今年以来,甘肃自然能源研究所深入贯彻落实省委、省政府关于强科技、强工业、强县域行动的决策部署,坚持“四个面向”,立足“一体两翼”发展战略,引导科研人员走出实验室,深入车间地头,在解决企业技术难题和助力乡村振兴的实践中转化成果、锤炼本领。甘肃自然能源研究所党委书记、所长魏军带队,先后赴兰州高新技术产业开发区和榆中县李家庄田园综合体,实地调研“智慧综合能源集成利用系统”和“温室大棚太阳能增温及土壤储热技术应用”两个重点项目,检验科技成果转化的“甘肃实践”。
对甘肃自然能源研究所而言,科研人员的“考场”不止在实验室,更在轰鸣的车间与静谧的田间。研究所始终践行“把论文写在祖国大地上”的理念,坚持推动创新链与产业链深度融合,让科研成果从“书架”走向“货架”,实实在在体现在企业的电费账单、碳减排清单以及农民丰收的笑脸上。
6月30日,甘肃自然能源研究所党委书记、所长魏军,党委委员、副所长刘建荣率科研人员一行深入项目一线,先后调研了位于兰州高新技术产业开发区的“智慧综合能源集成利用系统”项目,以及榆中县城关镇李家庄田园综合体的“温室大棚太阳能增温及土壤储热技术应用”项目,实地检验科研成果转化成效,鼓励科研人员持续深入企业与农村,推动科技成果需求侧与供给侧协同发力。
——破解光伏困局,技术进车间助企降本增效
在国家“双碳”目标引领下,新能源产业正从“规模扩张”向“质量跃升”转变。然而,工商业分布式光伏在发展中面临耦合机理不清、负荷波动大、自用比例低、对电网不友好等瓶颈。从各地政策来看,湖北要求工商业光伏自用比例最少50%,宁夏依托工商业厂房的分布式光伏自用比例需达50%,而吉林更是要求自用比例不低于80%,这也从侧面反映出部分地区工商业光伏实际自用比例未达预期,成为行业发展的突出问题。针对这一行业痛点,甘肃自然能源研究所精准施策,在兰州名德药业有限公司厂区实施了“智慧综合能源集成利用系统”项目。
该项目并非技术的简单堆砌,而是“光伏+储能+数字化”的高效集成。在厂区屋顶安装498.75kWp的光伏组件,并配置储电、储热和热泵系统,构建了全链路动态示范应用平台。科研人员通过建立负荷模型,利用强化学习与模型预测控制,解决了大负荷波动下的安全调控难题;通过研究负荷与储电储热容量的配比,攻克了源荷时序错位下的储能定容问题。
“我们实现了系统从‘经验规划’向‘算法驱动’的范式转变。”项目负责人介绍,在国家发展改革委与国家能源局对重点用能行业绿电消费比例提出更高标准的背景下,该系统不仅解决了企业绿电高比例消纳和建筑高效供热问题,其类似智慧能源管理系统优化设备运行的技术逻辑,更为打造绿色工厂、零碳园区提供了可复制、可借鉴的技术新路径。项目建成后,既是实证系统,也是教学科研平台,实时数据通过云端同步至高校用于教学实践,实现了教育、科技、人才的一体化培养。
——赋能乡村振兴,论文写在大地助农增产增收
与此同时,在榆中县李家庄的日光温室大棚里,另一场技术革命正在悄然改变着传统农业的面貌。北方冬季日光温室常面临能耗高、棚温低、冻害风险大等难题,传统单热源供暖系统还存在稳定性差的问题,极寒天气下空气源热泵性能会大幅衰减,单一光热技术也受太阳能辐射间歇性限制利用效率。甘肃自然能源研究所聚焦“新能源+乡村振兴”,将现代清洁能源技术引入田间地头,类似中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所研发的日光温室太阳能双源热泵系统,在零下9℃的极寒天气下,可使目标温室的夜间最低气温提升约4℃,整个供暖系统的平均性能系数达到5.0;像北方寒冷地区配备太阳能储热系统的日光温室,还能在冬季维持12℃以上室温,无需额外供暖。
在调研现场,魏军强调,科研人员要贯彻落实好甘肃省“新能源+”行动实施方案,把科研同全省特色产业紧密结合。该所研发的“温室大棚太阳能增温及土壤储热技术应用”项目,集成“光伏+光热+储能+储热+智能控制”,形成了一套微型太阳能综合能源系统。
这套系统巧妙利用光伏发电驱动风机,并将富余电量存储起来。夜间,在土壤被动放热的同时,系统依托蓄电池电力驱动风机主动释热。借助冰河冷媒相变蓄热材料,实测数据显示,在夜间最冷时段,棚温仍能保持在12℃以上,与大多数作物的最适生长温度区间高度匹配,完全满足作物生长需求,且整个运行过程实现零能耗、负碳排放。
经过多年技术迭代升级,该所已从最初的地埋水管储热技术,逐步发展至第五代空气——土壤式蓄热增温技术,相较前代技术,成本更低、效率更高。在金塔县,应用该技术的普罗旺斯西红柿长势喜人;在靖远县,陇椒产量增加了30%以上。目前,地源热泵与空气源热泵技术已在兰州、酒泉、白银、平凉等多地推广。依托甘肃《“新源行动”实施方案》对可再生能源供热的推广部署,该技术适配甘肃冬季严寒、风沙大的地域环境,在当地政府工程、工商业场景和农村家庭中应用愈发广泛,成为丝路寒旱农业发展的强劲助推器。
——立足“一体两翼”,科研扎根实体经济主战场
甘肃自然能源研究所立足以科研开发为主体的“一体两翼”发展战略,鼓励科研人员走出“象牙塔”,投身实体经济主战场。在车间,“智慧综合能源集成利用系统”将论文写在了光储系统高效融合的实践中;在田头,“温室大棚太阳能增温技术”将论文写在了陇椒丰产、西红柿提质增效的硕果里。
从解决工商业分布式光伏困局到破解设施农业越冬难题,甘肃自然能源研究所用实际行动证明,只有紧扣产业需求,在真问题中锤炼本领,才能让科技创新真正成为推动产业升级和乡村振兴的第一动力。这不仅是科研范式的转变,更是科研人员价值追求的生动体现。