镁既有重要的工业价值ღღ✿,又可实现能源循环利用ღღ✿。地球上能单独作为金属材料应用且资源最丰富(丰度大于1%)的元素只有铝ღღ✿、铁ღღ✿、镁三种ღღ✿,但从目前全球年产量来看凯发K8天生赢家一触即发ღღ✿,铝约为8000万吨ღღ✿,钢铁约为18亿吨ღღ✿,而镁却只有100万吨左右ღღ✿,其重要工业价值和巨大市场价值还远未释放出来ღღ✿。
得益于镁燃料电池关键技术出现重大突破ღღ✿,以镁作为循环介质ღღ✿,建立“镁经济”绿色循环体系ღღ✿,为性能优异的镁材料和镁能源的大规模推广应用扫除障碍ღღ✿,已成为可行ღღ✿。
而在这一前景广阔的新领域新赛道上ღღ✿,中国有着得天独厚的引领优势ღღ✿,应高度重视并抓住难得的机遇ღღ✿,以在激烈的国际竞争中赢得更多发展主动权ღღ✿。
“镁经济”是新能源与新材料相融合的绿色循环经济ღღ✿。“镁经济”绿色循环产业链的源头ღღ✿,从原料讲是取之不尽的海卤水ღღ✿,从能源讲是用之不竭的可再生能源ღღ✿。利用镁既是工业材料又是能源载体的双重属性ღღ✿,“镁经济”可同时实现新能源和新材料两大产业的绿色循环ღღ✿、优势整合ღღ✿:既解决了风光电的储能难题ღღ✿,又将无法处理的盐化工行业废弃物苦卤“变废为宝”ღღ✿,变成可带动国民经济众多领域实现产业升级的重要基础材料ღღ✿。
“镁经济”核心产业链的绿色循环过程如图所示ღღ✿,简而言之是ღღ✿:以东部沿海/西部盐湖大量堆积的苦卤为原料ღღ✿,利用风光电将其电解ღღ✿,产生金属镁和氯气ღღ✿。氯气是有广泛用途的化工原料ღღ✿,如生产溴素ღღ✿、氯乙烯等ღღ✿,金属镁既可发展镁合金制造ღღ✿,也可通过镁燃料电池来发电ღღ✿,若是后者ღღ✿,产物除了清洁稳定的电能外ღღ✿,就是当前在全世界范围内都非常稀缺且昂贵ღღ✿、与高端制造密切相关的尖端材料——粒度在纳米级ღღ✿、纯度高达99.5%以上的氧化镁(以下简称“超纯超细氧化镁”)ღღ✿。
“镁经济”核心产业链的生产全过程无工业三废和二氧化碳排放ღღ✿,不仅让所有产物“物尽其用ღღ✿、可循环利用”ღღ✿,而且可实现三大突破ღღ✿,即超纯超细氧化镁在世界上首次实现工业化生产ღღ✿、金属镁/镁合金的生产成本和镁燃料电池的发电成本可大幅降低凯发K8天生赢家一触即发ღღ✿,这将在工业领域和能源领域引发深刻变革ღღ✿。
“镁经济”的两大材料突破将大大带动高端制造发展极道美受ღღ✿。目前纯度达到98.5%的氧化镁即称为“高纯氧化镁”ღღ✿,能在2850℃高温下保持优良的热稳定性ღღ✿、抗侵蚀性ღღ✿、电绝缘性ღღ✿、光透过性ღღ✿、高导热性等ღღ✿,因此作为高温耐热和精细化工原料ღღ✿,广泛用于冶金陶瓷极道美受ღღ✿、石油化工ღღ✿、国防航空ღღ✿、电子电器ღღ✿、光学仪表等众多行业的高端制造领域ღღ✿。镁合金是目前世界上最轻的高强度金属结构材料ღღ✿,比刚度和比强度显著高于钢铁和铝合金ღღ✿,且阻尼减振性好ღღ✿、导热散热性好ღღ✿、电磁屏蔽能力强ღღ✿、机加工性能优ღღ✿、无毒易回收ღღ✿,在汽车ღღ✿、航空航天ღღ✿、武器装备ღღ✿、轨道交通ღღ✿、电子通信ღღ✿、生物医用等领域显示出巨大发展潜力ღღ✿。
但是ღღ✿,目前高纯氧化镁和金属镁的生产工艺均存在高能耗高污染高成本的问题ღღ✿。国际上高纯氧化镁主要通过海水提取ღღ✿,化学制备工艺非常复杂ღღ✿,且技术被少数发达国家垄断ღღ✿,而我国高温煅烧菱镁矿的工艺还无法实现氧化镁98.5%以上的高纯度ღღ✿。“皮江法”生产金属镁在环保的压力下产能严重受限且价格波动大凯发k8一触即发ღღ✿,ღღ✿,制约着下游镁合金产业的大发展凯发国际ღღ✿。ღღ✿。中国金属镁冶炼的90%以上都采用的是被称为“皮江法”的硅热还原法ღღ✿,其工艺流程主要包括白云石煅烧ღღ✿、粉磨与压球ღღ✿、真空热还原等过程ღღ✿,以煅烧白云石为原料ღღ✿、硅铁为还原剂ღღ✿、萤石为催化剂ღღ✿,将白云石还原成金属镁ღღ✿。
“镁经济”以颠覆性的技术创新和绿色循环ღღ✿,让高纯氧化镁和金属镁的生产从此“物美价廉”ღღ✿。保守测算ღღ✿,金属镁的成本可比目前至少降低2/3极道美受ღღ✿,将带动镁合金的应用大大提速ღღ✿;超纯超细氧化镁比高纯氧化镁的性能更优异ღღ✿,以普通氧化镁的成本实现工业化生产和应用后ღღ✿,将极大促进高温材料的性能突破ღღ✿,比如可合成目前世界上还无法实现的高纯度镁铝尖晶石极道美受凯发K8天生赢家一触即发ღღ✿、开发能承受极端苛刻环境的陶瓷集成电路基板等ღღ✿。作为高端制造的重要基础材料ღღ✿,金属镁/镁合金和超纯超细氧化镁的突破ღღ✿,将在众多领域产生巨大关联效应ღღ✿。
“镁经济”为能源低碳转型和安全保障开创了新路径ღღ✿。“镁经济”利用风光电制金属镁ღღ✿,镁再通过镁燃料电池发电ღღ✿,产出清洁稳定的电能ღღ✿。镁燃料电池与氢燃料电池的发电原理相同ღღ✿,只是燃料不同ღღ✿,前者是金属镁ღღ✿,后者是氢气ღღ✿。虽然氢燃料电池的能量密度比镁燃料电池高ღღ✿,但氢能源的产业化一直存在重大技术难题ღღ✿:因为氢气非常容易泄漏和爆炸ღღ✿,其泄漏率比天然气高出6倍ღღ✿,只要环境浓度达到4%即进入爆炸区间ღღ✿,所以从制氢ღღ✿、储氢ღღ✿、运氢ღღ✿、加氢ღღ✿、用氢的全过程都存在重大安全风险ღღ✿;而且储氢运氢的成本很高ღღ✿,因一般碳钢会产生氢脆从而导致强度大大下降ღღ✿,所有管道ღღ✿、储罐都必须用特殊材料ღღ✿,目前还没有又安全又经济的技术手段ღღ✿。相比之下ღღ✿,镁能源从生产ღღ✿、使用到储运的全过程及长期储存都没有易燃易爆和腐蚀性问题ღღ✿,产业化难度比氢能源要小得多ღღ✿。
镁燃料电池既能量密度高ღღ✿,理论上是锂离子电池的15倍ღღ✿,又能确保安全ღღ✿,还没有回收利用难题ღღ✿,前景一直被业内高度看好ღღ✿,但目前包括氢燃料电池在内的所有燃料电池ღღ✿,都必须使用稀有贵金属铂做催化剂ღღ✿,从而导致资源受限ღღ✿、电池成本居高不下ღღ✿。
针对这一痛点ღღ✿,我国科研人员已成功开发出完全替代铂的新型催化剂铜矿ღღ✿,可使镁燃料电池成本至少降低60%以上ღღ✿,在军用和民用领域的推广也成为可行ღღ✿。比如ღღ✿,镁燃料电池能承受如挤压ღღ✿、穿刺ღღ✿、水淹等极端苛刻工作环境ღღ✿,非常适合做紧急状况下的应急电源ღღ✿、军用装备的保障电源ღღ✿、偏远海岛的发电站等ღღ✿。与目前普遍使用柴油发电机做备用电源相比ღღ✿,镁燃料电池可使发电成本降低50%ღღ✿。此外ღღ✿,离网充电(即充电桩设置不受电网限制)是电动汽车产业发展的重要方向之一ღღ✿,可有效解决电动汽车的充电难ღღ✿,并避免大规模集中充电对电网的冲击ღღ✿。镁燃料电池可采用模块化灵活部署ღღ✿,是实现离网充电的极佳手段ღღ✿,建设成本低ღღ✿、充电速度快ღღ✿,而且投资回报高(副产品是超纯超细氧化镁)ღღ✿、运行维护便捷ღღ✿。
我国的镁资源储量位居世界第一ღღ✿。我国拥有世界镁资源储量的70%ღღ✿。目前我国铁矿和锂矿的对外依存度已分别高达82%和65%ღღ✿,发展“镁经济”不仅可培育出众多绿色增长点极道美受ღღ✿,而且镁合金和镁能源的大规模推广应用将显著降低我国铁ღღ✿、锂等金属矿产资源的进口依赖ღღ✿,在复杂多变的国际形势下尤其有重要战略意义ღღ✿。
“镁经济”的资源获取可先从消纳盐化工废弃物苦卤开始ღღ✿。目前全国累积的苦卤总量至少高达数亿吨ღღ✿,且还在以2000万吨/年的速度增加ღღ✿,既浪费资源ღღ✿,又破坏环境ღღ✿。“镁经济”将苦卤变成高端制造重要基础材料ღღ✿,实现了资源化ღღ✿、高值化再利用ღღ✿,同时把矿石镁资源留给子孙后代ღღ✿。
我国自主掌握最关键的核心技术ღღ✿。“镁经济”的绿色循环产业链能以经济高效的方式打通ღღ✿,关键在于镁燃料电池技术取得重大突破——不再受制于铂的稀缺昂贵ღღ✿。催化剂之关键相当于燃料电池的心脏ღღ✿,新型的碳基催化剂及其在燃料电池中的应用ღღ✿,目前已获得30余项专利ღღ✿,并在美国ღღ✿、英国ღღ✿、日本ღღ✿、新加坡等多国获得了专利权ღღ✿。相比于氢能源的核心技术几乎全被发达国家垄断ღღ✿,镁能源的核心技术全部为中国自主极道美受ღღ✿,且处于世界领先水平ღღ✿,没有“卡脖子”风险ღღ✿。目前ღღ✿,通过镁燃料电池生产超纯超细氧化镁ღღ✿,已在河北唐山建成了年产300吨级的生产线ღღ✿,生产工艺的先进性可靠性已得到实践检验ღღ✿,标志着“镁经济”绿色循环从技术和经济上都已可行ღღ✿。该产线是模块化设计ღღ✿,通过简单复制即可扩大产能ღღ✿。
我国有完整的配套产业链支撑ღღ✿。目前全球90%的金属镁产能和2/3的氧化镁产能都在我国ღღ✿。与氧化镁应用紧密关联的耐火材料产业ღღ✿,我国产量高居世界65%以上ღღ✿,且品类最齐全ღღ✿;再下游的应用如钢铁ღღ✿、玻璃ღღ✿、水泥ღღ✿、陶瓷等基础制造业ღღ✿,我国产量都占全球1/2以上ღღ✿。“镁经济”及其延伸领域ღღ✿,在我国既有庞大的配套产业做支撑ღღ✿,又有实现产业升级的内在动力ღღ✿。比如ღღ✿,我国在钢水洁净度控制上与发达国家还有很大差距ღღ✿,目前高端特钢还要依赖进口ღღ✿。高纯氧化镁对钢水洁净度起着至关重要的作用ღღ✿,超纯超细氧化镁若实现工业化生产和应用ღღ✿,可大大助力我国高端特钢的冶炼和钢铁产业的转型升级ღღ✿。
“镁经济”的绿色循环体系关联领域众多ღღ✿、发展前景广阔ღღ✿,但要真正将其巨大潜力变成现实的生产力ღღ✿、创造出巨大经济社会效益ღღ✿,需要新能源ღღ✿、新材料实现跨行业的交叉融合甚至重构ღღ✿,并和众多高端制造业实现上下游协同推进ღღ✿,才能发挥出最大效能ღღ✿。比如ღღ✿,目前镁燃料电池生产出来的超纯超细氧化镁ღღ✿,并不是各领域高端制造可直接拿来就用的产品ღღ✿,还要针对不同应用场景ღღ✿,如硅钢涂层ღღ✿、高温材料ღღ✿、陶瓷材料ღღ✿、电子器件等ღღ✿,专门调节它的晶体形态ღღ✿、微观结构ღღ✿、堆积密度ღღ✿、水化率ღღ✿、灼烧失量等系列物理指标ღღ✿,才能满足特定需求ღღ✿;而在再加工的过程中ღღ✿,超纯超细氧化镁的物理指标不同ღღ✿,所需要的工艺ღღ✿、设备和产线也不同ღღ✿,因此必须有下游用户提出明确需求并实现应用联动ღღ✿,超纯超细氧化镁的重要价值才能真正发挥出来ღღ✿。而下游行业的产品升级通常需要企业在初期做相当大的投入以改变现有的生产工艺ღღ✿、技术和设备ღღ✿,很多情况下单靠市场的力量或某个企业的力量难以启动ღღ✿。正如欧美国家在能源转型等问题上的经验总结ღღ✿:“无形之手”托不起绿色经济ღღ✿、“对国家整体最优的方案”不会依靠市场自然而然地发生ღღ✿。
因此ღღ✿,当前推动“镁经济”ღღ✿,要在资源ღღ✿、技术ღღ✿、产业链三大优势基础上ღღ✿,充分发挥我国的制度优势——通过国家力量来启动这个绿色循环体系ღღ✿、高效链接各个行业ღღ✿,让政府“有形之手”和市场“无形之手”协同作用ღღ✿。为此ღღ✿,提出4点建议ღღ✿:
一是切实做好我国“镁经济”发展的顶层设计ღღ✿。“镁经济”有助于我国加快形成新质生产力ღღ✿,引领世界科技和产业变革ღღ✿,应从国家战略高度认识“镁经济”的重要性ღღ✿,并制定清晰的发展路线图ღღ✿。包括但不限于ღღ✿:明确产业发展方向ღღ✿、目标ღღ✿、重点任务及优先顺序ღღ✿;建立统一协调管理机构ღღ✿,明确产业政策ღღ✿、法规标准和监管要求ღღ✿;搭建技术创新平台ღღ✿,集中优势资源开展以先进应用为导向的基础研究等ღღ✿。
二是积极开展沿海“镁经济”循环示范区建设ღღ✿。沿海省区苦卤堆积的压力最大ღღ✿,同时钢铁极道美受ღღ✿、化工ღღ✿、陶瓷ღღ✿、金属加工等产业完备ღღ✿,可与“镁经济”的绿色循环形成完美的上下游配套ღღ✿。据测算ღღ✿,2GW的海上风电场电解苦卤ღღ✿,即可形成每年40万吨金属镁ღღ✿、66万吨超纯超细氧化镁和5万吨溴素的产能ღღ✿,直接创造的经济效益十分可观ღღ✿,还未考虑下游产业的关联效益ღღ✿。“镁经济”可为向海图强ღღ✿、高质量发展注入内生动力ღღ✿。
三是有序推进镁燃料电池的规模化生产和应用ღღ✿。鉴于镁燃料电池在军用民用领域均有巨大发展潜力ღღ✿,建议依托镁燃料电池的最新创新成果ღღ✿,率先开展两个应用示范ღღ✿:第一ღღ✿,建设规模约200千瓦的海岛发电站ღღ✿,目标是满足大约100人的生活用电和工作用电(如无人机ღღ✿、水面舰船ღღ✿、便携式电源ღღ✿、通信装备等)需求ღღ✿;第二ღღ✿,在大型港口建设离网充电站ღღ✿,满足码头电动车辆的用电需求ღღ✿,减轻港口电动化升级带来的供电压力ღღ✿。
四是加快推进镁质新材料在高端制造业的应用ღღ✿。对于金属镁/镁合金ღღ✿,应基于创新工艺有序扩大行业的生产规模ღღ✿,增加镁合金牌号种类ღღ✿,完善产品标准体系ღღ✿。对于超纯超细氧化镁ღღ✿,应针对主要应用场景ღღ✿,尽快开展从氧化镁再加工到终端用户整个链条上所需要的工业研发试验和技术改造示范ღღ✿。比如特钢冶炼ღღ✿,应从国家层面组织特钢企业ღღ✿、耐火材料企业和工业设计院联合攻关ღღ✿,并对技术改造给予必要的启动资金支持ღღ✿。
镁既有重要的工业价值ღღ✿,又可实现能源循环利用ღღ✿。地球上能单独作为金属材料应用且资源最丰富(丰度大于1%)的元素只有铝ღღ✿、铁ღღ✿、镁三种ღღ✿,但从目前全球年产量来看ღღ✿,铝约为8000万吨ღღ✿,钢铁约为18亿吨ღღ✿,而镁却只有100万吨左右ღღ✿,其重要工业价值和巨大市场价值还远未释放出来ღღ✿。
得益于镁燃料电池关键技术出现重大突破ღღ✿,以镁作为循环介质ღღ✿,建立“镁经济”绿色循环体系ღღ✿,为性能优异的镁材料和镁能源的大规模推广应用扫除障碍ღღ✿,已成为可行ღღ✿。
而在这一前景广阔的新领域新赛道上ღღ✿,中国有着得天独厚的引领优势ღღ✿,应高度重视并抓住难得的机遇ღღ✿,以在激烈的国际竞争中赢得更多发展主动权ღღ✿。
“镁经济”是新能源与新材料相融合的绿色循环经济ღღ✿。“镁经济”绿色循环产业链的源头ღღ✿,从原料讲是取之不尽的海卤水ღღ✿,从能源讲是用之不竭的可再生能源ღღ✿。利用镁既是工业材料又是能源载体的双重属性ღღ✿,“镁经济”可同时实现新能源和新材料两大产业的绿色循环ღღ✿、优势整合ღღ✿:既解决了风光电的储能难题ღღ✿,又将无法处理的盐化工行业废弃物苦卤“变废为宝”ღღ✿,变成可带动国民经济众多领域实现产业升级的重要基础材料ღღ✿。
“镁经济”核心产业链的绿色循环过程如图所示ღღ✿,简而言之是ღღ✿:以东部沿海/西部盐湖大量堆积的苦卤为原料ღღ✿,利用风光电将其电解ღღ✿,产生金属镁和氯气ღღ✿。氯气是有广泛用途的化工原料ღღ✿,如生产溴素ღღ✿、氯乙烯等ღღ✿,金属镁既可发展镁合金制造ღღ✿,也可通过镁燃料电池来发电ღღ✿,若是后者ღღ✿,产物除了清洁稳定的电能外ღღ✿,就是当前在全世界范围内都非常稀缺且昂贵ღღ✿、与高端制造密切相关的尖端材料——粒度在纳米级ღღ✿、纯度高达99.5%以上的氧化镁(以下简称“超纯超细氧化镁”)ღღ✿。
“镁经济”核心产业链的生产全过程无工业三废和二氧化碳排放ღღ✿,不仅让所有产物“物尽其用凯发K8天生赢家一触即发ღღ✿、可循环利用”凯发国际官网首页ღღ✿,ღღ✿,而且可实现三大突破ღღ✿,即超纯超细氧化镁在世界上首次实现工业化生产ღღ✿、金属镁/镁合金的生产成本和镁燃料电池的发电成本可大幅降低ღღ✿,这将在工业领域和能源领域引发深刻变革ღღ✿。
“镁经济”的两大材料突破将大大带动高端制造发展ღღ✿。目前纯度达到98.5%的氧化镁即称为“高纯氧化镁”ღღ✿,能在2850℃高温下保持优良的热稳定性ღღ✿、抗侵蚀性ღღ✿、电绝缘性ღღ✿、光透过性ღღ✿、高导热性等ღღ✿,因此作为高温耐热和精细化工原料ღღ✿,广泛用于冶金陶瓷ღღ✿、石油化工ღღ✿、国防航空ღღ✿、电子电器ღღ✿、光学仪表等众多行业的高端制造领域ღღ✿。镁合金是目前世界上最轻的高强度金属结构材料ღღ✿,比刚度和比强度显著高于钢铁和铝合金ღღ✿,且阻尼减振性好ღღ✿、导热散热性好ღღ✿、电磁屏蔽能力强ღღ✿、机加工性能优ღღ✿、无毒易回收ღღ✿,在汽车ღღ✿、航空航天ღღ✿、武器装备ღღ✿、轨道交通ღღ✿、电子通信ღღ✿、生物医用等领域显示出巨大发展潜力ღღ✿。
但是ღღ✿,目前高纯氧化镁和金属镁的生产工艺均存在高能耗高污染高成本的问题ღღ✿。国际上高纯氧化镁主要通过海水提取ღღ✿,化学制备工艺非常复杂ღღ✿,且技术被少数发达国家垄断ღღ✿,而我国高温煅烧菱镁矿的工艺还无法实现氧化镁98.5%以上的高纯度ღღ✿。“皮江法”生产金属镁在环保的压力下产能严重受限且价格波动大ღღ✿,制约着下游镁合金产业的大发展ღღ✿。中国金属镁冶炼的90%以上都采用的是被称为“皮江法”的硅热还原法凯发K8国际首页ღღ✿,ღღ✿,其工艺流程主要包括白云石煅烧ღღ✿、粉磨与压球ღღ✿、真空热还原等过程ღღ✿,以煅烧白云石为原料ღღ✿、硅铁为还原剂ღღ✿、萤石为催化剂ღღ✿,将白云石还原成金属镁ღღ✿。
“镁经济”以颠覆性的技术创新和绿色循环ღღ✿,让高纯氧化镁和金属镁的生产从此“物美价廉”ღღ✿。保守测算ღღ✿,金属镁的成本可比目前至少降低2/3ღღ✿,将带动镁合金的应用大大提速ღღ✿;超纯超细氧化镁比高纯氧化镁的性能更优异ღღ✿,以普通氧化镁的成本实现工业化生产和应用后ღღ✿,将极大促进高温材料的性能突破ღღ✿,比如可合成目前世界上还无法实现的高纯度镁铝尖晶石ღღ✿、开发能承受极端苛刻环境的陶瓷集成电路基板等ღღ✿。作为高端制造的重要基础材料ღღ✿,金属镁/镁合金和超纯超细氧化镁的突破ღღ✿,将在众多领域产生巨大关联效应ღღ✿。
“镁经济”为能源低碳转型和安全保障开创了新路径ღღ✿。“镁经济”利用风光电制金属镁ღღ✿,镁再通过镁燃料电池发电ღღ✿,产出清洁稳定的电能ღღ✿。镁燃料电池与氢燃料电池的发电原理相同ღღ✿,只是燃料不同ღღ✿,前者是金属镁ღღ✿,后者是氢气ღღ✿。虽然氢燃料电池的能量密度比镁燃料电池高ღღ✿,但氢能源的产业化一直存在重大技术难题ღღ✿:因为氢气非常容易泄漏和爆炸ღღ✿,其泄漏率比天然气高出6倍ღღ✿,只要环境浓度达到4%即进入爆炸区间ღღ✿,所以从制氢ღღ✿、储氢ღღ✿、运氢ღღ✿、加氢ღღ✿、用氢的全过程都存在重大安全风险ღღ✿;而且储氢运氢的成本很高ღღ✿,因一般碳钢会产生氢脆从而导致强度大大下降ღღ✿,所有管道ღღ✿、储罐都必须用特殊材料ღღ✿,目前还没有又安全又经济的技术手段ღღ✿。相比之下ღღ✿,镁能源从生产ღღ✿、使用到储运的全过程及长期储存都没有易燃易爆和腐蚀性问题ღღ✿,产业化难度比氢能源要小得多ღღ✿。
镁燃料电池既能量密度高ღღ✿,理论上是锂离子电池的15倍ღღ✿,又能确保安全ღღ✿,还没有回收利用难题ღღ✿,前景一直被业内高度看好ღღ✿,但目前包括氢燃料电池在内的所有燃料电池ღღ✿,都必须使用稀有贵金属铂做催化剂ღღ✿,从而导致资源受限ღღ✿、电池成本居高不下ღღ✿。
针对这一痛点ღღ✿,我国科研人员已成功开发出完全替代铂的新型催化剂ღღ✿,可使镁燃料电池成本至少降低60%以上ღღ✿,在军用和民用领域的推广也成为可行ღღ✿。比如ღღ✿,镁燃料电池能承受如挤压ღღ✿、穿刺ღღ✿、水淹等极端苛刻工作环境ღღ✿,非常适合做紧急状况下的应急电源ღღ✿、军用装备的保障电源ღღ✿、偏远海岛的发电站等ღღ✿。与目前普遍使用柴油发电机做备用电源相比ღღ✿,镁燃料电池可使发电成本降低50%ღღ✿。此外ღღ✿,离网充电(即充电桩设置不受电网限制)是电动汽车产业发展的重要方向之一ღღ✿,可有效解决电动汽车的充电难ღღ✿,并避免大规模集中充电对电网的冲击ღღ✿。镁燃料电池可采用模块化灵活部署ღღ✿,是实现离网充电的极佳手段ღღ✿,建设成本低ღღ✿、充电速度快ღღ✿,而且投资回报高(副产品是超纯超细氧化镁)ღღ✿、运行维护便捷ღღ✿。
我国的镁资源储量位居世界第一ღღ✿。我国拥有世界镁资源储量的70%ღღ✿。目前我国铁矿和锂矿的对外依存度已分别高达82%和65%ღღ✿,发展“镁经济”不仅可培育出众多绿色增长点ღღ✿,而且镁合金和镁能源的大规模推广应用将显著降低我国铁ღღ✿、锂等金属矿产资源的进口依赖ღღ✿,在复杂多变的国际形势下尤其有重要战略意义ღღ✿。
“镁经济”的资源获取可先从消纳盐化工废弃物苦卤开始ღღ✿。目前全国累积的苦卤总量至少高达数亿吨ღღ✿,且还在以2000万吨/年的速度增加ღღ✿,既浪费资源ღღ✿,又破坏环境ღღ✿。“镁经济”将苦卤变成高端制造重要基础材料ღღ✿,实现了资源化ღღ✿、高值化再利用ღღ✿,同时把矿石镁资源留给子孙后代ღღ✿。
我国自主掌握最关键的核心技术ღღ✿。“镁经济”的绿色循环产业链能以经济高效的方式打通ღღ✿,关键在于镁燃料电池技术取得重大突破——不再受制于铂的稀缺昂贵ღღ✿。催化剂之关键相当于燃料电池的心脏ღღ✿,新型的碳基催化剂及其在燃料电池中的应用ღღ✿,目前已获得30余项专利ღღ✿,并在美国ღღ✿、英国ღღ✿、日本ღღ✿、新加坡等多国获得了专利权ღღ✿。相比于氢能源的核心技术几乎全被发达国家垄断ღღ✿,镁能源的核心技术全部为中国自主ღღ✿,且处于世界领先水平ღღ✿,没有“卡脖子”风险ღღ✿。目前ღღ✿,通过镁燃料电池生产超纯超细氧化镁ღღ✿,已在河北唐山建成了年产300吨级的生产线ღღ✿,生产工艺的先进性可靠性已得到实践检验ღღ✿,标志着“镁经济”绿色循环从技术和经济上都已可行ღღ✿。该产线是模块化设计ღღ✿,通过简单复制即可扩大产能凯发K8天生赢家一触即发ღღ✿。
我国有完整的配套产业链支撑ღღ✿。目前全球90%的金属镁产能和2/3的氧化镁产能都在我国ღღ✿。与氧化镁应用紧密关联的耐火材料产业ღღ✿,我国产量高居世界65%以上ღღ✿,且品类最齐全ღღ✿;再下游的应用如钢铁ღღ✿、玻璃ღღ✿、水泥ღღ✿、陶瓷等基础制造业ღღ✿,我国产量都占全球1/2以上ღღ✿。“镁经济”及其延伸领域ღღ✿,在我国既有庞大的配套产业做支撑ღღ✿,又有实现产业升级的内在动力ღღ✿。比如ღღ✿,我国在钢水洁净度控制上与发达国家还有很大差距ღღ✿,目前高端特钢还要依赖进口ღღ✿。高纯氧化镁对钢水洁净度起着至关重要的作用ღღ✿,超纯超细氧化镁若实现工业化生产和应用ღღ✿,可大大助力我国高端特钢的冶炼和钢铁产业的转型升级ღღ✿。
“镁经济”的绿色循环体系关联领域众多ღღ✿、发展前景广阔ღღ✿,但要真正将其巨大潜力变成现实的生产力ღღ✿、创造出巨大经济社会效益ღღ✿,需要新能源ღღ✿、新材料实现跨行业的交叉融合甚至重构ღღ✿,并和众多高端制造业实现上下游协同推进ღღ✿,才能发挥出最大效能ღღ✿。比如ღღ✿,目前镁燃料电池生产出来的超纯超细氧化镁ღღ✿,并不是各领域高端制造可直接拿来就用的产品ღღ✿,还要针对不同应用场景ღღ✿,如硅钢涂层ღღ✿、高温材料ღღ✿、陶瓷材料ღღ✿、电子器件等ღღ✿,专门调节它的晶体形态ღღ✿、微观结构ღღ✿、堆积密度ღღ✿、水化率ღღ✿、灼烧失量等系列物理指标ღღ✿,才能满足特定需求ღღ✿;而在再加工的过程中ღღ✿,超纯超细氧化镁的物理指标不同ღღ✿,所需要的工艺ღღ✿、设备和产线也不同ღღ✿,因此必须有下游用户提出明确需求并实现应用联动ღღ✿,超纯超细氧化镁的重要价值才能真正发挥出来ღღ✿。而下游行业的产品升级通常需要企业在初期做相当大的投入以改变现有的生产工艺ღღ✿、技术和设备ღღ✿,很多情况下单靠市场的力量或某个企业的力量难以启动ღღ✿。正如欧美国家在能源转型等问题上的经验总结ღღ✿:“无形之手”托不起绿色经济ღღ✿、“对国家整体最优的方案”不会依靠市场自然而然地发生ღღ✿。
因此ღღ✿,当前推动“镁经济”ღღ✿,要在资源ღღ✿、技术ღღ✿、产业链三大优势基础上ღღ✿,充分发挥我国的制度优势——通过国家力量来启动这个绿色循环体系ღღ✿、高效链接各个行业ღღ✿,让政府“有形之手”和市场“无形之手”协同作用ღღ✿。为此ღღ✿,提出4点建议ღღ✿:
一是切实做好我国“镁经济”发展的顶层设计ღღ✿。“镁经济”有助于我国加快形成新质生产力ღღ✿,引领世界科技和产业变革ღღ✿,应从国家战略高度认识“镁经济”的重要性ღღ✿,并制定清晰的发展路线图ღღ✿。包括但不限于ღღ✿:明确产业发展方向ღღ✿、目标ღღ✿、重点任务及优先顺序ღღ✿;建立统一协调管理机构ღღ✿,明确产业政策ღღ✿、法规标准和监管要求ღღ✿;搭建技术创新平台ღღ✿,集中优势资源开展以先进应用为导向的基础研究等ღღ✿。
二是积极开展沿海“镁经济”循环示范区建设ღღ✿。沿海省区苦卤堆积的压力最大ღღ✿,同时钢铁ღღ✿、化工ღღ✿、陶瓷ღღ✿、金属加工等产业完备ღღ✿,可与“镁经济”的绿色循环形成完美的上下游配套ღღ✿。据测算ღღ✿,2GW的海上风电场电解苦卤k8凯发国际ღღ✿。ღღ✿,即可形成每年40万吨金属镁ღღ✿、66万吨超纯超细氧化镁和5万吨溴素的产能ღღ✿,直接创造的经济效益十分可观ღღ✿,还未考虑下游产业的关联效益ღღ✿。“镁经济”可为向海图强ღღ✿、高质量发展注入内生动力ღღ✿。
三是有序推进镁燃料电池的规模化生产和应用ღღ✿。鉴于镁燃料电池在军用民用领域均有巨大发展潜力ღღ✿,建议依托镁燃料电池的最新创新成果ღღ✿,率先开展两个应用示范ღღ✿:第一ღღ✿,建设规模约200千瓦的海岛发电站ღღ✿,目标是满足大约100人的生活用电和工作用电(如无人机ღღ✿、水面舰船ღღ✿、便携式电源ღღ✿、通信装备等)需求ღღ✿;第二ღღ✿,在大型港口建设离网充电站ღღ✿,满足码头电动车辆的用电需求ღღ✿,减轻港口电动化升级带来的供电压力ღღ✿。
四是加快推进镁质新材料在高端制造业的应用ღღ✿。对于金属镁/镁合金ღღ✿,应基于创新工艺有序扩大行业的生产规模ღღ✿,增加镁合金牌号种类ღღ✿,完善产品标准体系ღღ✿。对于超纯超细氧化镁ღღ✿,应针对主要应用场景ღღ✿,尽快开展从氧化镁再加工到终端用户整个链条上所需要的工业研发试验和技术改造示范ღღ✿。比如特钢冶炼ღღ✿,应从国家层面组织特钢企业ღღ✿、耐火材料企业和工业设计院联合攻关ღღ✿,并对技术改造给予必要的启动资金支持ღღ✿。