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這個夏天，新疆莎車縣阿熱勒鄉(xiāng)巴旦木產(chǎn)業(yè)園用上了源源不斷的穩(wěn)定“綠電”。

今年3月，在市科技工作黨委和市科委的大力支持下，由上?？茖W(xué)院牽頭完成的新疆多能互補綠氫儲用集成應(yīng)用示范項目“沙漠一號”正式交付給阿熱勒鄉(xiāng)，使大量原本可能棄用的光伏電能，得到了妥善利用。

近半年來，在“沙漠一號”的幫助下，該產(chǎn)業(yè)園區(qū)目前已基本不再走市電，初步實現(xiàn)了“用電自由”。

這一“科技援疆”項目在幫助我國西部地區(qū)實現(xiàn)新能源穩(wěn)定用電的同時，也成為上?？茖W(xué)院歷經(jīng)三年轉(zhuǎn)型以來，跨建制、跨領(lǐng)域、跨行業(yè)組織實施的首個系統(tǒng)化項目。

響應(yīng)援疆需求，破解新能源“棄電”痛點

新疆地區(qū)晝長夜短、光照充足，光伏發(fā)電成為當?shù)刂饕秒姺绞?。然而，上海援疆干部發(fā)現(xiàn)，由于大規(guī)模光伏發(fā)電波動大、間歇性強，因此出現(xiàn)了大量“棄電”。

“上?？煞裼屑夹g(shù)，讓‘棄電’不棄？”這一消息傳到了正在深入推進科技體制改革的上科院。從成為“組織科研的科研組織”定位出發(fā)，上科院決定以此項目為抓手，推動改革縱深發(fā)展。

“要消除‘棄電’痛點，首先要決定技術(shù)路線，再組織相應(yīng)資源進行創(chuàng)新。”上海科學(xué)院技術(shù)研發(fā)中心副主任毛火華介紹，經(jīng)過調(diào)研與討論，團隊決定采用氫能相關(guān)技術(shù)來破解這一痛點，并將其命名為“沙漠一號”。

根據(jù)設(shè)計，“沙漠一號”將從光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的多余電能輸送到氫艙系統(tǒng)進行電解水制氫，當用電需求超出光伏發(fā)電時，燃料電池系統(tǒng)又會將氫氣轉(zhuǎn)變成電能，供用戶使用。

打開手提電腦，毛火華點開“沙漠一號”的遠程控制系統(tǒng)。在系統(tǒng)界面上，何時發(fā)電、放電、儲能，以及目前電量、系統(tǒng)運行情況，都一目了然。若有部件出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就會報警，通知現(xiàn)場值守人員前往排除。

“1千克水可以制氫氣100克左右，發(fā)電量約為2度 ，同時80%左右的水可以回收循環(huán)利用。既滿足綠色要求，消耗的水資源又非常少。”毛火華說，盛夏季節(jié)，光伏系統(tǒng)一天可發(fā)電兩三百度，經(jīng)過儲能系統(tǒng)的“削峰填谷”，產(chǎn)業(yè)園基本實現(xiàn)了用電的自給自足，無需再額外使用電網(wǎng)電力。“自3月1日交付使用以來，系統(tǒng)已累計發(fā)電3000多度，其中通過氫艙轉(zhuǎn)化電能1000多度，保證了光伏發(fā)電穩(wěn)定和有效利用。”

建“科研特區(qū)”，創(chuàng)新資源跨領(lǐng)域流動

除了光伏系統(tǒng)外，“沙漠一號”的儲能、制氫、儲氫、燃料電池、氣電聯(lián)控系統(tǒng)，只需兩個集裝箱就能裝下，可以運輸?shù)饺魏紊降亍⒋竽热魏涡枰牡胤?，就地調(diào)試使用。

然而，這一套看似不大的系統(tǒng)，技術(shù)涉及太陽能發(fā)電、備用鋰電儲能、電解水制氫、儲氫及燃料電池等多個領(lǐng)域，其中涉及到許多尚未經(jīng)過概念驗證、工程化驗證的新技術(shù)，項目難度極大。”毛火華告訴記者，在上海市科委的項目支持下，他們開始了技術(shù)攻關(guān)。

如何能將相關(guān)創(chuàng)新資源整合進項目？“沙漠一號”決定把研發(fā)總部設(shè)在上科院新能源技術(shù)研究所。這是一個上?？茖W(xué)院借鑒德國弗朗霍夫等以產(chǎn)業(yè)化見長的科研機構(gòu)模式，與上海航天能源共建的新型研究所。

作為“科研特區(qū)”，新型研究所可以根據(jù)創(chuàng)新鏈需求遴選專業(yè)團隊，并在人員管理、資金使用和成本核算上的相對獨立性。在這里，“沙漠一號”項目迅速組織起了航天能源、航天氫能、航天電源、上海交大氫科學(xué)中心等單位，形成集成化科研團隊。

與此同時，上科院借鑒航天工程經(jīng)驗，建立起“兩線（技術(shù)線與行政線）兩總（總指揮與總工程師）”的組織管理模式，協(xié)同各方資源開展研發(fā)攻關(guān)。

一年后，“沙漠一號”項目在克服了新冠疫情帶來的重重困難后，順利交付莎車縣商務(wù)和工業(yè)信息化局。“在上海調(diào)試時，我們冒著連續(xù)40℃的高溫；送到莎車縣時，氣溫已低至零下20℃。”毛火華說，系統(tǒng)經(jīng)受住了極端天氣條件的考驗，“通過這一示范應(yīng)用，我們后續(xù)還可以助力新疆地區(qū)實現(xiàn)季節(jié)性電網(wǎng)負荷的谷峰調(diào)節(jié)，大幅提升可再生能源的利用效率”。

練就硬核團隊，“科研總部”不斷拓展

在“沙漠一號”項目中，上?？茖W(xué)院黨委書記、院長秦文波親自擔任行政線的總指揮。秦文波說，面向國家重大戰(zhàn)略需求，如何組織科研其實是一門大學(xué)問，三年多來，圍繞“組織科研的科研組織”定位，上科院不斷探索以科學(xué)統(tǒng)籌、協(xié)同攻關(guān)為特點的“科研總部”組織范式。

目前，上海科學(xué)院已形成了多支科研攻關(guān)團隊，在元宇宙、新能源、新材料等領(lǐng)域進行項目布局。“‘沙漠一號’項目鍛煉出了一支團隊，積累的專利與經(jīng)驗，可以在未來承擔更具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。”秦文波表示，上科院將在實戰(zhàn)中不斷強化科技攻關(guān)能力和戰(zhàn)略科技力量，并將從中總結(jié)可復(fù)制可推廣經(jīng)驗。

原標題：發(fā)揮“科研總部”協(xié)同力，上?？茖W(xué)院“科技援疆”解決光伏“棄電”痛點