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 渭南市新能源新材料产业发展规划(2016-2020年)
索引号 016024605/2017-001291 发布机构 渭南市发展和改革委员会 发布日期 2017-03-01
  目录
  1总论
  1.1区域概况
  1.2规划背景
  1.3规划依据
  1.4规划范围、时限和内容
  2产业发展基础
  2.1区域经济
  2.2区位优势
  2.3资源禀赋
  2.4电网条件
  2.5科技与人才优势
  2.6产业成本优势
  2.7渭南市产业发展SWOT分析
  3渭南市产业发展现状
  3.1产业发展演变
  3.2渭南市产业发展现状
  4产业发展思路与目标定位
  4.1产业发展思路
  4.2战略定位
  4.3发展目标
  4.4产业发展策略
  5新能源产业集群规划
  5.1发展原则
  5.2太阳能综合应用
  5.3风能综合应用
  5.4地热能综合利用
  5.5生物质能综合利用
  6新材料产业集群规划
  6.1新材料的应用领域
  6.2渭南新材料产业集群发展思路
  6.3富平航空新材料产业集群
  6.4高新区3D打印专用特色新材料产业集群
  6.5华州区钼基新材料产业集群
  7新能源汽车产业发展集群规划
  7.1新能源汽车产业发展现状及趋势
  7.2渭南市新能源汽车产业发展思路
  7.3主体产业功能规划
  8产业空间布局
  9 发展重点
  9.1发展重点
  9.2重点项目
  10效益分析
  10.1生态环境效益分析
  10.2产业链经济价值效益分析
  10.3社会效益分析
  11保障措施
  11.1积极培育市场,营造良好市场环境
  11.2争取政策支持,加大财税支持
  11.3建立健全投融资保障机制,创新投融资模式
  11.4优化产业布局助推转型升级
  11.5多措并举建设绿色能源示范城市,推动新能源产业发展
  11.6加强科技创新和人才建设支撑转型升级
  11.7规范土地供应

1总论

1.1区域概况

渭南市位于黄河中游,关中平原东部,东经108°58′~110°35′和北纬34°13′~35°52′之间。东与山西、河南毗邻,西与西安、咸阳相接,南依秦岭与商洛为界,北靠黄龙山、乔山与延安、铜川接壤。南北长182.3公里,东西宽149.7公里,国土总面积13134km2。2014年年末全市常住人口534.3万人。辖2区(临渭、华州)2市(韩城华阴)7县(潼关大荔澄城合阳蒲城富平白水)和国家级高新区、省级经济技术开发区、卤阳湖现代产业综合开发区、华山风景名胜区

图2.1渭南市行政区划图

1.2规划背景

1.2.1国家大力发展新能源新材料的政策驱动

战略性新兴产业是引导未来经济社会发展的重要力量。发展战略性新兴产业已成为世界主要国家抢占新一轮经济和科技发展制高点的重大战略。战略性新兴产业是以重大技术突破和重大发展需求为基础,对经济社会全局和长远发展具有重大引领带动作用,知识技术密集、物质资源消耗少、成长潜力大、综合效益好的产业。加快培育和发展战略性新兴产业对推进我国现代化建设具有重要战略意义。

《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中明确了我国战略新兴产业的发展方向,包括节能环保产业、新一代信息技术产业、生物产业、高端装备制造产业、新能源产业、新材料产业和新能源汽车产业等七种。同时对各种产业方向提出了明确的发展方向引导。

图2.2我国重点发展的战略性新兴产业

(1)新能源产业

积极研发新一代核能技术和先进反应堆,发展核能产业。加快太阳能热利用技术推广应用,开拓多元化的太阳能光伏光热发电市场。提高风电技术装备水平,有序推进风电规模化发展,加快适应新能源发展的智能电网及运行体系建设。因地制宜开发利用生物质能。

(2)新材料产业

大力发展稀土功能材料、高性能膜材料、特种玻璃、功能陶瓷、半导体照明材料等新型功能材料。积极发展高品质特殊钢、新型合金材料、工程塑料等先进结构材料。提升碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维等高性能纤维及其复合材料发展水平。开展纳米、超导、智能等共性基础材料研究。

(3)新能源汽车产业

着力突破动力电池、驱动电机和电子控制领域关键核心技术,推进插电式混合动力汽车、纯电动汽车推广应用和产业化。同时,开展燃料电池汽车相关前沿技术研发,大力推进高能效、低排放节能汽车发展。

2015年3月16日,国家发改委、财政部、科技部等23个部委召开了针对战略性新兴产业发展的部际联席会议。节能环保产业、新一代信息技术产业、生物产业、高端装备制造产业、新能源产业、新材料产业、新能源汽车产业等七大产业已成为我国重点培育的战略新兴产业。

《陕西省“十三五”战略性新兴产业发展规划》提出,推动新材料产业高端化发展,推动新能源产业稳步发展,推动新能源汽车产业快速发展。

在2014年6月13日召开的中央财经领导小组第六次会议上习近平总书记明确提出:“要推动能源消费、能源供给、能源技术和能源体制四方面的‘革命’,要以绿色低碳为发展方向,顺应全球‘能源转型’的大趋势,把发展可再生能源作为新时期能源发展的主攻方向,大幅增加可再生能源在能源生产和消费中的比重,在各个领域最大限度利用可再生能源替代化石能源。”

2014年12月16日,国家能源局综合司下发《国家能源局综合司关于做好太阳能发展“十三五”规划编制工作的通知》(国能综新能[2014]991号)。通知要求:“要充分发挥发展规划对技术进步的作用。依托重点基地、重点项目和重点工程,协调推动太阳能利用和产业发展”,“要做到经济效益与社会效益相统一。发挥好太阳能利用方式多、覆盖地域广等特点,将太阳能利用与生态建设、城市建设、扶贫发展、农业经济、污染治理相结合,创新太阳能利用与生态文明建设的新方式,使太阳能利用取得尽可能大的经济效益和社会效益”。

根据2016年陕西省能源发展报告,陕西省到2020年全省非化石能源占一次能源消费比重的总量目标要达到13%;非化石能源装机规模达到2020万kW(其中水电500万kW、风电750万kW、光伏发电750万kW、生物质发电20万kW);非化石能源装机站全部装机的比重达到24.4%;可再生能源发电量占全社会用电量比重达到20.2%。

1.2.2渭南市产业转型和升级的必要性分析

2015年,面对复杂的国内外经济环境和不断加大的经济下行压力,渭南市委、市政府科学认识经济发展的新常态,主动适应和积极引领新常态,牢牢把握“稳中求进”的总基调,全力推动全市经济稳步增长,全年经济运行呈现出“缓中趋稳,稳中有进”的运行态势。

图2.3渭南市2015年产业结构

2015年,渭南市三次产业结构为15:50:35,其中第一产业增加值213.92亿元,增长5.5%;第二产业增加值737.22亿元,增长9.0%,第三产业增加值517.94亿元,增长9.4%。从产业结构变动情况来看,改革开放以来,渭南第一产业比重不断下降,从1978年的47.7%下降到2015年的15%。第二、三产业比重稳中有升,由1978年的52.3%上升到2015年的85%,增长32.7个百分点,非农产业对经济发展的主导性地位不断强化。

“十二五”期间,全市工业经济从弱到强,不断发展壮大,特别是在“工业强市”等一系列政策引导下,加快推进新型工业化建设,工业经济在结构战略调整中不断发展壮大,逐步形成了以能源、化工、装备制造、食品、非金属矿物制品和有色冶金等六大主导行业为主的工业生产体系,其中有色冶炼和能源化工的GDP贡献超过了65%,“重化工”特征明显,高耗能、资源型工业比重过大,高新技术和战略性新兴产业比重偏低,受国家环保政策影响,发展的环境压力增大。

为应对环保、能源危机及产业升级的新形势与新要求,培育新的经济增长点,“十三五”期间,应继续加快渭南经济发展,把转变工业经济发展方式、促进工业转型升级作为发展的突破口,着力推进结构性改革,培育新兴产业,加快产业与产品结构调整,打造新的经济增长极,促进产业升级转型,实现工业持续稳定增长。

1.2.3产业发展潜力推动

在全球气候变化和石化能源逐渐枯竭的背景下,“低碳经济”日益受到世界各国的关注,多数国家纷纷提出可再生能源发展目标,丹麦提出到2050年全部摆脱对化石能源的依赖;德国则提出到2050年可再生能源消费量占终端能源消费总量的比例达到60%,可再生能源发电占总发电比例达到80%的目标。随着中国经济的快速增长,能源、资源、环境已成为未来发展严重的制约因素,发展低碳经济,推动节能减排成了当务之急。

大力发展可再生能源是我国践行气候变化减排承诺的具体行动。党和国家领导人高度重视可再生能源发展,习近平主席在中美元首气候变化联合声明、联合国巴黎气候变化大会等国际场合作出庄严承诺,中国2020年非化石能源占一次能源消费比重达15%,2030年非化石能源占一次消费比重达20%。上述目标作为推动能源生产和消费革命,建立清洁低碳、安全高效的现代能源体系的现实需要,在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中明确为约束性指标,纳入国民经济和社会发展中长期规划。

要实现我国对国际社会做出的节能减排的承诺,必须发展核电、水电以及风电、光电、生物质能等非水可再生能源电力。根据测算,除去核电和水电的贡献,到2020年,非水可再生能源装机要达到425GW,发电量6500亿kW·h左右,在全社会发电量中的比重要达到9%以上。

通过大规模发展太阳能利用产业,有力推动地方经济发展转型。预计“十三五”时期,太阳能发电产业对我国GDP的贡献将达到10000亿元,太阳能热利用产业贡献将达到8000亿元。预计到2020年太阳能利用产业从业人数可达到700万人,太阳能热利用产业从业人数可迖到500万人。

发展新能源是国际社会共同认知的可持续发展的必由之路,是应对能源枯竭和环境保护的有效手段,新能源产业市场具有非常明朗的发展前景。

为应对环保、能源危机及产业升级的新形势与新要求,培育新的经济增长点,国务院已将新能源汽车列为战略性新兴产业之一,相继发布实施了《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》、《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》等一系列扶持政策。陕西省也积极响应国家号召,高度重视新能源汽车产业发展,出台了《贯彻落实国务院节能与新能源汽车产业发展规划的实施意见》等指导性文件,提出要着力推动陕西省新能源汽车技术研发取得明显进展,稳步扩大产业规模,努力建设成为国家重要的新能源汽车生产基地。

当下,主要汽车生产国和重要汽车生产企业均大力推动汽车动力系统电动化转型,未来15~20年新能源汽车产品竞争力加快提升,将使得替代燃油车进程不断加快。

陕西省政府高度重视新能源汽车汽车产业发展,陕西省是仅次于浙江、天津、广东、上海,全国第5个颁布省级新能源汽车地方发展规划的省份。2013年5月,陕西省人民政府颁布了《陕西省人民政府关于贯彻落实国务院节能与新能源汽车产业发展规划的实施意见》(陕政发〔2013〕21号)(下简称《意见》),明确提出到2020年纯电动汽车和插电式混合动力汽车产销量累计达到10万辆。

1.3规划依据

1.3.1能源、土地管理法律法规

(1)《中华人民共和国土地管理法》

(2)《中华人民共和国城乡规划法》

(3)《中华人民共和国环境保护法》

(4)《中华人民共和国水土保持法》

(5)《中华人民共和国可再生能源法》

(6)《中华人民共和国土地管理法实施条例》

(7)国家其他相关法律法规

1.3.2指导性文件及相关规划

(1)《国务院关于大力实施促进中部地区崛起战略的若干意见》(国发〔2012〕43号)

(2)《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》(国发〔2010〕32号)

(3)《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》

(4)《十二五国家战略新兴产业发展规划》

(5)《陕西省“十三五”战略性新兴产业发展规划》

(6)《关于支持渭南加快建设陕西东大门的若干意见》

(7)《中国的能源政策(2012)》白皮书

(8)《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》

(9)《可再生能源发展“十三五”规划》(征求意见稿)

(10)《太阳能利用“十三五”发展规划》(征求意见稿)

(11)《太阳能发电发展“十三五”规划》(征求意见稿)

(12)《太阳能光伏产业“十三五”发展规划》(征求意见稿)

(13)《储能产业研究白皮书(2015)》

(14)《中国制造2025》(国发[2015]28号)

(15)《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》

(16)《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》

(17)《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》(国发[2015]40号)

(18)《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》(国发[2013]24号)

(19)《关于促进先进光伏技术产品应用和产业升级的意见》(国能新能[2015]194号)

(20)《国家能源局关于实行可再生能源发电项目信息化管理的通知》(国能新能[2015]358号)

(21)《关于支持新产业新业态发展促进大众创业万众创新用地政策的意见》(国土资规[2015]5号)

(22)《国家发展改革委办公厅关于开展可再生能源就近消纳试点的通知》(发改办运行[2015]2554号)

(23)《关于做好“三北”地区可再生能源消纳工作的通知》(国能监管[2016]39号)

(24)《国家能源局关于建立可再生能源开发利用目标引导制度的指导意见》(国能新能[2016]54号)

(25)《关于进一步深化电力体制改革的若干意见)(中发[2015]9号)

(26)《关于改善电力运行调节促进清洁能源多发满发的指导意见》(发改运行[2015]518号)

(27)《关于印发可再生能源发电全额保障性收购管理办法》(发改能源[2016]625号)

(28)《关于推进电能替代的指导意见》(发改能源[2016]1054号)

(29)其他国家、自治区、市相关法律法规和标准规范

1.3.3相关规划、政府工作文件

(1)《关中-天水经济区发展规划(2009年-2020年)》

(2)《陕西省城镇体系规划(2006年-2020年)》

(3)《晋陕豫黄河金三角承接产业转移示范区规划》

(4)《晋陕豫黄河金三角区域合作规划(2014年-2025年)》

(5)《大西安空间发展战略规划(2010年-2020年)》

(6)《关中城市群建设规划(2007年-2020年)》

(7)《陕西省增材制造产业发展规划(2016年-2020年)》

(8)《渭南市城市总体规划(2010年-2020年)》

(9)《渭南市十三五规划纲要》

(10)《渭南新能源汽车产业园区发展规划(2016年-2025年)》

(11)《华县工业园区总体规划》

(12)《陕西省渭南市区地热资源评价报告》

(13)《陕西省人民政府关于贯彻落实国务院节能与新能源汽车产业发展规划的实施意见》

(14)中共渭南市委渭南市人民政府《关于加快全市工业经济转型发展的意见》(渭市字[2016]49号)2016年7月4日

(15)《陕西能源发展报告2016》(陕西省发展和改革委员会)

(16)2015年渭南市国民经济和社会发展统计公报

(17)2016年重点项目计划新建3.14印发稿

1.4规划范围、时限和内容

规划范围:渭南市行政区划范围

规划时限:规划基准年为2015年,规划时限为2016-2020年。

规划内容:本规划共包括三个部分的主体产业规划,新能源、新材料和新能源汽车。在梳理渭南市产业发展现状、研究相关产业发展趋势的基础上,明确产业发展思路和发展方向,谋划渭南市的产业发展定位、重点发展技术和重大产业项目,提出产业发展保障措施。


2产业发展基础

2.1区域经济

2015年渭南市全市实现生产总值1469.08亿元,可比价增长8.7%。其中,第一产业增加值213.92亿元,增长5.5%;第二产业增加值737.22亿元,增长9.0%,第三产业增加值517.94亿元,增长9.4%。人均生产总值27452元,比上年增长8.4%。2015年非公有制经济增加值713.79亿元,占生产总值的48.6%,比上年提升1.1个百分点。2015年全社会固定资产投资完成2085.21亿元,比上年增长18.1%。

2015年粮食播种面积766.16万亩,比上年下降0.4%。2015年实现工业增加值627.15亿元,比上年增长8.5%,其中规模以上工业企业完成增加值610.5亿元,增长8.8%。2015年规模以上工业完成总产值1975.94亿元,比上年增长4.3%。其中,重工业1716.22亿元,增长4.3%;轻工业259.72亿元,增长4%。八大支柱产业完成工业总产值1931.54亿元,增长4.0%。其中,能源工业572.12亿元,下降3.8%,化工工业186.71亿元,增长24.4%;装备制造业125.59亿元,增长11.6%;有色冶金工业713.81亿元,增长5.6%;食品工业197.07亿元,增长1.6%;非金属矿物制品业116.05亿元,增长3.6%;医药制造业8.68亿元,增长49.0%;纺织服装工业11.52亿元,下降4.7%。2015年建筑业实现增加值110.07亿元,同比增长11%。资质以上建筑业完成总产值258.3亿元,同比增长8%,其中国有及国有控股企业总产值165.08亿元,同比增长9.91%。资质以上建筑企业共签订合同额501.74亿元,同比增长16.08 %。房屋建筑施工面积1612万平方米,同比增长16.1%。

2.2区位优势

渭南地处祖国版图几何中心,“北京时间”从这里的国家授时中心发出。渭南东襟黄河与山西运城、河南三门峡毗邻,西与西安、咸阳相接,南倚秦岭与商洛为界,北靠桥山与延安、铜川接壤。是西安咸阳都市圈的东大门,是中东部地区进入西北门户的交通要道,区位优势明显。

2.2.1交通区位

渭南市在周、秦、汉、唐属京畿之地,是古代长安的东大门,交通发达,素有“三秦要道,八省通衢”之称,是沿海、华北与西北、西南互通的重要交通要道。在全国经济布局中处于南北向的中部能源带与东西向的“陇海-兰新”经济线的交汇点上,交通区位优势明显。

渭南市交通条件优越,紧靠全国六大客运枢纽中心之一“西北交通枢纽西安”。目前,渭南市已初步形成以铁路、公路为主的综合交通运输体系。具体来讲,全市已形成四通八达的公路网体系,有两条国道主干线(GZ40、GZ45)、三条国道(G310、G108和G210)和六条省道(S106、S107、S201、S202、S304、S305)。铁路上,全市有陇海、咸铜、西延、西候、南同蒲线以及西南铁路,这六条铁路线分别是陕西省“六横两纵”铁路网骨架中的“三横一纵”,在全省乃至全国的铁路运输中占有重要地位,铁路网密度达到240m/km2,是铁路运输相对发达的地区。航空上,西距西安咸阳国际机场105km,通过西潼高速公路形成便捷联系通道,伴随未来西安第二机场的建设,渭南市对外航空联系便捷度将大大提高。

2.2.2经济区位

(1)“一带一路”丝绸之路经济带

千年之前的长安城西市中,各国商旅辐辏,长安成为当时世界上著名的国际化大都市,陕西也身处中国对外开放的最前沿。千年之后,进入21世纪,西部大开发与“一带一路”的号角声又接踵而来,“一带一路”战略让古丝绸之路重新成为连接欧亚大陆商贸往来的强劲纽带。“一带一路”建设进程加快,我国将形成陆海内外联动、东西双向开放的全面开放新格局,陕西的区位劣势得到根本改变,从内陆腹地跃升为向西开放的前沿,从国家“大后方”跃升为东西双向开放的重要承接地。

图3.1渭南在“一带一路”丝绸之路经济带的位置

“丝绸之路三千里,华夏文明五千年”,作为中华文明重要发祥地的渭南,始终与丝绸之路息息相连。渭南从历史中走来,追寻着新丝路的脚步,以合作发展的理念,充分依靠中国与有关国家既有的双多边机制,借助既有的、行之有效的区域合作平台,借用“丝绸之路”的历史符号,高举和平发展的旗帜,积极主动地发展与沿线国家的经济合作伙伴关系,先后与“一带一路”沿线七个国家八个城市建立了国际友好城市关系,与国内中部六省七市建立了战略合作关系,初步形成了内外共融、东西互济的开放发展新格局。

(2)关中-天水经济区

关中-天水经济区(以下简称关天经济区)包括陕西省西安、铜川、咸阳、杨凌、宝鸡、渭南、商洛市部分区县和甘肃省天水市所辖行政区域,面积7.98万平方公里,直接辐射区域包括陕西省陕南的汉中、安康,陕北的延安、榆林,甘肃省的平凉、庆阳和陇南地区。

图3.2关中-天水经济区

关天经济区地处亚欧大陆桥中心,处于承东启西、联接南北的战略要地,是我国西部地区经济基础好、自然条件优越、人文历史深厚、发展潜力较大的地区。关天经济区的建设发展,有利于增强区域经济实力,形成支撑和带动西部地区加快发展的重要增长极;有利于深化体制机制创新,为统筹科技资源改革探索新路径、提供新经验;有利于构建开放合作的新格局,推动西北地区经济振兴;有利于深入实施西部大开发战略,建设大西安、带动大关中、引领大西北;有利于应对当前国际金融危机的影响,承接东中部地区产业转移,促进区域协调发展。

《关中-天水经济区发展规划》(2009-2020年)明确提出“一核、一轴、三辐射”的空间发展战略,以西安(咸阳)大都市为核心,引领和辐射带动西部和北方内陆地区;依托陇海铁路和连霍高速公路,带动沿线宝鸡、铜川、渭南、商洛、杨凌、天水等次核心城市,形成西部发达的城市群和产业集聚带;核心城市和次核心城市依托向外辐射的交通干线,加强与辐射区域的经济合作,促进生产要素合理流动和优化配置,带动经济区南北两翼发展。

渭南作为关天经济区重要的次核心城市,要充分利用科技优势、区位优势和产业基础,加快人口聚集和产业聚集,构筑较大规模的城市群。统筹各类资源,提升自主创新能力,形成具有核心竞争力的区域创新体系,实现关键领域和核心技术的重大创新突破,引导创新要素向企业集聚,形成特色产业集群。

(3)晋陕豫黄河金三角

晋陕豫黄河金三角地区(以下简称“黄河金三角”)位于山西、陕西、河南三省交界地带的黄河沿岸,包括运城市、临汾市、渭南市和三门峡市,全区国土面积5.78万km2,人口1721万,生产总值4917亿元,分别占三省总和的10.9%、9.5%和8.1%。黄河金三角处于我国中西部接合带和欧亚大陆桥重要地段,是实施西部大开发战略和促进中部地区崛起战略的重点区域,在我国区域发展格局中具有重要地位。

金三角协作区内,无论是地理条件,还是资源组合都有很多共同特点,三省四市的地势、气温、降水量都很相似,不仅农业发达,而且矿产资源、旅游资源丰富,区域间交通比较方便。历史上由于受行政区划的制约,三省四市经济发展长期未能突破封闭式的自然格局,加上又地处三省边缘,经济发展相对迟缓,资源优势未能充分发挥。

目前,黄河三角区四市产业分工明确、互补较差,导致四市间的联系相对薄弱。但从长远发展看,四市地域临近、资源互补、社会经济联系频繁,为实现区域的功能协调发展创造了条件。从空间结构上看,目前,黄河三角区并不是一个完整的功能化地域,因此很难找到一个绝对的中心城市,从而决定了未来四市的协作发展应该遵循一个循序渐进的过程。

图3.3黄河三角区区域发展格局分析示意

黄河三角区区域协调发展态势:区域分工协作进程加快,逐步由“理念层面”向“实质性操作层面”转变,为渭南市发展创造机遇,有助于提升渭南市的区域地位。该区域的发展将重点构筑优势特色产业体系,打造我国重要的能源、新材料、特色农产品生产加工基地和精品旅游目的地及文化产业集聚地。

《晋陕豫黄河金三角区域合作规划》中明确提出对渭南市的产业发展定位:建设生态园林城市,依托国家级高新技术产业开发区等平台,集聚发展新材料、新能源、通用航空、智能装备、电子信息等战略性新兴产业和高技术产业,打造先进制造业基地和科技创新基地。

图3.4渭南处于天水-关中经济区和三省协作的重要区位

在《全国城镇体系规划》中,关中城镇群是实施西部大开发的重要发展地区,位于全国城镇体系二级城镇发展轴上。渭南属于关中城镇群的东部门户,是西陇海经济带的东起点,我国中部与西北地区联系的节点,处于国家东西联系的“大动脉”上,具有承东启西的区位优势。渭南处于西部重点开发地区(关中-天水经济区)以及重点城镇群(关中城镇群)上,且处于三省协作发展的核心区,面临巨大的发展机遇。

(4)西安一小时经济圈

2013年,《第一财经周刊》首次提出“新一线”城市的概念。当年,他们走访了285家大公司,用访谈和问卷的方式考察了它们与不同城市的连接程度,为中国城市分级。2016年4月25日,在针对338个中国地级以上城市,通过160个品牌的门店分布和14家互联网公司的用户数据分析后,按照商业资源集聚度、城市枢纽性、城市人活跃度、生活多样性和未来可塑性5个维度的平均加权计算,重新评估中国城市的商业魅力,为中国城市再分级。西安再度实力上榜,成为名副其实的国际化大都市,毋庸置疑是西北地区文化、政治、经济的核心。

图3.5西安一小时经济圈

渭南市紧邻西安,市中心区域距离西安市中心仅100km,处于西安市一小时经济圈的覆盖范围,西安作为发展迅速的国际化大都市,其快速发展将对渭南市带来政治、经济上毋容置疑的带动作用。尤其是西郑高铁开通后,西安到渭南的时间由一小时缩短为半小时,极大地强化了渭南和西安的联系,无疑会对渭南市的发展产生深刻影响。

2012年2月,陕西省省委、省政府出台《关于支持渭南加快建设陕西东大门的若干意见》中提出要推进西渭融合发展。《意见》出台后,渭南市随即启动该项工作,并就西渭融合发展展开与西安市的对接工作,并签署了关于加快西渭融合发展战略合作的框架协议。根据协议,西安市与渭南市两地将在10个方面进行紧密合作:一是推动区域融合发展,建立战略合作关系;二是加强基础设施对接,构建支撑保障网络;三是搭建项目投资平台,推动产业战略联盟;四是密切商贸物流金融合作,完善现代服务体系;五是推动旅游融合发展,打造国际旅游胜地;六是扩大科教文卫共享,提升公共服务水平;七是发挥两地资源优势,促进资源合作;八是提升粮食蔬菜生产能力,推进现代农业产业化;九是加强大气污染联防联控,改善区域大气环境质量;十是建立合作交流机制,强化双方联系沟通。

其中包括:

(1)西安国际港务区与渭南陆路口岸对接合作协议;

(2)富平—阎良经济合作区建设协议;

(3)富平—阎良共建通用航空产业园合作协议;

(4)渭南卤阳湖现代产业综合开发区管理委员会与西安阎良国家航空高技术产业基地战略合作协议;

(5)西渭推进能源重点领域和重大项目合作共同建设能源产业体系的合作协议;

(6)西渭关于深化科技创新合作协议。

西安泾渭开发区的建成,西安北客站的投入运营和西安行政中心的北移,都带动着渭南及周围地区经济的发展。西安与渭南市的良好互动和合作协议的签署,都将进一步推动渭南和西安的融合发展,促进和带动渭南市的经济发展。

2.3资源禀赋

(1)矿产资源

渭南市已探明的矿藏38种,其中储量大、易开采的26种,煤、钼、金、石、水颇具优势。原煤地质储量255亿吨,已探明储量50.3亿吨,占陕西省的11%,开发规模占陕西省的40%左右,产量占陕西省的30%,素以“渭北黑腰带”闻名全国。钼矿已探明储量150万吨,居全国第二位,年产钼精粉1.5万吨,约占全国产量一半,是亚洲最大的钼精粉生产基地,生产能力居全国首位的金堆城钼业基地,贮量10.9亿吨,含钼96.9万吨。黄金储量丰厚,主要分布在秦岭北部的潼关华阴、华州区一带,保有储量325万吨,占全省储量的46%,年产黄金500多公斤,占全省一半以上,产量居全国第三,是全国重点金矿区之一。石灰石已探明储量1.08亿吨,大理石228.3万吨,年产水泥270万吨;分布在9县(市、区)的地热水和医饮兼用矿泉水源多量大,其中大荔矿泉水日出水6万吨,富含多种人体所需元素,被誉为“中国之最”。资源优势蕴藏着巨大的开发潜能,为发展经济提供了雄厚的物质基础。

图3.6矿产资源密集区分布图

(2)水资源

渭南市过境水资源比较丰富,主要河流包括黄河、渭河和北洛河,在本市全长分别为132.5km、138km和212km,三河过境客水多年平均来水量486.92亿立方米。目前,全市有秦岭生态功能区1处,自然保护区3个,森林公园10个,国家级风景名胜区6处,其中自然保护区总面积近10万公顷,占国土总面积的7.82%。

图3.7渭南市水资源分布

(3)太阳能资源

陕西省位于中国内陆腹地,黄河中游,地处N31°42′~N39°35′,E105°35′~E111°35′之间。东邻山西、河南,西连宁夏、甘肃,南抵四川、湖北,北接内蒙,居于连接中国东、中部地区和西北、西南的重要位置。全省地域南北长、东西窄,南北长约870km,东西宽200km~500km。境内气候差异很大,由北向南渐次过度为温带、暖温带和北亚热带。年平均降水量576.9mm,年平均气温13.0℃,无霜期218天左右。陕西地势的总特点是南北高,中部低;同时,地势由西向东倾斜的特点也很明显;北部是陕北高原,中部是关中平原,南部是秦巴山地。

陕西全省年平均太阳总辐射量为4410MJ/m2~5800MJ/m2,年平均日照时数在1270h~2900h之间。太阳总辐射量的空间分布特征是北部多于南部,南北相差约1200MJ/m2,高值区位于陕北长城沿线一带及渭北东部区域,年太阳总辐射量为5000MJ/m2~5800MJ/m2,低值区主要分布于关中西部,年太阳总辐射量为4400MJ/m2~4800MJ/m2。

图3.8陕西省太阳能资源分布图

渭南市位于黄河中游,陕西省关中平原东部。东经108°58′~110°35′和北纬34°13′~35°52′之间。属暖温带半湿润半干旱季风气候,四季分明,光照充足,年日照时数2100h~2500h,年均日照百分率为50%~62%,年均太阳总辐射量在4680MJ/m2~5040MJ/m2之间,特别是渭北一带属于是关中地区热量的高值区,年太阳总辐射量为5000MJ/m2~6000MJ/m2,按照国家太阳能资源等级划分标准,渭南市为太阳能资源“很丰富”等级,具备良好的太阳能光电大规模开发利用的经济、社会和环保价值。

图3.9渭南市全年日照时数分布图

(4)地热资源

1)浅层地温能

浅层地温能是地热资源的组成部分。是指蕴藏在地表以下一定深度范围内岩土体、地下水和地表水中具有开发利用价值的热能(通过地源热泵换热技术利用的蕴藏在地表以下200m以内,温度低于25℃的热能)。由地源热泵系统制冷或制热,达到节省能源利于环境保护目的。地源热泵系统,是以岩土体、地下水或地表水为低温热源,由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。目前关于浅层地温能的相关勘查工作还有所欠缺,规划区内位于关中平原,地下水比较丰富,其径流模数在25m3/s·km2~33m3/s·km2之间。对于渗透系数≥10m3/d的地区,也比较适合采用水源热泵空调。不适合水源热泵模式的地区,其黄土覆盖层较厚,埋管打孔容易,地下U形管换热器造价比较低,比较适合做地源热泵系统。

2)中深层地热能

渭南市位于关中盆地东部,蕴藏有多种矿产资源。其中,地热地质条件有利,地热资源丰富,低、中温地热流体均有分布,不但出露有25℃~32℃岩溶温泉,而且在渭南市城区还发现有温度高达100℃~123℃的地热流体和水溶气资源。按其赋存热储层位和特征,分为碳酸盐岩岩溶裂隙低温热储和碎屑岩类孔隙裂隙中温热储。

规划区域各热储层流体理论储存量总和为384.37×108m3。地热单元储存的总热量1.316×1017kcal,相当于标准煤188.30×108t。按埋藏深度的储量分布见表3.1。

表3.1渭南地区地热单元储量分布

埋藏深度

亿吨

占比(%)

备注

2000m以浅

22.85

12.15

2000m-3000m

27.43

12.43

3000m-4000m

36.30

19.31

4000m-7000m以深

101.15

53.95

暂难利用

合计

188.30

根据《陕西省渭南市区地热资源评价报告》资料,在固市凹陷仅渭南市区200km2范围内具有形成1120×108m3水溶气和909.5×108m3可燃气的储量潜能。而且,水溶气体样品分析测试表明,固市凹陷地带地热流体伴生气体中,可燃气体所占比例高,全烃含量高达51.1%,甲烷含量高达49.52%,已大大超过地热流体水溶可燃天然气工业标准(30%)。

根据资料分析,渭河盆地地热水水溶氦气成分和He同位素研究了氦气的成因与来源。分析结果表明,渭河盆地地热水水溶氦气体积分数普遍超过0.1%,最高达到4.14%,其数据超过了工业氦气藏的最低含量,比四川氦气开采层高50倍,氦气作为一种极其重要的战略资源,储量大,开采条件好,开发利用前景广阔。根据地质资料分析表明,富铀花岗岩放射性成因的氦气是渭河盆地地热水水溶氦气的主要来源,大面积出露于秦岭造山带以及隐伏于渭河盆地南缘新生代沉积层下的富铀花岗岩体为渭河盆地地热水水溶氦气的主要气源岩。

(5)风能资源

渭南市80m高度平均风速分布和风功率密度分布见图3.10。由图中可以看出,渭南市风能资源总的地域分布是南部最优,其次是北部和中东部。风能资源较丰富区主要分布在其南部秦岭高山区、黄河小北干流沿岸区域(“小北干流”就是指龙门(禹门口)至潼关河段)以及渭北地区,多处于无遮挡区或风口。渭南南部秦岭高山地区虽然风能资源丰富,但地形条件十分复杂,植被茂密,且大多为自然保护区,不宜开发建设。渭北地区海拔明显高于其南部的关中盆地,黄河小北干流沿岸区域处于关中盆地东西向喇叭口开口处,地势开阔平坦,特殊的地形造成风能资源大于其它地区。因此,渭南市风能资源可利用区主要集中在渭北和黄河小北干流沿岸地区。具体而言,渭南市风能资源可开发利用区域主要分布在韩城市北部丘陵区、潼关黄河沿岸地区,富平县北部山区,白水澄城合阳大荔等县的局部区域。

结合风资源评估结果和实测风速数据,渭南市可开发风电场区域80m高度年平均风速约为5.0m/s~6.0m/s,平均风功率密度约为140W/m2~250W/m2,风功率密度等级为1级,为低风速风电开发区域。

图3.10渭南市80m高度风速和风功率密度分布图

(6)生物质能

渭南市国土总面积13134km2,中部地势平坦,土壤肥沃,是陕西省农业生产和经济发展的重点地区。农林作物87种,尤以小麦、玉米、棉花、苹果、酥梨、蔬菜、花椒、柿子、红枣、核桃等农产品质优量大,2015全市粮食作物播种面积766.16万亩,总产量217.26万吨;园林水果面积287.5万亩,总产量310.56万吨;蔬菜种植面积121.19万亩,总产253.23万吨;夏粮种植面积436.72万亩,总产114.82万吨;秋粮种植面积329.43万亩,总产102.44万吨。生物质能资源较为丰富。

可收集利用的生物质能资源主要种类如下:

农作物秸秆:主要有小麦、玉米、谷子、棉花、油菜、油葵等作物秸秆,总产量约600万吨。其中可规模利用的秸杆约370万吨。

畜禽粪便:现有养殖场、养殖小区约80个,加上农户散养,年产畜禽粪便总量约600万吨,其中可规模利用的畜禽粪便总量约490万吨。

能源作物类:主要是薯类,储量比较丰富,主要集中在渭北。年总产量约70万吨,其中可利用量为30万吨。

林业废弃物:林地总面积820亿亩,抚育期伐剩余物、经济林修剪枝条、薪炭林平茬等常年总量约120万吨,可利用总量约50万吨。

木本油料能源林:主要有黄连木、文冠果、油桐、漆树、乌桕、花椒、油茶等树种,遍布全省,集中分布渭北地区,总面积约51万亩、年产果实总量约2.7万吨,可收集利用量在50%以上。现有160余万亩宜林地和荒山荒坡,尚有很大发展潜力。

2.4电网条件

2.4.1电力系统现状

2.4.1.1陕西电网

陕西电网位于西北电网东部,是西北电网的重要组成部分,是一个水火并济以火电为主的电网。火电主要分布在关中,水电在陕南,陕西电网最高电压等级为750kV,主网电压等级为330kV。目前,陕西电网已经初步形成750kV骨干网架,在形成关中双回路“一”字型网架的基础上,延伸至陕北延安、榆林地区;330kV主网架供电范围已覆盖陕南的安康、汉中、商洛,陕北的延安、榆林,关中的西安、咸阳、宝鸡、渭南、铜川等绝大部分地区;其中关中电网形成多个330kV环网结构,是陕西电网的核心,通过两回330kV线路延伸至陕北神府地区,通过硖汉三回、南柞双回和罗-张线共六回线路扩展到陕南的汉中、安康、商洛地区。此外,陕西电网与甘肃电网以两回750kV和四回330kV线路联络;通过信义和罗敷~灵宝直流背靠背、宝鸡~德阳±500kV直流与四川电网和华中电网异步联网。

截至2015年底,陕西全口径装机容量33890MW,其中水电2660MW、火电29360MW,风电1140MW、光伏720MW,所占比例分别为7.86%、86.65%、3.36%、2.13%。

2015年陕西省全社会用电量达到1220亿kWh,较上年减少3.48%,最高发电负荷21810MW,较上年增长7.70%。

截至2015年底,陕西网内已建成750kV线路17条,其中陕西境内长度1870.076km;±500KV直流线路一条,陕西境内长度294.0km;330kV线路185条,陕西境内总长度约8340.437km。全网共有750kV变电站5座,主变8台,总容量16800MVA;330kV降压变电所54座,主变122台,总容量30220MVA。

2.4.1.2渭南电网

截至2015年底,渭南电网总装机容量7548.71MW。其中,火电装机容量7234MW,占总装机容量的95.8%,水电装机容量28.21MW,占总装机容量的0.4%,光伏装机容量191MW,占总装机容量的2.5%,其他电源装机容量95.5MW,占总装机容量的1.3%。

截至2015年底,渭南电网750kV变电站1座,主变2台,总容量4200MVA;330kV变电站12座,主变32台,总容量4222MVA;110kV变电站103座,主变210台,总容量7659.5MVA;35kV变电站80座,主变162台,总容量1239.15MVA。

截至2015年底,渭南电网750kV线路5条,长度416.764km;330kV线路49条,总长度1997.668km;110kV线路188条,总长度2660.901km;35kV线路203条,总长度1701.659km。

2.4.2电力发展规划

2.4.2.1陕西电网

目前,陕北建成洛川、榆横750kV变电所,陕北与关中电网形成两回750kV和两回330kV联络线路。同时为支持关中大气污染防治行动计划,陕西调整电源布局,陕北将建成以火电、风电、光伏为主的能源基地,形成“北电南送”电力格局。

2016年陕北扩建榆横750kV变第二台主变2100MVA。

为满足榆林定靖地区风电送出,提高陕北向关中电网送电能力,2017年建设定靖750kV变电站,建设榆横~定靖~富县~西安北双回750kV联络线路,即形成陕北至关中第二条750kV输电通道。

为满足榆林北部神木、府谷地区负荷发展需要,满足神木地区新能源发电电源汇集送出的需要,进一步组织地区330kV电网,规划2019年建设神木750kV变电站。

2020年,陕北将形成以定靖、榆横、神木、洛川四个750kV变电站及富县750kV开关站为汇集点,依托陕北至关中两个750kV输电通道,满足新形势下大规模火电、新能源的送出,并为陕北至江西特高压直流外送提供坚强的交流侧支撑。

关中750kV环网的建设主要取决于负荷水平、东西断面功率交换水平、东西断面送电能力、330kV电网短路电流及解环方案等。宝鸡~西安南~信义一回750kV线路目前在建,计划2015年建成,届时将形成关中750kV环网,可以提高关中电网供电可靠性、增强电网运行灵活性。“十三五”初期建成宝鸡~西安南~信义第二回750kV线路。

为满足关中电网供电需求,2016年扩建西安南第三台主变,解决西安南部负荷供电问题;2017年建成西安北750kV变电站,满足西安北部、铜川电网供电需求。

750kV电网是否深入陕南地区,与陕南负荷水平、供电可靠性,关中电网转供能力,陕南及相邻电网内火电电源建设息息相关。应根据相关情况,及时开展陕南750kV电网的研究工作。考虑陕南及相邻电网布点火电如期投产、电网运行方式进一步优化的情况下,暂不考虑“十三五”期间750kV电网深入陕南地区。2020年,关中将以乾县、西安北、信义、西安南、宝鸡五座750kV变电站构成双回环网支撑关中、陕南供电。

2020年,陕西省内750kV电网形成“两纵一环网”的主网架结构,为330kV电网提供坚强的支撑。750kV电网覆盖关中及陕北,满足关中及陕南负荷中心用电需求,满足大规模火电、新能源的汇集送出需求,促进陕北能源资源在全省范围内的优化配置

2.4.2.2渭南电网

“十三五”期间渭南地区110kV电网新建变电站7座:中心变、贾曲变、重阳变、卤西、宣化变、华园变、华阴东。改造110kV变电站6座:双塔变、港口变、龙阳变、下寨变、金堆变、毕家变。新增变压器14台,新增变电容量833MVA。新建110kV线路41条,新增线路长度404.9km,其中电缆线路长度7.2km,平均单条线路长度10.38km,改造110kV线路31km。

“十三五”期间,渭南地区新建35kV变电站1座(薛峰变),主变2台,变电容量10MVA。增容改造35kV变电站5座:下吉、孝义、官道、翔村、高阳,新增变电容量58.4MVA。新建35kV架空线路29km,改造35kV线路改造13km。

“十三五”期间,渭南地区新增10kV配变1225台,容量352.55MVA。改造10kV配变1396台,改造容量164.59MVA,净增容量195.485MVA。新建线路88条,架空线长360.6km,其中绝缘线路130.5km,电缆线路92.6km。改造线路102条,改造架空线路627.48km,其中绝缘线路360.48km,电缆线路2.38km。新增0.38kV架空线路150.5km,改造线路1354.84km。

综上,整个陕西电网系统和渭南地区网架系统完善可靠,电力电量负荷充足,具有较好的电力保障和接入条件,能够为渭南地区产业发展提供充足的电力供给,保障落户企业的安全生产。

2.5科技与人才优势

陕西省是我国高等院校众多的省份之一。特别是陕西省省会西安市境内,集中分布了陕西省的大量高校,是陕西省的教育、文化中心。西安是中国高等院校和科研院所聚集的城市之一,在校学生人数仅次于北京、上海,居中国第三位,是中国高校密度和受高等教育人数最多的城市,是中国三大教育、科研中心之一。陕西省本科高校43所,其中全国重点大学13所,陕西省高水平建设大学12所,省属重点本科高校7所;专科高校38所,独立学院12所,民办高校18所。

图3.11陕西省高校林立

渭南市紧邻西安市,位于陕西省中心位置,西安市高校林立,能够为渭南市的科技技术发展提供强有力的人才保障。同时,渭南市拥有各类职业技术学校近300所,在校学生10万余人,每年培训输送各类技术人才和农民工86万人次,是全国十大职业培训基地之一,具有良好的科技与人才优势。

2.6产业成本优势

渭南地处关中平原最为开阔的地带,土地资源非常丰富,可调整建设用地3万多亩,工业用地成本较低。黄河、渭河、洛河纵贯全境,可利用水资源26亿立方。秦岭、韩城蒲城三大电厂总装机635万千瓦时,年发电282亿千瓦,向外输出电量占发电量的60%以上。在以人才和人力资源为支撑的今天,渭南又是发展劳动密集型企业最有优势的地方。渭南市有200多所职业院校,在校学生达10万多人,是全国十大职业培训基地之一,还有富余劳动力125万人。总之,渭南土地资源宽松、水资源富余、电力资源充足、煤层气资源丰富,劳动力密集等要素条件就成为投资成本低,收益最高的地区,是承接东南沿海地区产业转移和广大投资者创业、发展的最佳选择地。

2.7渭南市产业发展SWOT分析

基于以上分析,对渭南市新能源新材料产业发展所具备的优势,存在的劣势,以及面临的机遇和挑战进行系统分析,提出SWOT矩阵分析,针对分析结果制定相应的行动计划,立足当下,着眼未来,充分发挥自身优势,弥补不足,充分把握当下的政策及市场发展机遇,采取适当的手段迎接挑战,提出渭南市战略新兴产业的有效发展对策。

表3.2渭南市产业发展SWOT分析

内部能力

外部因素

优势

劣势

²具备区位交通优势

²具备资源及成本优势

²具备人才教育优势

²具备政策优势

²战略新兴产业起步较晚,发展缓慢

²缺少龙头企业带动,产业链配套不健全

²示范推广经验、条件不足

²专业人才、核心技术缺乏

²财政压力较大

机遇

把握机遇发挥优势

利用机遇弥补不足

²国家出台一系列政策扶持新能源新材料产业发展和推广应用

²地处关天经济区核心地带,具备巨大市场潜力

²国家推进西部大开发、“一带一路”战略,产业转移机遇显著

²地处秦晋豫黄河三角区核心的三省协作推动

²西安1小时经济圈的发展带动

²绿色发展的总体目标

²顺应国家扶持政策导向,大力发展新能源、新材料和新能源汽车等战略新兴产业

²充分利用交通和经济区位优势,积极寻求产业协作和产业配套,融入区域经济发展圈

²挖掘本地市场空间,大力推广新能源新材料和新能源汽车的应用和示范工程,引导市场消费习惯,促进相关产业发展。

²打造良好的投资环境,吸引资本进入。

²紧抓机遇补充本地及周边空白领域

²发挥人力及土地等资源成本优势,做好承接产业转移准备

²积极投入人力、财力、物力发展战略新兴产业,寻求弯道上车、弯道超车的方法

²引进外地技术、资金,扶持培育龙头企业

²把握关键技术和核心产能扩张机遇,引进充实完善本地产业链

²加大产业研发和支持力度,促进科技成果转化,以核心技术引领产业发展

²利用好国家和陕西省的利好政策,缓解地方财政压力

挑战

强化优势迎接挑战

正视不足应对挑战

²招商引资面临激烈竞争

²国家补贴力度逐年递减

²发展边界不清晰的工作推动

²支持企业提升产品技术水平及生产规模

²前期重点打造本地核心产业

²出台鼓励新能源和新能源汽车推广应用优惠政策

²成立产业发展领导小组,全面指导产业发展及招商引资工作

²协调银行为其提供贷款优惠,帮助企业拓宽融资渠道

²积极引入社会资本,探索开展公私合作(PPP)等创新模式


3渭南市产业发展现状

3.1产业发展演变

(1)秦唐时期:首都门户与重要粮食生产基地

渭南自秦设下邽县修建了郑国渠后,至唐代一直都是首都重要的粮食供应地,为都城提供粮食供给是渭南一个重要职能。

(2)民国至建国初期:关中东部商贸集散中心

民国二十三年(1934年)陇海铁路通车至渭南,一些资本家在渭南火车站附近陆续开办工厂,商贸也逐渐繁荣。西北聚记机器棉花打包股份有限公司和西北机器棉花打包股份有限公司的建立,标志现代工业在渭南开始出现。依托邻近西安、交通方便的区位条件,渭南成为关中东部粮食、棉花的集散地,私营商业大规模发展。

(3)新中国成立后:具有综合竞争力的副中心城市

快速发展期(1966~1983):三线建设投资带动,中心城市实力大增

1966年陇海复线通车,适时正值国家三线建设时期,中央、省属众多企业相继在现中心市区投产建设。在陇海铁路沿线和渭北煤田陆续安排一批民用机械、煤炭、电力、冶金等重点项目,使临渭区经济实力大增,初步形成工业布局的雏形。

全面发展期(1983~1995):城镇建设加速,初显多中心格局

1983年10月,渭南县改为县级市,又先后兴建了一批企业,经济实力进一步增强。伴随着资源的开发,促进了老城镇的发展或新的城镇的建立,如韩城依托煤炭资源,华阴依托华山风景区成为渭南设立较早的县级市;澄合、蒲白矿务局所驻城镇,人口规模也因此增加,另外,如金堆城(钼矿),洽川(黄河湿地风景区)等小城镇依靠资源开发,也得到了长足的发展。

目前,农业仍是渭南的重要经济支柱,是陕西重要的农业区和粮食、棉生产基地;工业实力稳步提升;第三产业逐步繁荣,成为具有综合竞争力的关中地区重要城市之一。

3.2渭南市产业发展现状

3.2.1渭南市总体工业格局

在“工业强市”战略的指导下,渭南市加快推进新型工业化,工业经济在结构战略调整中不断发展壮大,逐步形成了以能源、化工、装备制造、食品、非金属矿物制品和有色冶金等六大主导行业为主、“重化工”特征明显的工业生产体系,工业经济的主导作用不断增强。工业增加值由2004年的104亿元发展到2015年的627亿元,年均增长16.4%,工业增加值占GDP比重由2004年的37.2%提高到2015年的42.7%,上升了5.0个百分点,工业成为推动经济持续快速发展的主要动力。

表4.12004和2015年六大主导工业行业内部结构及变化情况

指 标

单位

2015年

2004年

2015较2004年

增(+)减(-)变化

能源工业占工业总产值比重

%

29.0

34.4

-2.9

化工工业占工业总产值比重

%

9.4

9.5

-1.8

装备制造业占工业总产值比重

%

6.4

5.5

0.3

食品工业占工业总产值比重

%

10.0

9.2

1.0

非金属矿物制品业占工业比重

%

5.9

2.4

3.4

有色冶金工业占总产值比重

%

36.1

35.4

0.8

2015年工业总产值中,能源工业占29%,化工工业占9.4%,装备制造工业占6.4%,食品工业占10%,非金属矿物制品业占5.9%,有色冶金工业占36.1%。有色冶金和能源工业占全市规模工业总产值的65%左右,成为全市工业的主导行业。以3D打印等高新技术为主的装备制造业正在兴起,传统优势行业食品、非金属矿物制品等工业通过重组改造焕发出新的活力,工业产业结构调整逐步向好。

渭南市新型工业化步伐加快,能源化工向中高端延伸,3D打印、新能源汽车等战略新兴产业起步良好,非能工业产值占比提高8个百分点,渭南高新区获批国家新材料高新技术产业化基地。渭南经开区韩城经开区晋升省级开发区,富平新兴产业园、蒲城工业园获批省级高新技术开发区,全市工业园区发展到20个,入驻企业近千户。企业上市实现突破,黑猫焦化、伟恒生物、红星美羚上市融资。

图4.1渭南市域各主要工业园区分布图

3.2.2新能源产业发展现状

3.2.2.1光伏发电产业发展现状

目前,渭南市已建成营运太阳能光伏电站5个,总装机210MW,总投资约19亿元,年均发电量约2.3亿千瓦时,产值约2.3亿元,税收约0.5亿元,带动就业人数600余人。已建成并备案自然人分布式光伏发电项目27户,总装机365.9kW,平均每户年增收1.3万元。正在建设光伏发电项目10个,总装机209.8MW,开展前期工作项目13个,总装机465MW。

表4.2渭南市已建成光伏电站项目统计表

序号

项目名称

项目业主

建设规模

(MW)

并网日期

1

陕西合阳桂花清洁能源有限公司合阳50兆瓦光伏电站项目

陕西合阳桂花清洁能源有限公司

50

2015年9月26日

2

桂花清洁能源合阳光伏电站二期50兆瓦项目

陕西合阳桂花清洁能源有限公司

50

2016年5月13日

3

智远合阳50兆瓦光伏发电项目

合阳智远新能源有限公司

50

2015年12月31日

4

渭南澄城县20MW光伏农业科技大棚电站项目

澄城县昌盛太阳能科技有限公司

20

2015年12月31日

5

隆基蒲城40兆瓦光伏电站项目

蒲城隆基生态农业光伏新能源有限公司

40

2015年12月31日

合计

210

目前,澄城县已建成光伏产业园区,初步形成了“多晶硅-单晶硅-硅片-太阳能电池及组件-光伏照明(发电)”较为完整的产业链条,填补了陕西省光伏产业链空白,澄城太阳能光伏产业园被列为陕西省光伏产业多晶硅原料生产基地。

3.2.2.2风力电站发展现状

目前,渭南市已建风电场装机容量29.4MW,核准在建风电场装机容量180MW,核准在建风电场将于2017年底前全部建成。至2017年底,渭南市风电总装机容量将达到209.4MW。已建、在建风电场主要分布在渭南市潼关县、合阳县和白水县。

表4.3渭南市已建、在建风电场统计表

序号

风电场名称

装机容量

(MW)

已建

(MW)

在建

(MW)

1

中广核渭南潼关29.4MW分散式风电场

29.4

29.4

2

中广核渭南潼关港口50MW风电场工程

50

50

3

华润渭南潼关港口风电场

50

50

4

国华渭南白水方山风电场(分散式)

30

30

5

渭南天润合阳黑池坊风电项目

50

50

合计

209.4

29.4

180

渭南市已建、在建风电项目基本情况如下:

(1)中广核潼关风电项目。由中广核风电有限公司投资建设,项目位于潼关县城东北约7km。装机容量29.4MW,设计安装14台单机容量2100kW的风力发电机组,配套建设110kV低压配电网系统及监控中心,总投资3亿元,项目已于2015年下半年开工,2015年年底建成运营。

(2)中广核渭南潼关港口50MW风电场工程位于潼关县城关镇、秦东镇。装机容量50MW,总投资4.2亿,预计2017年底前投产。

(3)华润潼关风电项目。由华润新能源风能有限公司投资建设,项目位于潼关县秦东镇和港口镇台塬,装机容量50MW,设计安装25台2000kW风力发电机组及输入电网等配套设施,该项目已纳入国家第四批开发计划,预计2016年年底前动工,2017年上半年建成投产,项目建成后年可发电1.1亿kWh,节约标煤3.5万t。

(4)国华白水风电项目。由国华能源投资有限公司投资建设,项目位于白水县方山林场。装机容量30MW,设计安装15台2000kW风力发电机组,总投资3亿元,预计2016年建成运营。

(5)天润创先合阳风电项目。由渭南天润创先新能源公司投资建设,装机容量50MW,总投资4.2亿元,项目已纳入陕西省2016年风电开发建设方案。预计2016年11月份完成核准,2017年2月开工建设。

此外,华能、国电、国电投、中广核、华润、中节能、河北建投、天润等新能源投资公司均积极向渭南市政府表达投资意愿,在渭南市设立测风塔,并积极开展风电场前期工作。

3.2.2.3地热能产业发展现状

我国地热资源丰富,以中低温为主,其直接利用量居世界第一,但体系化深度开发利用还明显落后于发达国家。其伴生的水溶气资源量据国内专家预测虽与常规天然气资源相当,但储量分布不均,适宜开采区域较少,目前属于前期论证和调研阶段,水溶气的研究和开发仍远远落后于日本和美国等国家。

渭南市的优质地热资源可用于发电、供暖、生活洗浴、设施农业等方面,其中伴生的水溶气用途更为广泛,可用于高科技、军事、医学和多种尖端领域。2015年新增地热供暖面积7.47万m2,全市地热供暖能力达120万m2,渭南市主城区实现地热供热面积达85万m2。

目前规划区地热能产业发展现状如下:

(1)地热资源勘查工作相对滞后,一定程度上影响了开发利用。

(2)地热资源利用率低。主要是利用结构单一,还未能实现体系化、规模化的梯级利用,不能有效地将地热资源的能量充分提取和利用,不仅造成资源浪费,也造成热污染等一些环境问题。

(3)地热资源动态监测滞后。掌握地热资源动态变化特征是进一步开发利用好地热资源的关键。目前,区内地热井绝大部分未进行开采条件下的动态监测工作,在一定程度上影响地热资源的评价与管理。

(4)地热资源利用方向单一。目前区内地热井开发仅用于洗浴、采暖,而地热发电、温室烘干、休闲理疗、现代生态观光农业及发展地热农畜禽业(育雏、育种、育苗、培育花木)以及伴生气的提取等尚未涉及。

3.2.2.4生物质

渭南生物质能资源丰富,但生物质能资源利用率低,秸秆、林业废弃物占57.3%,畜禽粪便占35.2%。近两年,渭南市紧紧抓住国家支持新能源产业的有利时机,结合丰富的生物质资源条件,完善服务措施,大力发展生物质发电新能源产业,有效促进了全市新能源产业的快速发展。目前,渭南市大荔旭彤生物质发电项目、渭南奥本华阴3万千瓦生物质沼气发电项目等项目已获省发改委核准,近期将全面开工建设。澄城秦尧电厂生物质发电项目目前正在开展前期工作,近期将报送省发改委核准。

3.2.3新材料产业发展现状

“十二五”期间,渭南市转型发展步伐加快。新型工业化步伐加快,能源化工向中高端延伸,3D打印、新能源汽车等战略新兴产业起步良好,非能工业产值占比提高8个百分点,渭南高新区获批国家新材料高新技术产业化基地。以钼化工材料、液晶显示材料、3D增材制造等为代表的新材料呈现出良好的发展态势。

3.2.4新能源汽车产业发展现状

2015年渭南市推广应用新能源公交车80辆,运行线路4条,建成西北地区首个正式投入使用的新能源汽车远程监控系统。按照“桩站先行、适度超前、合理布局”的原则,申请国家资金4000万元,建成直流充电站2座,充电桩12套。

2015年5月,首个新能源产业项目沃特玛新能源电池项目落户渭南高新技术开发区,项目总体规划产能10GW圆柱型锂离子电池,一期产能3GW,二期3GW,三期4GW。2016年9月,一期3GW圆柱型锂离子电池项目建成投产,一期工程总投资20亿元,总建筑面积13万m2,分为制造区、研发区、仓储物流和商业生活区等四大功能区,达产后预计年产值可达75亿元。为渭南建成电动汽车产业链形成奠定了坚实基础。


4产业发展思路与目标定位

4.1产业发展思路

4.1.1三产并重,农业、工业、服务业协调发展

(1)继续巩固农业支柱产业,构建现代农业产业体系

渭南是关中粮仓,全国重要的商品粮食供给地,国家出台的各项保护基本农田的法律法规,体现了国家对粮食安全的重视。面对新的时代背景,渭南市应继续巩固农业支柱产业,用循环经济产业链构建现代农业产业体系,大力推进有机绿色畜产品开发建设,建立农田改造试验基地和农业科技研发和转化基地,加强良种培育、示范栽培、农产品加工等方面的研究和试验,推进农副产品加工产业发展。

(2)重视巩固提升传统优势产业,积极培育区域特色优势产业。

通过应用先进技术强化资源勘探和采掘,加强有色冶金、能源、化学工业的资源保障能力。推进工业实施补链、建链、强链完善产业链,纵向扩展产品线,增加发展工业产品领域,发展几个有竞争力的完整产业链的工业集群。推动制造业沿价值链从制造环节向研发、设计、品牌、营销、服务等高端方向延伸,全面提升从传统工业的整体发展质量和竞争力。主要应抓好有色冶金、能源工业、装备制造、化学工业、食品工业和纺织服装等六大传统工业。

(3)适应工业转型升级要求,大力发展现代生产性服务业

适应工业转型升级要求,缓解企业融资压力、促进产业技术创新、加速物品流通,大力发展金融服务、科技服务、现代物流等现代生产性服务业。

4.1.2重点发展高新技术产业,打造新兴战略产业增长极

一是重点发展装备制造、化工、食品产业。装备制造业是未来国家重点扶持的行业,应重点打造新能源汽车产业链。化工行业具备进一步扩大规模和向精细化工发展的潜力,应加快推进煤炭深度转化,鼓励行业向下游延伸产业链,重点发展高附加值的精细化工品。食品行业受宏观经济下行影响小,可依托本地农业资源优势,做精做优细分领域,重点发展具有特色和比较优势高端的精品粮油、果蔬、乳制品等。二是稳步发展有色、冶金、能源工业。重点是对这三个行业现有的生产设备进行改造升级,调整产品结构,在稳定规模的基础上,进一步开拓市场,提高企业的经济效益。三是培养发展新能源、新材料、节能环保、新一代信息技术、医药等新兴产业。打造新兴战略产业增长极,拉动工业技术进步和产业发展,主要发展以通用航空产业为核心的航空产业、新能源汽车产业、以3D打印为代表的增材制造业和新一代信息技术。以太阳能光伏产业为突破口,大力发展新能源产业、新材料产业。

图5.1渭南市产业发展总体思路

4.1.3坚持上游制造与下游市场协调发展

重点支持上游制造企业培养高端技术人才,加强技术创新与应用创新,提升生产工艺水平,培育优势骨干企业,加速淘汰落后产能,为下游市场大规模发展创造条件。通过集中式光伏电站和分布式光伏发电系统建设,培育持续稳定增长的国内市场,大力支持太阳能全产业链“走出去”,开拓囯际市场,为上游制造产业提供充足市场空间,实现上游制造与下游市场协调发展。

4.1.4加快重点园区建设,发挥示范带动作用

鼓励引导企业、项目向园区和基地集中,增强产业集聚效应。修编完善工业园区发展规划,推动园区优化整合、改造提升,加快重点园区的建设,坚持工业园区定期观摩和推进制度,将园区建设任务细化到各相关部门,切实强化督查考核。鼓励民间资本参与园区开发,加快标准厂房、配套设施、服务平台建设,提升园区综合承载力。整合园区要素资源,加大水、电、路、气、通讯及垃圾处理等基础设施建设力度,突破土地制约瓶颈,为项目落户和企业生产做好要素保障。重点做好高新区大荔蒲城高新技术开发区创新发展和基础设施建设工作。支持企业开展技术创新,加快科技成果转化,推进企业战略性兼并重组、强强联合,培育一批竞争力强的大企业、大集团,提升产业园区综合发展水平。

4.1.5充分利用地缘优势,加强与西安的互动合作

依托渭南的交通区位优势和西安的技术人才优势,推进战略性新兴产业发展的要素聚集,加强高端技术人才引进,强化人才支撑。壮大技术能力,加强与省内外的科研院所、重点实验室、工程技术研究中心等科技力量对接,实现技术跨越式发展。在提升产业智能化、自动化、绿色化水平的基础上,逐步延伸产业链,扶持大批中小型企业,完善产业配套体系,形成战略性新兴产业群。

主动融入西安产业发展路线,挖掘产业发展需求,对接西安国际港务区、阎良航空工业区、渭北工业区等新兴工业组团,积极寻求合作发展,主动承接西安市的产业发展外溢,发展相关上下游产业。

4.2战略定位

基于渭南市的区位优势,产业发展基础和产业发展思路,确定渭南市的产业发展定位为:

(1)关天经济区产业发展的重要增长极

以装备制造、现代能源化工、新能源新材料为重点,深化多层次宽领域交流合作,大力发展战略新兴产业和高技术产业,加快产业集聚发展,加速新型工业强市建设,建成陕西省、关中-天水经济区产业发展的重要增长极。

(2)全国新能源新材料产业发展示范城市

充分结合本地资源优势、区位优势,大力发展新能源产业,积极开展风能、太阳能、生物质能和地热能的技术推广应用,建设高比例可再生能源清洁示范城市;大力引进、发展新材料的技术研发和应用,形成关中地区重要的新材料产业开发集群。推动渭南市能源结构调整,促进产业升级转型,寻找新的经济增长点。

(3)全国新能源综合应用示范城市

大力发展太阳能、风能、生物质、地热综合应用技术,建设多能互补的电源模式,推广智能微网、能源互联网等先进技术应用,提倡绿色出行方式,鼓励新能源汽车、建筑光伏应用,建设新能源汽车配套的充电桩、充电站等公共配套设施。打造全国新能源综合应用示范城市。

4.3发展目标

(1)总体目标

到2020年,力争使战略性新兴产业成为国民经济和社会发展的重要推动力量,增加值占国内生产总值比重达到15%,部分产业和关键技术跻身国际先进水平,节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造产业成为渭南市国民经济支柱产业。新能源、新材料产业集群发展,总产值超过1000亿元。

(2)具体目标

战略性新兴产业规模年均增长率保持在20%以上,到2020年,形成5个重点发展园区:富平高新技术产业园、华州区钼基新材料产业园、渭南高新区特色新材料产业园、渭南市高新区新能源汽车产业园区、高新区新能源产业园区。每个园区能够引入1~2家大型龙头企业或核心技术企业,形成园区集聚的引力点,形成一批具有较强自主创新能力和技术引领作用的骨干企业,一批特色鲜明的产业链和产业集聚区,在部分领域成为全国重要的研发制造基地。

到2020年,渭南市非水可再生能源用电量比例超过15%,大力发展光伏电站,有序发展风力发电、地热能和生物质能的利用,积极开展分布式发电示范项目,持续推广新能源汽车应用,开展充电站、桩等基础设施布点。到2020年,初步形成完整的光伏产业链,突破低风速发电、地热能和生物质能开发利用的1~2项关键核心技术,为渭南市后期发展奠定基础。

4.4产业发展策略

4.4.1产业链延伸策略

针对渭南现状产业发展以资源型及初加工产业为主的特征,一方面,延长产业链,发展精深加工,提高产业附加值,将资源优势转化为产业优势和经济优势。另一方面,以东部产业转移为契机,积极承接相关联的新兴优势产业,扩大产业规模,提升经济总量。同时提高产业的多样性,避免出现对资源的过度依赖。

图5.2渭南产业拓展模式图

4.4.2产业集群策略

产业集群是在某一特定领域(通常以一个主导产业为核心)中,大量产业联系密切的企业及相关支撑机构在空间上集聚,并形成强劲、持续竞争优势的现象(poter,1998)。产业集群内部的协同效应和自强化机制能够极大的提升产业竞争力,成为区域竞争力的源泉。装备制造业工艺加工过程长、迂回生产方式明显、专业化协作要求高、产品协作配套范围广、中间产品交易量大、产业链条长、产业关联度大、产业集中度高,最适合采取产业集群这一新型的产业组织形式。

集群不单是企业在一定地域上的集中,而是基于产业链的有机集合。集群的生命力在于产业链,即产业之间的实质性关联,只有基于产业链的空间集聚,才能形成产业集群。渭南产业发展必须坚持产业集群原则,塑造若干具有竞争力的产业集群。

图5.3渭南市产业集群发展模式图

4.4.3循环经济策略

循环经济是与传统经济活动的“资源消费—产品—废物排放”的开放(或单程)物质流动模式相对应的“资源消费—产品—再生资源”闭环型物质流动模式。

传统经济是“资源-产品-废弃物”的单向直线过程,创造的财富越多,消耗的资源和产生的废弃物就越多,对环境资源的负面影响也就越大。循环经济则以尽可能小的资源消耗和环境成本,获得尽可能大的经济和社会效益,从而使经济系统与自然生态系统的物质循环过程相互和谐,促进资源永续利用。 因此,循环经济是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统经济模式的根本变革。其基本特征是:

在资源开采环节,要大力提高资源综合开发和回收利用率。

在资源消耗环节,要大力提高资源利用效率。

在废弃物产生环节,要大力开展资源综合利用。

在再生资源产生环节,要大力回收和循环利用各种废旧资源。

在社会消费环节,要大力提倡绿色消费。

在循环经济策略中,高效利用和循环利用资源是核心。其根本目的是要求在经济流程中尽可能减少资源投入,并且系统地避免和减少废物。循环经济应遵循“3R”原则,即减量化、再利用和再循环。减量化,在产品输入端就充分考虑节省投资、提高单位产品对资源的利用率、预防和减少废物的产生,减量化以技术进步带动,节约单位产品耗能,减少大气污染、水污染和土壤污染等;再利用重点在产业链选择和配置上,提倡园区化、规模化和链条化,鼓励深加工和多产融合,形成能源的梯级利用;最后,做好废物处理和再利用,将废物资源进行原级再循环或者转化成其他产品的原料。

循环经济着眼于经济,以协调人与自然关系为准则,在一定条件下将物质、能量、时间、空间、资金等要素有效整合,模拟自然生态系统运行方式和规律,推进整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。

图5.4循环经济

渭南在未来的产业发展中,要发展高技术含量、高质量、高效益、低物耗、低能耗、低水耗、低污染的集约型工业,做大做强有资源优势的支柱产业,发展深加工,延长产业链,提高附加值,努力提高发展的质量和效益。以“绿色发展”理念为指导,在现有的科技园区、工业园区和大型企业推进生态工业园区建设。


5新能源产业集群规划

5.1发展原则

(1)坚持统一规划,整体推动风、光电、生物质、地热能统筹开发。

继续实施项目带动战略,坚持“以规划定项目、以项目促规划”,加大项目策划力度,加强项目研究工作,提高项目实施可行性和运行效率,努力扩展项目效益空间。

(2)推进新能源示范城市建设。

渭南市应充分利用当地丰富的太阳能、风能、地热能、生物质能等可再生能源,使可再生能源在能源消费中达到较高比例或较大利用规模,积极探索各类新能源技术在城市供电、供热、供暖和建筑节能中的应用,减少城市发展对化石能源的依赖,提高新能源利用在城市能源消费中的比重,增强城市可持续发展能力。鼓励专业化投资、经营企业参与城市新能源建设,鼓励同类项目由同一项目法人投资建设和运营管理,形成城市新能源利用的规模效益。

按照“试点先行、结果可控、及时总结、逐步推广”的原则,鼓励新能源替代传统能源供应,开展大型电采暖替代燃煤锅炉、大型蓄热、集中供热站示范工程,在新建建筑要优先使用新能源清洁供暖技术。先启动个别县(区、市)新能源清洁供暖试点示范工程,探索可持续的运行模式,逐步在其他具备条件的县(区、市)推广。

积极倡导绿色出行方式,加快以纯电动汽车为主的新能源汽车推广应用,适度超前布局建设电动汽车充电基础设施,到2020年,初步建成布局合理、高效开放的充电服务体系。

(3)因地制宜开展绿色能源示范县建设。

深入推进潼关富平合阳大荔县等绿色能源示范县建设。积极构建以风电、太阳能为主体,生物质能、地热能和小水电等多种可再生能源技术相互融合的清洁用能体系,充分利用沼气大力发展生物质联产综合利用项目。

遵循“因地制宜、自成一体、经济合理”的原则,基于局部配电网,利用分布式风电、光伏电站,在用户侧搭载技术经济合理的储能设施并应用能量管理系统,指导用户避开用电高峰,优先使用本地可再生能源或大电网低谷电力,建设可通过能量存储和优化配置实现本地能源生产与用能负荷基本平衡的新能源微电网。

(4)开展渭南市新能源综合示范区建设。

实现新能源与传统能源协调发展、电源与电网共同发展,调峰问题有效解决,就地消纳显著增强的发展目标。使新能源发电成为电力供应体系的重要支撑。

加快发展技术成熟、市场竞争力强的风电、太阳能光伏和热利用、页岩气、生物质发电、地热和地温能、沼气等新能源,积极推进技术基本成熟、开发潜力大的新型太阳能光伏发电、生物质气化、生物燃料能等可再生能源技术的产业化,实施新能源集成利用示范重大工程。

5.2太阳能综合应用

5.2.1太阳能开发利用前景

(1)资源储量丰富

我国幅员广阔,有着十分丰富的太阳能资源,理论储量达每年17000亿吨标准煤。根据气象部门的调查、测算:我国太阳能年总辐射量最大值在青藏高原,高达9000MJ/m2,最小值在四川盆地,仅3300MJ/m2,从大兴安岭南麓向西南穿过河套,向南沿青藏高原东侧直至西藏南部,形成一条等值线。此线以西为太阳能丰富地区,年日照时数≥3000h,这是这些地区位处内陆,全年气候干旱、云量稀少所致。此线以东地区,既我国东北、华北、长江中下游地区,以四川为最小,由此向南、北增加,广东沿海较大,台湾和海南西部可达2400h/a-2600h/a;内蒙古东部、华北较大,至东北北部又趋减小。

太阳能是我国总储量最为丰富的清洁可再生能源,太阳能资源丰富区和较丰富区占国土面积2/3以上,是我国继水电、风电之后最具规模化、产业化发展潜力的可再生能源。太阳能的开发利用在近几年及今后将受到各界越开越广泛的重视,开发、利用前景看好。

图6.1我国太阳能资源分布图(单位:MJ·m-2·a-1)

(2)产业发展迅速

截至2015年底,我国光伏发电累计装机容量4318万千瓦,成为全球光伏发电装机容量最大的国家。其中,光伏电站3712万千瓦,分布式606万千瓦,年发电量392亿千瓦时。2015年新增装机容量1513万千瓦,完成了2015年度新增并网装机1500万千瓦的目标,占全球新增装机的四分之一以上,占我国光伏电池组件年产量的三分之一,为我国光伏制造业提供了有效的市场支撑。全国大多数地区光伏发电运行情况良好,全国全年平均利用小时数为1133小时,西北部分地区出现了较为严重的弃光现象,甘肃全年平均利用小时数为1061小时,弃光率达31%;新疆自治区全年平均利用小时数为1042小时,弃光率达26%。

目前光伏发电已经呈现从西北向中东部转移的趋势,形成东中西部共同发展格局。中东部地区有6个省累计装机容量超过100万千瓦,分别是江苏(422万千瓦)、河北(239万千瓦)、浙江(164万千瓦)、山东(133万千瓦)、安徽(121万千瓦)和山西(113万千瓦)。新疆(含兵团)、内蒙古和江苏居新增装机前三位,分别为210万千瓦、187万千瓦和165万千瓦。分布式光伏发电装机容量较大的地区有浙江(121万千瓦)、江苏(119万千瓦)和广东(57万千瓦)。

(3)陕西省开发利用情况

至目前,陕西省并网光伏项目建成容量520MW(13个项目)、分布式光伏项目建成容量30MW,核准、在建并网光伏项目容量1750MW(21个项目),开展前期工作的并网光伏项目容量7234.5MW(96个项目),合计9504.5MW(130个项目)。

表6.1陕西省并网光伏项目建设现状统计汇总表(MW)

序号

区域

建成项目

核准、在建项目

开展前期工作项目

合计

陕北地区

1

榆林市

480

1510

4200

6190

2

延安市

10

100

319.5

429.5

3

小计

490

1610

4519.5

6619.5

关中地区

1

铜川市

0

50

60

110

2

渭南市

30

70

1440

1540

3

西安市

0

0

0

0

4

咸阳市

0

0

170

170

5

宝鸡市

0

20

155

175

6

杨凌区

0

0

0

0

7

小计

30

140

1825

1995

陕南地区

1

商洛市

0

0

890

890

2

安康市

0

0

0

0

3

汉中市

0

0

0

0

8

小计

0

0

890

890

合计

520

1750

7234.5

9504.5

5.2.2太阳能开发利用模式

国内目前太阳能发电模式主要有集中并网光伏电站、分布式光伏发电和太阳能热发电。

(1)集中并网光伏电站

大型地面光伏发电,主要选取荒漠戈壁、荒山荒坡等未利用土地建立一定规模的将太阳光直接转化为电的发电模式。光伏发电系统所生产的电力电量由所在地电网经营单位收购,以升压方式通过输电系统实现在电力系统消纳的光伏发电方式。这种模式凭借其成熟的技术、合理的上网电价以及规模效应在我国已大规模成熟发展,为国内最主要的太阳能发电模式之一。

图6.2大型并网光伏电站

(2)分布式光伏发电

分布式光伏发电特指在用户场地附近建设,运行方式以用户侧自发自用、多余电量上网,且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式,它倡导就近发电,就近并网,就近转换,就近使用的原则,不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量,同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。

图6.3分布式光伏发电

(3)太阳能热发电

太阳能热发电技术是利用高精度聚光器将太阳能这种低密度的稀疏能源汇聚成高密度热能,并进而转换成电能的一种太阳能利用方式,具有零污染物排放、可持续利用、电力调度方便的优点,光热目前处于发展初期,但根据其诸多优势,是光伏发电技术以外的有很大发展潜力的太阳能发电技术。

图6.4太阳能热发电站(槽式、塔式、碟式)

(4)微网光伏系统

微网光伏系统是以分布式光伏发电技术为基础,利用分布式光伏发电系统来形成孤立的电网或者独立的微电网来为偏远地区的居民或者商业用户供电。

微网是智能电网的重要组成部分,能实现内部电源和负荷的一体化运行,并通过和主电网的协调控制,可平滑接入主网或独立自治运行,充分满足用户对电能质量、供电可靠性和安全性的要求。

图6.5微网光伏(带储能)系统框图

5.2.3光伏产业发展概况

光伏产业是指通过各种技术和工艺环节生产出太阳能电池,并将太阳能电池经过串并联后封装保护形成大面积的电池组件,再配合功率控制器等,形成发电装置的产业链,是半导体技术与清洁能源需求相结合产生的朝阳产业,也是我国战略性新兴产业的重要组成部分。近年来,我国光伏产业充分利用自身技术基础和产业配套优势快速发展,逐步取得国际竞争优势并不断巩固,目前已形成了从高纯硅材料、硅锭/硅棒/硅片、电池片/组件系统集成和光伏产品应用等完整的产业链,产业规模迅速壮大。

5.2.3.1世界光伏产业发展概况

(1)产业规模持续扩大

根据《2015-2016中国光伏产业年度报告》,在光伏应用市场快速增长的带动下,2015年全球各类光伏产品生产规模与产量继续增长,全面走出行业低谷。多晶硅方面,全球产能达到47万吨,产量34.5万吨,同比增长14.2%,其中我国产量16.5万吨,同比增长21.3%,连续五年居全球首位。硅片方面,全球产能约84GW,产量约为60.3GW,同比增长20.6%,我国硅片产能约64.3GW,产量约为48GW,占世界总产量的79.6%。电池片方面,全球产能约为79.2GW,产量约为62.1GW,同比增长23.5%,我国产能约为53GW,产量约为41GW,占世界总产量的66%。组件方面,全球光伏组件产能达到99.8GW,产量达到63.5GW,我国依然是太阳能电池组件的最大生产国,产量达到45.8GW,占世界总产量的72%。

(2)产品价格小幅下调

2015年,随着全球光伏企业产能的逐步释放以及生产成本的逐步下降,光伏产品价格继续下探,其中多晶硅价格降幅较大。2015年1月至12月,多晶硅、硅片、电池片和组件的价格分别下降了23.3%、2.1%、0.5%和9.6%。

表6.22015年光伏产品价格变化情况(单位:美元)

时间

多晶硅/公斤

硅片/156*156多晶片

电池片/瓦

组件/瓦

2015年1月

20.66

0.873

0.34

0.614

2015年6月

17.15

0.8

0.301

0.548

2015年12月

15.84

0.855

0.338

0.555

年度降幅

23.3%

2.1%

0.5%

9.6%

数据来源:pvinsights,solarzoom,CPIA整理,2016.3

(3)产业市场继续转向亚太

中国、马来西亚、中国台湾等亚太地区的配套体系较欧美更加完善,且生产要素成本相对较低。据调研显示,除销售成本、综合开销及行政管理费用,以及利息、物流和担保费用,中国光伏制造商的直接制造成本仅为0.41美元/瓦,而在同样条件下,美国组件制造商的制造成本接近0.5美元/瓦。因此,大量欧美、日韩光伏制造企业将工厂转移至中国及南亚、东南亚地区,2015年,这种产业转移持续推进。同时,随着中国光伏市场的快速扩大,部分国外光伏电站开发商宣布将与中国光伏企业合作在中国开发光伏电站项目。

5.2.3.2我国光伏产业总体情况

我国光伏产业继续保持2013年以来的回暖态势,在国际光伏市场蓬勃发展,特别是我国光伏市场强劲增长的拉动下,光伏企业产能利用率得到有效提高,产业规模稳步增长,技术水平不断进步,企业利润率得到有效提升,产业规模稳步增长,技术水平不断进步,企业利润率得到提升,“在一带一路”战略引导及国际贸易保护倒逼下,我国光伏企业的“走出去”步伐也在不断加快。

(1)产业规模迅速提高,企业盈利能力大幅提升

2015年,我国多晶硅开工企业约16家,产能为19万吨,产量达到16.5万吨,同比增长25%,16家多晶硅企业绝大多数处于满产状态,全球产量占比从2014年的45%提高到48.5%;硅片产能达到48GW,同比增长26.3%,全球产能占比从2014年的76%提高到78%,统计37家硅片平均产能利用率达到94%;电池片产量达到41GW,同比增长24.2%,全球产量占比从2014年的65.6%提高到68.3%,统计50家企业平均产能利用率达85%;组件产量达到超过43GW,同比增长20%,全球产量占比从2014年的68.4%提高到71.7%,组件企业平均产能利用率为86%。2015年,我国新增装机约15GW,同比增长逾40%,累计装机量达到约43GW,超越德国成为全球光伏累计装机量最大的国家。2015年,我国光伏企业盈利情况明显好转,大多数企业扭亏为盈。2015年光伏制造业的盈利能力已明显增强。33家规范企业2015年整体经营情况显示,平均利润率达4.7%,比2014年提高30.6%。从细分领域看,组件环节表现要明显好于硅片环节,前10家组件企业平均毛利率超15%。

图6.62011-2016年我国光伏新增装机量、增长率及全球新增装机量

图6.72011-2016年我国多晶硅产量、增长率及全球多晶硅产量

图6.82011-2016年我国光伏组件产量、增长率及全球光伏组件产量

(2)光伏制造全球布局提速,走出去步伐逐步加快

在“一带一路”战略引导及国际贸易保护倒逼下,我国光伏企业“走出去”步伐不断加快。我国光伏企业通过海外建厂、投资建设光伏电站等方式,实现全球化布局。阿特斯、保利协鑫等龙头企业在加拿大、美国和日本光伏项目储备达到700MW以上。部分企业选择在终端市场建厂以贴近市场,如中电电气在土耳其地新建电池及组件工厂,晶澳、天合宣布在印度合资建设电池及组件工厂;部分企业到成本洼地建厂以降低生产成本,如中利腾晖、英利宣布在泰国新建组件厂,卡姆丹克在马来西亚新建硅碇、硅片厂。另外,也有企业通过签订代工协议,以规避“双反”税率,绕道布局全球市场,如昱辉阳光已在7个国家建立了长期代工关系。

(3)弃光限电问题突出,融资难制约光伏发展

目前可再生能源发展规划与电网建设规划的统筹衔接出现问题,区域电网结构限制及外送通道建设滞后,光伏电站集中开发地区面临的限电形势愈发严峻,导致资源丰富地区的优势难以实现。同时,《可再生能源法》的保障性收购要求得不到切实落实,可再生能源发电系统被限制出力的现象十分严重,出现了大范围、常态性的限电、弃光现象。据统计,2015年我国西北地区弃光率达到17.08%,其中,甘肃弃光问题突出,累计弃光电量26.19亿千瓦时,约占全部弃光电量的56%,弃光率达到30.7%。新疆累计弃光电量15.08亿千瓦时,约占全部弃光电量的32%,弃光率达到22.0%。

除了弃光限电外,融资难、融资贵也制约着我国光伏产业发展。我国光伏企业受行业整合以及国外贸易争端等影响,基本丧失在海外资本市场融资能力。而境内融资成本较高,多数光伏企业融资成本在8%左右,部分甚至高达10%。高额的融资成本使得我国光伏企业成本高,大幅侵蚀企业利润。同时,可再生能源补贴资金存在巨大缺口,补贴拖欠较为严重。现行可再生能源补贴申报程序过于繁琐,导致资金调配周期过长,使得发电企业资金流转不畅、财务成本增加,产业链出现发电企业、制造企业、零部件企业间的三角债现象,严重影响了企业的技术创新、技术改造、技术升级、正常经营和经济效益。

(4)技术水平与产品性能不断提升,生产成本持续下降

2015年,在内外环境的共同推动下,我国光伏企业加大工艺技术研发力度,技术水平与产品性能不断提升。骨干企业多晶硅生产能耗继续下降,行业平均综合电耗已降至100kW·h/kg,部分企业甚至已低于70kW·h/kg,硅烷法流化床法等产业化进程加快;单晶及多晶电池技术持续改进,晶硅电池生产的每瓦耗硅量由2010年的约7g降低至目前的5g左右,产业化生产的普通结构电池效率分别达到19.5%和18.3%,处于全球领先水平,部分企业生产的N型电池平均转换效率达到22.9%。钝化发射极背面接触(PERC)、异质结(HIT)、背电极、高倍聚光、等技术路线加快发展,部分技术开始批量生产;光伏组件封装及抗光致衰减技术不断改进。在生产工艺水平的驱动下,产品生产成本不断降低,多晶硅全成本降至15美元/kg,领先企业组件生产成本降至2.9元/瓦,光伏发电系统投资成本降至8-9元/瓦以下,部分分布式装机甚至降至6元/W,度电成本降至0.6-0.9元/千瓦时。

(5)光伏市场蓬勃发展,市场应用呈现多元化

光伏应用模式逐步多元化,目前,虽然大型地面电站仍然占据我国光伏装机总量的80%以上,但2015年,我国光伏电站开发呈现与农业、养殖业、矿业、生态治理相融合的多元化发展趋势。受政策拉动,分布式光伏发电规模也不断扩大,主要分布在电力负荷比较集中的中东部地区。光伏水泵、光伏路灯、光伏树及光伏消费品等光伏应用产品型态逐步多样化。

5.2.3.3我国光伏产业发展趋势

(1)产业规模仍将持续扩大,行业扩产意愿强烈

多晶硅方面,随着全球新增多晶硅产能投产和原有产能优化提升,预计全球多晶硅产量将达到36万吨,我国多晶硅产量将达到18万吨,产品价格预计仍将维持在11万元/吨左右。在电池组件方面,随着光伏行业的整体好转以及由于组件价格下降使得光伏发电成本不断逼近甚至达到平价上网,预计我国组件产量继续呈现增长势头,含海外工厂有望达到50GW,产业集中度有进一步提升。同时考虑到美国由于ITC(税收减免)政策将在2016年底到期,将继续掀起抢装高潮。新兴市场如印度、非洲等正大力推动光伏发展,随着配套政策及融资手段的完善,将成为下一个爆发的增长点。“一带一路”地区光伏市场需求也逐渐释放,我国光伏装机在“领跑者”计划和电价下调带来的抢装驱动下,全年光伏装机市场将达到20GW以上。2016年海外光伏市场也将助推我国光伏产业的发展。“又一轮光伏热袭来,预计行业扩产意愿将会更强烈。

(2)产业投资持续加强,企业兼并重组步伐加速

在政府扶持、技术进步的大环境之下,我国光伏行业持续回暖,光伏行业投资热情大涨,很多传统行业力图通过收并购的手段来迅速进军光伏行业。同时,我国光伏企业仍将加速拓展新兴市场,积极实施产业全球布局计划,通过海外投资设厂、海外企业并购等方式,推动国际光伏贸易格局加快演进,光伏产业投资持续加强。随着光伏市场的良性发展,光伏行业发展逐渐呈现了“大者恒大、弱者愈弱”的“马太效应”,那些竞争力不强、经营情况不好的光伏企业将逐步通过重组退出光伏市场,而龙头企业将通过收购其他企业扩大产能以抢占市场份额,或获得先进生产技术。工业和信息化部发布了《关于进一步优化光伏企业兼并重组市场环境的意见》,一定程度上消除了兼并重组过程中的政策性障碍,金融机构也在通过相关政策性基金支持企业加强兼并重组,为企业兼并重组创造了良好的政策环境;《光伏制造行业规范条件》相应指标的提升也进一步提高了光伏企业的技术门槛,上述政策的叠加也将加快落后产能的淘汰,2016年或成为光伏行业整合、并购之年。

(3)融资难并网难仍待破解,非技术因素蚕食电站利润

中国光伏企业融资成本远高于美国、欧洲地区平均水平,沉重的资金负担和入不敷出的现金流使众多光伏企业苦不堪言。尤其是分布式光伏发电开发主体多以中小企业为主,可选的融资工具较少,高昂融资成本抑制了中小企业发展分布式光伏的意愿。目前融资租赁、yieldco、资产证券化、众筹等方式具有不同程度限制,破解光伏融资难题根本上还要依靠手握重金的银行,2016年,光伏行业融资难并网难问题仍待破解。从2015年并网装机容量来看,新疆(含兵团),甘肃和内蒙古都已经早早地超过了国家给定额度。由于承载这些地区电力输送至需求量大的城市中心的特高压设施仍在建设期,这些省份仍将面临严峻的限电问题。我们预计其它地区,例如浙江和福建,也有可能遇到类似问题。在目前负荷与资源错配的现象短期内无法解决的情况下,虽然电改将从制度和实操层面有效缓解目前弃光限电严重的现象,但是限电、补贴、用地压力仍在,上述非技术性因素仍将蚕食电站利润。

(4)新技术新产品开发活跃,智能化水平有望提升

2016-2017年,技术进步仍将是产业发展主题。光伏领跑者计划将继续进一步拉动高效单晶市场需求,单晶硅电池产业化主流效率有望达到30%,主流组件产品功率将达到280-295W,PERC电池、N型电池规模化生产进一步扩大。考虑到西部限电问题比较突出,今年光伏电站将向中东部地区倾斜,农光、渔光互补等新模式将推动双玻组件、双面组件、跟踪系统、MPPT逆变器等新产品需求。硅烷流化床法多晶硅生产工艺有望实现规模化生产,单晶连续投料生产工艺和G7、G8大容量铸锭技术持续进步,金刚线切割技术将得到进一步应用。市场供需关系的改变,将会倒逼企业通过技术进步和产品差异化获得进展优势。同时,光伏制造的自动化、智能化、柔性化以及未来全球虚拟工厂成为光伏产业升级的主要趋势,大部分的光伏企业已经逐步实现由“制造”向“智造”转型,光伏制造的智能化水平有望逐步提高。未来一段时期,国内外光伏市场需求旺盛,高效和可靠性不再是衡量光伏产品的唯一指标,智能化、轻量、与建筑结合的要求会使产品更加多样化,并适用于多种应用和安装条件,从而实现能源互联网。

(5)市场应用持续强劲,分布式发展势态良好

我国光伏市场虽面临局部地区限电、土地、补贴拖欠、上网标杆电价下调等问题,但政府正通过提升可再生能源附加、优化电站指标规模发放等破解瓶颈,而产品价格的持续下降也将抵消电价下调和限电带来的影响。受政策拉动,分布式光伏发电规模不断扩大,应用领域更加广泛,主要分布区域转向电力负荷比较集中的中东部地区。同时,我国初步规划“十三五”光伏装机规模目标将达150GW左右,此次装机规模大幅提升,再次表明国家支持光伏发展的决心。随着国家光伏政策的逐渐落实,投资者信心增强,国内光伏市场应用持续强劲。同时,受技术进步和成本下降等因素的推动,以及激烈的市场竞争影响,2017年之后上网标杆电价将下调。

(6)弱化补贴依赖

用于支付可再生能源补贴的国家可再生能源发展基金缺口连年扩大,其主要原因是可再生能源电价附加未能实现应收尽收。虽然,2013年中国已将可再生能源电价附加标准提高至1.5分/kWh,但可再生能源发展基金规模增速远不能满足可再生能源新增装机补贴需求,截止到2016年上半年,我国可再生能源电价补贴缺口累计达到550亿元。

为弱化光伏行业对补贴的依赖,以价格倒逼光伏产业技术升级、成本下降,年末发改委再次下调光伏标杆电价0.02-0.1元/kWh。与陆上风电一并调整2016年标杆电价不同,此次调价暂未明确2017年后的光伏发电的标杆电价,体现了继续扶持光伏市场发展的政策导向。

(7)“领跑者”计划将引领国内光伏市场发展

国家对集中并网光伏电站采取总量规模控制原则,在全国范围内进行整体调控,每年按计划向各省下达集中式光伏电站开发规模;与此同时,为了进一步促进光伏市场的规范化和先进化,推动光伏发电提效降价,早日实现光伏发电平价上网,从2015年开始,国家能源局每年将安排专门的市场规模实施“领跑者”计划,要求项目采用先进技术产品。国家通过组织光伏发电基地、新技术示范基地等方式组织实施,对示范工程提出建设标准、技术进步及成本下降目标等要求,通过竞争性方式选择技术能力和投资经营实力强的开发投资企业,企业通过市场机制选择达到“领跑者”技术指标的光伏产品。

2016年国家能源局下达光伏发电规模指标,其中普通集中式光伏电站21各省,总规模为12.6G;光伏领跑者批复8个基地,总规模为5.5G,其中河北省张家口50万千瓦,山西150万千瓦,内蒙古150万千瓦,安徽100万千瓦,山东100万千瓦。截至目前,所有基地已完成项目招商,全部项目预计将于2017年底建设完成并通过验收并网运行。

未来“领跑者”基地建设将会得到更大发展。“领跑者计划”一是能够有效拉动高效产品市场需求,有利于推动企业技术升级和产品质量提升,促进我国光伏产业转型升级;二是通过市场化机制决定光伏电站规模分配,有利于解决过去散、小、乱的电站指标发放;三是“领跑者”基地政府充当保姆角色,提供统一公共基础设施代建、备案规划统一打捆服务等,有利于业主降低投资成本。但目前我国能够达到“领跑者”计划要求的产品产能较低,远不能满足市场需求,亟待加速对生产设备进行升级或新技术产业化,提升先进生产线产能和提高产品质量。

5.2.4产业发展思路

以提高太阳能电池转化效率、器件使用寿命和降低光伏发电系统成本为目标,大力发展太阳能光伏电池的生产制造新工艺和新装备;积极推动多元化太阳能光伏光热发电技术新设备、新材料的产业化及其商业化发电示范;建立大型并网光伏发电站,推进建筑一体化光伏发电应用。大规模推广应用高效、多功能太阳能热水器,推动太阳能在供暖、制冷和中高温工业领域的应用。建立促进光伏发电分布式应用的市场环境,推进以太阳能应用为主、综合利用各种可再生能源的新能源城市建设。

5.2.4.1产业链发展特征

光伏产业链包括硅料、硅片、电池片、电池组件、应用系统5个环节。上游为硅料、硅片环节;中游为电池片、电池组件环节;下游为应用系统环节。同时各个产业链涉及光伏设备以及辅料及系统部件。从全球范围来看,产业链5个环节所涉及企业数量依次大幅增加,光伏市场产业链呈金字塔形结构。

图6.9光伏产业链构成示意图

(1)硅料

硅料制备主要是金属硅冶炼,需要在电力充沛且电价较低的地方,多晶硅制备属于技术密集型和资本密集型产业,生产线需要负荷保持稳定,所以生产弹性较小,容易积压货品,企业的集中度较高,排名前十的企业产能约占国内总产能的93.2%。目前国内多晶硅仍有缺口,部分需要从国外进口,但由于市场的不稳定性,仍然存在阶段性过剩的可能性,利润上涨空间有限。虽然国内多晶硅已经突破技术封锁,实现了部分产能的国产化,有效促进了我国光伏市场的硅料价格下降,但整体的产品质量水平不高,高质量的多晶硅仍然具有很大的市场发展空间。

(2)硅片、硅棒

单晶硅片、硅棒的制造是光伏产业链上游的中间环节。硅片的生产环节主要是多晶硅提纯、铸锭和切片,硅片的产业集中度较高,全球前十大硅片厂的产量占比约为59.9%,而电池和组件的前十家产能占比均低于此,因此硅片具有较强的议价能力,利润空间较为可观。未来晶硅产品将继续占据光伏发电的主流地位,低成本、高转换效率将是技术发展重点。

(3)电池片

当今在用的光伏发电技术主要有3种:晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池和聚光太阳能电池,其中晶体硅电池应用最为广泛,达到80%以上。目前市面上流通的电池片种类以多晶硅电池片和单晶硅电池片为主,光伏行业发展初期,多晶硅电池片价格优势明显,市场占有率颇高,近几年受多晶硅市场膨胀,产能积压影响,以及单晶硅的价格下降和国家对电站的技术先进性提出的更高要求,促使单晶硅的市场占有率逐步提升,数据显示,截至2015年底,全球单晶电池总产能超过16GW。未来市场对高效电池的需求度会持续上升,PERC、N型等新型高效电池会成为电池发展中心,逐步提高市场占有率,同时,生产成本会持续降低。

(4)组件

2015年我国组件生产规模进一步增大,组件企业的布局基本与电池片生产企业布局一致,主要集中在东部沿海地区,产量最大的为江苏省,总产能达到31GW。2015年的组件生产成本持续下降,目前组件厂商主要从成本控制和提升产品转换效率两个方面入手,保证利润实现或亏损减小,有的企业开始进入下游电站开发,以更好的调控组件生产及出货,同时垂直整合产业链利润。

图6.10组件中各种原材料成本构成

组件环节的技术门槛低,投资密度小,能够根据市场需求随时调节产品产量。组件的成本主要有硅料成本和非硅成本构成,硅片成本约占组件成本的40%,背板、边框、玻璃、制造等非硅成本占比约为3%-12%,由于近几年光伏市场的快速发展,硅料、玻璃等各种原辅材料供应充足,基本上处于产能过剩状态,组件企业的议价能力较强,从目前的原辅材料价格和成本看,价格下降空间较小,未来组件仍然是以高性价比的高效太阳能电池组件为主要发展方向,组件产品呈现多样化、高效化、智能化的发展趋势。

(5)光伏设备

光伏设备指光伏制造企业用于生产原料、电池组件、零部件等产品中使用的,并在反复使用中保持原有实物形态和功能的机械设备。光伏设备主要包括硅棒/硅锭制造设备、硅片制造设备、电池片制造设备、晶体硅电池组件制造设备、薄膜组件制造设备等5大类,各大类主要包括的设备如下表所示:

表6.3主要光伏设备分类

生产设备领域

设备类型

硅棒、硅锭生产设备

铸锭炉、单晶炉、检验测试设备、切割研磨设备、其他

硅片生产设备

开方机、多线切割机、检验测试设备、抛光研磨设备、

清洗设备、自动分拣设备、其他

电池片生产设备

制绒机、清洗机、扩散炉、PECVD、烧结炉、丝网印刷机、

检测设备、其他

晶硅电池组件制造设备

层压机、自动焊接机、切割划线设备、组框组角机、其他

薄膜组件制造设备

CVD、PECVD、PVD、清洗设备、激光刻划机、层压机、其他

2015年我国光伏设备行业总营收入约为51.5亿元。全国光伏设备相关企业数量达到80家以上,从业人员超过8000人。总体来看,由于2015年光伏产业市场回暖,光伏制造各环节相继扩产,产线升级和改造的需求较大。目前,我国光伏设备企业从硅材料生产、硅片加工、光伏电池片、组件的生产以及相应的纯水制备、环保处理、净化工程的建设、以及与光伏产业链相应的检测设备、模拟器等,已经具备成套供应能力,部分产品如扩散炉、管式PECVD、单晶炉、多晶铸锭炉、层压机、检测设备等已有不同程度的出口。未来,“大尺寸、自动化、高产能”等高档设备市场广阔,与“大半导体”的结合将更加紧密,同时,设备研制与工艺开发集合会越来越紧密,在“互联网+”和“中国制造2025”发展战略的推动下,设备正在从“光伏制造”向“光伏智造”转变。

(6)光伏辅料及系统部件

光伏辅料包括光伏浆料、光伏背板、光伏EVA胶膜、光伏玻璃等,系统部件主要是应用领域的光伏铝边框和支架、逆变器等。

①光伏浆料

目前晶体硅太阳能电池的浆料有背面铝浆、正面银浆、背面银浆(或银铝浆)等三种。浆料是除了硅材料之外,影响晶硅太阳能电池成本最关键的材料,占晶硅太阳能电池总成本的14%左右。目前国内铝浆供应已经完全实现国产化,国内背银市场由外资企业主导地位的局面已经被打破,而正面银浆尚未实现国产化替代,供应商仍以外资企业为主。未来,光伏浆料行业的国产化进程将进一步加快,高效电池浆料产品成为热点,随着电池片价格的大幅下滑,浆料所占成本比例逐渐上升,电池企业将会与银浆企业相互合作,大幅降低单位耗银量以节约成本。

②光伏背板

光伏背板也称为太阳能电池背板、太阳能电池背板膜、光伏背板膜、太阳能背板,是一种位于太阳能电池组件背面的光伏封装材料,光伏背板的原材料主要有PET基膜、氟材料和胶黏剂。目前背板行业整体利润率保持在较高水平,我国背板企业总设计产能约占需求量的60%,已经初步实现了国产化。国内公司生产的背板选用的材料及结构都有差异,使得市场上充斥着各种背板产品,导致背板市场价格高低不一,从10元/m2到50元/m2不等。其次,质量参差不齐,虽然背板已经实现了国产化,但关键材料核心技术门槛高,并不是所有企业都能掌握,且大部分为国外材料供应商垄断,进口替代空间依然很大。

③光伏EVA胶膜

EVA胶膜是光伏组件最主要的封装材料,其生产的主要原料为EVA树脂(VA含量28%~33%左右),原材料成本占总成本的80%以上。经过近几年的发展,我国光伏EVA胶膜已完全实现国产化,自给率已达到95%以上,国内厂商已占据主导地位,并在产品质量方面占据优势。但国内EVA树脂生产商的产品大多为中低端产品,光伏级EVA树脂依然主要依赖进口。同时,受供求关系影响,光伏EVA胶膜价格下降缓慢,行业整体盈利水平较高,据中国光伏行业协会调研显示,行业平均毛利率约为30%。

④光伏玻璃

光伏玻璃的主要应用领域为晶体硅光伏组件封装用盖板玻璃,以及少量双玻组件的盖板及背板玻璃,目前晶体硅光伏组件用盖板玻璃采用超白压花玻璃,或镀有减反射膜的超薄压花玻璃。国内光伏玻璃行业在不到十年的时间,从全部依赖进口发展到国内同行竞争激烈,产能过剩导致价格持续走低进入微利阶段,企业规模化发展已成共识。随着光伏行业的迅速发展,光电转换效率在经历了早期迅速提升后,由于已逐渐接近理论极限值,突破性技术的研发速度已进入平稳期。未来,具有防灰、防尘、防污染、易清洁以及轻质、高强度、高透光性的光伏玻璃将成为未来的发展趋势。

⑤光伏铝边框和支架

在市场需求的带动下,近年来中国边框产业蓬勃发展,产能迅速扩充,整个中国的供应量已经占据全球边框需求的80%。未来光伏边框的发展趋势为小尺寸轻量化、易安装边框和新型材料边框。

光伏支架根据不同的产品材质,有铝合金、碳钢、HDPE等,光伏支架在目前的太阳能光伏发电系统的成本构成中约占3.7%-10%,仅次于光伏组件和逆变器。目前中国生产的支架占全球的50%以上,已占据全球光伏支架产能的半壁江山。光伏支架产品技术含量低,产业门槛不高,同质化竞争激烈,原材料成本占产品生产成本的70%以上,因此光伏支架企业数量多,市场竞争激烈,产品质量参差不齐,行业整体利润处于较低水平。光伏支架的发展正朝着多样化、加工精密化、轻量化的方向发展,同时,跟踪支架将成为重要的发展方向。

⑥逆变器

目前,逆变器分为集中型光伏逆变器(功率范围30KW~1MW)、组串型光伏逆变器(1.5KW~30KW)、集散式逆变器以及微型逆变器(200W~500KW)。由于近几年国内光伏产业蓬勃发展,本土企业迅速崛起,已经具备与国际逆变器龙头企业竞争的实力。据GTM2016年4月统计,在2015年出货量前十大逆变器企业中,中国企业占据四家,分比为华为、阳光电源、特变电工、上能电气,竞争优势明显。未来,逆变器企业的兼并重组进程将逐步加快,注重技术积累和技术创新、具有深厚技术研发能力的主流厂商,凭借各方面所拥有的综合优势将获得更大的发展空间;技术线路向两头集中:电站型大功率逆变器和微型逆变器。

5.2.4.2太阳能光伏产业集群

目前,我国光伏企业在国际上已经取得了强大的竞争优势,经过了产业价格突破的“临界点”阶段和全行业低谷期和洗牌期,正在迎来光伏产业发展高潮。渭南市的太阳能综合应用以太阳能光伏电站为主线,依托渭南市的资源优势、科技人才优势,延伸上游产业,拓展相关产业链,形成以先进技术引领,产业链完整的太阳能综合应用技术示范城市。

(1)产业发展策略

渭南市太阳能综合应用产业应立足陕西,面向全国。首先以渭南市光伏领跑者基地的规划报批及项目落地为契机,充分利用项目带动作用,加大招商力度,形成上下游产业集聚和一批重点核心企业,大力发展先进组件、逆变器及新型支架的技术研发,形成规模产业供给,并逐步辐射陕西铜川、榆林、咸阳等其他省市的光伏应用市场;借助处于关中腹地的区位优势,北拓南进,向北主要面向西藏、内蒙、青海等大型地面电站的建设和技术应用,向南逐步向华南、华北、沿海等地区推进。

(2)产业集群规划

在目前光伏市场的规模越来越大的情况下,渭南市利用自己的优势,瞄准下游应用市场,重点以地面集中电站的建设、分布式电站的推广应用为基础,发展上游组件、支架、逆变器等主材,同时发展如坩埚、石墨、碳毡、铝浆、银浆、超白玻璃、EVA膜、铜箔带、铝合金等重要辅材。除了主材和辅材环节,后期逐步发展硅料和辅材的再生业务,如铸锭厂的头尾料和边皮料的回收,切片厂的砂浆、硅料回收以及再生,铸锭厂的坩埚回收和石墨回收再加工,还有,在今后光伏电站投资到了一定年限后,对于超过服役期的电站的组件中的超白玻璃、铜箔、银浆、铝合金、背板等各种辅料的回收和再加工。

表6.4渭南市光伏产业链发展集群规划

产业链环节

产业发展方向

发展思路

光伏应用

光伏电站

“领跑者”基地、分布式电站

光伏产业发展基础

光伏主材

硅料

高质量多晶硅制备

进口替代

硅片

高质量硅片制备

产业提升

电池片

PERC、N型等新型、高效电池

产业提升

组件

新型高效组件

产业提升

光伏设备

装备制造

精密制造、智能制造

原有装备制造产业补充和产业提升

光伏辅料

光伏浆料

正面银浆

进口替代

光伏背板

关键核心材料研发制造

进口替代

光伏EVA胶膜

光伏级EVA树脂的研发制造

对接渭北“煤化工”产业,实现产业链延伸和进口替代

光伏玻璃

防灰、防尘、防污染、易清洁以及轻质、高强度、高透光性光伏玻璃

产业提升

系统部件

支架和边框

铝合金支架和边框

对接澄城“煤炭铝”产业,产业链延伸

逆变器

电站型大功率逆变器和微型逆变器

产业补充和提升

光伏电站回收

循环经济

对超过服役期的电站进行硅料、玻璃、银浆、铝等各种主辅材的回收和再加工

产业链补充,发展绿色、循环经济

5.2.4.3重点发展储能技术

发展创新性储能技术对加快发展我国新能源产业具有决定性的意义,近几十年来,储能技术的研究和发展一直受到各国能源、交通、电力、电讯等部门的高度重视。

图6.11电力系统运行特点

储能技术的应用,可以帮助风电场和光电场输出平滑和“移峰填谷”。随着新能源尤其是风电、光电产业的迅猛发展,将推动大容量储能产业的发展。储能技术在很大程度上可以解决新能源发电的随机性、波动性问题,实现新能源发电的平滑输出,有效调节新能源发电引起的电网电压、频率及相位的变化,使大规模风电及光伏发电方便可靠地并入常规电网。

2014年,中国经济持续低迷,石油、煤、电等基础能源价格一路下行,市场哀声一片。与此同时,中国新能源领域的“改革”、“创新”成为新常态,中国启动了新一轮的新能源市场改革。2015年,能源交易成为新一轮的创业热点;“需求侧管理”、“分布式光伏”、“光伏扶贫”、“光伏金融”正在推动着分布式光伏相关的微网系统的发展。作为分布式电力和微网体系的核心支柱技术,储能正在孕育着火山爆发的力量。

近两年来,中国西北地区的光伏电站受电量消纳影响和电网送出的限制,开发规模已接近饱和,光伏电站的建设主战场正在向中东部电量需求集中的城市转移,“农光互补”、“林光互补”、“渔光互补”、“采煤沉陷区治理”等光伏新模式应用正是适应光伏市场转移的新生力量,随着光伏市场向中东部转移,稀缺的土地资源越发成为制约电站发展的限制性条件。从国外光伏市场的发展历程和国内光伏市场发展的转变,可以看出,未来,分布式光伏将逐步扩张并成为主要光伏应用市场。

同时,受节能减排和促进汽车产业发展的双重目标下,新能源电动汽车将是未来汽车的主要方向,伴随着电动汽车的发展,以及电池成本的逐步下降和技术的日趋成熟,高效储能电池必将逐步取代内燃机作为汽车的主要动力。而新能源汽车的发展也势必将推动电池储能产业的发展。

储能技术可以说是新能源产业革命的核心,渭南市应抓好新能源的发展机遇及光伏市场转移的机遇,充分利用新能源汽车产业发展的带动作用,大力发展储能技术,为未来进入分布式光伏市场和移动电源应用市场做好准备,同时促进新能源汽车产业做大做强。

储能可以按照存储能量所用的方式方法的不同分为机械储能、化学储能和电磁储能3大类。机械储能有弹性储能、液压储能、抽水储能、压缩空气储能和飞轮储能等类型,其中抽水储能电站由于具有启动灵活、爬坡速度快和在低谷储能的特点,在风电光电调峰中使用较多。抽水蓄能电站是电力系统中最可靠、最经济、寿命周期长、容量大、技术最成熟的储能装置,是新能源发展的重要组成部分。通过配套建设抽水蓄能电站,可降低核电机组运行维护费用、延长机组寿命;有效减少风电光电并网运行对电网的冲击,提高风电光电场和电网运行的协调性以及电网运行的安全稳定性。

图6.12抽水蓄能电站的运行原理示意图

化学储能有铅酸电池、镍系电池、锂系电池、液流电池、钠硫电池等。目前使用较多的是锂电池,锂电池具有能量密度高、充放电速度快、重量轻、寿命长、无环境污染等优点,循环寿命长,一般均可达到500次以上,甚至1000以上。液流储能电池是一类适合于固定式大规模储能(储电)的装置,相比于目前常用的铅酸蓄电池、镍镉电池等二次蓄电池,具有功率和储能容量可独立设计(储能介质存储在电池外部)、效率高、寿命长、可深度放电、环境友好等优点,是规模储能技术的首选技术之一。

图6.13不同储能技术的成熟度及应用

5.3风能综合应用

5.3.1风能产业发展思路

加强风电装备研发,增强大型风电机组整机和控制系统设计能力,提高发电机、齿轮箱、叶片以及轴承、变流器等关键零部件开发能力,在风电运行控制、大规模并网、储能技术方面取得重大突破。

渭南市大部分区域年平均风速为5.0m/s~5.5m/s,属于典型的低风速风电场区,区域风电开发很大程度上取决于风电新技术、新设备的研发。从风能产业发展的思路出发,可将渭南市打造成为全国低风速风电场实验区,低风速风机及装备制造研发基地。要实现这两个目标,需要做到以下几个方面:

(1)尽快开展渭南市风能资源详查工作,完善测风工作,同时掌握风电新技术和新设备研发进展情况,使低风速风能得到有效开发利用,充分挖掘渭南市风能资源开发潜力,使渭南市风电开发具有规模效应。

(2)当渭南市风电开发具有一定规模时,渭南市可积极引入大型风电机组研究机构和装备制造生产企业,特别是针对低风速区风机的研发机构或生产企业,实现风电设备的本地化,打造全国低风速风电场实验区,形成以风能开发和风电设备制造为核心的产业聚集区和配套生产基地。

(3)当渭南市风电装机容量不足以吸引整机厂商的时候,一方面要让风机厂商看到整个关中地区风电开发的潜力,以及与渭南市接壤的山西、河南两省低风速区风电开发前景。另一方面也可以引入生产风机零部件的厂商,如:发电机、齿轮箱、叶片、机舱罩、轴承、塔筒和法兰等生产厂商。

总之,渭南市风能产业的发展应以大型风电场开发为主,在形成规模效应的基础上,引入整机厂商或是风机零部件生产厂商,通过风电场开发,带动渭南市整个风电产业链的发展。

5.3.2重点发展技术

近年来,我国内陆风能资源丰富区——“三北地区”(西北、东北和华北)风电开发陷入严重饱和状态,已连续几年造成非常严重的弃风限电问题。据统计,2015年全国风电弃风电量339亿kW·h,同比增加213亿kW·h,平均弃风率15%,同比增加7个百分点。在风能资源好的地区因弃风限电问题而使风电开发受限的背景下,低风速区风电场开发逐渐引起各方关注和重视。

渭南市属于典型的低风速区。通过对渭南市风能资源进行分析,渭南市风电项目风速普遍较小,风功率密度等级为1级。大部分风电场80m高度年平均风速约为4.9m/s~5.5m/s,年平均风功率密度约为140W/m2~230W/m2。在10年前,渭南地区被认为是不具备风电开发价值的区域。但随着风电技术的不断发展进步,渭南地区风电发展已经有了重大突破。截止目前,渭南市已建、在建风电项目装机容量突破20万kW。“十三五”期间渭南市风电发展需进一步依靠风电重点技术的发展。

(1)低风速风机研发

自2010年开始,基于对整个风电行业大势的洞察和风电并网瓶颈的预判,国内各大风机厂商将低风速领域列为市场拓展的重点,相继投入大量资金和人力进行低风速风机研发工作。由于低风速区风能密度较低,风电机组必须通过采用更大的叶片和优化的设计捕获更多的风能,从而提高发电效率。低风速技术绝非简单加长叶片这么简单,需要掌握如何控制叶片质量及载荷的技术,以及提升低风速风机的能量捕获性能,优化电气传动链的能量转换效能,还有控制方面的优化提升等。

在较短的时间里,各大风机厂商均在低风速风电机组研发方面取得了巨大成就,风机的单机容量不断地被扩大、叶片长度不断地被增加、塔筒高度不断地被抬高、风电机组的运行控制策略不断地被优化等。当前,单机容量为2.0MW风机成为主流机型,各风机厂商研发的2.0MW低风速风机叶轮直径普遍可以达到121m,甚至个别厂商还在研发叶轮直径为126m的2.0MW风电机组;此外,个别厂商正在研发适合低风速地区的2.5MW和3.0MW风电机组,这些机组叶轮直径在130m~140m之间。这些长叶片低风速型风电机组的出现为低风速地区甚至超低风速地区风电开发带来了新的曙光。

(2)高塔架技术

2016年6月12日,三部委联合发布《中国制造2025--能源装备实施方案》促能源装备发展,促进开发适用于轮毂中心高度100m~200m大型陆上风力发电机组。

国外高塔架技术已经发展多年,并有大量的工程实际应用,主要采用全现浇式混凝土塔架、全预制式混凝土塔架、混合塔架等型式,塔架高度最高已经达164m,主要由Enercon、Nordex、REpower、Gamesa、Siemens等厂家应用。国内对于用于风力发电机组的混合塔架的研究相对较少。

自2011年开始,中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司与金风科技签订联合开发《120m混合式风电塔架设计开发与试验研究》技术合作协议,并在中国电建集团公司申请《风力发电机组预应力混凝土混合塔架技术研究》科研项目立项,正式开始对预应力混凝土-钢混合塔架技术的研究工作,是国内最早开始高塔架技术实质研究的单位。项目于2014年完成课题研究并通过项目验收,目前已经形成了拥有自主知识产权的混合塔架结构设计及施工技术。

相比传统的钢制塔架,预应力混凝土混合塔架有如下优点:

(1)运输不受限。目前较大单机容量机组的塔架底段外径已达4.3m,已达国内运输的上限值。当单机容量或叶轮直径继续增大,传统钢制塔架同时该限制直径无法承受大叶轮、高轮毂机组的荷载,这意味着大机组、高轮毂的钢结构塔架无法适应,而采用分片钢结构塔架或分片预应力混凝土-钢混合塔架则是较好的选择。

(2)动力性能好,无发电量损失。相比钢制塔架,混凝土混合塔架结构刚度较大,频率高、振幅小,便于施工安装及后期维护;与发电机不存在共振区间,无发电量损失。

(3)抗冲击和抗疲劳性能好。预应力混凝土结构具有良好的阻尼特性,吸能效果好,其抗冲击和疲劳性能相比钢制塔架更加优越;

(4)耐腐蚀性能好。混凝土塔架相比钢制塔架在抗腐蚀性能、耐久性能上均要优越;

(5)底部空间大。混凝土塔架底端直径较大,空间大,利于通风散热,可以将箱变置于塔筒内部,能节省箱变基础征地、基础及电缆成本。

(6)适用范围广。混凝土塔架由于混凝土材料的特殊性能尤其适用于抗风沙、抗烟雾、防洪区等区域。

(7)维护成本低。由于混凝土材料本身特点,加上预应力体系的安全可靠性能可以减少后期维护次数,降低了后期维护成本。

预应力混凝土混合塔架由于其具备钢筋混凝土结构的特点,适用于风速低、湍流强度大、风切变指数高以及具有其它特殊要求的风电开发环境。通过目前国内外的研究和对比,预应力混凝土-钢混合塔架整体支撑结构的成本相比与传统钢结构塔架整体支撑结构具有一定的优势,特别是高度超过100m后,优势明显,具有很好的市场前景。

金风科技于2015年设立了一台1.5MW样机采用的是100m高的预应力混凝土-钢混合塔架;国金新能科技有限公司引入欧洲纯混凝土塔架技术,已在新疆哈密等地设立了120m高纯混凝土塔架。目前,高塔架技术的研究成果已经在多地得到了推广应用,取得了很好的经济效果。

5.4地热能综合利用

5.4.1产业发展思路

(1)鼓励公共建筑优先使用浅层地温能

对于浅层地温能相关产业,其开发技术、施工工艺、设计制造等相关产业体系较为成熟完善,利用方式主要是地源热泵(土壤源热泵、地表水源热泵、地下水源热泵)等成熟技术,且利用受资源情况、建筑性质及用能需求等因素的影响交大,应该根据目标建筑特性因地制宜的确定开发方案。

根据渭南市现状,推荐鼓励公共建筑优先使用浅层地温能供冷供热。大型公共建筑用能需求旺盛、规律性强、冬夏季冷热负荷曲线较为稳定,对浅层地温能的利用较为有利。故浅层地温能开发利用规划重点区域为主城区及新建开发区。在重点区域积极促进新建国家机关办公建筑,政府投资的学校、医院、博物馆、科技馆、体育馆等满足社会公共需要的公益性建筑,以及单体建筑面积超过2万平方米的机场、车站、宾馆、饭店、商场、写字楼等大型公共建筑优先采用地源热泵技术供暖制冷。鼓励既有化石能源锅炉房供热及传统中央空调的建筑物改用地源热泵系统或复合式热泵系统,以提高能源利用效率,实现节能减排。

(2)稳步推进中深层地热能梯级利用

开展地热能应用专项规划,研究地热能全生命周期梯级能源利用方法,推进地热能应用技术和回灌技术,推广地热能应用,在全市范围内建设地热能全生命周期利用示范项目。

为进一步提高资源的利用效率,更加充分的利用有限的地热资源,综合梯级利用势在必行。所以在地热开发中,必须打破现在功能单一的格局,站在地热资源全生命周期的高度去规划地热资源利用方式,因地制宜的提出合理的梯级利用计划。典型的地热能梯级利用开发模式如下图所示。

图6.14以产业开发为基础的地热资源产品全生命周期循环模型图

图6.15地热能梯级利用开发模式

依托渭南地区优质的地热资源,理想的综合利用方式是在提取丰富的地热水伴生气的同时,利用中高温地热水发电;一级尾水通过换热器实现城镇供热(或其他工业应用);二级尾水大部分通过热泵技术进行余热利用,小部分用于休闲洗浴等生活用途;余热利用后的地热水尾水在有条件的区域可开展设置农业,热带养殖等低温农业用途;最终地热水被利用到25℃以下,处理达到回灌标准后,通过回灌井回灌至同一热储层,减少地热开发对环境的影响,实现可持续发展。

通过地热水梯级利用,可有效带动伴生气的提取提纯、中低温发电、城镇市政供暖、休闲旅游、设施农业等相关产业的发展。同时带动相关关键技术的研发、装备制造以及相关服务业的长足进步,将原来单一的地热利用方式整合成为一个完整的产业链,为社会经济的发展提供有力的助推。

(3)探索地热旅游与现有旅游资源的结合

渭南市现有旅游资源丰富,在此基础上探索与地热休闲疗养,绿色生态观光农业相结合的旅游产业,带动相关服务业的发展,因地制宜开发渭南旅游新模式,积极将地热产业的影响向第三产业延伸。

5.4.2重点发展技术

5.4.2.1水溶气提取提纯

氦气是国防军工和高科技产业不可或缺的稀有气体,目前主要是从含氦天然气中提取。我国氦气资源不仅数量贫乏,而且含量低,渭南地区发现的地热水伴生天然气中氦气含量交大,有很高的开采价值。但若单纯采用深冷法开采氦气成本依然较高,随着膜分离技术、联产法、联合法等提氦新工艺和LNG等相关产业的发展,为从天然气中经济的提取氦气提供了新的方法。因此,在保护有限氦气资源的同时加强对提氦技术和氦气资源的开发利用,推进提氦新技术的试验研究和提氦新工艺的推广应用,对于国家用氦安全、促进提氦技术的发展和提高经济效益具有重要意义。

5.4.2.2中低温热水发电

渭南地区地热资源以中低温为主,依托资源的梯级开发,逐步改进完善现有的中低温热水发电技术,进一步提高地热水利用的㶲效率。同时中低温热水发电技术还可广泛应用于工业余热的回收利用,同时带动相关装备制造、新材料研发等一系列产业的发展。

5.4.2.3回灌技术

回灌技术是水热型地热资源可以持续开发利用的保障,也是水热型地热资源大规模开发的必要技术前提。故应加大回灌技术的研究力度,确保地热水的开发利用可以达到经济的100%同层回灌,为地热产业的长久发展提供有力支撑。

5.4.3存在的主要问题

5.4.3.1地热资源勘查评价程度较低,不适应开发需求。

目前渭南地区的地热资源尚未进行系统地详细勘查评价,未能按照资源分布系统性的划定开发区域、制定开发计划,在一定制约了地热资源的开发利用。

5.4.3.2开发利用方式单一,尾水回灌无法保证。

目前地热水的利用主要以休闲疗养等直接利用及建筑供热利用为主,利用方式单一,未能较好的控制尾水温度,造成一定程度的浪费。由于技术、经济等原因,地热尾水的回灌工作不能很好落实,造成部分地热井水位下降严重,资源面临枯竭等一系列问题。

5.4.3.3政府管理职能交叉,影响地热开发进程。

地热能开发利用过程中涉及国土资源、水利(水务)、城市建设等管理部门,其中有部分管理职能交叉,缺乏统筹安排。

5.4.3.4缺乏相关政策、资金支持。

地热资源的可持续开发利用需要大量的资金投入,实现地热能行业的规模化和产业化,不仅要有政府的政策扶植,还需要扩展融资渠道,建立市场准入机制。渭南市处于我国西部地区,大多数地热开发单位自身资金实力不足,缺乏政策上的支持引导,没有建立健全的地热矿业权市场,金融机构的资金支持较少,导致开发单位的融资渠道狭窄,吸纳社会资金的能力有限,有些单位为了尽快回收投资,只注重眼前利益,不顾长远进行设备投资,超采、过度开采、只采不灌等现象严重,不利于地热资源的可持续开发利用。

5.4.4渭南地热能开发的建议

5.4.4.1加快勘查及规划工作

委托有资质的企业进行渭南地区地热能资源详细的勘查评价,在此基础上制定详细的地热能开发利用专项规划,根据资源分布、城乡发展规划、产业发展规划等一系列相关规划,因地制宜的制定地热能开发利用的开发时序和利用方法。明确资源开采区范围,严格限制开采量及回灌率。为渭南市地热能开发提供一个切实可行的行动路线。

5.4.4.2完善地热能开发监测体系

对现有的开发企业及新建项目应完善监测体系,实时监测抽水井水位、流量、水温,地热尾水流量、水温及回灌井流量等相关参数,从根本上杜绝尾水温度高、只采不灌等现象的发生。

5.4.4.3理顺管理制度

明确各行政部门的管理权限和职责,如有必要可成立地热开发办公室等专项管理机构,或由政府制定牵头单位统筹协调地热开发过程中的一系列管理问题,提高政策的执行效率,方便相关企业的开发经营。

5.4.4.4加大研发投入,出台优惠政策

技术滞后和资金短缺是地热资源开发利用的一大障碍,地热资源产业又有其特殊性,投资大,周期长,回报慢。因此,在发展起步阶段需要依靠政府的资金支持和提供相应的政策优惠。同时应加大政府的研发投入,对关键技术进行科技攻关,进一步提高地热能利用系统自身的经济性。

5.5生物质能综合利用

5.5.1生物质综合应用方向

自2006年以来,随着《可再生能源法》的颁布,我国陆续出台了促进可再生能源发展的电价、税收、补贴以及费用分摊等优惠政策。在各项政策支持下,我国生物质能多元化利用取得较大进展,生物质发电、液体燃料、燃气、成型燃料等多种利用方式并举,技术不断进步,呈现出规模化发展的良好势头。

生物质利用主要方向为生物质发电、生物质成型燃料、生物质燃气、生物质液体燃料等。

(1)生物质发电

生物质发电有直燃发电与气化发电两种。直燃发电技术是指全部采用生物质原料,在专用生物质锅炉中燃烧,产生蒸汽,供应热量,同时驱动蒸汽轮机,带动发电机发电。直接燃烧发电是农林生物质发电中应用最广的方式,装机容量从不到1MW到几百MW,发电效率通常在20%~30%之间,近年来已有技术能够使发电效率达到40%。

气化发电是指生物质原料气化后生成可燃气体,净化后燃烧,驱动内燃机或燃气轮机,带动发电机发电。目前,生物质气化的方式主要有循环流化床气化和固定床气化两种。气化发电项目的规模一般可控制在1万千瓦以下。

(2)秸秆成型燃料

秸秆成型燃料技术是利用机械力对农作物秸秆进行压缩,使原料的容重大大增加,并可使不同种类原料获得较为统一的燃烧特性。目前生物质压缩成型技术已经不存在不可逾越的技术障碍,但是在项目建设的规范化方面尚需要认真对待。

(3)生物质燃气

生物质燃气是以农作物秸秆、畜禽粪便等为原料,以空气、水蒸气等为气化介质,在特定条件下通过化学反应、生物化学反应将秸秆转化为可燃气体,主要可燃成分是CH4、CO、H2等。生物质燃气利用技术主要包括集中供气、供热以及用作车用燃料。

(4)生物质液体燃料

生物质液体燃料主要采用热裂解技术,生物质热裂解是指生物质在完全没有氧或缺氧条件下热降解,最终生成生物油、木炭和可燃气体的过程。三种产物的比例取决于热裂解工艺和反应条件。一般地说,低温慢速热裂解,产物以木炭为主;高温闪速热裂解,产物以可燃气体为主;中温快速热裂解,产物以生物油为主。国内对于生物质热解油的研究还主要集中在热解反应器的研制和放大阶段,生物油精制改性的报道目前相对较少。

截止2015年底,我国生物质发电总装机容量约1000万千瓦,生物质成型燃料利用量约480万吨,截止2014年底,全国沼气总产量192亿m3,户用沼气160亿m3,规模化沼气工程8.05万处,年产气量30亿m3,生物天然气产量约2亿m3;生物燃料乙醇产量230万吨,生物柴油年产量90万吨。截至2015年底,我国各类生物质能利用规模共约3300万吨标准煤,约占全国能源消费总量0.88%。

5.5.2生物质能产业发展思路

统筹生物质能源发展,有序发展生物质直燃发电,积极推进生物质气化及发电、生物质成型燃料、沼气等分布式生物质能应用。加强下一代生物燃料技术开发,推进纤维素制乙醇、微藻生物柴油产业化。

5.5.3渭南市生物质发展技术路线

5.5.3.1技术方向

(1)生物质发电项目

在人口规模较大的城市周边,利用生活垃圾等作为原料建设生物质直燃发电项目,推进生活垃圾二次焚烧消纳及综合利用示范工程,建立生活垃圾焚烧循环高效利用模式,加快地区垃圾焚烧发电应用比例,提高垃圾焚烧能源化利用进程。

在农村生物质资源比较丰富、人口密集的乡镇,主要利用农林剩余物(秸秆、畜禽粪便)、餐厨垃圾等建立分布式生物质直燃发电或燃气发电项目,提高生物质能源利用效率。选择限制燃煤供应且生物质资源丰富地区,建设生物质热电联产项目,有效替代燃煤使用。

(2)生物质燃气项目

在秸秆剩余物及禽畜粪便资源丰富区,主要利用规模化养殖场的畜禽粪便和产气率较高的玉米秸秆作为原料,推进生物天然气规模化示范项目建设,积累原料收集、生物天然气生产和市场应用等方面的经验,推动全市生物天然气规模化发展。

5.5.3.2重点发展技术

(1)垃圾焚烧设施需要稳定运行,并设置除尘和脱硫设施,积极发展二噁英控制技术,要求二噁英达标排放。

(2)推动垃圾发电关键设备、分拣关键设备技术进步,在满足垃圾焚烧污染物排放标准前提下,积极探索垃圾焚烧小型化设施的建设。

(3)加快生物天然气工程技术进步,积极发展原料预处理和多种原料的混合发酵技术进步,提高工程运营自动化水平。加强沼液、沼渣高值化利用技术,提升生物有机肥料、高养分复合微生物肥料、商业液肥的制作技术工艺和设备,拓展商业化应用市场,提高生物天然气经济性。


6新材料产业集群规划

6.1新材料的应用领域

随着科学技术发展,人们在传统材料的基础上,根据现代科技的研究成果,开发出新材料。新材料按组分为金属材料、无机非金属材料(如陶瓷、砷化镓半导体等)、有机高分子材料、先进复合材料四大类。按材料性能分为结构材料和功能材料。结构材料主要是利用材料的力学和理化性能,以满足高强度、高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能要求;功能材料主要是利用材料具有的电、磁、声、光热等效应,以实现某种功能,如半导体材料、磁性材料、光敏材料、热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料等。新材料在国防建设上作用重大。例如,超纯硅、砷化镓研制成功,导致大规模和超大规模集成电路的诞生,使计算机运算速度从每秒几十万次提高到现在的每秒百亿次以上;航空发动机材料的工作温度每提高100℃,推力可增大24%;隐身材料能吸收电磁波或降低武器装备的红外辐射,使敌方探测系统难以发现等等。

新材料作为高新技术的基础和先导,应用范围极其广泛,它同信息技术,生物技术一起成为二十一世纪最重要和最具发展潜力的领域。同传统材料一样,新材料可以从结构组成,功能和应用领域等多种不同角度对其进行分类,不同的分类之间相互交叉和嵌套。

新材料主要有传统材料革新和新型材料的推出构成,随着高新技术的发展,新材料与传统材料产业结合日益紧密,产业结构呈现出横向扩散的特点。

新材料按照应用领域来分,一般把新材料归为以下几大类。

(1)信息材料

电子信息材料及产品支撑着现代通信、计算机、信息网络、微机械智能系统、工业自动化和家电等现代高技术产业。电子信息材料产业的发展规模和技术水平,在国民经济中具有重要的战略地位,是科技创新和国际竞争最为激烈的材料领域。微电子材料在未来10~15年仍是最基本的信息材料,光电子材料将成为发展最快和最有前途的信息材料。信息材料主要可以分为以下几大类:

a)集成电路及半导体材料

以硅材料为主体,新的化合物半导体材料及新一代高温半导体材料也是重要组成部分,也包括高纯化学试剂和特种电子气体。

b)光电子材料

激光材料、红外探测器材料、液晶显示材料、高亮度发光二极管材料、光纤材料等领域。

c)新型电子元器件材料

磁性材料、电子陶瓷材料、压电晶体管材料、信息传感材料和高性能封装材料等。

当前的研究热点和技术前沿包括柔性晶体管、光子晶体、SiC、GaN、ZnSe等宽禁带半导体材料为代表的第三代半导体材料,有机显示材料以及各种纳米电子材料等。

(2)能源材料

全球范围内能源消耗在持续增长,80%的能源来自于化石燃料,从长远来看,需要没有污染和可持续发展的新型能源来代替所有化石燃料,未来的清洁能源包括氢能、太阳能、风能、核聚变能等。解决能源问题的关键是能源材料的突破,无论是提高燃烧效率以减少资源消耗,还是开发新能源及利用再生能源都与材料有着极为密切的关系。

传统能源所需材料主要是提高能源利用效率,现在集中在要发展超临界蒸汽发电机组和整体煤气化联合循环技术上,这些技术对材料的要求都十分苛刻,如工程陶瓷、新型通道材料等;氢能和燃料电池:氢能生产、储存和利用所需的材料和技术,燃料电池材料等;绿色二次电池:镍氢电池、锂离子电池以及高性能聚合物电池等新型材料;太阳能电池:多晶硅、非晶硅、薄膜电池等材料;核能材料:新型核电反应堆材料。

新能源材料就材料种类主要包括专用薄膜,聚合物电解液,催化剂和电极,先进光电材料,特制光谱塑料和涂层,碳纳米管,金属氢化物浆料,高温超导材料,低成本低能耗民用工程材料,轻质、便宜、高效的绝缘材料,轻质、坚固、复合结构材料,超高温合金,陶瓷和复合材料,抗辐射材料,低活性材料,抗腐蚀及抗压力腐蚀裂解材料,机械和抗等离子腐蚀材料。当前研究热点和技术前沿包括高能储氢材料,聚合物电池材料,中温固体氧化物燃料电池电解质材料,多晶薄膜太阳能电池材料等。

(3)生物材料

生物材料是和生命系统结合,用以诊断、治疗或替换机体组织、器官或增进其功能的材料。它涉及材料、医学、物理、生物化学及现代高技术等诸多学科领域,已成为21世纪主要支柱产业之一。

现在几乎所有类型的材料在健康治疗中都已得到应用,主要包括金属和合金,陶瓷、高分子材料、复合材料和生物质材料。高分子生物材料是生物医用材料中最活跃的领域;金属生物材料仍是临床应用最广泛的承力植入材料,医用钛及其合金,以及Ni-Ti形状记忆合金的研究与开发是一个热点;无机生物材料近年来越来越受到重视。

目前,国际生物医用材料研究和发展的主要方向,一是模拟人体硬软组织、器官和血液等的组成、结构和功能而开展的仿生或功能设计与制备,二是赋予材料优异的生物相容性、生物活性或生命活性。就具体材料来说,主要包括药物控制释放材料、组织工程材料、仿生材料、纳米生物材料、生物活性材料、介入诊断和治疗材料,可降解和吸收生物材料,新型人造器官,人造血液等。

(4)汽车材料

汽车用材在整个材料市场中所占的比例很小,但是属于技术要求高,技术含量高,附加值高的三高产品,代表了行业的最高水平。

汽车材料的需求呈现出以下特点:轻量化与环保是主要需求发展方向;各种材料在汽车上的应用比例正在发生变化,主要变化趋势是高强度钢和超高强度钢,铝合金、镁合金、塑料和复合材料的用量将有较大的增长,汽车车身结构材料将趋向多材料设计方向。同时汽车材料的回收利用也受到更多的重视,电动汽车、代用燃料汽车专用材料以及汽车功能材料的开发和应用工作不断加强。

(5)纳米材料与技术

纳米材料及技术将成为第5次推动社会经济各领域快速发展的主导技术,21世纪前20年将是纳米材料与技术发展的关键时期。纳电子代替微电子,纳加工代替微加工,纳米材料代替微米材料,纳米生物技术代替微米尺度的生物技术,这已是不以人的意志为转移的客观规律。

纳米材料与科技的研究开发大部分处于基础研究阶段,如纳米电子与器件,纳米生物等高风险领域,还没有形成大规模的产业。但纳米材料及技术在电子信息产业、生物医药产业、能源产业、环境保护等方面,对相关材料的制备和应用都将产生革命性的影响。

(6)超导材料与技术

超导材料与技术是21世纪具有战略意义的高新技术,广泛用于能源、医疗、交通、科学研究及国防军工等重大领域。超导材料的应用主要取决于材料本身性能及其制备技术的发展。

目前,低温超导材料已经达到实用水平,高温超导材料产业化技术也取得重大突破,高温超导带材和移动通讯用高温超导滤波子系统将很快进商业化阶段.

(7)稀土材料

稀土材料是利用稀土元素优异的磁、光、电等特性开发出的一系列不可取代的,性能优越的新材料。稀土材料被广泛应用于冶金机械、石油化工、轻工农业、电子信息、能源环保、国防军工等多个领域,是当今世界各国改造传统产业,发展高新技术和国防尖端技术不可缺少的战略物资。

具体包括:稀土永磁材料,其是发展最快的稀土材料,包括NdFeB、SmCo等,广泛应用于电机、电声、医疗设备、磁悬浮列车及军事工业等高技术领域;贮氢合金,主要用于动力电池和燃料电池;稀土发光材料,有新型高效节能环保光源用稀土发光材料,高清晰度,数字化彩色电视机和计算机显示器用稀土发光材料,和特种或极端条件下应用的稀土发光材料等;稀土催化材料:发展重点是替代贵金属,降低催化剂的成本,提高抗中毒性能和稳定性能;稀土在其他新材料中的应用:如精密陶瓷、光学玻璃、稀土刻蚀剂、稀土无机颜料等方面也正在以较高的速度增长,如稀土电子陶瓷、稀土无机颜料等。

(8)新型钢铁材料

钢铁材料是重要的基础材料,广泛应用于能源开发、交通运输、石油化工、机械电力、轻工纺织、医疗卫生、建筑建材、家电通讯、国防建设以及高科技产业,并具有较强的竞争优势。

新型钢铁材料发展的重点是高性钢铁材料。其方向为高性能、长寿命,在质量上已向组织细化和精确控制,提高钢材洁净度和高均匀度方面发展。

(9)新型有色金属合金材料

主要包括铝、镁、钛等轻金属合金以及粉末冶金材料,高纯金属材料等。

铝合金:包括各种新型高强高韧、高比强高比模、高强耐蚀可焊、耐热耐蚀铝合金材料,如Al-Li合金等;镁合金:包括镁合金和镁-基复合材料,超轻高塑性Mg-Li-X系合金等;钛合金材料:包括新型医用钛合金、高温钛合金、高强钛合金、低成本钛合金等;粉末冶金材料:产品主要包括铁基、铜基汽车零件、难熔金属、硬质合金等;高纯金属及材料:材料的纯度向着更纯化方向发展,其杂质含量达ppb级,产品的规格向着大型化方向发展。

(10)新型建筑材料

新型建筑材料主要包括新型墙体材料、化学建材、新型保温隔热材料、建筑装饰装修材料等。国际上建材的趋势正向环保、节能、多功能化方向发展。

其中玻璃的发展趋势是向着功能型、实用型、装饰型、安全型和环保型五个方向发展,包括对玻璃原片进行表面改性或精加工处理,节能的低辐射(Low-E)和阳光控制低辐射(Sun-E)膜玻璃等;此外,还包括节能、环保的新型房建材料,以及满足工程特殊需要的特种系列水泥等。

(11)新型化工材料

化工材料在国民经济中有着重要地位,在航空航天、机械、石油工业、农业、建筑业、汽车、家电、电子、生物医用行业等都起着重要的作用。

新型化工材料主要包括有机氟材料、有机硅材料、高性能纤维、纳米化工材料、无机功能材料等;纳米化工材料和特种化工涂料是近年来的研究热点。精细化、专用化、功能化成了化工材料工业的重要发展趋势。

(12)生态环境材料

生态环境材料是在人类认识到生态环境保护的重要战略意义和世界各国纷纷走可持续发展道路的背景下提出来的,一般认为生态环境材料是具有满意的使用性能同时又被赋予优异的环境协调性的材料。

这类材料的特点是消耗的资源和能源少,对生态和环境污染小,再生利用率高,而且从材料制造、使用、废弃直到再生循环利用的整个寿命过程,都与生态环境相协调。主要包括:环境相容材料,如纯天然材料(木材、石材等),仿生物材料(人工骨、人工器脏等),绿色包装材料(绿色包装袋、包装容器),生态建材(无毒装饰材料等);环境降解材料(生物降解塑料等);环境工程材料,如环境修复材料、环境净化材料(分子筛、离子筛材料),环境替代材料(无磷洗衣粉助剂)等。

生态环境材料研究热点和发展方向包括再生聚合物(塑料)的设计,材料环境协调性评价的理论体系,降低材料环境负荷的新工艺,新技术和新方法等。

(13)军工新材料

军工材料对国防科技,国防力量的强弱和国民经济的发展具有重要推动作用,是武器装备的物质基础和技术先导,是决定武器装备性能的重要因素,也是拓展武器装备新功能和降低武器装备全寿命费用,取得和保持武器装备竞争优势的原动力。

随着武器装备的迅速发展,起支撑作用的材料技术发展呈现出以下趋势:一是复合化:通过微观、介观和宏观层次的复合大幅度提高材料的综合性能;二是多功能化:通过材料成分、组织、结构的优化设计和精确控制,使单一材料具备多项功能,达到简化武器装备结构设计,实现小型化,高可靠的目的;三是高性能化:材料的综合性能不断优化,为提高武器装备的性能奠定物质基础;四是低成本化:低成本技术在材料领域是一项高科技含量的技术,对武器装备的研制和生产具有越来越重要的作用。

6.2渭南新材料产业集群发展思路

以渭南市重点发展的能源化工、食品医药、通用航空、装备制造、有色冶炼和新能源等产业基础和发展方向为指导,发展相关新材料产业技术研发及下游制造产业,形成良好的产业配套和产业互动,构建集产品应用、技术研发和产品制造为一体的多种产业相互融合的产业集群。

渭南市新材料产业发展主要依托渭南高新区国家新材料、新技术培育基地,培育发展新材料产业,重点打造三个新材料产业集群:(1)富平航空航天新材料产业集群。充分发挥铝电资源优势,发展航空铝材。(2)高新区3D打印专用特色新材料产业集群。加大3D打印专用金属、智能材料、合成生物材料以及电子信息材料的研发和应用,发展高性能复合材料、无机非金属新材料和绿色建材产业,打造特色新材料产业基地。(3)华州区钼基新材料产业集群。依托华阴钼矿,大力发展钼基新材料产业。同时,借助渭南市渭北煤化工发展优势及条件,大力发展下游化工新材料,形成上下游完善的大化工和精细化工集群。

6.3富平航空新材料产业集群

6.3.1航空新材料的发展前景

航空材料与航空技术的关系极为密切,航空航天技术的发展离不开与其相对应的航空航天材料的发展,航空材料既是研制生产航空产品的物质保障,又是推动航空产品更新换代的技术基础。

在航空制造发展的过程中,材料的更新换代呈现出高速的更迭变换,材料和飞机一直在相互推动下不断发展。“一代材料,一代飞机”正是世界航空发展史的一个真实写照。预计全球客机数量年均增长率为3.6%,到2029年,全球客机数量将近35000架。未来几年中国飞机制造行业对航空材料的需求将迅速增长。根据中国航空工业第一集团公司预测,到2025年,国内航空运输飞机拥有量将达到3900架,其中大型客机将达2000架。这将使中国成为仅次于美国的全球第二大航空市场。未来20年,亚太地区将继续在全球空运市场中占主导地位,亚太地区航空公司运营的专用货机机队将增长4倍,达到1056架的规模。另外在发展太空探索科技领域,对航空材料的需求也在增加。

国家高度重视以大飞机为代表的航空产业发展,即将出台的《战略新兴产业“十三五”规划》,将重点发展130-200座级、单通道、高亚声速、中短途运输机,以及250-350座级、双通道、高亚声速、中远程运输机。此外,先进涡扇支线飞机、涡桨支线飞机、先进70座级涡桨支线飞机、无人机等重点飞机型号,也将成为“十三五”期间飞机制造领域的发展重点。得益于技术的进步以及国家政策的支持,我国民用飞机制造市场广阔,而铝作为航空器材制造最重要的金属材料之一将发挥举足轻重的作用。

中国航空产业对铝合金材料的需求增加了中国铝加工企业航空铝材研发和规模化生产的紧迫感。铝合金凭借密度小、强度适中、易加工成形、耐腐蚀性强,资源丰富、可回收性强等独特的优势,成为航空器制造的主要关键性结构材料。

6.3.2渭南市发展航空新材料产业的优势

6.3.2.1卤阳湖航空产业集群内需拉动

通用飞机是一个朝阳产业,是国家发展战略和中长期规划发展的重中之重,有望成为我国未来20年来最有发展潜力的产业。渭南市发展通用航空产业有着得天独厚的优势,蒲城内府机场有半径20km,高度2000m以下的本场空域,国内少见。集陆地、草地、水上三跑道为一处,全国独有。地势平坦,周边净空条件良好,有12.5km2盐湖湖面和5km2的草地可作为飞行体验区。发展通用航空产业主要依托省级卤阳湖现代产业综合开发区,以通用航空制造、通用航空运营服务、飞行员培训、航空主题体验旅游为主导产业。构建完善的通用航空产业整个体系,将对渭南市产业结构的调整发挥重要作用,每年可为渭南GDP贡献实现30亿元,成为渭南经济发展新的增长点。

根据渭南市“关于加快全市工业经济转型的意见”,“十三五”期间,将依托阎良航空产业科技优势,深化军民融合协调发展,培育民机试飞、通用航空、航空装备制造、航空物流和支线机场“五位一体”航空产业集群,推进国家民机可研试飞基地项目建设,打造国家民机科研试飞基地。加快推进陕西力控直升机制造等项目建设,积极策划包装航空产业类项目,争取俄罗斯伊尔—76飞机改装制造、波音737交付中心、新加坡宝德集团航空物流园、汉能无人机、航空航天博览园、直升机场及物资储备库等一批重点项目落户。加快实施富平高新区飞机维修改装、海天无人机、韦加公司无人机等项目建设。

6.3.2.2阎良区航空产业的辐射带动

阎良区位于西安市东北部,全区总面积244km2,是一座资源丰富的航空名城。区内有中航工业试飞中心、第一飞机设计研究院、西飞公司、中国飞机强度研究所等大型航空事业单位,聚集了陕西1/3以上的航空资源。“轰六”、“运七”、“运八”、“飞豹”、小鹰系列、“新舟600”等30多种军、民用飞机诞生于此。阎良区是国务院批准的国家级航空经济技术开发区。阎良区已成为中国唯一、亚洲最大的集飞机研究设计、生产制造、试飞鉴定、教育培训、旅游体验、交流会展六位一体的航空工业基地,被誉为“中国航空城”。

图7.1阎良空警200和歼10参加珠海航展

当前,阎良进入加快发展、跨越发展时期,陕西省西安市赋予阎良西安国际化大都市副中心城市的全新定位,打造渭北工业区航空工业组团,并在省市共建大西安、《渭北工业区规划》以及副中心城市建设等方面给予重大支持。中航工业集团、航空产业基地与阎良融合发展、促进航空领域深层次发展。

6.3.3渭南航空新材料的发展思路

航空航天材料按材料的适用对象不同可分为飞机材料、航空发动机材料、火箭和导弹材料和航天器材料等。按材料的化学成分可分为金属与合金材料:铝合金、镁合金、钛合金、钢、高温合金、粉末冶金合金等;有机非金属材料(高分子材料):透明材料、胶粘剂、橡胶及密封剂、涂料、工程塑料等;无机非金属材料:玻璃、陶瓷等;复合材料:聚合物基复合材料、金属基复合材料、无机非金属基复合材料、碳/碳复合材料等。四个具有代表性的材料有:

(1)铝合金

铝合金因其技术成熟、成本低、使用经验丰富等优势,在相当长时期内,仍将是亚音速飞机和超音速飞机的主要结构用材之一。

航空铝材与普通铝合金相比,对强度、硬度、韧性、抗疲劳性、塑性有较高的要求。航空铝材有硬铝、超硬铝、防锈铝合金、锻造铝合金和铸造铝合金等多种。

a)硬铝:铝镁铜合金。航空业应用最广泛的铝合金。常用2024、2A12、2017A,强度、韧性、抗疲劳性较好,塑性好。用来制造蒙皮、隔框、翼肋等。

b)超硬铝:铝锌镁铜合金。常用7075、7A09,强度极限和屈服强度高,承受载荷大,用来制造机翼上翼面蒙皮、大梁等。

c)防锈铝合金:常用铝镁合金5A02、5A06、5B05。具有较高的抗蚀性、抗疲劳性、良好的塑性、焊接性。用来制造邮箱、油管等。

d)锻造铝合金,常用6A02,硬度高,具有良好的耐腐蚀性。制造发动机零件、接头等。

e)铸造铝合金,比重小,抗蚀性、耐热性高,制造发动机机匣等。

(2)结构钢

一些新型超高强度钢在今后仍然还会是起落架、主要接头、隔框等一些主要承力结构的备选材料。

(3)钛合金

钛合金在飞机结构用材中所占的重要地位已确定无疑,但是钛合金的较贵的价格和较差的工艺性,是影响使用的很大因素。

(4)先进复合材料

由于先进复合材料具有比钢、铝、钛高得多的比强度、比模量和耐疲劳等有点,在未来高效能的飞机结构材料中,先进复合材料将会占据越来越重要的地位,甚至完全有可能出现全复合材料结构的飞机。

图7.2富平航空新材料集群

6.3.4发展重点

富平县地处渭南市西南,紧邻西安市阎良区,具有发展航空新材料得天独厚的优势。渭南市依托省级卤阳湖现代产业综合开发区的通用航空产业和阎良航空产业科技优势,大力发展航空新材料产业。

(1)重点发展航空铝材,打造中国航材研发先进产业集群。

重点依托渭南蒲城的煤电铝优势,重点发展航天铝材,同时加大其他结构钢、钛合金、先进复合材料等航空材料的研发和技术应用。

(2)打造集航材研发、航材加工和航材检测的全产业链。

航空新材料产业发展从三个方面着手:一是加大对材料科学理论的研发,渭南市应依托高新技术产业基地,大力开展航空新材料的研发工作,尤其是对使用较多的铝合金和极具发展潜力的先进复合材料的研发投入;二是逐步提升材料加工业的工艺进展,发展航空材料制造技术,从而使新的材料发现能够投入到实际应用中;三是发展材料性能测试与无损检测技术,材料性能测试与无损检测技术正在提供原来越多的、更为精细的信息,为飞行器的设计提供更接近于实际使用条件的材料性能数据,为生产提供保证产品质量的检测手段。

6.4高新区3D打印专用特色新材料产业集群

6.4.13D打印技术发展情况

6.4.1.13D打印技术分类

3D打印技术起源于美国的快速成型技术。基本原理为:数字分层-物理层积,即首先对被打印对象建立数字模型并进行数字分层,获得每层的二维加工路径或轨迹,然后选择合适的材料及相应的工艺方式,在上述获得的每层、二维数字路径驱动下,逐层打印,并最终累积制造出被打印的对象。与传统切削加工方式的“减材制造”方式相比,3D打印是一种成长式的加工方式,大大提高了材料利用率,国内称之为“增材制造”。为一种综合性应用技术,3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识,具有很高的科技含量。3D打印机是3D打印的核心装备。它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统,主要由高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统组成。此外,新型打印材料、打印工艺、设计与控制软件等也是3D打印技术体系的重要组成部分。

目前,3D打印技术主要被应用于产品原型、模具制造以及艺术创作、珠宝制作等领域,替代这些领域传统依赖的精细加工工艺。3D打印可以在很大程度上提升制作的效率和精密程度。除此之外,在生物工程与医学、建筑、服装等领域,3D打印技术的引入也为创新开拓了广阔的空间。如2010年澳大利亚Invetech公司和美国Organovo公司合作,尝试以活体细胞为“墨水”打印人体的组织和器官,是医学领域具有重大意义的创新。

目前,国内外3D打印领域中已有近20种不同的工艺系统,目前较为常见的工艺有七种,根据3D打印所用材料的状态及成形方法,分为熔融沉积成形(Fused Deposition Modeling,FDM)、光固化立体成形(Stereo Lithography Apparatus,SLA)、分层实体制造(Laminated Object Manufacturing,LOM)、电子束选区熔化(Electron Beam Melting,EBM)、激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)、金属激光熔融沉积(Laser Direct Melting Deposition,LDMD)、电子束熔丝沉积成形(Electron Beam Freeform Fabrication,EBF)。不同的工艺根据自己的特点应用在不用领域。

(1)熔融沉积成形(FDM)

熔融沉积成形技术(FDM)技术是以丝状的PLA、ABS等热塑性材料为原料,通过加工头的加热挤压,在计算机的控制下逐层堆积,最终得到成形的立体零件。这种技术是目前最常见的3D打印技术,技术成熟度高,成本较低,可以进行彩色打印。

(2)光固化立体成形(SLA)

光固化立体成形技术(SLA)是利用紫外激光逐层扫描液态的光敏聚合物(如丙稀酸树脂、环氧树脂等),实现液态材料的固化,逐渐堆积成形的技术。这种技术可以制作结构复杂的零件,零件精度以及材料的利用率高,缺点是能用于成形的材料种类少,工艺成本高。

(3)分层实体制造(LOM)

分层实体制造技术(LOM)以薄片材料为原料,如纸、金属箔、塑料薄膜等,在材料表面涂覆热熔胶,再根据每层截面形状进行切割粘贴,实现零件的立体成形。这种技术速度较快,可以成形大尺寸的零件,但是材料浪费严重,表面质量差。

(4)电子束选区熔化(EBM)

电子束选区熔化成形技术(EBM)是在真空环境下以电子束为热源,以金属粉末为成形材料,通过不断在粉末床上铺展金属粉末然后用电子束扫描熔化,使一个个小的熔池相互熔合并凝固,这样不断进行形成一个完整的金属零件实体。这种技术可以成形出结构复杂、性能优良的金属零件,但是成形尺寸受到粉末床和真空室的限制。

(5)激光选区熔化(SLM)

激光选区熔化成形技术(SLM)的原理与电子束选区熔化成形技术相似,也是一种基于粉末床的铺粉成形技术,只是热源由电子束换成了激光束,通过这种技术同样可以成形出结构复杂、性能优异、表面质量良好的金属零件,但目前这种技术无法成形出大尺寸的零件。

(6)金属激光熔融沉积(LDMD)

金属激光熔融沉积成形技术(LDMD)以激光束为热源,通过自动送粉装置将金属粉末同步、精确地送入激光在成形表面上所形成熔池中。随着激光斑点的移动,粉末不断地送入熔池中熔化然后凝固,最终得到所需要的形状。这种成形工艺可以成形大尺寸的金属零件,但是无法成形结构非常复杂的零件。

(7)电子束熔丝沉积成形(EBF)

电子束熔丝沉积成形技术又称电子束自由成形制造技术(EBF),是在真空环境中,以电子束为热源,金属丝材为成形材料,通过送丝装置将金属丝送入熔池并按设定轨迹运动,直到制造出目标零件或毛坯。这种方法效率高,成形零件内部质量好,但是成形精度及表面质量差,且不适用于塑性较差的材料,因无法加工成丝材。

6.4.1.23D打印技术发展现状及发展趋势

3D打印技术正在快速改变传统的生产方式和生活方式,作为战略性新兴产业,美国、德国等发达国家高度重视并积极推广该技术。《中国制造2025》中多次强调要培育3D打印产业发展,并将3D打印技术列为我国未来智能制造的重点技术来大力支持。不少专家认为,以数字化、网络化、个性化、定制化为特点的3D打印技术为代表的新制造技术将推动第三次工业革命。与传统工艺相比,金属3D打印有直接成型,无需模具,可以实现个性化设计并制作复杂结构,高效、低消耗、低成本等优点,尽管仍有待完善,但3D打印技术市场潜力巨大,势必成为未来制造业的众多突破技术之一。

(1)国际发展情况

经过十多年的探索和发展,3D打印技术有了长足的进步,目前已经能够在0.01mm的单层厚度上实现600dpi的精细分辨率。目前国际上较先进的产品可以实现每小时25ram厚度的垂直速率,并可实现24位色彩的彩色打印。目前,在全球3D打印机行业,美国3D Systems和Stratasys两家公司的产品占据了绝大多数市场份额。此外,在此领域具有较强技术实力和特色的企业/研发团队还有美国的Fab@Home和Shapeways、英国的Reprap等。当前,国际3D打印机制造业正处于迅速的兼并与整合过程中,行业巨头正在加速崛起。

目前在欧美发达国家,3D打印技术已经初步形成了成功的商用模式。如在消费电子业、航空业和汽车制造业等领域,3D打印技术可以以较低的成本、较高的效率生产小批量的定制部件,完成复杂而精细的造型。另外,3D打印技术获得应用的领域是个性化消费品产业。如纽约一家创意消费品公司Quirky通过在线征集用户的设计方案,以3D打印技术制成实物产品并通过电子市场销售,每年能够推出60种创新产品,年收入达到100万美元。

(2)国内发展情况

自20世纪90年代以来,国内多所高校开展了3D打印技术的自主研发。清华大学在现代成型学理论、分层实体制造、FDM工艺等方面都有一定的科研优势;华中科技大学在分层实体制造工艺方面有优势,并已推出了HRP系列成型机和成型材料:西安交通大学自主研制了三维打印机喷头,并开发了光固化成型系统及相应成型材料,成型精度达到0.2mm;中国科技大学自行研制了八喷头组合喷射装置,有望在微制造、光电器件领域得到应用。但总体而言,国内3D打印技术研发水平与国外相比还有较大差距。

近年来,国内如深圳维示泰克、南京紫金立德、北京殷华、江苏敦超等企业已实现了3D打印机的整机生产和销售,这些企业共同的特点是由海外归国团队建立,规模较小,产品技术与国外厂商同类产品相比尚处于低端。目前,国产3D打印机在打印精度、打印速度、打印尺寸和软件支持等方面还难以满足商用的需求,技术水平有待进一步提升。在服务领域,我国东部发达城市已普遍有企业应用进口3D打印设备开展了商业化的快速成型服务,其服务范围涉及到模具制作、样品制作、辅助设计、文物复原等多个领域。与内地相比,我国港台地区3D打印技术引入起步较早,应用更为广泛,但港台主要着重于技术应用,而非自主研发。

(3)目前存在的瓶颈和挑战

3D打印技术要进一步扩展其产业应用空间,目前仍面临着多方面的瓶颈和挑战:一是成本方面,现有3D打印机造价仍普遍较为昂贵,给其进一步普及应用带来了困难。二是打印材料方面,目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物,选择的局限性较大,成型品的物理特性较差,而且安全方面也存在一定隐患。三是精度、速度和效率方面,目前3D打印成品的精度还不尽人意,打印效率还远不适应大规模生产的需求,而且受打印机工作原理的限制,打印精度与速度之间存在严重冲突。四是产业环境方面,3D打印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散,制造业面对的盗版风险大增,现有知识产权保护机制难以适应产业未来发展的需求。

Gartner公司2011年发布的最新技术发展展望报告判断:3D打印技术目前正在进入概念炒作的高峰阶段,其技术还有待充分成熟,主流市场也有待进一步培育。Gartner公司研究人员认为,3D打印技术成熟到适应市场需求还将需要5~10年的时间。在这一较为漫长的发展过程中,产业可能会面临增长期望落空、技术遭遇瓶颈以及投资撤离等风险。从中长期看来3D打印产业具有较为广阔的发展前景,但目前产业距离成熟阶段尚有较大距离,对于3D打印市场规模的短期发展不宜过分高估。因此,现阶段产业界对3D打印领域的投入应以加强创新研发、技术引进和储备为主,尤其要重视自主知识产权的建设和维护,争取在未来的市场竞争中占据有利地位。

(4)未来发展的主要趋势

随着智能制造的进一步发展成熟,新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域,3D打印技术也将被推向更高的层面。未来,3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趋势。

提升3D打印的速度、效率和精度,开拓并行打印、连续打印、大件打印、多材料打印的工艺方法,提高成品的表面质量、力学和物理性能,以实现直接面向产品的制造;开发更为多样的3D打印材料,如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及复合材料等,特别是金属材料直接成型技术有可能成为今后研究与应用的又一个热点;3D打印机的体积小型化、桌面化,成本更低廉,操作更简便,更加适应分布化生产、设计与制造一体化的需求以及家庭日常应用的需求;软件集成化,实现CAD/CAPP/RP的一体化,使设计软件和生产控制软件能够无缝对接,实现设计者直接联网控制的远程在线制造;拓展3D打印技术在生物医学、建筑、车辆、服装等更多行业领域的创造性应用。

目前,3D打印领域内打印工艺系统广泛使用的打印材料,从形态上主要包含四种:液态光敏树脂材料、薄材(纸张、塑料膜)、低熔点丝材和粉末材料;从成分上则几乎涵盖了目前生产生活中的各类材料包括塑料、树脂、蜡等高分子材料、金属和合金材料、陶瓷材料等。

从3D打印的特点出发,结合各种应用要求,发展全新的打印材料,特别是纳米材料、非均质材料、其他方法难以制作的复合材料、直接打印制作高致密金属零件的合金材料、功能梯度材料、生物材料等将是3D打印材料不断提高质量的发展方向;另外,推进3D打印材料的系列化、标准化、绿色环保化,并借助“3D打印+”的理念,不断拓展3D打印技术与传统制造业的深入融合,将是3D打印材料不断扩大产量的发展方向。

打印材料是目前3D打印领域研究的热点,也是3D打印工艺深入发展和应用的一个瓶颈。近20年来,3D打印技术取得了快速的发展,所用的材料种类越来越多,成形结构越来越复杂,零件的精度越来越高,使3D打印技术应用范围不断扩大。根据美国技术咨询服务协会wohler的报告,全球3D打印市场持续增长,2012年3D打印设备与服务全球直接产值是22.04亿美元。如此巨大的市场让世界各国都十分重视3D打印技术,而金属材料3D打印是3D打印技术最前沿的部分之一,在航空航天、医疗等领域应用迅速扩大,未来具有很大的发展潜力。

6.4.1.3渭南高新区3D打印产业发展现状

渭南高新技术产业园区(以下简称“渭南高新区”)1988年由陕西省人民政府批准设立,1992年经陕西省人民政府批准建立高新技术产业开发试验区,2010年9月,经国务院批准,正式升级为国家级高新技术产业开发区。渭南高新区规划面积14.23km2,土地面积49km2,其中基本农田5719亩,现有人口10万人。

近年来,渭南高新区围绕“创建国内一流新型特色产业园区”的发展目标,坚持“特色、集中”的发展思路,形成了主导产业特色鲜明的具有综合竞争力的高新技术产业园区。先后获得“中国新材料高新技术产业化基地”、“中国医学3D打印技术创新发展基地”、“中国绿色照明教育示范基地”、“陕西省高层次人才创新创业基地”等称号。2015年在国家高新区中综合排名第86位。目前已经形成了三大特色主导产业。以中联重科、北人印机为骨干,工程机械、印刷机械在全国同行业处于领先地位,形成陕西东部最大的装备制造产业集群。以渭化集团、金钼科技为龙头,重点建设新型煤化工、钼化工生产基地,形成关天经济区最具特色的精细化工产业集群。以3D打印、沃特玛、天臣新能源电池为代表的新能源新材料产业快速发展,形成晋陕豫黄河金三角区域具有核心竞争力的战略性新兴产业集群。

《陕西省增材制造产业发展规划(2016-2020年)》将渭南高新区增材制造基地定位为陕西省增材制造产业“三园五链七领域”布局的三个增材制造产业园区之一,依托西安交通大学快速制造国家工程研究中心,以西安瑞特快速制造工程研究有限公司为核心,开展非金属材料及金属材料的增材制造。

图7.3渭南高新技术产业园区

6.4.2渭南高新区3D打印专用特色新材料的发展思路

渭南市高新区的3D打印产业园是全国最早的3D打印产业园,规划充分依托其先发优势,发展集材料研发、工艺设计、设备制造及产业应用为一体的全产业链体系。

(1)加大关键技术的研发

发挥西交大、西工大、西北有色院等高等院校和科研院所的研发优势,加强3D打印信息技术、精密机械制造技术、材料研发技术等关键技术的研发。

(2)突破3D打印材料关键技术

规划依托高新区国家新材料、新技术产业基地、培育发展新材料产业,重点发展3D打印(增材制造)专用特色新材料,加大3D打印专用金属、智能材料、生物医用复合材料以及电子信息材料的研发和应用,发展高性能复合材料、无机非金属材料和绿色建材产业,打造渭南高新区3D打印专用特色新材料产业基地。结合渭南乃至整个西安的现状产业布局和发展方向,重点发展航空航天、汽车、生物医疗、教育、文化创意等领域的增材制造材料研发。发挥3D打印产业基金作用,加快先进技术、优势企业聚集,率先在航空航天、模具制造、医疗器械、工业设计、教育培训等领域实现3D打印规模化应用。

6.4.3重点发展材料

6.4.3.13D打印专用金属

但是,因为金属3D打印材料本身的材料属性,其都有特定的应用领域范围,因此,金属3D打印材料选择的过程是一个权衡多个因素的过程。而且,3D打印金属不能仅仅凭借金属3D打印机的参数来衡定,每种金属材料都有适合自身特性的极限点,包括应用、功能、稳定性、耐久性、美观性、经济性都是设计师要考虑的因素。

现今,国内外金属3D打印机金属粉末一般有:工具钢、马氏体钢、不锈钢、纯钛及钛合金、铝合金、镍基合金、铜基合金、钴铬合金等。

(1)工具钢和马氏体钢

以工具钢和马氏体钢为例,工具钢的适用性来源于其优异的硬度、耐磨性和抗形变能力,以及在高温下保持切削刃的能力。模具H13热作工具钢就是其中一种,能够承受不确定时间的工艺条件;马氏体钢,以马氏体300为例,又称“马氏体时效”钢,在时效过程中的高强度、韧性和尺寸稳定性都是众所周知的。他们与其他钢不同,因为他们是不含碳的,属于金属间化合物,通过丰富的镍、钴和钼的冶金反应硬化。由于高硬度和耐磨性,马氏体300才适用于许多模具的应用,例如,注塑模具、轻金属合金铸造、冲压和挤压等,同时,其也广泛应用于航空航天、高强度机身部件和赛车零部件。

(2)不锈钢

不锈钢与碳钢不同,目前的铬含量不同,10.5%铬含量最低的钢合金,不锈钢不容易生锈腐蚀。目前,应用于金属3D打印的不锈钢主要有三种:奥氏体不锈钢316L、马氏体不锈钢15-5PH、马氏体不锈钢17-4PH。

奥氏体不锈钢316L,具有高强度和耐腐蚀性,可在很宽的温度范围下降到低温,可应用于航空航天、石化等多种工程应用,也可以用于食品加工和医疗等领域。

马氏体不锈钢15-5PH,又称马氏体时效(沉淀硬化)不锈钢,具有很高的强度、良好的韧性、耐腐蚀性,而且可以进一步的硬化,是无铁素体。目前,广泛应用于航空航天、石化、化工、食品加工、造纸和金属加工业。

马氏体不锈钢17-4PH,在高达315℃下仍具有高强度高韧性,而且耐腐蚀性超强,随着激光加工状态可以带俩极佳的延展性。

(3)合金

金属3D打印材料应用最为广泛的金属粉末合金主要有纯钛及钛合金、铝合金、镍基合金、钴铬合金、铜基合金等。

a)纯钛及钛合金

目前应用于市场的纯钛,又称商业纯钛,分为1级和2级粉体,2级强于1级,对于大多数的应用同样具有耐腐蚀性。因为纯钛2级具有良好的生物相容性,因此在医疗行业具有广泛的应用前景。

钛是钛合金产业的关键。目前,应用于金属3D打印的钛合金主要是钛合金5级和钛合金23级,因为其优异的强度和韧性,结合耐腐蚀、低比重和生物相容性,所以在航空航天和汽车制造中具有非常理想的应用,而且,因为强度高、模量低、耐疲劳性强,应用于生产生物医学植入物。钛合金23级,纯度更高,是神级一样的牙科和医疗钛品级。

b)铝合金

目前,应用于金属3D打印的铝合金主要有铝硅AlSi12和AlSi10Mg两种。铝硅12,是具有良好的热性能的轻质增材制造金属粉末,可应用于薄壁零件如换热器或其他汽车零部件,还可应用于航空航天及航空工业级的原型及生产零部件;硅/镁组合使铝合金更具强度和硬度,使其适用于薄壁以及复杂的几何形状的零件,尤其是在具有良好的热性能和低重量场合中。

c)镍基合金

一般情况下,镍基合金都具有良好的抗拉伸、抗疲劳和抗热疲劳性能。目前,主要有Inconel 738、Hastelloy X、Inconel 625、Inconel 713、Inconel 718等。

Inconel 738具有良好的高温蠕变断裂强度,抗热腐蚀性是较低铬含量的超合金,可长期暴露于高达920-980℃的高温腐蚀性的环境中,适用于飞机发动机、燃气轮机。

Hastelloy X在高温下具有高强度和抗氧化性,在高达1200℃的环境中,也具有良好的延展性,目前,主要应用于航空航天技术中,例如燃气轮机部件和燃烧区组件如过渡管、燃烧器罐、喷杆、排气管、加力燃烧室等;而且还因为具有耐应力腐蚀开裂的性能,应用于工业炉、石油化工及化学过程工业中。

Inconel 625在高温约815℃的条件下依然具有良好的负载性能,而且耐腐蚀性强,广泛应用于航空航天、化工及电力工业中。

Inconel 713具有优异的抗热疲劳性能,以及在927℃的特殊断裂强度,适用于喷气发动机燃气轮机叶片。

d)钴铬合金

钴铬合金具有高强度、耐腐蚀性强、良好的生物相容性以及无磁性的性能,主要应用于外科植入物包括合金人工关节、膝关节和髋关节,同时其还可用于发动机部件以及时装、珠宝行业等。

e)铜基合金

应用于市场的铜基合金,俗称青铜,具有良好的导热性和导电性,可以结合设计自由度,产生复杂的内部结构和冷却通道,适合冷却更有效的工具插入模具,如半导体器件,也可用于微型换热器,具有壁薄、形状复杂的特征。

Inconel 718是基于铁镍硬化的超合金,具有良好的耐腐蚀性及耐热、拉伸、疲劳、蠕变性,适用于各种高端应用,例如,飞机涡轮发动机和陆基涡轮机等。

目前,国内3D打印耗材金属粉末制备难度大、产量小、产品性能低,国外厂家垄断市场,价格昂贵。因此,对3D打印耗材金属粉末制备方法的研究尤为重要。

3D打印金属粉末作为金属零件3D打印产业链最重要的一环,也是最大的价值所在。在“2013年世界3D打印技术产业大会”上,世界3D打印行业的权威专家对3D打印金属粉末给予明确定义,即指尺寸小于1mm的金属颗粒群。包括单一金属粉末、合金粉末以及具有金属性质的某些难熔化合物粉末。目前,3D打印金属粉末材料包括钴铬合金、不锈钢、工业钢、青铜合金、钛合金和镍铝合金等。但是3D打印金属粉末除需具备良好的可塑性外,还必须满足粉末粒径细小、粒度分布较窄、球形度高、流动性好和松装密度高等要求。由于3D打印一次成型的特点,对打印金属粉末的品质要求非常高,不同质量的金属粉末直接决定了3D打印产品的质量。所以,3D打印金属材料的研发对于3D金属打印技术的应用具有至关重要的作用。

图7.4两种3D打印不锈钢粉末的微观结构对比

6.4.3.2智能材料

智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料,是现代高技术新材料发展的重要方向之一。一般说来,智能材料有七大功能,即传感功能、反馈功能、信息识别与积累功能、响应功能、自诊断能力、自修复能力和自适应能力。国外在智能材料的研发方面取得很多技术突破,如英国宇航公司的导线传感器,用于测试飞机蒙皮上的应变与温度情况;英国开发出一种快速反应形状记忆合金,寿命期具有百万次循环,且输出功率高,以它作制动器时、反应时间仅为10分钟;形状记忆合金还已成功在应用于卫星天线等、医学等领域。另外,还有压电材料、磁致伸缩材料、导电高分子材料、电流变液和磁流变液等智能材料驱动组件材料等功能材料。

渭南在智能材料产业的选择上,应结合自身产业发展方向,针对能源化工、食品医药、新能源、通用航空、装备制造以及人民生活广泛应用的方向选择智能材料的研究类别进行重点技术引进。

6.4.3.3电子信息材料

电子信息材料是指在微电子、光电子技术和新型元器件基础产品领域中所用的材料,主要包括单晶硅为代表的半导体微电子材料;激光晶体为代表的光电子材料;介质陶瓷和热敏陶瓷为代表的电子陶瓷材料;钕铁硼(NdFeB)永磁材料为代表的磁性材料;光纤通信材料;磁存储和光盘存储为主的数据存储材料;压电晶体与薄膜材料;贮氢材料和锂离子嵌入材料为代表的绿色电池材料等。这些基础材料及其产品支撑着通信、计算机、信息家电与网络技术等现代信息产业的发展。

电子信息材料的总体发展趋势是向着大尺寸、高均匀性、高完整性、以及薄膜化、多功能化和集成化方向发展。当前的研究热点和技术前沿包括柔性晶体管、光子晶体、SiC、GaN、ZnSe等宽禁带半导体材料为代表的第三代半导体材料、有机显示材料以及各种纳米电子材料等。电子信息材料及产品支撑着现代通信、计算机、信息网络技术、微机械智能系统、工业自动化和家电等现代高技术产业。电子信息材料产业的发展规模和技术水平,已经成为衡量一个国家经济发展、科技进步和国防实力的重要标志,在国民经济中具有重要战略地位,是科技创新和国际竞争最为激烈的材料领域。

随着电子学向光电子学、光子学迈进,微电子材料在未来10-15年仍是最基本的信息材料,光电子材料、光子材料将成为发展最快和最有前途的信息材料。电子、光电子功能单晶将向着大尺寸、高均匀性、晶格高完整性以及元器件向薄膜化、多功能化、片式化、超高集成度和低能耗方向发展。

(1)集成电路和半导体器件用材料由单片集成向系统集成发展。

微电子技术发展的主要途径是通过不断缩小器件的特征尺寸,增加芯片面积以提高集成度和信息处理速度,由单片集成向系统集成发展。

(2)光电子材料向纳米结构、非均值、非线性和非平衡态发展。

光电集成将是21世纪光电子技术发展的一个重要方向。光电子材料是发展光电信息技术的先导和基础。材料尺度逐步低维化——由体材料向薄层、超薄层和纳米结构材料的方向发展,材料系统由均质到非均质、工作特性由线性向非线性,由平衡态向非平衡态发展是其最明显的特征。发展重点将主要集中在激光材料、红外探测器材料、液晶显示材料、高亮度发光二极管材料、光纤材料。

(3)新型电子元器件用材料主要向小型化、片式化方向发展。

磁性材料、电子陶瓷材料、压电晶体管材料、绿色电池和材料、信息传感材料和高性能封装材料等将成为发展的重点。

6.4.3.4复合材料

复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料,它可以发挥各种材料的优点,克服单一材料的缺陷,扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点,已逐步取代木材及金属合金,广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域,在近几年更是得到了飞速发展。

复合材料的主要应用领域有:①航空航天领域。由于复合材料热稳定性好,比强度、比刚度高,可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的 壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。②汽车工业。由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性,可减振和降低噪声、抗疲劳性能好,损伤后易修理,便于整体成形,故可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。③化工、纺织和机械制造领域。有良好耐蚀性的碳纤维与树脂基体复合而成的材料,可用于制造化工设备、纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器等。④医学领域。碳纤维复合材料具有优异的力学性能和不吸收X射线特性,可用于制造医用X光机和矫形支架等。碳纤维复合材料还具有生物组织相容性和血液相容性,生物环境下稳定性好,也用作生物医学材料。此外,复合材料还用于制造体育运动器件和用作建筑材料等。

6.4.3.5无机非金属新材料

无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物、硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐和硼酸盐等物质组成的材料,是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。常见种类有二氧化硅气凝胶、水泥、玻璃、陶瓷。传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。如水泥是一种重要的建筑材料;耐火材料与高温技术,尤其与钢铁工业的发展关系密切;各种规格的平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷等与人们的生产、生活休戚相关。它们产量大,用途广。其他产品,如搪瓷、磨料(碳化硅、氧化铝)、铸石(辉绿岩、玄武岩等)、碳素材料、非金属矿(石棉、云母、大理石等)也都属于传统的无机非金属材料。新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的,具有特殊性能和用途的材料。它们是现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。主要有先进陶瓷(advanced ceramics)、非晶态材料(noncrystal material〉、人工晶体〈artificial crys-tal〉、无机涂层(inorganic coating)、无机纤维(inorganic fibre〉等。与传统无机非金属材料相比,新型无机非金属材料具备耐高温、耐酸碱、强度高、硬度大以及电、磁、声、光、生物等传统无机材料所不具备的优良特性。由于它具备多种优良特性,它的应用逐渐覆盖到社会的各个领域,由于我国认识较早,我国在材料领域的研究开发已经取得了重大进展,有些方面已经达到了世界先进水平,甚至领先水平。

图7.5不同特性的新型无机非金属材料的应用方向

6.4.3.6生物复合材料

生物复合材料由两种或两种以上的不同材料复合而成,以医疗为目的,用于诊断、治疗、修复或替换人体组织器官或增进其功能的材料。生物医用材料是研究人工器官和医疗器械的基础,目前已成为材料科学的重要分支,尤其是随着生物技术的蓬勃发展和重大突破,生物材料已成为各国科学家进行研究和开发的热点。

由于生物医用材料直接用于人体或与人体健康密切相关,因此对生物医用材料的使用有严格要求。首先,生物医用材料应具有良好的血液相容性和组织相容性。其次,要求耐生物老化,即对长期植入的材料,其生物稳定性要好;对于暂时植入的材料,要求在确定时间内可被人体吸收或代谢的五毒单体或片段;同时,还要求具有稳定的物理学及力学性质、易于加工成型、价格适当。此外,还必须考虑易于消毒灭菌、无毒、不致癌、不致畸。对于不同用途的材料,其要求各有侧重。

目前临床上应用的生物医用材料主要有:生物医用金属材料、生物医用高分子材料、生物医用无机非金属材料、生物医用复合材料和生物衍生材料等。生物医用复合材料的研究和临床应用主要经历了三个发展阶段,第三代的生物医用复合材料融合了前两代的优势,具有生物活性和生物降解性双重性能,已成为国际上材料前沿领域一个十分活跃的研究方向,在组织工程中已开始有广泛的临床应用。

随着生物技术、医药技术、信息技术、制造技术、纳米技术和材料科学技术的迅猛发展与交互融合,新型和新概念生物医用材料层出不穷。药物控制释放材料、组织工程材料、纳米生物材料、生物活性材料、接入诊断和治疗材料、可降解和吸收生物材料、新型人造器官、人造血液等代表了新的发展趋势和方向。

6.4.3.7绿色建材

环境问题与材料密切相关。1988年第一届国际材料科学研究会上首次提出了“绿色材料”的概念。1992年,国际学术界明确提出绿色材料的定义:绿色材料指在原料采取、产品制造、使用或者再循环以及废料处理等环节中对地球环境负荷为最小和利于人类健康的材料,亦称之为“环境调和材料”。建材工业是国民经济非常重要的基础性产业,是天然资源和能源资源消耗最高、破坏绿色土地最多、对大气污染最为严重的行业之一。绿色建材又称生态建材、环保建材和健康建材等。绿色建材是指采用清洁生产技术,少用天然资源和能源,大量使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射性,有利于环境保护和人体健康的建筑材料。

绿色建材与传统建材相比可归纳以下五个方面的基本特征:①其生产所用原料尽可能少用天然资源,大量使用尾矿、废渣、垃圾废液等废弃物。②采用低能耗制造工艺和无污染环境的生产技术。③在产品配制或生产过程中,不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物;产品中不得含有汞及其化合物;不得用铅、镉、铬及其化合物的颜料和添加剂。④产品的设计是以改善生产环境、提高生活质量为宗旨,即产品不仅不损害人体健康,而应有益于人体健康,产品具有多功能化,如抗菌、灭菌、防霉、除臭、隔热、阻燃、防火、调温、调湿、消磁、防射线、抗静电等。⑤产品可循环或回收利用,无污染环境的废弃物,绿色建材满足可持续发展的需要,做到了发展与环境的统一,当今与长远的结合。我们要以战略的眼光、时代的紧迫感和历史责任感努力促进各种绿色建材的发展,以绿色建材建筑健康一安全一舒适一美观的建筑和室内环境,造福于社会,造福于人民。

几十年来我国建材工业走的是一条高能耗、高资源消耗、高污染的道路,是一个环境污染严重、生态破坏较大的行业。因此,提高对可持续发展战略重要性的认识,努力发展绿色建材、生态建材、环保建材,从根本上改变我国建材工业长期以来存在的高投入、高污染、低效益的粗放式生产方式,选择资源节约型、污染最低型、质量效益型、科技先导型的发展方式,把建材工业的发展和保护生态环境、污染治理有机结合起来,是21世纪我国建材工业的战略目标,是历史赋予我们的光荣而艰巨的责任。

6.5华州区钼基新材料产业集群

钼是一种难熔稀有金属,自1778年瑞典科学家C.W.SCHEELE发现钼元素之后,经过十余年努力M.MOISSAN才用电炉制得金属钼,使人类第一次得到这种具有许多优良物理化学和机械性能的金属。钼的熔点为2620℃,由于原子间结合力极强,所以在常温和高温下强度都很高。它的膨胀系数小,导电率大,导热性能好。在常温下不与盐酸、氢氟酸及碱溶液反应,仅溶于硝酸、王水或浓硫酸之中,对大多数液态金属、非金属熔渣和熔融玻璃亦相当稳定。因此,钼及其合金在冶金、农业、电气、化工、环保和宇航等重要部门有着广泛的应用和良好的前景,成为国民经济中一种重要的原料和不可替代的战略物质。

钼的消费形式以工业三氧化钼为主,约占70%,钼铁约占20%,金属钼和钼化学制品各占5%。其应用领域和分配比例大概如下:钢铁冶炼消费约占80%(其中合金钢约为43%,不锈钢约为23%,工具钢和高速钢约8%,铸铁和轧辊约为6%),化工产品约占10%,金属钼制品消费约占6%,高温高强度合金和特殊合金约占3%,其他钼制品约为1%。随着科学技术的发展,钼在高科技和其他领域的应用将会不断地扩大和发展。

6.5.1钼工业发展现状

钼在地球上的蕴藏量较少,其含量仅占地壳重量的0.001%,钼矿总储量约为1500万吨,主要分布在美国、中国、智利、俄罗斯、加拿大等国。我国已探明的钼金属储量为172万吨,基础储量为343万吨,仅次于美国而居世界第二位。钼矿集中分布在陕西、河南、吉林和辽宁等四省。世界上金属储量在50万吨以上的特大型钼矿共有六个,我国的河南栾川、吉林大黑山和陕西金堆城三大钼矿榜上有名。丰富的钼资源,为我国发展钼的冶炼和加工,大力推广钼的应用,提供了极为有利的条件和坚实的基础。

6.5.1.1我国钼产业发展现状

我国的工业氧化钼生产主要集中在陕西金堆城、河南洛阳、辽宁葫芦岛等地区;钼铁生产主要集中在辽宁葫芦岛、河南洛阳、江苏徐州等地区。据调查,我国工业氧化钼和钼铁加工企业有200多家,但产量千吨以上的企业不到50家。

我国是钼生产量大、消费量小的国家,约2/3的钼出口,其占世界钼供应量的28 %左右。由于目前国内的消费需求只占产量的20%左右,因此主要依靠国际市场。目前我国的钼产品继续依靠于单一的市场,其中主要是欧洲市场,因为我国是世界上最大的钼产品出口国,而欧洲则是消费的主要市场。

我国钼工业存在的主要问题有:

一是产品结构不合理。目前,我国钼产品结构不够合理,各种钼产品的产量排列依次为钼铁、氧化钼、钼化工和钼金属。钼铁、氧化钼等初级产品所占比例过大,钼化工和钼金属产品在钼工业的整体布局上所占比例很小。从整个钼金属产品结构来看,技术含量较高的产品较少。在金属材料工业中,丝材所占比例大,材料和型材所占比例小,纯钼所占比例大,钼合金所占比例小,在加工深度上,还只能做到“材”,很少做到“件”。

二是钼产品废弃物回收利用率低。19世纪50年代,国外就开始了废弃钼金属的回收利用。到了20世纪80年代,出现了专业化的再生钼金属工业。美国虽然是钼储藏量最大的国家,但其对钼的合理回收利用非常重视。在美国,由金属钼或超级合金中间回收再生钼量虽小,但从合金钢回收钼量较大,而且从新旧钼材料中回收利用钼量估计为钼供应量的30%。

6.5.1.2渭南市钼产业发展现状

渭南市华州区南部山区矿产蕴藏丰富,金堆城地区已探明钼资源矿石量14亿吨,矿已探明储量150万吨,居全国第二位,年产钼精粉1.5万吨,约占全国产量一半,是亚洲最大的钼精粉生产基地。华州区的钼产品85%以上出口,年可出口创汇8.5亿元,出口创汇占到全省的1/5,占世界钼冶金炉料市场份额的8%-10%,产品遍布欧洲、日本、美国、韩国、南非、澳大利亚、印度等世界各地。

华州区钼工业取得的骄人业绩,引起了中国矿业联合会的关注。中国矿业联合会于2005年向华县提出了申报“中国钼业之都—华县金堆城”的建议,华县政府积极响应,于2005年先后两次赴北京进行申报陈述。2006年8月中国矿业联合会深入华县,经过严格细致的实地考察后,决定授予华县“中国钼业之都—华县金堆城”的称号。

华州区经过这些年的发展,已经初步形成了国家级钼业生产基地,华州区钼矿产业主要由金堆城钼业集团开发建设,目前仍以钼矿开采,钼精粉生产等初级产业为主。

图7.6中国钼业之都—亚洲最大钼露天采矿场

6.5.2渭南钼基新材料产业发展思路

由于钼矿产资源的稀缺性和不可再生性,华州区钼产业发展思路以“存量优化”为主,依靠优势特色资源,做大做强钼产业,推进华州金钼集团数字矿山建设,促进钼产业由初级产品开采向精细产品和高附加值产品延伸,建设国家级钼及钼化工、钼合金产业集聚区,打造“中国钼都”。

图7.7典型的钼生产环节示意图

6.5.2.1延伸核心产业链

完整的钼业生产链应集采矿、选矿、冶炼及深加工于一体。其核心产业链为“钼精矿-钼焙砂-钼酸铵(氧化钼)-钼化工(钼金属)”

(1)钼初级产品生产链

钼初级产品主要有钼铁、钼焙砂及钼酸铵。浮选出钼精矿后可采用干法或湿法工艺直接生产钼焙砂或钼酸铵,亦可先干法焙烧生产钼焙砂后再加工生产钼铁或湿法产出钼酸铵。

(2)钼深加工产品生产链

钼的深加工产品包括钼化工及钼金属两类,其中,钼化工产品是以钼酸铵或高纯氧化钼为生产原料,而高纯氧化钼需以钼酸铵或钼焙砂为原料生产;钼金属的生产则需还原高纯氧化钼产出纯钼粉后进一步加工。

据此,钼产品生产链可细分为“钼精矿-钼焙砂-钼酸铵-钼化工”、“钼精矿-钼焙砂-高纯氧化钼-钼化工”、“钼精矿-钼焙砂-氧化钼-纯钼粉-钼金属”、“钼精矿-钼酸铵-钼化工”、“钼精矿-钼酸铵-氧化钼-纯钼粉-钼金属”等。

钼化工产品方面,延伸钼酸钠、钼酸钠、钼酸钡等,钼金属制品方面,重点加大钼粉、钼条、钼板、钼棒、钼丝、钼异件等深加工金属产品的研发和制造,逐步减少钼精粉、氧化钼等初级产品的大量出口和供应,延伸做强产业链,提升产品价值。

6.5.2.2引入辅助产业链

在钼矿采选及加工工程产生的中间产品和污染物中,伴生资源、含硫烟气和尾矿渣最为典型并有较大利用价值,由此,可将伴生资源回收及含硫烟气和尾矿渣的综合利用作为钼工业生产的辅助链条。

(1)伴生资源回收链

目前具有开采价值的钼矿主要是辉钼矿,在辉钼矿的伴生矿物中,以硫元素居多,此外还伴生有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、铅铀钛铁矿等几十种矿石物种,具有极大的回收价值。目前选钼工艺一般采用优先浮选法,在优先选钼后进行扫选尾矿回收伴生矿物,经反复多次的扫选可实现对钼矿中硫、铅、铜、铁等油价的综合回收。

近些年来钼矿中铼元素的回收成为钼矿伴生矿物回收领域的一个研究重点。铼是一个真正稀有并且分散的元素,由于它可用来制造特种灯泡、高温电偶、合成具有较高硬度及抗磨抗蚀性的合金以及高度选择性催化剂,因而其回收备受人们关注。然而,自然界中含铼矿物非常稀少,辉钼矿是迄今为止人们发现的最主要的铼依附体,因此,辉钼精矿处理过程中,从含铼烟气及溶液中回收铼元素是钼提取过程中一项重要的任务。

(2)含硫烟气综合利用链

在钼精矿焙烧为工业氧化钼的过程中,精矿中的硫被氧化为SO2,随烟气进入烟气净化系统,成为废气中的主要污染物。在有色金属冶炼工业中,铅锌行业的低浓度SO2烟气回收工艺已经发展成熟且普遍应用,大多是采用两转两吸法生产硫酸对其加以回收利用。参考铅锌冶炼的成功实例,钼矿冶炼烟气中SO2的回收也逐渐成熟。

在制酸的过程中产生的酸泥,经石灰石中和后产生的中和沉渣因含有硫酸钙、氟化钙,可用作缓蚀剂而被水泥生产厂家使用,构建起化工与建材企业间的生产联合。此外,制酸装置产生的过热蒸汽可用于发电,供企业内部或园区企业使用,解决园区企业的部分用电,既节约的能源又降低了生产成本。

(3)选钼尾矿综合利用链

在选钼过程中,约有95%的矿石最终以尾矿的形式堆存于尾矿库,尾矿的长期堆放需占用大量土地,亦会在雨季造成泥石流、滑坡等地质灾害。对其加以综合利用,不仅可减少园区工业固废的产生量,缓解园区生态压力,也丰富了园区产业种类,有利于其经济的发展。

目前研究出的选钼尾矿综合利用途径主要有生产水泥、微晶玻璃等建筑材料及生产硅肥。有色金属选矿尾砂多以SiO2为主,含Ca、Mg等氧化物,在硅酸盐类建筑材料生产中,可以代替主料石英砂,配以其他所需元素可以用于生产水泥、烧制玻璃等。若综合利用钾、钼、铁、锌,则可制作含多种中微量元素的硅肥。

值得一提的是,用尾矿制建筑材料及硅肥存在其含放射性物质及重金属等有害元素而影响健康的隐患。因此,综合利用尾矿砂需要特别慎重,要详细分析尾矿中是否存在对健康不利的元素。

6.5.2.3完善钼资源的回收再生产业链

作为循环经济的最后一环,对钼的二次资源的回收利用是钼生态产业建设不可缺失的一环。随着我国钼深加工产业的不断扩大,包括桌面料、地面料、切削料在内的钼金属废料以及钼冶金化工废料产量与日俱增,仅石化、化肥生产中使用的废催化剂就有上千吨的量,这些都是钼的可再生资源。总的说来,钼的二次资源主要包括以下几类:

① 钼制品及其加工废料。此类废料主要来自钼及其他含钼材料制品的生产加工过程,如钼棒、钼丝及钼块等的残料和机械切削碎片、磨屑废料及金属鳞皮。其含钼成分一般较高,通常为92%~99.5%。

② 冶炼过程废料、废液。冶炼过程废料主要来自钼冶炼现场的地面垃圾、不合格粉末制品,以及生产过程中产生的含钼废渣、废液等。

③ 合金废料,主要为含钼的废旧合金钢。

④ 含钼废催化剂,主要来自于石油化工行业。

通过对钼产品生产过程中产生的钼二次资源及一定区域内的二次资源进行回收再加工,可以扩大钼金属资源供给量,减少环境污染,增加生态效率。特别值得一提的是,通常情况下,含钼废催化剂中的钼含量远高于钼矿石中的钼含量,从中提取钼及其他有价元素不仅能回收资源,而且生产成本也相应较低一些。

如同原生金属生产对精矿有一定要求一样,钼二次资源回收冶炼过程对回收资源的物理规格和化学成分是有一定要求的,需要对其进行严格的预处理,达到钼冶炼生产要求后方可与原生精矿一同进行加工生产。由于钼加工企业并非专业的再生企业,只能依靠现有的冶炼技术和设备,对符合工艺要求的钼二次资源处理,因此需要与专业的物资回收企业建立联系,回收符合生产要求的二次资源。

6.5.2.4形成生态化建设模式

通过产业链条的完善,构建金堆城生态钼矿循环经济模式。

①以钼矿的采矿-选矿-冶炼-深加工为主的钼产品生产链。

②以回收伴生矿物为主的副产品生产链,如硫、铅、铁、铜、铼的回收。

③以废物综合利用为主的生产链,包括将采矿渣综合利用于回填矿坑、筑路筑墙;回收选冶过程的含钼粉尘,返回生产线进行再加工;回收焙烧烟气中SO2制酸,减少污染,提高硫资源利用率;综合利用选厂尾矿渣,用做生产水泥、硅肥或微晶玻璃的原辅料;回收钼加工废料、冶炼废渣废液,或综合利用,或处理后返回生产线进行再生产;

④区域二次资源回收链,收购社会区域内的废钼合金及催化剂等二次资源,筛选及处理后进入钼加工生产系统。

⑤水资源循环利用链。主要体现在钼生产链中,如:矿坑水经处理后首先回用于冷却工艺补水、矿区绿化、道路洒水等,多余部分可进入选矿企业;选矿废水经尾矿沉淀处理后回用于选矿工序,争取实现园区污水的零排放。

⑥硫酸厂余热综合利用链。硫酸厂余热则回收后用于发电,供硫酸厂自身生产使用,多余电量出售于园区内其他生产企业使用。

图7.8生态钼业循环经济示意图


7新能源汽车产业发展集群规划

7.1新能源汽车产业发展现状及趋势

7.1.1国内外新能源汽车产业发展现状及趋势

在发达国家,汽车决定着石油需求,也是影响温室气体和有害气体排放的关键因素,实现环境保护目标需要减少汽车的石油消耗和气体排放。但另一方面,汽车是支柱产业,也是基本的交通工具,各国政府又要保持汽车的发展来促进经济的发展和民众生活福利的提高。发展节能环保汽车可以在保持汽车增长的状况下降低石油消耗、保护大气环境,因此各国政府普遍把发展节能环保汽车看成实现其能源环境政策和汽车工业可持续发展的重要组成部分。

(1)主要汽车生产国均大力支持和推动本国新能源汽车产业发展。

美、日、德等主要汽车生产国均把发展新能源汽车作为应对环境和能源双重压力、抢占新一轮汽车工业竞争制高点的重要国家战略,由政府主导组织实施了一系列国家行动计划加以扶持。如2013年美国能源部发布《电动汽车普及大挑战蓝图》,计划10年内成为首个能够生产每户家庭都能负担得起的插电式电动汽车的国家;2014年日本经产省颁布《汽车产业战略2014》,提出未来将逐步提高包括电动汽车在内的新一代汽车市场份额。近年来,中国政府也已在新能源汽车产业发展、科技创新、财税支持等方面,初步建立了从研发、推广应用到产业化全产业链的政策支持体系。

(2)国内外汽车企业或集团积极布局和生产新能源汽车。

主流汽车企业纷纷发力新能源汽车,推出长期发展战略规划。如上汽集团计划在新能源领域投资超过200亿元,投放30款以上产品,到2020年目标销量60万辆;北汽集团规划要建立世界级的新能源汽车公司,到2020实现新能源汽车产能50万辆;长安到2020年新能源汽车目标销量40万辆,到2025年累计销量200万辆,新能源汽车占比达10%;吉利汽车发布“蓝色吉利行动”,到2020年新能源汽车销量占吉利整体销量90%以上;江淮在2025年实现新能源汽车销量占到公司总销量的30%;比亚迪的目标是把中国道路交通领域所有用油的地方全部用电来替代,发布“7+4”战略目标,逐步实现全市场电动化布局。宝马计划到2025年前新产品中将有20%~30%为新能源汽车、丰田宣布2050年前将彻底停产纯内燃机驱动的汽车。

(3)新能源汽车产品竞争力与传统燃油车差距将不断缩小。

预计到2025年,动力电池单体比能量将达到400Wh/kg,成本降至0.8元/Wh,整车成本和续航里程“短板”将得到改善;充电设施网络逐步建立完善,相应的使用优惠措施得到不断落实,未来新能源汽车与传统燃油车在产品性价比和使用便利性等方面的差距不断缩小。

7.1.2我国对新能源汽车产业的政策支持

对我国汽车产业而言,“十一五”以来,国家采取了一系列对策,包括国务院2007年6月印发的《节能减排综合性工作方案》、《关于鼓励发展节能环保型小排量汽车的意见》(国办发[2005]61号);财政部、环境保护部联合印发的《关于环境标志产品政府采购实施的意见》(财库[2006]90号)等,并两次调整了汽车消费税。同时,在2008-2009年中国政府更是出台“燃油税”、“以旧换新”等政策鼓励小排量汽车的研发,除了在产业振兴规划中扶持新能源汽车外,中国政府更是通过提高国内成品油价的方法“逼迫”汽车业走上“节能、环保”的道路。

2011年9月7日,财政部、发改委、工信部签署“关于调整节能汽车推广补贴政策的通知”(财建[2011]754号),并在2011年10月1日起实施,主要是将纳入补贴范围的节能汽车门槛提高。这些措施鲜明地表达了政府促进汽车节能减排工作的决心和对汽车产品“抑大扬小”的态度。

2012年7月9日,国务院正式公布《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》,规划称新能源汽车产业发展将以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向,当前重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化。到2020年,中国新能源汽车累计产销将突破500万辆,产能将达200万辆,动力电池的需求将超过100GWh。

新能源汽车代表着未来汽车产业的发展方向,既是缓解能源和环境压力的重要举措,也是中国新的经济增长点和战略调整的制高点。

7.1.3陕西省新能源汽车产业发展现状

(1)省政府高度重视新能源汽车汽车产业发展

陕西省是仅次于浙江、天津、广东、上海,全国第5个颁布省级新能源汽车地方发展规划的省份。2013年5月,陕西省人民政府颁布了《陕西省人民政府关于贯彻落实国务院节能与新能源汽车产业发展规划的实施意见》(陕政发〔2013〕21号)(下简称《意见》)。该《意见》对发展现状及面临的形势、总体思路和基本原则、技术路线和主要目标、主要任务、保障措施及方案实施都做出了明确的阐释和部署。《意见》指出“到2015年,全省纯电动汽车和插电式混合动力汽车产销量累计达到2.2万辆;到2020年纯电动汽车和插电式混合动力汽车产销量累计达到10万辆”;《意见》指出要加强节能与新能源汽车技术研发、加快推动节能与新能源汽车产业化、积极推进甲醇汽车试点、增强关键零部件研发配套能力、加快推进加气站和充电设施建设。

(2)新能源汽车产业链完善度稍显不足

a)动力电池产业具备规模发展潜力,但尚处起步阶段

2014年1月22日,三星SDI有限公司和安庆环新集团一起与陕西省签署了投资战略合作协议,启动了三星环新汽车动力电池项目。2014年6月,三星SDI与安庆环新集团、西安高科集团成立了合资公司,计划在西安高新区建设韩国本土以外的第一家汽车动力电池工厂,生产电动汽车以及储能系统电池。该项目于2014年8月18日正式开工建设,经过13个月,三星环新动力电池项目一期工程于2015年10月22日竣工投产。该项目已于2015年4月份建成并开始试生产,8月份实现电池芯量产,10月份实现电池包正式量产,设计产能为年生产360万枚电池芯。后续工程计划完成全部6亿美元投资,到2020年为止再建设若干条生产线,最终年生产能力达到3120万枚电池芯。目前,三星环新汽车动力电池项目产品已供应于多家跨国整车厂,并且与中国本地十余家商用车及轿车企业签署了供应动力电池的协议,并已开始供应产品。

2014年5月25日,陕西有色集团与浙江吉利控股集团签署了《锂离子动力电池合作意向书》。该项目主要是生产磷酸铁锂动力电池。项目分三期建设,一期投资约2.55亿元,年生产磷酸铁锂动力电池约15万kWh;二期和三期共投入约6亿元,年生产磷酸铁锂动力电池约60万kWh,年产值约12亿元,利润约2.4亿元。

b)电驱动系统研发活跃,但没有形成大规模生产

陕西捷普控制技术有限公司是由陕西电子工业研究院代表陕西省工业与信息化厅联合西安电子科技大学重点投资和扶持的高新技术企业,公司成立于2009年11月。该公司研发成功了15KW~120KW系列化稀土永磁同步电机及其控制器,其技术水平较先进。陕西捷普公司联合西安兰德公司和陕西通家汽车股份有限公司三家共同合作,为陕西通家公司研发的纯电动小型物流车配套的稀土永磁同步电机及驱动器实现了首批23辆样车的供货。

西安正麒电气有限公司,新能源汽车电机驱动装置领域的研发、生产、销售和技术服务。其新能源汽车电机驱动装置项目于2015年3月在咸阳乾县开工建设,该项目投资43亿元,年产各类新能源汽车驱动系统36万套和特种电机3000台,预计建成后产品年销售收入将突破121.74亿元。西安正麒的驱动电机和电机控制器产品已供应于少量纯电动货车使用。

(3)省内各市积极布局新能源汽车产业

a)西安市新能源汽车起步早,整车产量居全省第一位

西安市拥有比亚迪和陕西汽车两家新能源汽车整车生产企业。2003年比亚迪收购西安秦川汽车有限责任公司,组建比亚迪汽车,在西安市高新技术产业开发区营建西安生产基地。自2005年投产至今,西安比亚迪已累计完成生产、销售轿车约200万辆,实现工业总产值900多亿元,缴纳税金近60亿元。2008年比亚迪第一款插电式混合动力汽车F3DM在西安工厂投产下线。2013年末,比亚迪秦在西安工厂投产。2014年9月19日,比亚迪西安新能源汽车基地投产,一期项目投产后将形成20万辆节能轿车,10万辆新能源轿车的生产规模,实现工业总产值250亿元以上。

陕西汽车控股集团有限公司(简称陕汽控股),总部位于陕西省西安市,前身是始建于1968年的陕西汽车制造厂,主要从事商用车和汽车零部件的开发、生产、销售及相关的汽车服务贸易和金融业务。公司旗下还拥有车桥、传动抽、散热器等总成及零部件公司。公司已经成功开发出多款新能源汽车产品,产品覆盖客车和专用领域,并拥有多项专利技术。但新能源汽车总体规模尚小。

b)宝鸡市蔡家坡主攻专用车,吉利轿车和发动机项目正在建设

2009年宝鸡市高新技术产业开发区在蔡家坡地区成立了高新区汽车工业园筹建处,2009年汽车工业园总体规划经市政府审批通过。2012年蔡家坡经开区被国家工信部授予“国家专用车及零部件产业示范基地”。2015年10月陕西通家汽车股份有限公司的首款纯电动汽车“电牛一号”上市,主要致力于解决城市“最后一公里”物流配送需求。通家公司的目标是到2020年电动汽车产销10万辆,销售收入突破200亿元。另外,陕西省宝鸡华山工程车辆有限责任公司研制生产的新能源环卫车,宝鸡通用汽车公司推出的新能源垃圾清运车。

2014年4月,宝鸡市与吉利集团签署战略合作协议,宝鸡吉利汽车产业基地项目规划投资72亿元,占地1320亩,落户于高新区科技新城,将建设成年产20万辆轿车和40万台沃尔沃发动机的项目。根据机动车出厂合格证数据,吉利旗下的沃尔沃牌插电式混合动力乘用车自2015年5月投产以来到2015年10月,已生产600余量。在宝鸡建设中的吉利汽车项目有可能引进新能源汽车的生产。

c)商洛市与跃迪集团合作,汉中市引进众泰汽车

2014年9月跃迪集团与陕西省商洛市政府合作,依托商洛客车改装厂资源,注册成立陕西跃迪新能源汽车有限公司。公司该项目总占地1000亩、投资建设年产20000辆纯电动客车生产线,预计2015年年底前投入批量化生产,全面竣工投产后可实现年产2万辆电动客车,实现销售收入300亿元。

2014年9月,长沙众泰汽车工业有限公司与汉中市、区两级政府正式签订在汉中建设年产50万辆燃油、电动汽车生产线项目合作协议;同时,由众泰大股东及合作者出资,在汉中注册了陕西金汉汽车公司,并与市、区政府签订了年产6000辆城市电动公交车及新能源客车项目。按照协议,陕西金汉汽车制造有限公司将与原汉中客车有限公司“汉龙”牌客车进行合作生产,分两期投资35亿元,利用铺镇工业园区大蓝鹰电子产业基地,生产纯电动城市公交客车,项目建成后将实现年产6000辆燃油和新能源客车规模。众泰汽车汉中基地暨关键零部件配套产业基地项目,由长沙众泰汽车工业有限公司投资116亿元建设。其中,一期投资36亿元,占地900亩,建设年产10万辆燃油、电动汽车生产线,二期投资建成完成后可扩展至30-50万辆。

7.2渭南市新能源汽车产业发展思路

7.2.1渭南市发展新能源汽车产业的必要性和存在的挑战

7.2.1.1渭南市发展新能源汽车产业的必要性

(1)紧抓汽车产业调整机遇,寻求产业变革和弯道超车

目前,渭南市经济增长方式较为粗放,农业比重较高,第二、三产业比重落后于全省平均水平。社会投资缺乏重大工程、骨干项目支撑带动。而新能源汽车产业链长、覆盖面广、拉动力大,具有良好的经济效益和社会效益,具备成为推动渭南市未来产业发展重要引擎的潜力。因此,渭南市有必要牢牢把握本次国家产业调整及汽车产业转型升级的空前历史机遇,将发展新能源汽车作为渭南经济发展的重要抓手。

(2)发展绿色交通,实现经济与环境和谐发展

同时,渭南市所处关中城市群已成为全国大气污染最严重的区域之一,被列入全国大气污染重点防治区域“三区十群”。机动车尾气污染已成为本地灰霾天气频现的重要组成因素,并影响了城市的对外形象和地方经济的发展。因此,大气污染防治不仅成为重大民生问题,同时也是渭南市经济转型升级的重要抓手。而发展新能源汽车,既是交通领域应对大气污染的重要举措,也可成为渭南市推广新能源汽车的重要动力。

7.2.1.2渭南市发展新能源汽车存在的挑战

(1)缺少新能源整车龙头企业带动,零部件产业链尚不健全

新能源汽车产业的发展需要有具备较强实力的大型整车企业作为支撑,渭南汽车产业发展基础薄弱,尚未有整车企业入驻,沃特玛新能源汽车动力电池项目建设刚刚启动。陕西省2014年汽车产量37.5万辆,产销规模落后于其它汽车制造发达省份。此外,渭南本地新能源汽车相关零部件配套产业链尚未建立,本地化配套能力不强,且缺乏高水平的研发服务平台,自主研发能力极弱,也制约了渭南新能源汽车产业的发展。

(2)汽车及零部件专业人才和核心技术匮乏,发展后劲不足

汽车产业属劳动密集型产业,需要大量的铸造、机加工、装配、产品检验以及设计人员等。渭南虽然劳动力资源丰富,但是缺乏产业工人和具有一定技术及管理才能的中高端人才,同时当前渭南对人才的吸引力还十分有限。汽车产业高级管理人才和高级技术人员缺乏。

(3)推广新能源汽车有较大的财政压力

目前新能源汽车产业发展还处于起步阶段,其推广和发展还离不开地方政府的支持。新能源汽车的研发和产业化是技术和资金密集型领域,需要大量的资金投入,渭南要发展本地新能源汽车产业,离不开政府的大力支持。此外,目前新能源汽车购置成本较高,需要配套建设充换电等基础设施,推广使用需要地方配套相应的财政补贴。大力扶持新能源汽车产业发展和产品推广对渭南市财政造成一定的压力。

7.2.2新能源汽车产业发展策略

以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向,当前重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化,推进新能源汽车及零部件研究试验基地建设,研究开发新能源汽车专用平台,构建产业技术创新联盟,推进相关基础设施建设。重点突破高性能动力电池、电机、电控等关键零部件和材料核心技术,大幅度提高动力电池和电机安全性与可靠性,降低成本;加强电制动等电动功能部件的研发,提高车身结构和材料轻量化技术水平;推进燃料电池汽车的研究开发和示范应用;依靠并培育重点生产企业,打造新能源汽车生产基地;扩大整车生产能力,建立涵盖整车、动力电池、驱动电机及控制系统、充换电设备、动力电池回收的完整的新能源汽车产业链。建立完整的新能源汽车政策框架体系,强化财税、技术、管理、金融政策的引导和支持力度,促进新能源汽车产业快速发展。

图8.1新能源汽车产业发展方向示意图

重点打造高新、大荔新能源汽车园区,发展新能源汽车电池、电机、电控等核心组件,依托钣金焊接、结构件加工、表面处理协作配套基础,推进中联重科转型发展新能源专用车。加快推进沃特玛新能源电池项目建设,积极对接北汽新能源、汉能集团、星美集团、比亚迪、上汽、陕汽等整车生产企业,争取项目早日落户渭南,打造高端新能源汽车研发生产制造基地。

7.2.3新能源汽车产业发展目标

依托国家产业政策导向及“一带一路”战略机遇,逐步形成一批依托渭南、立足全省、辐射全国、面向世界的知名企业集团,利用10年左右时间,将渭南发展成为西北地区重要的新能源汽车关键零部件产业聚集区。

到2020年,实现工业总产值达到300亿元。培育拥有著名品牌和自主知识产权、核心竞争力强的百亿级企业3家、10亿级企业5家以上;新增就业5000人;招商引进2家~3家新能源专用车制造企业,引进4家~6家电机及电控企业,引进多家动力电池原材料生产企业,引进电空调、电转向、电制动、充电设施等零部件企业并实现投产,形成较为完整的新能源汽车零部件产业链;汽车仓储物流、研发、教育、培训等生产性服务业规模持续扩大。

到2025年,实现工业总产值达到700亿元。进一步扩充园区面积,引进2家~3家乘用车整车生产企业,形成年产30万辆的生产能力;引进2家~4家新能源专用车整车企业;培育出2家~3家新能源汽车零部件行业龙头企业;新能源汽车教育及研发水平持续提升,成为集制造、研发、科教、展示等功能集于一身的西部重要的新能源汽车产业集群。

重点培育渭南市高新区新能源汽车产业园区,兼顾发展大荔县新能源汽车园区,最终形成一主一副两个新能源汽车产业集群。

7.3主体产业功能规划

7.3.1技术研发

在技术研发建设方面,鼓励企业开展新能源汽车核心零部件技术及配套设施技术研发工作,充分利用高等院校、科研机构强大的技术研发能力和丰富人才资源,加强与国内优秀高校和高新区教育科技产业园的技术和人才合作,开展电池、整车动力驱动模块、电机、电控、充电基础设施等核心技术攻关,同时整合渭南市其他产业先进技术研发工作,开展多方面技术融合的研发,形成市场核心技术竞争力。

积极推进比亚迪和陕西汽车整车企业新能源汽车整车研发、沃特玛和陕西力度的动力电池研发建设,加强陕西捷普和西安正麒在电机和电机控制器的研发能力,结合渭南较为先进的3D打印技术,开展新能源汽车关键零部件生产制造研究;同时,充分承接西安研发和人才资源优势,发挥西安交大、西北大学、西北工大、西北有色金属研究院等优秀的研发机构和科技精英人才,从事科技创新和科研成果产业化、规模化。

在技术研发支持和保障方面,针对核心产业的关键性技术和新能源汽车技术瓶颈设立科研经费支持,推进龙头企业和高校设立研发中心,整合企业和高校现有平台资源,引进领先技术,采取自主创新与合作研发相结合的方式建设公共基础性研发平台。

发展充电充气技术与设备。配套发展慢速充电设备、车载充电设备、大功率快速充电设备以及电池的快换技术及设备。鼓励研发充电设施接网、计量计费、监控等技术。推进与智能电网相融合的能量转换、充电、电池组检测维护技术与设备的研发与产业化。鼓励发展LNG汽车加气设备。加快发展充电站、充气站的安全配套设备。

发展车网融合技术。探索新能源汽车作为移动式储能单元与电网实现能量和信息双向互动的机制。

7.3.2汽车零部件及整车制造

7.3.2.1新能源汽车零部件制造

渭南市应抓住新能源汽车产业发展的机遇期,优先发展动力电池、电机及电机控制器等新能源汽车零部件产业,逐步培育出一批上下游关键零部件配套企业,打造完整的新能源汽车核心零部件产业链,为进一步发展新能源汽车整车制造建立基础。

(1)打造西部最大的动力电池生产基地

渭南市应充分利用已落户的新能源汽车电池项目,吸引正极材料、负极材料、电解液、隔膜等动力电池原材料企业来渭南投资建厂,形成完整的动力电池产业链。同时加强动力电池企业招商引资,再引进多家优秀的动力电池企业落户渭南,在3年~5年时间内打造成年产20GWh~30GWh的动力电池产业集聚区。鼓励动力电池企业投入核心技术,提高产品研发能力,培育和发展一批专业化程度高、研发实力强的动力电池企业,将渭南建设成西部最大的动力电池生产基地。

(2)建设国内外先进的电机及电控生产项目

渭南市在发展动力电池产业的同时,积极吸引国内外先进的电机及电机控制器生产项目落户渭南,逐步形成年产30万台套驱动电机系统的生产规模。鼓励电机及电机控制器企业加大研发投入,发展国际先进水平的电机及控制器技术,将渭南建设成国内外先进的电机及电机控制器生产基地。

7.3.2.2新能源汽车整车制造

新能源汽车整车项目制造功能的引入将汇集产业链新兴企业,对带动渭南市本地的动力电池、驱动电机、电控系统、充电设施、传动系统等一、二、三级零部件配套企业的发展有积极的促进作用,并可完善新能源汽车产业体系,壮大渭南市工业经济规模。

(1)近期以专用车项目为整车项目引进的突破口

把握专用车生产资质下放省级政府审批的机遇,充分利用陕西专用车基础优势,发掘沃特玛产业联盟企业潜力,积极引入新能源专用车整车项目。

(2)中远期可考虑引进新能源乘用车整车生产项目

新能源乘用车的市场规模潜力巨大,对地方税收的贡献效果更加明显,中远期可考虑引进中高端乘用车整车制造项目,促进渭南市新能源乘用车零部件供应企业的发展,与省内比亚迪、陕汽、吉利、众泰等乘用车整车生产项目形成聚集效应。

7.3.3推广应用及展示

新能源汽车作为新兴产业,通常需要较长的培育周期,同时需要较大的财力投入,才可将产业推向自主发展阶段。而推广应用及展示功能的实现更具有操作性,对财力投入的要求相对小,同时可起到加速产业发展,缩短培育期的作用。

(1)建设新能源汽车展示及体验中心

设立新能源汽车展示及体验中心,通过多媒体技术、展板、壁画、实物以及互动体验等多种方式充分展现渭南市新能源产业的发展面貌,展示渭南市的优势资源,宣传本地新能源汽车产业,为本地企业拓展更广阔市场以及争取政府支持提供条件。

(2)建设新能源汽车监控平台

建立产业园新能源汽车运行监控及数据采集中心,对渭南市全市范围内新能源汽车进行实时监控,及时发现和排除车辆运行安全隐患,提升故障应急响应速度;利用大数据技术对运营数据进行分析,为地方智能交通设计和新能源汽车设计提供用户使用数据支撑。

(3)开发新能源汽车工业旅游项目

开发产业园新能源汽车生产制造工业旅游项目,让市民和游客走进企业内部,通过参观工业景观、工艺流程、生产场面等来满足游客的求知、好奇、购物等旅游需求,提高渭南市新能源汽车相关企业产品和品牌认知,提升后期的传播和消费带来巨大的市场潜力。

(4)探索园区新能源班车、摆渡车、分时租赁服务

园区班车和摆渡车是产业园区不可或缺的配套交通工具,主要服务于企业工作人员、居民,或旅游参观人员,满足上下班、商务出行、旅游线路出行等,合理安排出车的时间、线路、班次,满足客户基本的出行需求。

产业园可以探索开展新能源汽车分时租赁服务,积极寻求与新能源汽车整车企业、租赁公司或市场参与者的合作,合理规划租赁网点布局。目前国内发展新能源汽车分时租赁的行业包括汽车整车生产厂家,如北汽、上汽、长安和东风等;传统汽车租赁公司,如一嗨租车、易卡租车等;独立的市场参与者,如车纷享、易多汽车共享、微公交等。

产业园分时租赁服务满足居民绿色出行需求,宣传和推广应用新能源汽车,拉动新能源汽车相关产业的发展,充分发挥产业园充电桩功能;在满足客户“全程自助、按需付费、随租随还”出行需求外,提高智能终端平台服务体系,提供便利的查询和预约业务,对用户租赁、使用、计费和结算整个服务周期提供全程管理,实现系统全自动运营,实现高效、绿色、便捷和智能的租赁服务体系。对班车和摆渡车的车身图案进行个性化设计,突出产业园新能源汽车发展主题和文化,有效地向外界宣传产业园。


8产业空间布局

作为“一带一路”的起点城市,渭南通过大力推进传统产业转型升级不断增强、新兴产业蓬勃兴起、工业园区迈向高端发展,使渭南经济发展优势凸显,为每一个落户渭南的企业提供发展壮大的广阔空间。渭南正在形成清洁能源化工、先进装备制造、绿色冶金建材、新能源汽车、3D制造和光电产业“六大优势产业集群”,特色鲜明、充满活力的新体系使渭南逐步成为“一带一路”产业聚集的桥头堡。截止2016年初,渭南已建成20个开发区重点工业园区,其中国家级高新区1个,省级园区6个。开发区工业园区标准厂房建成面积达到22万平方米,中小企业公共服务平台建成运营,40余户社会化服务机构入驻。全市入园企业累计达到1012户,已投产企业829户,吸纳社会就业人员18万人,占全市工业总产值六成以上,随着工业园区不断迈向高端,这里已经成为全市工业经济发展的重要载体。

根据《渭南市国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》及各园区相关规划,本规划提出以下产业布局方案:新能源汽车产业主要布局于渭南高新技术产业开发区及大荔县新能源汽车;光伏、风电等新能源上游设备制造产业主要布局于澄城县工业园区,光电、风电等发电项目主要布局于渭北澄城合阳大荔三县,地热开发项目依据资源分布情况布局,生物质能开发项目主要布局于大荔县、澄城县县城周边,结合农业园区或已有电厂布置;新材料产业主要布局于渭南高新技术产业开发区、卤阳湖现代产业综合开发区、蒲城高新技术开发区和富平、华州区。

表9.1重点产业园区布局

产业园区

发展重点

依托优势

发展类型

富平高新技术产业园

重点发展航空铝材。

打造集航材研发、航材加工和航材检测的全产业链。

富阎一体化,阎良航空城,卤阳湖通用航空,澄城铝土矿资源

区域协作

华县钼基新材料产业园

继续依靠优势特色资源,做大做强钼基新材料产业,促进钼产业由初级产品开采向精细产品和高附加值产品延伸。

重点发展高性能钼合金、钼烧结板、钼靶材、钼异型材、钼丝等高附加值产品,加快建设国家级钼及钼化工、钼合金产业聚集区,打造中国钼都。

金堆城钼储量资源优势突出,已经具备开采和初级加工能力

产业链延伸

大荔新能源汽车产业园区

以电池为关键突破口,发展建立涵盖整车、动力电池、驱动电机及控制系统、充换电设备、动力电池回收的完整的新能源汽车产业链。

西安产业外溢,渭南成本优势

新兴产业

渭南高新区新能源产业发展示范园区

以市场应用为导向,打造集研发、制造、推广应用为一体的全产业链。

重点发展储能技术和新型电池、组件技术,适当引进晶硅电池、逆变器等电力系统,逐步发展太阳能光伏全产业链。

发展铝合金支架、边框,延长澄城铝产业链。

政策优势

资源条件

新兴产业

产业链延伸

以技术研发为主导,集材料研发、工艺设计、设备制造和产业应用四位一体的全产业链。

重点发展绿色建材、增材制造、3D打印专用金属材料、智能材料、合成生物材料、电子信息材料、复合材料和无机非金属材料等特色新材料的研发和市场应用。

渭南通用航空、食品医药、新能源、能源化工等产业的发展需求

产业链延伸

打造高端新能源汽车研发生产制造基地,以“电池、电机、电控”关键零部件为突破口,以纯电动汽车和插电式混合动力汽车为主攻方向,培育和发展新能源汽车,建立涵盖整车、动力电池、驱动电机及控制系统、充换电设备、动力电池回收的完整的新能源汽车产业链。

西安产业外溢,渭南成本优势

新兴产业

表9.2“十三五”期间新增电源点项目布局

电源点类型

装机规模(MW)

年发电量

(亿kW·h)

项目布局

光伏发电

2500

26.25

其中

领跑者项目

2000

21

合阳县、白水县、澄城县、大荔县、富平

其他项目

500

5.25

——

风力发电

1030

18.54

富平白水澄城合阳大荔潼关韩城

生物质发电

150

1.08

其中

生物质直燃发电

90

0.65

渭南市、大荔县、澄城

生物质制气发电

60

0.43

富平县、华阴

合计

3680

45.87

(1)光伏发电项目布局

渭南市目前已建并网光伏发电项目210MW,分布在合阳县、澄城县和蒲城县,为集中式并网光伏电站。规划“十三五”期间新增光伏发电装机规模2500MW,其中领跑者基地初步规划规模为1920MW,主要分布于合阳县、白水县、澄城县、大荔县和富平县;其他项目(主要包括普通光伏电站、分布式、扶贫等)初步规划总规模500MW。

图9.1渭南地区光伏领跑者发电项目布局

表9.3渭南市光伏发电基地规划装机容量表及建设分期

编号

场址所在地

规划装机容量(MW)

建设分期

2017年

2018年

1

合阳

410

410

5

白水

300

300

9

澄城

450

150

300

13

大荔

700

600

100

18

富平

60

60

1920

1050

870

(2)风电项目布局

渭南市风电项目总装机容量约为1059.4MW,现状已并网装机规模29.4MW,为中广核渭南潼关29.4MW分散式风电场。“十三五”期间新增风电项目装机容量为1030MW,主要分布在富平白水澄城合阳大荔潼关韩城等七个县。其中2016-2017年新增的风电项目总装机容量为180MW,主要是目前已备案风电项目,包括:国华渭南白水方山风电场项目、渭南天润合阳黑池坊风电项目、中广核渭南潼关港口50MW风电场工程项目和华润渭南潼关港口风电场项目;2018-2020年新增的风电项目总装机容量为850MW,主要分布在富平白水澄城合阳大荔潼关韩城等县。

表9.4渭南地区规划风电场项目布局表

区县

序号

场址位置

装机容量(MW)

建设分期(年)

备注

2016-2017

2018-2020

富平

1

新天绿色陕西富平风电场

200

200

白水

2

国华渭南白水方山风电场

30

30

已备案

3

渭南白水纵目风电场

100

100

澄城

4

渭南市澄城县赵庄风电场

50

50

合阳

5

渭南天润合阳黑池坊风电项目

50

50

已备案

6

渭南市合阳洽川镇风电场

50

50

7

渭南市合阳和家庄风电场

100

100

8

渭南市合阳甘井镇风电场

50

50

大荔

9

渭南大荔县双泉风电场

100

100

10

渭南大荔县官池风电场

50

50

潼关

11

中广核渭南潼关港口50MW风电场工程

50

50

已备案

12

华润渭南潼关港口风电场

50

50

已备案

韩城

13

国电陕西韩城市桑树坪风电场

150

150

合计

1030

180

850

图9.2渭南市规划风电场场址布局图

(3)生物质项目布局

根据各个县有机质资源情况,并结合现有项目布局,提出渭南市2020年生物质利用项目布局,具体布局见表9.5。

表9.5渭南市生物质利用项目布局表

序号

重点区域

主要资源

发展规模

1

生物质发电项目

生活垃圾、秸秆、畜禽粪便、

工业有机废弃物等

150MW

1.1

生物质直燃发电

生活垃圾、秸秆等

120MW

华阴

生活垃圾、秸秆等

60

大荔

生活垃圾、秸秆等

30

澄城

生活垃圾、秸秆等

30

1.2

生物质制气发电

秸秆、畜禽粪便、农产品加工有机废弃物等

30MW

渭南市

秸秆、畜禽粪便、农产品加工有机废弃物等

30

富平

秸秆、畜禽粪便、农产品加工有机废弃物等

30

2

生物质制气项目

秸秆、畜禽粪便、农产品加工有机废弃物等

2万方/日

蒲城

秸秆、畜禽粪便、农产品加工有机废弃物等

1万方/日

合阳

秸秆、畜禽粪便、农产品加工有机废弃物等

1万方/日


9发展重点

9.1发展重点

9.1.1新能源汽车产业

(1)整车

a)乘用车

以纯电动汽车,燃料电池汽车,增程式电动车为主导,推动新能源汽车向车身轻量化,车辆智能化,机械、电子和信息技术高度集成的方向发展,大力推进发展短程乘用车,重点发展城市微型通勤车等小型纯电动汽车(含增程式电动汽车)。开展全新底盘新能源乘用车整车设计,加快产品市场投放和批量生产,进一步掌握电池系统、控制系统方面核心技术,超前开发新能源智能汽车,加快电动四驱技术、轻量化车身技术、电机矢量控制技术的开发应用,推动电动无人驾驶汽车研发。计划在2年内,新能源乘用车生产能力达到年产10000辆,并带动本地相关零部件产业集聚和规模化发展。

b)专用车

重点发展中高档新能源区域物流车、市政市容环卫车、环保监测专用车、质量与计量专用车、高尔夫球车、除雪车、旅游观光车等特种、专用新能源汽车。支持中联重科等企业技术改造和新产品开发项目,打造在国内具有比较竞争优势的重点产品,支持企业加快开发电动专用车新产品,拓展新领域。推动新能源专用车向技术含量高、专用功能强、特色品种多的方向发展。计划在2年内,新能源专用车年生产能力超过2000辆,形成1-2家在全省具有重要影响力的新能源专用车的生产企业。

c)客车

以发展节能环保的电动客车作为未来发展的方向,建设成新能源电动客车底盘项目、电机、电池、电动汽车为一体的研发中心。重点发展纯电动客车,支持北汽新能源、汉能集团、星美集团、比亚迪、上汽、陕汽等企业新能源客车项目建设,鼓励企业加大技术研发投入,加快新车型开发,进一步提高新能源客车整车技术和工业设计水平。引导企业通过联合重组、合资合作提升竞争力,把纯电动客车打造成全省的优势产品。计划在2年内,达成5000台纯电动客车的产能,力争到2020年完成1万台纯电动客车的产业基地。

d)农用车

渭南为传统的农业大省,农用车需求量大,且农村具有较为便捷的充电条件,农用车出行距离短,可以作为目前渭南新能源车的一个重要方向。鼓励传统农用车生产企业转型升级,打造纯电动农用车,争取在2020年以前,能够形成1-2家在省内具有影响力的新能源农用车生产制造企业,新能源农用车的生产能力达到5000台。

(2)关键零部件

a)动力电池

重点发展锂离子动力与储能电池及正负极、隔膜、电解液等基础材料,支持企业加大技术攻关力度,突破先进锂离子动力电池关键技术。到2020年,能量型锂离子电池单体和系统技术指标达到我国动力蓄电池产业发展规划的相关要求;功率型锂离子电池单体比能量达到120Wh/kg以上,常温下10C充放电循环寿命20000次以上,成本降至2元/Wh以下。

b)车用驱动电机

重点发展具有高功率密度、高效率等优点的永磁同步电机;具有结构简单、转速范围高等优点的交流异步电机;具有结构简单、成本较低等优点的开关磁阻电机。积极谋划发展可变磁力电机、混合励磁电机等新一代电机。推动电机向集成化、数字化、永磁化和小型化方向发展。

c)整车电控系统

重点发展先进的纯电动驱动汽车分布式、高容错和强实时控制系统,高效、智能和低噪音的电动化总成控制系统(电动汽车、电动转向、制动能量回馈控制系统),电动汽车的车载信息、智能充电及远程监控系统。积极谋划发展面向纯电动汽车大规模商业化示范的电控系统和下一代纯电驱动汽车电控系统。推动电控向分布式、高容错、集成化、智能化和低噪音方向发展。

紧跟汽车智能控制关键技术,培育发展相关汽车电子产业,掌握智能辅助驾驶总体技术及各项关键技术,整车控制器具备与全球定位系统、地理信息系统和智能交通系统(GPS/GIS/ITS)相结合的智能行驶控制功能,初步建立智能网络汽车自主研发体系及生产配套体系,培育行业优势企业。研究突破轻量化车身技术、整车集成技术、电驱动系统技术、能量存储系统技术、高压电器系统技术等方面技术难题。积极引导有研发生产基础的企业加快开发生产新能源汽车用智能充换电设备、电动真空系统、电动涡轮增压器等零部件,增加零部件生产品种,提高配套能力。

9.1.2新能源产业

(1)光电

a)光伏制造

鼓励拓日新能源公司与相关科研单位合作,研发生产新型高效太阳能电池发电产品,建成光伏组件配套产业集聚区。扶持已有新能源企业快速发展壮大,同时通过招商引资,吸引战略合作者投资我市光伏产业,形成以几家骨干企业为支撑、一批中小企业协作配套的产业发展格局。上游以高纯多晶硅原料、晶体硅材料为主导,下游以太阳能电池切片、太阳能电池组件为主导,同时发展协作配套企业。充分利用光伏产业的辐射和带动作用,拓展、延长光伏产业链,积极吸引更多的企业发展光伏产业和相关产品。积极开发市场前景广阔、技术水平高、附加值高的太阳能电池应用产品和太阳能应用的核心部件产品以及能带动广大中小企业发展的光伏产业应用产品,如:各种太阳能灯、各种太阳能玩具、LED灯、储能电池、超白玻璃、太阳能空调(特别是与汽车油路相分离的车载太阳能空调)、光伏水泵等。谋划引进配套光伏一体化建筑的各种材料项目,如隔热材料、透光材料、储能材料、智能窗(变色玻璃)、透明隔热材料等。

b)电站项目建设

将光伏发电与传统农业有机结合,探索出一条符合政策的光伏产业发展道路,将我市打造成西北乃至全国最大的光伏农业示范基地。我国已于2015年启动了大同100万千瓦的光伏领跑者示范基地建设,截至2016年6月30日已全部并网发电;2016年光伏领跑者技术基地规模为550万千瓦,共批复8个基地,目前已全部完成投资商优选,项目进入实质化建设阶段。未来几年国家能源局还要启动多个百万千瓦规模的光伏领跑者示范基地建设工作。按照这一要求,规划打造渭北黄土旱塬太阳能光伏发电领跑者示范基地,将本基地建成国家光伏新技术示范地、农光互补领跑者技术实践地、先进技术聚集地,从而进一步推动渭南地区光伏产业链的发展完善。

结合新区建设、体育场馆、剧院等具有一定规模的建筑群以及农村的屋顶、院落资源等,推广分布式光伏发电项目。由政府统一规划、统一招标、统一组织实施,加大宣传力度,鼓励企业和民众积极参与分布式光伏的建设应用,先建设1-2个具有一定规模的分布式光伏电站示范项目,逐步推广应用,建设国内领先的分布式电站的技术引领和应用示范基地。

c)澄城“煤-电-铝-铝合金支架-电站”产业链延伸

渭南市澄城拥有40亿吨煤炭、8000万吨铝土矿的丰富储量,已经初步形成了以煤电铝、煤电硅、煤电光伏等相互融合、循环利用的重点工业区。

建设光伏发电项目使用铝合金支架优势已越发明显,铝合金与钢材相比,具有密度小、强度高、耐蚀性好等特点,铝合金相比钢材具有较高的比强度,因此采用铝合金支架满足同样强度要求情况下可以大幅度减小支架结构的自重,比起钢支架更加便于现场支架安装,应用于复杂山地光伏项目优势明显。铝合金支架是未来光伏电站建设支架的重要发展和应用方向。

渭南市十三五期间规划新增光伏装机容量2500MW,预计使用铝合金型材50000t,拓展延伸铝合金支架产业链,可有效化解企业铝产能,促进现有产能存量优化转化,提升增量、增加项目经济效益,提升企业的核心竞争力。

(2)风电

重点选择和支持实力雄厚、经验丰富、投资积极性高、有信誉和社会责任感强的大企业集团参与渭南市的风能资源开发利用和投资建设,确保风电项目建设速度和运营质量,并实现风能资源的规模化、产业化开发利用。加快潼关中广核、国华、华润等风电项目建设,至2018年完成风电项目装机容量300MW以上。

风能开发投资规模大,产业链之间技术关联程度高,规模经济性强,其成长空间和市场潜力巨大。渭南市应把握产业发展政策的机遇,积极争取大型风电开发企业在渭南市设立风能开发研究机构和装备制造生产公司,从资源开发利用入手,向上游和下游产业拓展,实现风电设备的本地化,通过对产业链的构建和延伸,形成以风能开发和风能设备制造为核心的产业聚集区和配套生产基地,最终形成风能产业集群发展。

尽快与有实力的风电企业开展合作,充分利用和挖掘渭南市风能资源,运用风电新技术和新设备,使低风速风能得到有效利用,尽早形成风电的规模化建设和组团式推进的格局,以大规模的风电装机引进风电装备制造企业和项目落地,使风力发电与风电配套产业同步推进。

当前,可重点引进风机塔筒厂家,特别是适合低风速区的混凝土高塔架生产厂家。

(3)地热

依托渭南市优质地热资源,在完善资源节约与保护机制的基础上,高水平起步、大规模开发、大项目支撑,全力推进地热资源的产业化开发。推动深、浅层地热能在制冷供暖方面的规模化应用,2018年地热供暖面积达到300万m2,启动实施地热能伴生气先导性开发项目,实现水溶气资源规模化开发利用。

以试点和示范性带动为主要措施,依托我市已钻凿出的5口地热井,积极推进地热能勘查评价及开发利用示范区建设。重点进行地热及水溶气利用的模式、效益及其环境影响评价等内容的试点和示范,充分发挥地热能源的优势,实现试点区域的良性循环,提高资源利用率,减少对环境的污染,从而带动更大区域的开发,达到保护和合理利用地热资源的目的。

以推动地热和水溶气科学发展为目的,根据地热资源和水溶气的自身特性,加强对地热和水溶气资源勘查开发利用的统一监管和保护。坚持“科学论证、统一规划、综合开发、环境保护”的原则,做好勘查开发工作,防止引发地面沉降和其它地质环境问题,采取行政、经济、技术等措施,在保护地热及水溶性资源和环境条件下,努力提高地热资源的利用效率,保障地热能资源可持续利用,引导和壮大我市地热及水溶气产业的快速发展。

依托渭南地热资源的优势,用战略和眼光,引进有实力的投资公司或投资集团,签订战略合作协议,对投资渭南地热资源开发和综合利用项目给予优惠和支持,共同将渭南打造为全省地热综合利用开发示范区。渭南市将进一步完善政策,强化服务,为开发建设渭南地热能源的投资者提供良好的条件和环境。

(4)生物质能

农业生物质发电是一个新的领域,许多人不知道利用秸秆为原料可以建设发电厂。没把秸秆作为重要资源来看待,利用秸秆的主动性、自觉性差。农民群众是生物质发电原料唯一的提供者,要充分发挥宣传引导作用,加大宣传教育力度,提高农民的资源节约意识和环境保护意识,引导农民群众科学合理的利用秸秆。要以充分调动农民的积极性、主动性和创造性为目标,组织人力,深入基层,广泛开展政策宣传、技能培训、安全教育等工作,为农民搭建技术交流、信息传播和知识普及的平台,要通过建立示范推广基地、召开现场会、举办培训班等多种形式,使农民群众进一步了生物质能源的利用方式。为生物质发电项目生产提供充足、稳定的燃料保障。

生物质燃料的可靠供应是生物质发电产业健康发展的有力保证。采取现代运作方式充分调动广大农民的积极性,获得广大农民对生物质发电的支持,最终建立健全秸秆收购的服务网络。此外,还要引进生物质燃料收储运的专用设备,建立相关的行业标准和技术规程,使生物质发电走上规范化发展的道路。

9.1.3新材料产业

(1)航空铝材产业

充分发挥铝电资源优势,发展航空铝材产业,加快富平西飞铝业、富平镁基锂电池等项目建设。采用先进适用的新型阴极结构铝电技术、先进适用的氧化铝节能技术以及铝加工先进技术,对现有电解铝、氧化铝以及铝加工生产能力进行技术改造,提高产业技术装备水平,降低物耗和能耗,增加品种,改善质量。

依托优势企业、产业集聚区和重大项目,积极推进新技术产业化及规模化制造。未来重点发展航空航天用铝合金中厚板、高性能铝合金半固态坯料及零件,涡轮发动机压叶轮材料,6系汽车铝合金板,2系铝合金,7系列铝合金,铝锂合金,深冷设备用铝合金板材,高速列车和货运列车用大型铝材,可焊铝合金薄板,超高纯铝,高压阳极铝箔及深加工等项目等,打造高精铝加工产品。

遵循循环经济理念,推行清洁生产,从源头和全过程控制污染物产生和排放,降低资源消耗。加强赤泥、电解槽废内衬以及高铝煤炭资源综合利用,提高资源综合利用水平。完善再生资源回收体系,推进再生资源规模化高效利用。

(2)增材制造专用特色新材料

积极寻求与现有的高校、科研院所,开展增材制造的基础研究、工程化研究和应用技术研究。争取到2020年,针对金属及非金属增材制造领域,建成1个国家级工程实验室,或工程中心,开展增材制造技术从基础研究走向产业化应用中间环节的工程化研究,形成以产品及技术收益权为主的增材制造产业孵化基地。

依托西北有色金属研究院、西安交通大学等高校和研究机构,积极开展增材制造专用材料特性研究与试制,鼓励相关企业从事金属及非金属增材制造专用材料的批量化生产。在非金属专用材料领域,重点支持光敏树脂、高性能陶瓷、碳纤维增强尼龙复合材料等高分子材料的规模化制备,不断提高材料耐高温、强度等性能,降低材料成本。在金属专用材料领域,重点支持钛合金、镍基高温合金等金属材料球形粉末的规模化制备,不断优化粉末粒度、形状和化学性质等特性,为增材制造技术的全面普及推广提供前提条件。到2020年,争取能在增材制造专用材料研发方面实现1~2项关键技术的突破和产业化。

表10.1增材制造专用材料应用领域重点产品

应用领域

材料

重点产品(应用方向)

航 空

铝合金、钛合金、

高温合金等

机身结构件、发动机零部件、飞机附件、发动机控制部件等结构

航 天

铝合金、钛合金、高温合金、不锈钢、高强钢等

卫星及其他空间探测器的复杂结构件

汽 车

钛合金、纯钛、高速钢

及非金属材料

汽车发动机零部件、复杂模具等结构

生物医疗

钛合金、钴铬钼合金

以及生物组织

器官、骨骼、组织工程、植入物、

定向药物输送骨架等

教 育

非金属材料

创意、创新教育及科普

文化创意

金属及非金属材料

工艺、装饰、艺术等个性化产品

(3)钼基新材料产业

大力发展钼基新材料产业,推进华州金钼集团数字矿山建设,促进钼产业由初级产品开采向精细产品和高附加值产品延伸,实施金钼股份钼矿采选改造升级、汝阳矿采选升级、钼板带箔等项目,加快建设国家级钼及钼化工、钼合金产业聚集区。

聚焦钼化工提取提纯、冶炼锻造、化学合成、钼基合金等关联产业,大力发展钼基新材料,重点发展高性能钼合金、钼烧结板、钼靶材、钼异型材、钼丝等高附加值产品,加快建设国家级钼及钼化工、钼合金产业聚集区,打造中国钼都。

9.2重点项目

9.2.1新能源汽车产业重点项目

“十三五”期间全力推动渭南市新能源电池产业发展,尽快形成具有一定规模的电池生产基地,带动渭南市新能源汽车产业发展,争取2020年末,将渭南建成国内最大的新能源动力电池生产基地。

项目1:天臣新能源(渭南)有限公司锂离子动力电池项目

天臣新能源锂离子动力电池项目规划投资46亿元,全部建成后可实现日产锂离子动力电池350万支。

项目2:沃特玛新能源电池项目,

沃特玛新能源电池项目总规划投资50亿元,建设总产能为10GW的圆柱型锂离子电池生产项目。一期建设年产3GW圆柱型锂离子电池生产线,二期建设3GW,三期建设4GW圆柱型锂离子电池生产线。持续推进沃特玛新能源电池项目,保障2017年一期3GW圆柱型锂离子电池项目达产,同时规划启动二期、三期项目。

项目3:陕西中盛达锂实业有限公司锂电池项目

计划建设5条环保型锂电池生产线,年产值不低于3.6亿元,计划投资约3亿元。

项目4:陕西德飞新能源科技集团有限公司年产4GWH动力锂离子电池生产项目

计划投资约30亿元,建设年产4GWH动力锂离子电池生产项目。

项目5:推动整车项目落地

积极对接北汽新能源、汉能集团、星美集团、比亚迪、上汽、陕汽等整车生产企业,争取在2017年达成初步合作的框架协议,2020年末完成在渭投资计划,争取1-2个整车项目签约。

9.2.2新能源产业重点项目

9.2.2.1做好新能源规划编制工作

以《渭南市“十三五”能源发展规划》、《渭南市新能源新材料产业发展规划》为指导,细化环节,编制专项规划。结合能源产业发展实际,重点完成渭南市太阳能发电规划、新能源汽车核心零部件产业园区、新能源电动汽车充电基础设施建设等规划编制工作。

9.2.2.2推进重点项目的建设工作

(1)光电

项目1:渭南市黄土旱塬光伏发电领跑者示范基地项目

项目建设内容:渭南市黄土旱塬光伏发电领跑者示范基地项目总体规划2000MW,2018年建成,估算总投资约150亿元。规划将光伏发电与传统农业有机结合,探索出一条符合政策的光伏产业发展道路,积极申报渭南市黄土旱塬光伏发电领跑者示范基地项目,做好合阳县、白水县、澄城县和大荔县等地的相关配套工作,落实用地、电网接入和基础设施等建设条件,将渭南市打造成西北乃至全国最大的光伏农业示范基地。项目建成后,将成为国家光伏新技术示范地、农光互补领跑者技术实践地、先进技术聚集地,从而进一步推动渭南地区光伏产业链的发展完善。

项目2:澄城“煤-电-铝-铝合金支架-电站”产业链延伸

渭南市澄城拥有40亿吨煤炭、8000万吨铝土矿的丰富储量,已经初步形成了以煤电铝、煤电硅、煤电光伏等相互融合、循环利用的重点工业区。规划充分利用渭南市发展光伏电站的重大机遇,延伸拓展铝产业链,发展下游光伏专用铝合金支架,渭南市十三五期间规划新增光伏装机容量2500MW,预计使用铝合金型材50000t,拓展延伸铝合金支架产业链,可有效化解企业铝产能,促进现有产能存量优化转化,提升增量、增加项目经济效益,提升企业的核心竞争力。

项目3:光伏设备制造

在2020年以前,引入组件、逆变器等核心设备制造企业5~10家,形成1GW的硅片、组件加工制造及逆变器、变压器等核心设备产能;形成1GW的铝合金边框、铝合金支架加工等配套产品产能,光伏主材及辅材制造工业总产值达到200亿。

(2)风电

项目1:风电站建设

2020年新增风电装机规模1030MW,估算总投资约82.4亿元。督促华润潼关风电项目、中广核潼关风电项目、国华渭南白水方山风电项目、渭南天润合阳黑池坊风电项目等核准风电场的开工建设,2017年底完成项目建设,争取并网发电,新增风电场装机容量180MW。同时加快富平白水澄城合阳大荔韩城等其他县的风电场规划报批,争取纳入国家年度开发计划,2018-2020年新增风电装机规模850MW。

项目2:引入低风速风机厂商和混凝土塔架制造企业

至2020年,引入低风速风机和混凝土塔架研发和制造企业各1~2家,预计总投资3亿元。

(3)生物质

紧抓国家对新能源产业的政策支持机遇,充分利用渭南市丰富的生物质资源条件,规划在渭南市、大荔县、澄城县、华阴市、富平县建设3-5个生物质发电厂,生物质发电装机容量达到150MW。估算总投资约21亿元。

积极推进大荔旭彤生物质发电项目、渭南奥本华阴3万千瓦生物质沼气发电项目等项目的建设工作,争取2018年建成投产,新增生物质发电装机规模60MW;到2018年底,完成大荔县、澄城县、富平县的生物质发电项目的前期工作,将项目纳入国家和陕西省的年度开发计划,到2020年底全面建成发电,渭南市新增生物质发电装机90MW,总体装机规模达到150MW。

(4)地热

a)地热水溶气开发项目

将在现已发现的水溶气资源基础上,有针对性地再完成一批勘探井,摸清渭南市水溶气资源的成藏情况及形成机理,在有把握的一个或多个井上进行水溶气示范项目建设。用2年时间建设成国家级水溶气资源研发、生产及产业中心。2018年底完成包括水溶气的采集、分离、压缩、提纯、储运等技术关键点在内的全部工艺设备及管线。一期项目初步估算投资为5亿元人民币。

2015~2017年水溶气开发计划拟投资1.5亿元人民币。主要建设规模和内容是:在已建成五口探井的基础上再实施六至七口水溶气探井,探明50km2~60km2的地热水溶气资源量,并提交国家储委审批,申请获得采矿权;同时外延勘探控制100km2~150km2的资源量;实施23口~24口开发井,与原有开发井一起形成6×104m3/d的生产能力;实施地面集输工程,形成与井配套的集输销售能力;实施两到三口水溶氦气井,形成2×104m3/a~3×104m3/a的生产能力。

b)华阴地热能热电联产示范项目

规划装机规模5MW,并对地热发电尾水进行梯级利用。初步投资估算约2.1亿元,其中:生产井及回灌井总投资约6000万元;地热发电系统投资约1986万元;基础及建构筑物投资约6200万元;尾水梯级利用系统投资约6600万元。该系统以发电为主,地热发电尾水进行梯级综合利用。

项目选址初步优选渭南华阴地区。拟主要采取的技术形式为双工质循环发电技术。该系统以发电为主,地热发电尾水进行梯级综合利用。项目选址初步优选渭南华阴地区作为该项目的目标区。该地区的蓝田-灞河组,不仅热储物性条件较好,满足地热回灌,而且资源充足,预测储量为66.36×108m3,可开采热量为3.34×1013KJ。考虑到开发成本,可持续发展等因素,综合渭河盆地地热开采经验及地热水产出现状,故优选该地区为目标区。

c)渭南市居民地热供暖示范项目

渭南城区地热集中供暖项目旨在利用现有的地热资源进行地热集中供暖,总体思路为:采用“地热水+水源热泵”技术,将地热水梯级利用到25℃以下,替代原有燃煤锅炉供暖的基础负荷,保留部分燃煤锅炉或燃气锅炉作为系统调峰设施,同时在地热开发过程中采用供暖尾水的回灌方法达到保护地热资源,实现可持续发展的目的。以中心城区为重点,投资6亿元,5年内在城区新打地热井21眼,回灌井10眼,建设集中换热站10座,铺设供热管网5万米,到2020年可实现城市集中供热面积约500万平方米。

9.2.3新材料产业重点项目

加快富平西飞铝业、富平镁基锂电池等项目;加大3D打印专用金属、智能材料、合成生物材料以及电子信息材料的研发及应用,发展高性能复合材料、无机非金属材料和绿色建材产业;大力发展钼基新材料产业,推进华州金钼集团数字矿山建设,加快建设国家级钼及钼化工、钼合金产业聚集区。

渭南高新区3D打印产业培育基地,主要开展非金属材料及金属材料的增材制造,同时加强文化创意领域推广应用,打造渭南高新区增材制造应用示范区。到2020年,争取能在增材制造专用材料研发方面实现1~2项关键技术的突破和产业化;针对金属及非金属增材制造领域,建成1个国家级工程实验室,或工程中心,开展增材制造技术从基础研究走向产业化应用中间环节的工程化研究,形成以产品及技术收益权为主的增材制造产业孵化基地。

9.2.4重点建设行业平台

随着新能源新材料产业集群的不断发展,新技术、优质资源的整合、数据收集工作对产业的发展将起到更为重要的作用。依托互联网信息技术,云平台技术创建产业平台,可以对新材料、新能源的行业信息、技术信息进行整合,与之相关的行业信息会及时发布,便于政府及企业及时掌握行业动态、了解行业发展方向;为新材料、新能源企业提供信息交流,展示各企业业绩,最新产品、技术成果等,搭建企业间的相互合作平台;同时平台可以进行已运行新能源电站的在线管理,对已运行电站进行运行状态监测、数据收集和技术水平分析。平台提供的资源分析、设计水平分析、建设质量分析、运维水平分析等功能,将覆盖新能源电站从设计到施工、运行和维护全过程,为政府和企业提供可靠的新能源电站技术支持服务。

图10.1行业平台功能结构图


表10.2渭南市重点建设项目列表

序号

企业名称

投资

(亿元)

产业类别

主要产品及产能

项目建设地点

1

天臣新能源(渭南)有限公司

46

新能源汽车

日产350万支锂离子动力电池

渭南市高新技术产业开发区

2

陕西沃特玛新能源有限公司

50

新能源汽车

年产10GW圆柱型锂离子电池生产线。

渭南市高新技术产业开发区

3

陕西中盛达锂电实业有限公司

3

新能源汽车

5条环保型锂电池生产线,年产值不低于3.6亿元

白水雷公循环经济产业园区

4

陕西威楠高科(集团)实业有限责任公司

3.4

新能源汽车

渭南高新区新能源汽车电池标准厂房建设项目

渭南市高新技术产业开发区

5

深圳市星美新能源汽车有限公司

10

新能源汽车

星美新能源10亿安时磷酸铁锂电池生产项目

渭南市高新技术产业开发区

6

陕西德飞新能源有限公司

1.2

新能源汽车

锂电池

大荔县科技产业园区

7

--

100

新能源汽车

整车生产项目

渭南市高新技术产业开发区

8

--

10

新能源汽车

30万台套驱动电机系统

渭南市高新技术产业开发区

9

陕西中地新能源开发有限责任公司白水分公司

1.9

新能源

光伏发电

白水县城关镇

10

国华能源投资有限公司

2.7

新能源

光伏发电

白水县林皋镇

11

昌盛日电

9

新能源

农副产品、光伏发电

白水县雷公循环经济产业园

12

陕西合阳桂花清洁能源有限公司

18

新能源

合阳桂花150MW太阳能光伏发电项目

合阳县工业集中区

13

蒲城县孙镇政府

11

新能源

蒲城隆基生态光伏发电项目

蒲城县工业园区

14

正泰新能源公司

16.2

新能源

韩城市正泰新能源200MWp光伏并网发电项目

韩城

15

--

150

新能源

渭北旱塬地区光伏发电领跑者示范基地

渭北旱塬地区

16

--

5

新能源

澄城光伏发电铝合金支架项目

澄城县工业园区

17

--

50

新能源

1GW硅片及组件加工项目

渭南市高新技术产业开发区

18

汉能集团

新能源

年产量600MW的薄膜组件

渭南市高新技术产业开发区

19

华润新能源风能有限公司

4.2

新能源

华润潼关风电项目

潼关县秦东镇和港口镇台塬

20

中广核风电有限公司

3

新能源

中广核潼关风电项目

潼关县城东北约7公里

21

国华能源投资有限公司

3

新能源

国华白水风电项目

白水县方山林场

22

渭南天润创先新能源公司

4.2

新能源

天润创先合阳风电项目

合阳

23

陕西黄河能源公司

4.2

新能源

陕西黄河能源潼关三河口风电项目

潼关

24

--

68

新能源

渭北850MW风电项目

富平白水澄城合阳大荔韩城

25

3

新能源

低风速风机厂商和混凝土塔架制造

大荔县科技产业园区

26

--

6

新能源

城市居民供暖项目

渭南市区

27

--

5

新能源

地热发电项目

渭南市区

28

--

4

新能源

地热研发基地建设项目

渭南市高新技术产业开发区

29

--

10

新能源

水溶气提取项目

渭南市高新技术产业开发区

30

--

4.2

新能源

大荔旭彤生物质发电项目

大荔

31

北京寰慧科技集团有限公司

4.2

新能源

澄城秦尧电厂生物质发电项目

澄城县工业园区

32

渭南奥本新能源开发有限公司

4.2

新能源

渭南奥本华阴3万千瓦生物质沼气发电项目

华阴市陕西农垦科技示范园

33

渭南高新区惠丰新材料科技有限公司

2.4

新材料

年产各类新型医药中间体9300吨

渭南市高新技术产业开发区

34

--

1

新材料

光伏级EVA制造

渭南市高新技术产业开发区

35

陕西长石电子材料科技有限公司

1.6

新材料

覆铜板、红外碳晶电子发热板

大荔县科技产业园区

36

陕西宸宇保温材料有限公司

2.4

新材料

墙体保温材料

大荔县科技产业园区

37

陕西亚升新型材料有限公司

1.3

新材料

加气块年产100万立方米

大荔县科技产业园区

38

陕西汉沣新能源有限公司白水分公司

0.6

新材料

年产20万吨生物质颗粒燃料

白水雷公循环经济产业园区

39

西安瑞联近代电子材料有限公司

2.2

新材料

光电显示材料生产基地(二期)

蒲城县工业园区

40

西安中燃科技发展有限责任公司

4.3

新材料

黄姜皂素生产线建设项目

蒲城县工业园区

41

陕西华捷奥海科技有限公司

1.5

新材料

新建2万吨纳米重防腐材料生产线

蒲城县工业园区

42

西安瑞鹰化工科技有限公司

1.2

新材料

年产1000吨氢化丁腈项目生产线

蒲城县工业园区

43

兴海再生资源有限公司

1.2

新材料

废旧轮胎生产线

蒲城县工业园区

44

陕西蒲城禾合环保新材料有限公司

3.7

新材料

新材料环保催化剂炼油助剂建设项目

蒲城县工业园区

45

蒲城友泰塑业有限公司

2.2

新材料

10万吨/年间歇式聚丙烯装置建设项目

蒲城县工业园区

46

蒲城正功气体公司

0.6

新材料

年产10万吨食品级高纯二氧化碳项目

蒲城县工业园区

47

西安祥火燃料环保公司

1.1

新材料

有机溶剂废料综合利用项目

蒲城县工业园区

48

渭南高新区火炬科技发展有限责任公司

10

新材料

渭南高新区3D打印产业培育基地项目

渭南市高新技术产业开发区

49

秦天科技公司

3

新材料

韩城市秦天科技DTC相变材料项目

韩城

50

陕西宸宇节能材料有限公司

4.9

新材料

大荔聚氨酯板材及钢结构生产线项目

大荔县科技产业园区


10效益分析

10.1生态环境效益分析

根据国务院办公厅2014年发布的《能源发展战略行动计划》(2014-2020年),到2020年,非化石能源占一次能源消费比重达到15%,2030年非化石能源占比提高到20%左右。大力发展新能源和可再生能源,是推进能源多元清洁发展、培育战略性新兴产业的重要战略举措,也是保护生态环境、应对气候变化、实现我国经济社会可持续发展的重要措施和迫切需要。

2016年3月,为实现2020、2030年非化石能源占一次能源消费比重分别达到15%、20%的能源发展战略目标,国家能源局发布《关于建立可再生能源开发利用目标引导制度的指导意见》,公布了2020年各省(自治区、直辖市)行政区域全社会用电量中非水电可再生能源电力消纳量比重指标,2020年陕西省全社会用电量中非水电可再生能源电力消纳量比重指标为10%。

关中城市群已经成为全国大气污染严重的地区之一,被纳入全国大气污染重点防治区域“三区十群”。《陕西省“治污降霾,保卫蓝天”五年行动计划(2013-2017年)》中指出,为促进我省产业结构调整和发展方式转变,助推节能环保、新能源等战略性新兴产业发展,大力发展清洁能源。大力推进风能、太阳能、生物质能和地热能等可再生能源开发利用,逐步提高清洁能源使用比重。

渭南市在当下能源革命和治污减霾构建节约环保型社会的大背景下,应积极响应和利用好国家政策,大力推进新能源发电项目建设,提高可再生能源发电量和用电量比例,逐步淘汰落后小型燃煤机组,降低煤电在全社会用电量中的用电比重,构建清洁能源社会。

目前渭南市非水可再生能源发电量主要来自于光伏发电,2014年光伏发电量约为2.3亿kW·h,全社会用电量约122.3亿kW·h,非水可再生能源用电量约占全社会用电量的1.88%,远低于国家2020年的预期目标。

规划到2020年底,渭南市新能源电源装机规模达到3680MW,其中光伏发电2710MW,风力发电1059.4MW,生物质发电150MW,新能源年总发电量达到48.61亿kW·h。与相同发电量的火电相比,每年可节约标煤154.58×104t,减少烟尘年排放量约201914.65t,减少二氧化碳年排放量约464.98×104t,减少一氧化碳年排放量约406.54t,减少氮氧化物年排放量约17869.42t,具有显著的节能减排环境效益,有利于渭南市和整个关中地区城市环境生态群的改善。

根据《国网渭南供电公司“十三五”配电网规划报告》(2015年版)中方案预测结果,2020年渭南电网全社会用电量为185亿kW·h,届时渭南市新能源电源年总发电量达到48.61亿kW·h,约占全社会用电量的26.28%,能够为渭南市乃至整个陕西省非水可再生配额制指标的完成作出显著贡献。

表11.1渭南市新能源装机规模

电源点类型

2015年装机规模(MW)

“十三五”期间新增装机规模(MW)

2020年底总装机规模(MW)

年发电量

(亿kW·h)

光伏发电

210

2500

2710

28.46

风力发电

29.4

1030

1059.4

19.07

生物质发电

0

150

150

1.08

合计

239.4

3680

3919.4

48.61

10.2产业链经济价值效益分析

到2020年,新能源新材料产业实现工业总产值700亿元,其中新能源产业直接投资约300亿元,带动当地工业总产值约200亿元;新材料产业实现工业总产值200亿元;新能源汽车产业实现工业总产值300亿元。

表11.2渭南市“十三五”期间新增电源点投资匡算

电源点类型

“十三五”期间新增装机规模(MW)

投资匡算(亿元)

备注

光伏发电

2500

187.5

风力发电

1030

82.4

生物质发电

150

21

合计

3680

290.9

10.3社会效益分析

渭南市本着建设清洁能源社会的目标,大力发展光伏发电、风力发电、生物质发电等清洁能源,推进地热能供暖等能源替代,逐步实现煤电能源替代,有助于环境改善,创建更加舒适的人居环境,有助于小康社会的实现。

其次,新能源等战略产业的大力发展,有利于实现渭南市工业转型和工业升级目标,带动新的产业链形成,创造新的经济增长点,实现渭南市在新的历史机遇期“弯道上车和弯道超车”的重大目标。

渭南市黄土旱塬光伏领跑者基地建成后将成为国内最大的“农光互补”及黄土旱塬土地整治示范基地,科技创新基地,带动当地的农业、旅游业和服务业的发展,形成一、二、三产融合发展的良好带动作用。同时,“农光互补”的实现,为我国中东部土地资源稀缺的城市发展光伏发电提供了良好的示范和带动作用,有助于我国光伏发电产业的持续推动,完成我国对国际社会做出的庄严承诺。

清洁能源的大力发展、分布式的实施以及新能源汽车的生产和推广,有助于带动当地的旅游业的发展,将农业光伏、建筑一体化光伏、地热能供暖、新能源汽车展览等项目融入区域旅游线路中,增加科技旅游发展元素,有利于新能源产业的推广和发展,同时还能促进旅游业提质增收。


11保障措施

1.1积极培育市场,营造良好市场环境

充分发挥市场的基础性作用,充分调动企业积极性,加强基础设施建设,积极培育市场,规范市场秩序,为各类企业健康发展创造公平、良好的环境。

(1)组织实施重大应用示范工程

坚持以应用促发展,围绕提高人民群众健康水平、缓解环境资源制约等紧迫需求,选择处于产业化初期、社会效益显著、市场机制难以有效发挥作用的重大技术和产品,统筹衔接现有试验示范工程,组织实施全民健康、绿色发展、智能制造、材料换代、信息惠民等重大应用示范工程,引导消费模式转变,培育市场,拉动产业发展。

(2)支持市场拓展和商业模式创新

鼓励绿色消费、循环消费、信息消费,创新消费模式,促进消费结构升级。扩大终端用能产品能效标识实施范围。加强新能源并网及储能、支线航空与通用航空、新能源汽车等领域的市场配套基础设施建设。在物联网、节能环保服务、新能源应用、信息服务、新能源汽车推广等领域,支持企业大力发展有利于扩大市场需求的专业服务、增值服务等新业态。积极推行合同能源管理、现代废旧商品回收利用等新型商业模式。

(3)完善标准体系和市场准入制度

加快建立有利于战略性新兴产业发展的行业标准和重要产品技术标准体系,优化市场准入的审批管理程序。完善新能源汽车的项目和产品准入标准。完善并严格执行节能环保法规标准。

11.1争取政策支持,加大财税支持

充分利用国家级省内对渭南市以及新型产业发展的各项支持政策,积极争取国家和省内的财政支持,将财政转移支付资金更多地投入到渭南市、产业园区的基础设施建设、公共服务和新型产业发展之中。从土地出让收益以及税收中提出一定比例资金,设立渭南市创新创业基金和新型产业发展基金,为初创企业和起步产业项目提供资金支持。对国家鼓励类产业项目、公共基础设施项目、优势产业项目、创新创业产业项目、小微企业以及国家支持类产品,按照相关政策规定严格执行税收减免及退税等优惠措施。

11.2建立健全投融资保障机制,创新投融资模式

加快引入银行、证券、信托投资、担保公司、保险公司、私募基金等金融机构,构建完整的金融服务体系。划拨部分财政资金设立企业贷款风险准备金,建立健全政府为企业担保融资和贷款贴息的机制。积极发展融资租赁、股权融资、企业债券、中小企业集合债券,推动开展知识产权及专利权质押融资、股权质押融资等融资方式。支持民营银行、众筹、互联网金融等新型金融业态的发展,构建普惠金融体系。加大对高新技术企业、小微企业、环保型企业融资的支持力度,建立对金融机构开展此类融资服务的激励机制。

加强政策资金扶持,积极争取中省重点项目及技术改造、节能和循环经济、中小科技型企业发展项目和专项资金。设立产业投资基金,创新投融资体制,拓宽融资渠道,为企业发展和工业项目建设提供资金支持。发挥产业基金引导和杠杆放大作用,设立天使基金、中小企业发展基金等子基金,孵化一批新兴产业,支持有条件的企业上市。在发改委设立航空产业办公室和PPP工业项目。

11.3优化产业布局助推转型升级

按照“十三五”产业发展总体要求,围绕工业转型发展目标任务,统筹产业布局,科学摆布工业项目,推动产业差异化、特色化、品牌化集群发展。结合“十三五”产业发展战略,市发改委制定出台重大项目策划包装意见,将项目策划包装纳入季度讲评考核,调动县市、部门策划包装项目的积极性。紧扣国家产业政策导向,围绕科技创新、智能制造、军民融合、技术改造、新能源新材料、食品医药、轨道交通、航空等领域策划包装一批重大工业项目,通过实施项目推动工业转型升级。狠抓产业项目招商引资,借助行业协会、科技院所平台优势和外部资源,开展“四位一体”招商模式,紧盯央企、省企和东部产业转移,组团参与央企进陕、民企进渭等对接活动,多渠道招引产业项目,打造产业集群,做大工业规模,提升工业在国民经济中的占比和份额。

11.4多措并举建设绿色能源示范城市,推动新能源产业发展

(1)推进新能源电源点项目建设,提高可清洁能源供电比例

在当下能源革命和治污减霾构建节约环保型社会的大背景下,应积极响应和利用好国家政策,大力推进新能源发电项目建设,提高可再生能源发电量和用电量比例,逐步淘汰落后小型燃煤机组,降低煤电在全社会用电量中的用电比重,构建清洁能源社会。积极响应国家电改政策,探索新能源发电直供电,发展绿色能源交易,促进清洁能源的消纳,促进下游市场规模扩大。

(2)完善新能源汽车配套设施,大力发展绿色交通

加大新能源汽车推广应用力度,大力推广应用新能源汽车,以公共服务领域为重点,推广应用新能源汽车辆,培育发展新能源汽车产业。

完善充电基础设施布局规划,加大充电设施建设力度。按照“桩站先行、适度超前、合理布局”的原则,申请国家可再生能源专项资金,建设直流充电站、充电桩。在火车站站、公共汽车站、公交车场、高速出入口等大型交通枢纽建设公共快速充电站;在新建大型公共设施、城市综合体、住宅小区配建充电车位和慢速充电桩;在城市主要干道配套建设分布式充电桩;依托公交场站建立公交车专用的充换电系统。

11.5加强科技创新和人才建设支撑转型升级

优化人才引进的体制机制,加大对人才引进的支持和投入。由政府牵头,每年联合企业到大中城市或高校开展统一的人才招聘活动。设立人才引进奖励基金,对引进高水平人才的企业及人才个人予以奖励,支持企业对引进人才实行股权激励。加强政府与企业协作,为引进人才统筹解决住房、社会保险、子女入学等方面的需求。支持企业设立人才工作站、大学生实训基地等,为高层次人才提供良好的科研工作环境,推动企业与高校构建联合培养人才机制。创新用人机制,引导大中城市的专业技术人才到渭南市提供服务和支持。

围绕战略性新兴产业和优势特色产业,整合省内外高校、科研机构、大型企业研发中心等优势资源,建设一批专业化的公共技术创新和协同创新平台,提高企业创新能力。支持企业建立技术中心和开展前沿先导技术、关键共性技术等研发活动,转化一批科技成果。实施三个“百人计划”“青年科技军团”等人才工程,市人才办深化与国家部委、省级厅局和福州互派干部交流的常态化机制,建立一批创新人才培训示范基地。市工信局牵头实施“百名企业人才计划”和“千名企业经营者素质提升工程”,不断激发中小企业创业创新活力。

11.6规范土地供应

继续强化节约、集约利用土地资源的意识,树立开发边界意识,优先开发存量土地,约束土地的增量开发,为长远发展预留土地。严格规划的实施与监管,避免低密度开发,杜绝乱占土地、粗放用地的现象,将出让后为开发的土地依法实行恢复耕种、罚缴闲置费或无偿收回的处理措施。逐步收紧土地供应政策,根据渭南市发展情况设立进入门槛,进行选择性招商引资。建立园区内的企业、项目的调整、退出机制,逐步清退占地大、污染重、效益低的企业,更多引入环保、高效、集约型企业,提高土地利用效率。

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