)和技(jì )術改造。電(diàn)力設備闆塊的設備更新(xīn)及改造将以節能(néng)減排等為(wèi)重點,具(jù)有(yǒu)高效、節能(néng)、低損耗等優勢的非晶合金變壓器需求量增加,也将迎來新(xīn)的發展機遇。
新(xīn)研究成果
不斷拓展新(xīn)應用(yòng)領域
張華介紹,在此次研讨會上,與會代表介紹,非晶合金将在更多(duō)新(xīn)應用(yòng)領域發揮重要作(zuò)用(yòng)。
一是空調制冷劑。空調不僅污染室内空氣,也會對環境産(chǎn)生污染,尤其是空調使用(yòng)的制冷劑對大氣層會産(chǎn)生溫室效應,并會破壞臭氧層,形成臭氧層空洞。此外,空調在使用(yòng)過程中(zhōng)還會産(chǎn)生噪聲、冷凝水等,均會對環境造成影響。非晶材料的最新(xīn)研究進展表明,國(guó)内科(kē)學(xué)家在非晶材料磁滞方面的研發取得重大突破,該研究成果發現非晶材料在磁制冷方面比鐵氧體(tǐ)等材料效率更高,也有(yǒu)望解決空調制冷劑污染環境問題。此外,在磁滞方面的研究成果也幫助非晶材料拓展了新(xīn)應用(yòng)領域,如用(yòng)于液化氣罐船,通過磁滞原理(lǐ)降低液化氣罐船制造成本并實現安(ān)全可(kě)控;用(yòng)于淨化地下室空氣,通過磁滞收縮産(chǎn)生的負離子發揮作(zuò)用(yòng)等。更可(kě)喜的是,該項研究成果在國(guó)内已接近産(chǎn)業化水平,正在加快産(chǎn)業化進程。
二是加熱帶。由于非晶帶材具(jù)有(yǒu)節能(néng)、電(diàn)阻高、熱傳導效果好、價格便宜、安(ān)裝(zhuāng)便利、使用(yòng)壽命長(cháng)(最長(cháng)達70年)等優點,目前在歐美國(guó)家、日本等用(yòng)于制造家裝(zhuāng)用(yòng)加熱帶,可(kě)在地闆、水泥地下鋪設,也可(kě)放在瓷磚裏面,還可(kě)以直接放在地毯下面。有(yǒu)關研究數據表示,在100平方米的房子中(zhōng),非晶加熱帶較傳統用(yòng)電(diàn)取暖和用(yòng)燃氣取暖可(kě)降低56%的能(néng)耗。且非晶加熱帶不産(chǎn)生電(diàn)磁輻射,其産(chǎn)生的紅外輻射正好和人體(tǐ)所需太陽光的紅外輻射高度吻合,又(yòu)被稱為(wèi)“室内太陽”。在室外應用(yòng)中(zhōng),非晶加熱帶還可(kě)用(yòng)于道路地下鋪設,有(yǒu)助于避免車(chē)輪在雨雪(xuě)天氣打滑出現事故等。此外,非晶加熱帶還可(kě)以用(yòng)于農業大棚,日本、荷蘭等國(guó)家将其用(yòng)于種植草(cǎo)莓、西紅柿、郁金香等。
“在這一方面,國(guó)内也有(yǒu)企業進行了積極嘗試,但在成分(fēn)設計、安(ān)全可(kě)靠性等方面還有(yǒu)待提升。”對此,張華對非晶加熱帶在國(guó)内的發展提出3點建議。一是國(guó)内企業要分(fēn)析比較出什麽樣的成分(fēn)更合适做地暖,非晶合金、不鏽鋼、石墨烯等都可(kě)以用(yòng)于做地暖,但材料各有(yǒu)優劣,要擇優攻關。二是要加大力度解決非晶加熱帶通電(diàn)氧化碎裂等安(ān)全性問題。以色列等國(guó)家目前已解決該問題。多(duō)年前,日立金屬和國(guó)内相關企業也做過相關嘗試,但沒有(yǒu)取得理(lǐ)想效果,最後放棄了進一步産(chǎn)業化工(gōng)作(zuò)。當前,針對這個新(xīn)應用(yòng)領域,國(guó)内企業須加快研發和論證進度,同時警惕在未弄清工(gōng)藝和成分(fēn)優化基礎上做簡單模仿,避免産(chǎn)生安(ān)全隐患。三是要注重非晶加熱帶的應用(yòng)研究,側重基礎原理(lǐ)和應用(yòng)實際相結合,努力解決非晶帶材在加熱過程中(zhōng)可(kě)能(néng)出現的問題,且要做好相關知識産(chǎn)權保護。
三是在大功率無線(xiàn)充電(diàn)器研究方面有(yǒu)新(xīn)發現。張華介紹,此次研讨會上,有(yǒu)專家介紹其研究發現:無線(xiàn)充電(diàn)器用(yòng)納米晶材料效果特别好,尤其是把納米晶剪裁成特定形狀後,在發射端應用(yòng)效果極佳,相關原理(lǐ)正在探索中(zhōng)。該專家認為(wèi),在将來無線(xiàn)充電(diàn)器實現更遠(yuǎn)距離、更高效安(ān)全充電(diàn)上,納米晶将發揮重大作(zuò)用(yòng),助力無線(xiàn)充電(diàn)器研究實現重大突破。張華透露,下一步,中(zhōng)電(diàn)協非晶分(fēn)會将與該專家研究團隊合作(zuò)研發用(yòng)于無線(xiàn)充電(diàn)器的由非晶粉末制備成的薄膜,助力大功率遠(yuǎn)距離無線(xiàn)充電(diàn)器快速發展。
國(guó)内非晶合金産(chǎn)業
仍需加大科(kē)技(jì )創新(xīn)力度
6月19日,證監會發布《關于深化科(kē)創闆改革 服務(wù)科(kē)技(jì )創新(xīn)和新(xīn)質(zhì)生産(chǎn)力發展的八條措施》,提出優先支持新(xīn)産(chǎn)業新(xīn)業态新(xīn)技(jì )術領域突破關鍵核心技(jì )術的“硬科(kē)技(jì )”企業在科(kē)創闆上市。此次研讨會上,中(zhōng)電(diàn)協非晶分(fēn)會特别設置了指導非晶企業在科(kē)創闆新(xīn)政下上市的相關演講報告。
張華介紹,非晶合金産(chǎn)業的發展備受業内外關注,2023年有(yǒu)8~9家風投公(gōng)司投資非晶合金産(chǎn)業,總投資額超6億元。但是,目前國(guó)内非晶合金産(chǎn)業發展呈現出中(zhōng)低端産(chǎn)品價格低廉且競争激烈、高端産(chǎn)品穩定性和一緻性等有(yǒu)待提升的特點。如國(guó)内非晶粉末價格在70元/公(gōng)斤~100元/公(gōng)斤,而日本非晶粉末價格在200多(duō)元/公(gōng)斤;國(guó)内非晶帶材價格在46元/公(gōng)斤,國(guó)外高端非晶帶材價格在200元/公(gōng)斤~300元/公(gōng)斤,且很(hěn)難買到。
“我國(guó)是非晶納米晶生産(chǎn)大國(guó),産(chǎn)量最多(duō),但質(zhì)量提升空間也很(hěn)大。”張華表示,我國(guó)非晶合金産(chǎn)業發展一定要放眼全球,了解、分(fēn)析國(guó)外先進技(jì )術、産(chǎn)品,尋找自身比較優勢,如納米晶材料的優點是高磁導率,德(dé)國(guó)VAC公(gōng)司卻研發出了低磁導率的納米晶材料,性能(néng)優良且全球聞名(míng)。他(tā)特别指出,要想突破當前非晶合金産(chǎn)業發展瓶頸,國(guó)内非晶企業一定要加大科(kē)技(jì )創新(xīn)力度,緻力于提高高端化、定制化産(chǎn)品的質(zhì)量,真正提高企業核心競争力,為(wèi)國(guó)家高質(zhì)量發展貢獻非晶力量。中(zhōng)電(diàn)協非晶分(fēn)會今年已開始嘗試做國(guó)内企業和海外市場、科(kē)研單位的鏈接工(gōng)作(zuò),一是組織企業到發達國(guó)家開展研學(xué)交流活動,二是在海外設立辦(bàn)事處(觀察員),把海外需求和國(guó)内企業做好對接,引導企業做出特色産(chǎn)品,敢于出海拓展。
《中(zhōng)國(guó)冶金報》(2024年07月03日 03版三版)