2022年内蒙古自治区“双碳”科技创新重大示范工程“揭榜挂帅” 项目第一批技术榜单

为贯彻落实自治区党委、政府关于“双碳”科技创新工作重要部署，按照围绕产业链部署创新链、围绕创新链布局产业链的原则，紧扣自治区“双碳”领域科技创新总体要求，5月31日，自治区科技厅发布2022年内蒙古自治区“双碳”科技创新重大示范工程“揭榜挂帅” 项目第一批技术榜单，面向全国范围遴选科研团队，解决我区“双碳”领域重大科技难题。此举标志着内蒙古“双碳”科技创新重大示范工程项目正式启动。

该榜单是依据《内蒙古自治区2022年坚持稳中求进推动产业高质量发展政策清单》《内蒙古自治区科技计划“揭榜挂帅”实施办法》相关文件和政策精神，经过专家严格咨询论证，按照成熟一批、启动一批的原则，充分利用全国范围的优势创新资源解决自治区“双碳”领域关键核心技术难题。

此次发布的自治区“双碳”领域的“揭榜挂帅” 项目榜单共有12个科技创新重大示范工程项目，项目支持资金近1.5亿元。其中包括新型电力系统“网源荷储”关键调度技术研究及其示范应用、规模化电动汽车充放电与电网多层级互动技术研究和示范应用、“源网荷储”功率路由器关键装备研制与示范应用、适应高海拔低温型陆上大型国产化风电机组研制、高效晶硅太阳电池研究及示范应用、高寒环境下重卡用大功率长寿命石墨板电堆技术开发、质子交换膜燃料电池与氢基内燃机混合发电系统技术研发与应用、氢燃料电池重卡开发与示范、二氧化碳加绿氢制甲醇技术开发与示范、碳化法钢渣综合利用技术研究及工业示范、氢基熔融还原技术研发与工业示范、双还原剂低碳富氢冶金技术开发与示范。

揭榜方需组建创新联合体，以承担“双碳”科技创新重大示范工程为主要任务，针对榜单要求提出具体解决关键核心技术的实施方案，且须完成全部预期目标。“双碳”科技创新重大示范工程“揭榜挂帅”项目资金由揭榜方企业和财政科技资金共同投入，推动示范工程的重点产品和重大成果应用推广。

附件1:

内蒙古自治区“双碳”科技创新重大示范工程“揭榜挂帅”项目第一批技术榜单

内蒙古自治区科学技术厅

2022年5月

一、项目名称：新型电力系统“网源荷储”关键调度技术研究及其示范应用

项目需求：为满足新型电力系统要求，通过开展新型电力系统“网源荷储”关键调度技术研究及其示范应用，充分挖掘灵活调节资源，实现新型电力系统安全、灵活、高效运行。具体包括：需求侧响应和负荷控制管理工作机制研究，并建立自动功率控制分级体系；基于适应多元化多场景的新型储能调度策略与优化控制技术研究；新能源多场站短路比提升措施及安全控制技术研究；数值天气预报高频更新与供电能力多尺度评估预测技术；依托市场机制实现多时间尺度网源荷储协同优化；形成“网源荷储”良性互动、协调发展、安全可靠的新型电力系统调度技术研究及示范运行。

预期目标：

一年目标：新能源并网点多场站短路比大于2.0，升压站主变低压侧多场站短路比大于1.5；数值天气预报日内更新次数不少于4次，风电/光伏日内4-24小时的预测精度达到90%以上。

三年目标：系统负荷控制能力达到本地区最大负荷的7%以上；实现全网250万千瓦以上*2小时储能集中监控；新型电力系统“网源荷储”协调调度技术的控制决策时间不大于60秒、控制决策周期不大于10分钟。

实施期限：3年

自治区财政科技资金投入总金额：1200万元

二、项目名称：规模化电动汽车充放电与电网多层级互动技术研究和示范应用

项目需求：围绕目前配电网资源及运行技术难以支撑电动汽车规模化发展、电动汽车充放电难以纳入电网运行调控、灵活性资源难以为新型电力系统有效利用等急需解决的问题，通过攻破配电台区电动汽车充放电与常规负荷协同调控并支撑电能质量提升、电动汽车充放电可调度资源精准预测与聚合调控等核心技术，开展电动汽车同配电台区及分布式资源协同管控、规模化电动汽车与电网多时空尺度友好互动等方面的研究示范，促进道路交通电动化和电力来源绿色化协同发展。

预期目标：

一年目标：完成电动汽车充放电灵活性资源精准预测方法和调控策略研究，完成电动汽车和配电网、主网多层级友好互动框架设计，确定示范应用场景。

三年目标：研发电动汽车充放电和配电台区及分布式资源协同管控终端，管控能力超过1兆瓦；管控终端在10个以上配电台区示范应用，实现充电报装容量提升1倍以上，配变安全和电能质量不低于无充电设施时的水平；研发充放电资源聚合管控平台及电网调控技术支持系统充放电资源管控模块，充放电终端接入能力超过30000个；开展充放电聚合调控示范应用，纳入调控的充放电容量达到50兆瓦，分钟级响应能力达到±10兆瓦，至少1个充放电场站实现AGC闭环控制。

实施期限：3年

自治区财政科技资金投入总金额：1200万元

三、项目名称：“源网荷储”功率路由器关键装备研制与示范应用

项目需求：面向“双碳”背景下新型电力系统发展需求，针对工业园区分布式新能源发电利用率不高的问题，通过突破高效率大容量多端口功率路由器关键装备研制、“源网荷储”多元素功率优化协调控制等关键核心技术，开展“源网荷储”功率路由器系统架构研究、中压大容量关键装备研制、系统控制与保护策略研究、系统集成与示范运行，促进工业园区负荷清洁电能替代和新能源就近高比例消纳等方面的发展。

预期目标：

一年目标：完成基于功率路由器的“源网荷储”系统架构、拓扑结构和控制保护策略研究，完成“源网荷储”功率路由器关键装备研制，具体指标如下：功率路由器至少具备10kVac、10kVac、10kVdc、±750Vdc四个端口；两个10kVac端口容量分别不小于6MW和3MW，并通过10kVdc端口合环互联；10kVdc和±750Vdc端口通过隔离型直流变压器进行互联，直流变压器总容量≥3MW、单模块功率≥1MW、运行效率≥97%，并采用国产化功率器件；±750Vdc端口配备固态直流断路器，额定电压750V、额定电流2kA、开断电流≥10kA、开断时间≤1ms、通态压降≤1.5V。

三年目标：完成“源网荷储”功率路由器系统联合调试和示范工程建设，实现不同交流配电区域在线互联、高比例分布式新能源汇集、大容量储能接入以及“源网荷储”灵活互动，具体指标如下：功率路由器±750Vdc端口至少接入1.4MW/2.8MWh能量型储能、0.9MW/90kWh功率型储能以及150kW光伏；接入功率路由器的分布式新能源弃电率为0，并且实现新能源发电100%就地消纳。

实施期限：3年

自治区财政科技资金投入总金额：1000万元

四、项目名称：适应高海拔低温型陆上大型国产化风电机组研制

项目需求：围绕国家重要能源基地建设需求，针对陆上大功率风电机组运行外部环境、安装运输条件受限等急需解决的问题，通过攻破轻量化、高扭矩行星传动链、整机模块化设计以及场站级风机群控制策略等关键核心技术研究，提出具有低度电成本的总体解决方案。开展风资源与机型相匹配的经济性分析，基于结构的动力学及工艺技术、传动链技术研究，研制适应陆上集群化大功率风电机组，满足相关国家技术规范标准的要求。促进大型风电装备关键核心部件的国产化发展。

预期目标：

一年目标：完成陆上大功率风电机组传动、风轮、机舱、塔筒、控制和电气系统等关键核心部件的匹配设计和研发，对叶片气动翼型及材料进行优化，降低叶片重量，增加风能转换效率，风轮直径≥165m。

三年目标：完成研制陆上大功率风电机组整机，风电机组额定功率≥6MW，整机国产化率不低于95%；完成试运行及优化，示范运行时间不少于6个月，机组满足相关国家标准的技术要求。

实施期限：3年

自治区财政科技资金投入总金额：1500万元

五、项目名称：高效晶硅太阳电池研究及示范应用

项目需求：面向大规模光伏发电对晶硅电池持续提高效率和降低成本的需求，开展大尺寸高效晶硅电池及其组件关键技术研发。通过高效晶硅电池结构设计、图形化和电池稳定性及其控制技术研究，开发适用于高效晶硅电池的低损耗金属化技术、新型组件互联技术和高可靠性组件封装技术，通过高效率电池组件的研究与示范，促进光电转换效率的提升，降低光伏发电成本。

预期目标：

在高效晶硅电池的钝化、低损耗金属化技术及制备工艺方面实现突破，量产批次太阳电池光电转换效率平均不小于25.8%（面积不小于182×182 平方毫米）；组件光电转换效率平均不小于24%（组件不少于60 片电池），完成1-2个应用场景示范。

一年目标：建成电池生产示范线，太阳电池光电转换效率达到24.5%以上。

三年目标：太阳电池量产转换效率达到25.8%以上，组件光电转换效率平均不小于24%，完成1-2个应用场景示范。

实施期限：3年

自治区财政科技资金投入总金额：1500万元

六、项目名称：高寒环境下重卡用大功率长寿命石墨板电堆技术开发

项目需求：围绕高寒环境下重卡的重载应用、高可靠性、活化时间等方面急需解决的技术问题，通过攻破电堆性能、低温启动、高寿命、低制造成本等关键核心技术，开展重卡用大功率电堆性能提升、低温启动、长寿命安全可靠性验证及快速活化等方面研究，并在氢能重卡上推广示范，促进氢能燃料电池在重载领域的产业化应用。

预期目标：

一年目标：电堆输出功率≥120kw，性能≥2.0A/0.6V，功率密度≥3.8kw/L，低温启动-30℃，寿命＞10000h，活化时间＜3h。

三年目标：电堆输出功率≥150kw，性能≥2.0A/0.65V，功率密度≥4.5kw/L，低温启动-35℃，寿命＞20000h，活化时间＜2h，重卡装车推广示范超过100辆。

实施期限：3年

自治区财政科技资金投入总金额：1000万元

七、项目名称：质子交换膜燃料电池与氢基内燃机混合发电系统技术研发与应用

项目需求：围绕分布式氢能供电设备的高效灵活电源领域存在的关键技术问题，开展单一现场氢基燃料（醇、掺氢天然气等）的在线改质、富氢/纯氢燃烧与循环调控技术及其内燃机关键技术研究，开展燃料电池系统—内燃机能量耦合机制及核心器件研究、现场氢源—燃料电池—氢内燃机全系统联合热力循环设计及建模仿真技术研究、发电系统各单元内部状态识别及动态工况调控技术研究，开展质子交换膜燃料电池—氢基内燃机混合发电系统测试及示范，促进质子交换膜燃料电池—氢基内燃机混合发电系统技术创新。

预期目标：

质子交换膜燃料电池—氢基内燃机混合发电系统，质子交换膜燃料电池单个模块发电额定功率≥60千瓦、氢基内燃机发电额定功率≥150千瓦、总功率≥180千瓦，发电效率≥43.5%，0%~100%负荷响应时间≤1分钟，连续运行≥500小时；开发燃料电池—热机混合发电系统设计仿真软件 1 套，满足质子膜燃料电池—氢内燃机混合发电系统模拟与仿真需求，模型预测燃料电池性能与实验结果误差≤10%。

一年目标：研制氢基燃料制氢系统样机，研制质子交换膜燃料电池样机，氢机内燃机成功点火并获得关键性能参数。

三年目标：质子交换膜燃料电池—氢基内燃机混合发电系统，质子交换膜燃料电池单个模块发电额定功率≥60千瓦、氢基内燃机发电额定功率≥150千瓦、总功率≥180千瓦、发电效率≥43.5%、0%-100%负荷响应时间≤1分钟、连续运行≥500小时；开发燃料电池—热机混合发电系统设计仿真软件 1 套，满足质子膜燃料电池—氢内燃机混合发电系统模拟与仿真需求，模型预测燃料电池性能与实验结果误差≤10%。

实施期限：3年

自治区财政科技资金投入总金额：1500万元

八、项目名称：氢燃料电池重卡开发与示范

项目需求：针对氢燃料动力卡车整车匹配及能量控制技术瓶颈，开发氢燃料重卡。围绕该领域存在的供氢系统气压较低、燃料电池系统功率较小且成本过高、低温环境适应性不强等急需解决的问题，通过攻破氢燃料商用车底盘一体化技术、冷启动技术、整车能量控制技术、燃料电池系统控制策略优化及整车测试验证等关键核心技术，开展氢燃料重卡系统集成和氢燃料电池系统技术研究与示范，促进新能源汽车产业及氢能应用等方面的发展。

预期目标：

一年目标：额定功率≥120kW；峰值功率下，质量功率密度≥300W/KG、体积功率密度≥400W/L；最高效率≥50%，额定效率≥40%；系统最高工作温度≥75℃；3000米海拔额定功率损失不超过30%；5000小时工况循环测试后额定功率下效率衰减≤10%；平均无故障运行时间≥500h。

三年目标：额定功率≥300kW；峰值功率下，质量功率密度≥550W/KG、体积功率密度≥600W/L；最高效率≥60%，额定效率≥50%；系统最高工作温度≥95℃ ，实现-40℃储存与-30℃低温自启动；3000米海拔额定功率损失不超过20%；5000h工况循环测试后额定功率下效率衰减≤5%；平均无故障运行时间≥1000h；批量化产能≥10000台/年。

实施期限：3年

自治区财政科技资金投入总金额：1500万元

九、项目名称：二氧化碳加绿氢制甲醇技术开发与示范

项目需求：围绕解决风光发电不稳定性、电解水槽电解效率较低、功率可调范围较小、绿氢成本高、工业化推广缓慢等问题，通过大规模风光制氢、稳态供氢系统优化配置和高效碱性电解水制氢装置大型化研究，提升电解槽单槽规模，降低直流电耗，大幅度降低绿氢成本，实现稳定供氢。通过大规模CO2加绿氢制甲醇关键技术研究示范，实现10万吨级CO2加绿氢制甲醇工业化运行，为百万吨级CO2加绿氢制甲醇工业化积累宝贵科学数据。

预期目标：供氢稳定度达到80%-100%；电解槽额定产氢量≥1500Nm3/h，直流电耗≤4.3KWh/Nm3H2，电解槽效率≥82%，设备运行压力可调范围0.8MPa～1.6MPa，功率可调范围20%～110%；CO2总转化率≥90%，甲醇总选择性≥95%，催化剂稳定运行时间≥5000h，单塔规模≥10万吨。

一年目标：提升CO2加氢制甲醇催化剂性能，CO2单程转化率≥15%，甲醇单程选择性≥90%，催化剂稳定性超过3000h；完成10万吨/年CO2加氢制甲醇工艺包。

三年目标：完成CO2加氢制甲醇催化剂吨级放大制备，CO2单程转化率≥15%，甲醇单程选择性≥90%，催化剂稳定性超过5000h；研制完成大功率电解槽，电解槽额定产氢量≥1500Nm3H2/h，直流电耗≤4.3KWh/Nm3H2。

实施期限：3年

自治区财政科技资金投入总金额：1000万元

十、项目名称：碳化法钢渣综合利用技术研究及工业示范

项目需求：围绕二氧化碳减排利用封存及钢铁生产过程中产生的钢渣利用问题，攻破碳化法钢渣综合利用核心技术，研究利用钢渣与工业副产二氧化碳生产高纯碳酸钙镁及含铁料产品的技术，测试不同工况条件、不同粒度钢渣中钙镁离子的浸出率，研究二氧化碳参与反应的使用率以及产品的应用领域，开展碳化法钢渣综合利用技术研究及工业示范，实现资源综合利用及钢铁企业循环经济产业链的建立。

预期目标：

一年目标：开展碳化法钢渣综合利用核心技术研究，高纯碳酸钙镁纯度达到96%，含铁料中铁酸钙成分为70%左右。

三年目标：完成技术研究及工业示范，碳酸钙含量≥85%，碳酸镁含量≥7%，高纯碳酸钙镁纯度达到98%以上；产品含铁料中铁酸钙成分≥75%、TFe占比20～40%、SiO2占比10～20%、S≤1%、P≤2%；项目建成后可消耗钢渣10万吨/年，同时碳化（封存）二氧化碳2～4万吨；实现废弃物利用率100%。

实施期限：3年

自治区财政科技资金投入总金额：1000万元

十一、项目名称：氢基熔融还原技术研发与工业示范

项目需求：围绕解决熔融还原工艺替代传统高炉工艺、氢冶金替代碳冶金等关键核心技术问题，攻克解决喷氢利用率等关键核心技术，提升设备、工艺稳定性。开展氢基熔融还原的基础理论研究，研究富氢气体高效还原、氢碳耦合反应机理、氢在熔融铁氧化物中的行为，研究喷煤和喷氢的最佳比例、喷氢理论极限和最经济喷氢极限。研发用于风电、轨道交通、核电等高端装备制造需要的高纯铸造生铁。开发氢基熔融还原成套工艺及装备，完成工程示范，开发新一代具有完全自主知识产权的氢基熔融还原低碳炼铁技术，促进钢铁行业转型发展和高质量发展。

预期目标：

一年目标：建成不低于30万吨/年富氢气体熔融还原示范生产线。实现示范生产线年作业率80%以上，进行喷氢工业化实验。生产符合C1、C2行业标准的铸造用高纯生铁，产品合格率≥95%。

三年目标： CISP工艺能耗指标≤450 kgce/t，低于传统高炉工艺能耗工序480kgce/t的先进值。实现喷氢量1万吨/年，同比减碳11.2万吨，氢气参与还原利用率≥45%。形成氢基熔融还原稳定生产高纯生铁成套工艺技术路线，形成1-2项氢基熔融还原成套关键技术与装备，建立完整的氢冶金熔融还原理论体系。实现一套工业化生产线的推广。

实施期限：3年

自治区财政科技资金投入总金额：1000万元

十二、项目名称：双还原剂低碳富氢冶金技术开发与示范

项目需求：围绕高性能钢材制备基材短缺、现有工艺存在的环境问题及我国钢铁短流程发展面临的直接还原铁和废钢缺口大等急需解决的问题，攻破气固双还原制备高品质金属化球团工艺、热装热送节能技术应用、清洁生物质能源应用等关键核心技术。开展氢还原条件下，原料氧化球团品位及性能、还原剂、还原温度、还原时间等主要参数对球团还原性的影响研究；开展氢还原反应器结构设计与工艺控制技术研究，对氢冶金新流程关键反应器及装备进行优化设计；开展新工艺尾气回收与余热综合利用研究、全流程系统能效计算、资源利用及绿色产品评价；开展基于清洁能源双还原剂富氢冶金新工艺流程设计、清洁能源双还原剂低碳富氢冶金技术集成研究与示范，促进超纯净钢基础材料高端产品制备技术、低碳冶金技术等方面的发展。

预期目标：

一年目标：完成全流程主要工艺开发、氢还原反应器结构设计与工艺控制技术研究、氢冶金新流程关键反应器及装备设计、基于清洁能源双还原剂富氢冶金新工艺流程工厂设计、应用示范和工程试生产。金属化率≥94%；金属化球团产品：C≤0.5%、S≤0.02。

三年目标：完成氢冶金新流程关键反应器及装备优化、新工艺尾气回收与余热综合利用、全流程系统能效计算、资源利用及绿色产品评价；完成年产32万吨清洁能源双还原剂富氢冶金技术应用示范工程建设与优化。金属化率≥94%；金属化球团产品：C≤0.5%、S≤0.02；项目能耗≤400 kgce/t，碳排放降低40-60%；回转窑生产效率提升20%，达到台时产量≥22.5t/h；窑内煤气利用率≥35%。

实施期限：3年

自治区财政科技资金投入总金额：1000万元