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在中国锦屏地下实验室建设过程中,面临强岩爆、高压突涌水、深地复杂施工环境等世界级工程难题,相关施工工艺、技术、施工组织等在世界范围内均无先例可循。为此,雅砻江公司创新探索发展建筑材料低本底控制、防水抑氡、聚乙烯屏蔽舱等施工技术,并在建造的同时进行研发,成功生产出低辐射的水泥、金刚砂、岩棉等材料。“这些材料均为国际首创,最大程度控制了实验室的辐射,也让这里成了全球岩石覆盖最深、宇宙线通量最小、辐射本底最低、可用空间最大的极深地下实验室,还具备交通便捷、电力及水源充足、基础设施完备等优势。”雅砻江公司地下实验室管理局副局长申满斌表示。
“极低环境氡析出”“极低环境辐射”“超低宇宙线通量”……自中国锦屏地下实验室一期投入使用的消息“不胫而走”,不少研究暗物质及核天体物理前沿基础科学的知名大学以及科研院所专家学者纷纷慕名前来。“关于暗物质的研究,早一天进驻开展实验,就能早一天取得进展。”上海交通大学PandaX实验项目成员肖翔说,实验室的高标准打造,也为相关的科学研究提供了非常好的实验条件。
为了不耽误科学实验的开展,中国锦屏地下实验室二期的施工需要与正在开展的科学实验同步进行,这给项目建设者带来不小挑战。为此,在施工过程中,建设团队创新工艺,分区域、分阶段进行施工。
“以爆破为例,如果我们采用传统方式,1到2天就能完成爆破。但为了不影响科研,我们花了3个月时间,采用特殊的‘静态碎石’方式,像保护古建筑一样实施精细化爆破,不干扰科研实验进程。”申满斌说。
正是由于对各类全新施工工艺的不断探索,保证了实验室能够顺利开展多类型科学实验。如今,实验室二期内进行的研究早已不单单局限于暗物质,作为开放共享的大科学装置,这里还为深地岩体力学、深地医学等深地科学提供了绝佳的研究平台。
2013年,清华大学发布中国第一个自主暗物质研究成果;2022年,远古恒星钙丰度的研究成果在《自然》杂志发表,标志着中国核天体物理研究进入全球前列;2023年,1项研究成果获教育部年度自然科学一等奖……中国锦屏地下实验室的出现,不仅填补了我国深地实验室的空白,十多年来,从这里走出的高质量科研成果不断涌现,助力我国暗物质、核天体物理等研究领域实现从跟跑到并跑,再到交替领跑的跨越式发展。
“未来,实验室将邀请更多实验团队入驻,努力发展成为开放共享的世界级深地科学研究中心,助力前沿科学不断取得新突破,为锻造新质生产力持续赋能提供源源不断的科学动能。”李名川说。
“超级充电宝”的发展蓝图:
成为下一代储能行业标准制定者和引领者
走进位于龙潭工业机器人产业功能区的四川航电微能源有限公司(以下简称“航微能源”)生产车间内,一个个“超级充电宝”已经安装就绪,这就是储能一体机,从外形上看像集装箱,能及时存电、灵活放电,对电力保供起到重要保障作用。
航微能源是国内领先的绿色低碳智慧能源系统及解决方案提供商,是基于能源互联网的储能型飞机地面静变电源产品的原创者和相关标准的制定者。截至目前,航微能源拥有核心技术知识产权200余项,产品遍布海内外,已稳定运行时间超过90万小时,减少碳排放260万余吨。
“这个就是我们最新研发的航微能源2024储能一体机125kW/241kWh,是目前行业内鲜有的、可量产的超静音储能系统,其储存的电量相当于20个家庭用户一天的用电量。”航微能源研发中心总经理韩鹤光说。
生产车间内,工作人员正在对产品进行调试,随着设备开始运转可以发现,这个“大块头”发出的声音非常小。
“这款产品通过风道低流阻设计,攻破降噪静音难题,将噪音控制在55db以内,相对于现在市场上主流的80db,新产品极大程度减少了储能系统在使用环节中对周围环境的影响。”据韩鹤光介绍,该产品使用了全球首创的“SiC谐振软开关技术”,大幅降低了功率器件的开关损耗,提高了产品的经济性和效能;同时,产品依旧使用了航微能源核心技术——3S一体化设计,集成构网型储能变流器(PCS)、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)功能,进一步强化了储能系统功率密度和效率。
节能减排、稳定性强、安全性高、成本降低……凭借优秀的产品力,2024年,该储能新产品——125kW/241kWh一经面世就受到客户青睐。“这款储能一体机新品安装灵活,能实现‘肩并肩’和‘背靠背’的组合方式,环境适配性很强,在循环寿命、运行损耗、安全运行等方面具有明显优势,在充电站、医院、商业综合体、数据中心等场景表现亮眼,能够在夜间用电低谷期储能电量,白天用电高峰时段借用储存的电能为用户供电,降低用户用电成本。”韩鹤光说。
随着储能技术的不断升级以及应用场景的日趋丰富,近年来,储能设备在“街头巷尾”出现率越来越高。不久前,航微能源参与建设的“宜宾国际会议中心1MW/2MWh智慧储能项目”顺利投产,项目根据国家级大型综合性会议中心对电力供应稳定性和可靠性需求,提供“场景方案+产品+智慧云”一站式储能系统解决方案,填补了储能系统在大型综合性会议中心场馆安全应用的空白。
如此高效率、高品质的产品背后自然离不开企业对创新技术研发的大力投入以及对产品核心竞争力的深入挖掘。“2023年,我们全年产值较上年增长率高达1300%,对我们来说是意义重大的一年。为提高研发能力和产能,航微能源‘智慧能源装备智能制造中心’一期项目正在加快建设,目前部分建筑主体工程已封顶。”据航微能源副总裁王雪川介绍,该项目占地34.75亩,是成德高端能源装备集群的重要组成部分,投用后将有效促进新型电力系统核心技术研发,进一步推动全行业、全产业链的技术进步。
据了解,智慧能源装备智能制造中心项目一期为绿色低碳智慧能源装备智能制造中心主体厂房,预计投产后可实现年产值50亿元,并带动1500人就业;二期为创新研发中心大厦,预计2025年建设完毕。
谈及下一步的发展,王雪川信心满满:“今年,我们将加速布局储能市场,以‘特储、微储、储电’为核心发展方向,成为下一代储能行业标准的制定者和引领者,为新型能源体系及新型电力系统的建设提供强劲支撑,助力国家加速打造能源领域新质生产力,为国家能源安全战略的实施和‘双碳’目标的实现贡献新力量!”
文/刘明汶 赵悦 图由受访单位提供