2024年01月30日 星期二
2023年公众关注的内蒙古十大科技进展
图④ 费托合成α-烯烃分离提纯千吨级示范装置。
图⑤ 兆瓦级铁—铬液流电池储能示范项目。
图⑥ 新能源矿山智能运载机器人“载山”研制成功并在鄂尔多斯腾远煤矿投入运行。

    2023年,内蒙古科技创新事业收获丰硕成果。内蒙古自治区科学技术厅、内蒙古日报社、内蒙古广播电视台、科技日报社以及社会公众共同评选出2023年公众关注的内蒙古十大科技进展,现予以公告。

    

    一、乳酸菌基因组数据库在内蒙古建成

    内蒙古农业大学教授张和平带领团队历时三十余载,从全球6大洲32个国家采集自然发酵乳制品等样品6202份,分离保藏乳酸菌4.7万余株,建成了原创性乳酸菌种质资源库。2023年,张和平带领团队利用其中11678株完成测序的乳酸菌的全基因组序列,结合公共数据库中51900个乳酸菌基因组数据,建成了乳酸菌基因组和功能研究数据共享数据库iLABdb。数据库不仅汇集了大量的乳酸菌基因组序列和元数据信息,还提供了关于乳酸菌序列分析、可视化和数据共享的工具与服务支持,被行业称为乳酸菌的“百科全书”。数据库为揭示乳酸菌的神秘面纱提供了更为专业、全面的工具,能够帮助基础研究人员和产业研发人员从数据的角度重新认识乳酸菌的多样性和功能,精准高效地发掘乳酸菌的新价值和新应用,同时为国内外研究者和从业者构筑了合作桥梁,实现了资源的共享和协同利用。相关成果发表于国际学术期刊《科学通报》上。团队研发的“基于人工智能的益生乳酸菌精准筛选及产业化关键技术”成功入选2022中国食品科技十大进展,凸显了该成果在社会各界的广泛影响和认可。

    二、科研人员在白云鄂博发现战略性新矿藏

    在新一轮找矿突破战略行动中,白云鄂博这座“富饶的神山”接连给人以惊喜。2023年1月,包钢(集团)公司与中国地质科学院矿产资源研究所的科研人员在白云鄂博稀土—铌—铁床隐伏碳酸岩体中发现并申报了一种黑色不透明的铌钽氧化物“白鸽矿”。其中五氧化二钽含量达到13.75%。“白鸽矿”不仅为理解白云鄂博铌元素提供新的视角,同时为铌矿开发提供了重要启示,也为找寻钽等珍贵资源提供了新方向,获得国际矿物学协会新矿物命名及分类委员会高票批准通过,成为在白云鄂博矿床中发现的第16个新矿物。10月,中核地质科技有限公司(核工业北京地质研究院)葛祥坤、范光和李婷研究员等科研人员在白云鄂博铌—稀土—铁矿石中,发现了一种富含Ba、Nb、Ti、Fe、Cl的硅酸盐矿物“铌包头矿”。通过对它的研究,科研人员解决了国际矿物学界争论已久的包头矿电价平衡问题。“铌包头矿”为铌的富集成矿机理提供了新的研究视角,为铌等战略性关键金属的开发提供了新的方向,获得国际矿物学协会新矿物命名及分类委员会的正式批准,成为在白云鄂博矿床中发现的第17个新矿物。

    三、兆瓦级铁—铬液流电池储能示范项目在通辽建成

    2023年2月,由国家电力投资集团内蒙古公司建设的兆瓦级铁—铬液流电池储能示范项目在通辽市霍林河完成建设并成功完成单体调试,标志着铁—铬液流电池储能技术迈入兆瓦级应用时代。

    铁—铬液流电池是新型储能应用技术的一种,其电解质溶液为水系溶液,不易发生爆炸,可以在零下40摄氏度到70摄氏度正常工作,充放电次数高达10000次,可实现功率和容量按需灵活定制,是储能时间长且安全的电化学储能技术之一,符合我国大规模、长时间储能需求的新型电力系统。该示范项目共安装了34台我国自主研发的“容和一号”电池堆和四组储罐组成的储能系统,系统功率1MW,储能能力6MWh,同时搭配建设1MW/2MWh高效液冷锂电池储能系统及1MW/0.2MWh飞轮储能系统的兆瓦级功率/能量型混合储能系统。系统运行时利用电解液中的铁离子和铬离子的化学特性把电能储存起来,可以实现储能时长从分钟级到6小时级的全覆盖,达到3MW的总功率。该项目试运行期间,关键设备运行平稳,指标参数正常,正式投产后可参与霍林河循环经济局域电网生产调度,利用清洁能源冗余电量,辅助常规火电稳定电网正常运行,提高电力系统的灵活性。示范项目的规模化应用,为霍林河地区乃至自治区新能源大规模接入和就地消纳需求提供了一整套解决方案,也为后续配置大规模储能奠定了技术基础,提供了实践经验。

    四、中重稀土金属及合金、靶材制备技术取得重要进展

    我国稀土资源呈现出“南轻北重”的分布特点。虽然白云鄂博稀土矿主要以轻稀土资源为主,但由于其总体稀土含量高、储量大,中重稀土的绝对储量同样不可小觑。特别是随着先进材料技术的不断进步,稀土合金需求日益增长,对其品质和成本的要求也日益提高。先进材料对高品质、低成本中重稀土金属及其合金的需求日益旺盛。

    包头稀土研究院以市场为导向,利用自身科研优势和技术积累,通过技术与装备的不断创新,在2023年成功突破了低氧氟化物制备技术、高品质低成本钆/铽制备技术等多项稀土金属及其合金制备关键难题,实现了钐、铕、镱、钆、镝、铽、钬、铒、钇、钆铁/镁合金、稀土锌合金、稀土镍合金等多种中重稀土金属及其合金、靶材的批量试制。包头稀土研究院在包头市建立了年产20吨中重稀土金属及年产百吨级稀土合金产业化示范线,产品已实现销售并取得实际经济效益。同时,包头稀土研究院还通过技术输出的方式为兄弟单位提供支持,现已实现成果转化3项,并产生了实际经济效益。中重稀土金属及其合金在国内多家功能材料企业得到应用,整体达到国际领先水平,推动了我国功能材料产业高质量发展。

    五、鄂尔多斯煤基新材料制备取得集群突破

    2023年,鄂尔多斯市以科技创新为支撑,大力发展煤基新材料产业,在煤基烯烃材料及下游高附加值产业关键技术领域取得集群突破。其中,由内蒙古伊泰集团牵头,联合中海油天津化工研究设计院有限公司、中国昆仑工程有限公司自主开发和设计的费托合成α-烯烃分离提纯关键技术取得重大进展,其千吨级示范装置于7月23日开车成功并打通全流程。该工艺技术路线以煤基费托合成油为原料,经高效分离,得到合格的高纯度的单碳α-烯烃产品,将极大促进国内高端塑料、POE、全合成润滑油等下游新材料和精细化学品行业的快速发展。

    鄂尔多斯电力冶金集团在电石法聚氯乙烯无汞化生产技术上也实现了重大突破。其建设的年产40万吨聚氯乙烯项目已完全装填无汞催化剂,全面实现了无汞化生产,打造了电石法PVC无汞规模化工业生产示范工厂,被称为全球《关于汞的水俣公约》缔约方履约的关键里程碑。

    此外,国能准能公司成功打通了煤炭直接制备工业炸药的技术路径,开发出新型煤基纳米碳氢炸药生产工艺及设备,研制出高性能的新型煤基纳米碳氢炸药,实现了新型煤基纳米碳氢炸药的工业化生产及应用。相关产品达到国际领先水平。

    六、年消纳绿电2亿度!新型固体储热技术率先在内蒙古应用

    加快全社会新能源消纳对推动内蒙古新能源大规模开发和高比例应用具有基础和关键作用。内蒙古梅捷新能源科技有限公司与中国科学院过程工程研究所合作,开展以新能源电力消纳为路径的高压固体储能供热系统研发,成功研制出具有国内领先水平的新型固体储热技术,并在赤峰市开展200万平方米大面积供暖应用示范,每年可消纳新能源电量超2亿千瓦时,节省燃煤6.63万吨,减排二氧化碳17.65万吨。该成果于2023年12月21日在呼和浩特发布。

    新能源固体储热是以储热材料为媒介,将用电低谷期间的新能源配比用电直接转化成热能,通过高压固体储能技术进行存储,再以热水、热风、蒸汽及导热油等形式进行集中或分布式输出,用于建筑供暖、工业蒸汽、产品烘干、移动热源、电网调峰等领域。项目团队先后突破了“高效储热材料制备”“远端云控智能系统”“新型相变储热材料及清洁供暖”等关键技术,在此基础上建成谷电固体储能技术研发中心和远程控制指挥中心,形成新型储热材料设备与智能控制系统的集成与示范,实现了10kV及以上电压直接接入、电热转换率达到97.5%、24小时静态热损不超过2%。该成果的研发与应用,为推动自治区新能源多元化场景应用、提升新能源市场化消纳能力提供了技术“样板”,对内蒙古推进新能源倍增,做好“新能源+”这篇大文章具有重要意义。

    七、二十年磨一剑!粉煤灰提取氧化铝生产线全线贯通

    2023年7月,由内蒙古蒙西集团和鄂尔多斯国投集团共同投资建设的年产20万吨粉煤灰提取氧化铝生产线实现了全线贯通。该项目是一条粉煤灰提取氧化铝工业化生产线。

    内蒙古高铝煤炭资源富集,火力发电每年产生大量的高铝粉煤灰,是主要大宗工业固废之一,长期堆放不仅污染环境,还造成了巨大的能源浪费。本世纪初,自治区能源企业纷纷对高铝粉煤灰高效利用开展研究探索,虽然在技术路径上取得了一些突破,但技术仍有缺陷,提取氧化铝后会产生大量废渣,从环保角度看得不偿失。蒙西集团历经20余年持续攻关以及工业化反复调试验证,成功掌握了氧化铝熟料自粉化的微观机理,攻克了熟料自粉化率持续偏低的技术难题,探索出一整套适用于粉煤灰提取氧化铝工业化生产的配料、烧、熟料自粉化及高温粉料输送等工艺、技术、生产方法,积累了大量的科研试验数据。同时,与下游水泥企业联合攻关,解决了废渣应用问题,提取氧化铝过程中产生的硅钙渣全部用于联产水泥熟料和其他建材产品,形成了绿色、低碳、循环的产业链条,被国家有关部门确定为利用非铝土矿发展我国氧化铝工业的示范项目。

    八、自治区矿山装备制造向国产化、智能化、新能源化迈进

    内蒙古矿产资源富集且分布广泛,对高端矿山装备需求迫切。自治区装备制造企业及科研机构聚焦不同场景下的大载重、长续航和智能化运输需求,积极开展产学研攻关,在2023年取得了一批重大突破。

    其中,内蒙古北方重型汽车股份有限公司(简称北方股份)与国能准能集团合作研制出我国具有完全自主知识产权的300吨级整车国产化矿用卡车。该车关键部件采取轻量化设计,装备国内自研矿用高速柴油发动机、双横臂独立悬架,智能辅助设备帮助车辆与矿山数据平台实现无缝对接,极大提升了整车舒适性、操控性和智能化水平,彰显了我国在矿用卡车关键基础零部件、基础材料、基础工艺、产业技术等方面的综合实力,具有划时代意义,是我国电动轮矿用车发展史上的里程碑。

    同时,北方股份还与国家电投集团内蒙古公司南露天煤矿联合推动百吨级氢燃料矿用车攻关,成功研制出自重115吨、载重136吨的新型氢燃料与锂电池混合动力矿用车。该车搭载的业内领先的质子交换膜燃料电池以及70MPa高压大容量车载储氢系统,可保证车辆拥有长久的续航。该车只需加氢气就可以完成运输任务和矿山作业,是满足质量、安全、环境和服务等产业化标准的氢燃料矿用车。与同等吨位柴油动力矿用车相比,该车年减少二氧化碳排放1815吨,约等于600辆乘用车的排放量。

    此外,内蒙古中科慧拓科技有限公司联合中国矿业大学(北京)内蒙古研究院和内蒙古电投能源股份有限公司,成功研制出负荷载重60吨的新能源矿山智能运载机器人“载山”。其关键部件国产化率达到95%以上,且具备矿山大模型数据体系和深度学习能力,通过在鄂尔多斯腾远煤矿和霍林河国家电投北露天矿运行,实现了与传统无人驾驶宽体车、挖掘机、装载机多车编组协同作业,平均拉运量提高5%,指挥调度效率提升15%,运输效率提升10%,单机综合能耗节约成本67.8%,二氧化碳每年减排1200吨。

    九、新型生物制品在呼和浩特研制成功

    2023年9月,金河佑本生物制品有限公司与中国农业大学等单位合作研发出一种新型生物制品。该产品是用分离自我国牛群的羊种布鲁氏菌生物3型,经毒力基因缺失技术改造获得菌株,配以新型耐热保护剂。目前,产品已在内蒙古、山西、宁夏、甘肃、安徽等地大范围推广试用,受到了广大牛羊牧场、农牧民的欢迎。

    十、新一代蒙古文操作系统面世

    2023年8月7日,由内蒙古大学、国防科技大学、麒麟软件有限公司以产学研协作新模式联合研制的银河麒麟桌面操作系统(蒙古文版)V10在呼和浩特市发布。该操作系统具有完全自主知识产权,是新一代蒙古文操作系统。它从日常家用到办公场景实现蒙古文全面化支持,将极大方便少数民族群众学习、使用计算机和互联网产品,及时享受到现代信息科技带来的便利。

    该操作系统基于自主处理器平台整机,同源支持飞腾、鲲鹏、龙芯、兆芯、海光、申威、海思等国产处理器平台以及Intel、AMD国际主流处理器,内置多款麒麟自研应用组件,内嵌奥云智能蒙古文输入法、蒙古文竖排编辑器和蒙古文AI工具箱,操作系统可提供汉、蒙、英多语言支撑,可适时切换系统语言等功能,符合传统蒙文读写习惯,并提供丰富的应用程序和资源,技术稳定,操作方便,为蒙古文用户带来卓越、顺畅的使用体验。操作系统的发布是蒙古文信息化技术发展的里程碑事件,对促进各民族交往交流交融、铸牢中华民族共同体意识具有重大意义,对促进“一带一路”和中蒙俄经济走廊周边国家和地区多语种信息处理及信息化建设提供了基础支撑,对提升我国对外开放水平,推动数字中国建设具有重要作用。

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