山西科技重大专项项目.DOC

1、 0 山西省科技重大专项项目指南本批项目指南涉及能源革命、新材料、高端装备制造和生物产业（药食同源道地中药材功能食品）等 4 个产业，共计 36 项。其中能源革命产业 18 项，新材料产业 6 项、高端装备制造产业11 项、生物产业 1 项。其中具有“备注”的项目，项目申报名称应根据实际内容确定。一、能源革命产业（18 项）（一）煤层气领域（3 项）项目 1：煤层气低产井成因机制及增产改造关键技术研究目标：揭示山西省不同矿区已投产的煤层气井低产原因及其影响因素，因地制宜研发出煤层气低产井的有效改造增产技术，实现山西省煤层气低产井产量大幅度提升。研究内容：分析煤层气开发地质和工程因素对煤层气井产

2、量的影响，揭示低产井的形成机制；开展煤储层动态规律及控制机理研究；探索提高煤层解吸速度、扩散速度新型储层改造技术、高效造缝压裂技术及防煤粉的排采控制工艺等增产提效关键技术。考核指标：形成低产井增产改造技术，在低产井区域重点改 1 造一个井组（5 口井）， 改造后煤层气井单井日产量平均提升300 m3以上。0-300 m3的低产井改造后日产量 500 m3以上，300-500 m3的低产井改造后日产量 800 m3以上。项目 2：构造煤区煤层井下增透及瓦斯高效抽采技术研究目标：揭示构造煤解吸、产出规律，形成构造煤区煤层钻孔成孔封孔及增透、高效抽采技术体系，最终实现构造煤区煤层井下增透及瓦斯高效抽

3、采利用。研究内容：开展构造煤区煤储层特征及解吸和产出规律研究；研发构造煤区煤层钻孔成孔及封孔、煤矿瓦斯增透和井下瓦斯智能化抽采关键技术。考核指标：形成构造煤区煤层井下增透及瓦斯高效抽采技术，构造煤矿区抽采期内煤层钻孔平均瓦斯抽采浓度大于 30%，井下钻孔日抽采量比井下增透前平均提升 2 倍以上。项目 3：煤层气高效合成金刚石等高值利用产业化示范研究目标：根据国家重大战略需求和山西煤炭产业转型要求，结合我省资源特色，探索煤层气高附加值产业化利用新路径，建立煤层气高效合成金刚石等高值化产品生产线。以金刚石为例，建成年产百万克拉的煤层气合成金刚石生产示范区，形成满足机械、电子、航空航天、国防军工及核

4、工业等领域应用要求的系列金刚石产品，基本实现金刚石原材料及产品的自给自足，提升我国金刚石行业的国际竞争力。 2 研究内容：研发煤层气高效合成金刚石产业化生产专用核心设备；攻克大面积（直径150 mm ）多晶金刚石膜的关键生产技术；攻克克拉级单晶金刚石的关键生产技术；研发出煤层气等离子体辅助催化制氢技术，设计制造模块化装置；开发煤层气合成金刚石尾气负压回收系统；开发并形成金刚石系列深加工产品。考核指标：建立包括煤层气发电、煤层气提纯、煤层气制氢、金刚石生产、反应尾气回收利用等系统组成的完整的煤层气合成金刚石生产线，提供相对完善的大面积多晶（直径150 mm）金刚石及克拉级单晶金刚石生产技术方案；

5、年产低、中、高品级金刚石 100 万克拉左右，年消耗煤层气 1000 万立方米以上，煤层气利用率90% ，减少 CO2排放量 80%；形成系列金刚石深加工产品，基本满足我国相关应用需求。（2（新能源领域（9 项）项目 1：低成本高效率氢燃料电池关键技术及工程示范项目目标：依托我省我丰富的氢能资源，开展低成本、高能效氢燃料质子交换膜燃料电池（PEMFC）动力系统关键技术研发，通过与国内外重点企业合作，实现氢燃料电池系统产业化应用示范目标。解决质子交换膜燃料电池性能、寿命、成本等关键问题，并实现质子交换膜燃料电池电动汽车的示范运行和推广应用。相关技术达到国内一流水平，引领山西省氢能产业链的发展，并

6、建设山西省氢燃料电池联合研究中心。 3 研究内容：高稳定、低成本的低贵金属/非贵金属催化剂的制备；高性能质子交换膜材料规模化制备技术及膜电极长寿命周期设计技术；高性能、低成本的电极材料研发及规模化制备技术；高一致性质子交换膜燃料电池电堆系统的水、气、热管理技术；质子交换膜燃料电池电堆系统集成技术及控制技术；质子交换膜燃料电池的状态监测、故障诊断、智能管理与主动保护技术；高效储氢材料开发；低成本、高能效质子交换膜燃料电池系统工程化放大研究。考核指标：氢燃料质子交换膜燃料电池电源系统额定输出功率 5080kW；电堆体 积比功率 3000W/L 以上；铂用量小于0.5g/kW；使用寿命 5000h

7、以上；开发出接近质子交换膜燃料电池操作温度的储氢材料或技术；完成氢燃料电动汽车的小批量装车示范推广（不少于 10 台）。项目 2：高比能锂硫电池关键技术及示范项目目标：开发高性能、长寿命、环境友好、价格低廉型锂硫电池产品，建成年产 6 万 Ah/年高能量密度动力型锂硫电池的示范线，并形成可用于放大工艺软件包。在山西省形成动力型锂硫电池的技术创新链和产品产业链，带动新能源电池产业长远、健康发展。研究内容：开发高比容量、环境友好、循环性优良的硫电极材料及适配电解液体系；针对锂“枝晶”问题，通过合金化结构；有机电解液和固液界面设计；固态电解质和金属锂负极结构设计等 4 方面研究开发兼具高循环库伦效率

8、和良好循环稳定性的锂负极；高负载硫电极以及锂/硫电池的多空孔结构的碳纤维框架设计与制备；锂/硫电池安全性改善技术的研究；硫的回收再利用（硫极易升华，简单的加热就可以将正极中硫进行回收，未来废旧锂硫电池的回收再利用相对简单，成本低）；开发高安全、长寿命、高比能的锂/硫动力电池系统，并进行成组应用示范。考核指标：单体电池比能量400 Wh/Kg，循环寿命 100%放电深度(DOD)时大于 400 次，倍率特性 5C 时放电能量达到 0.2 C 时的 60%，进行可靠性、热安全与功能安全等评估车载工况(汽车运行工况是指汽车运输行驶过程中的工作状况，按照我国的测试标准 GB/T183682005电动汽

9、车能量消耗率和续驶里程试验方法和 QC/T7432006电动汽车用锂离子蓄电池)示范验证。项目 3：退役动力电池梯次利用和再生利用生产技术项目目标：通过本项目研究获得退役动力电池梯次利用关键技术和再生利用的关键技术，实现动力电池的梯次利用产业化，实现废旧动力电池的再生产业化运行，满足华北及京津冀地区的动力电池回收利用需求，在山西乃至华北地区的新能源汽车产业形成闭环。建设退役动力电池梯次利用和再生利用的产业化示范基地。建设山西省退役动力电池回收利用工程中心。研究内容：退役动力电池的安全拆解工艺；退役动力电池模组的寿命评估和预测；退役动力电池模组的组配工艺优化；梯次 5 利用产品的检测体系建立和产

10、品认证研究；电池单体的安全分解工艺和设备研究；电解液无分解回收再利用研究；电池组件的全分离和回收体系建立；各类活性物质的再生利用工艺；再生工艺三废环保工艺体系的建立。考核指标：建立退役动力电池拆解安全防范体系标准（草案）；建立退役动力电池模组的寿命评估和预测规程（草案）；建设退役动力电池模组重组工艺示范线(500 kg/天，活性物质、电解液及辅件回收率满足或超过国家规定要求95%)，实现电池全回收，安全环保工艺满足国家标准要求。项目 4：纯电动乘用车用高比能量电芯及电池系统研发与产业化项目目标：开展纯电动乘用车用高能量密度动力锂电池技术研发并实现产业化，大幅度提高山西省在新能源产业方面的产业规

11、模。实现单个企业 2 GWh 以上的 产量，配套 2-4 家乘用车车企，满足 5 万台整车使用。通过核心企业带动作用，形成上游原材料产业聚集区，推动下游整车企业技术升级，推动山西新能源汽车产业走在全国的前列。研究内容：高能量密度动力电池关键材料体系与电极多维度系统化构建；高能量密度锂离子电池电极系统设计；高能量密度动力电池一致性、单体及模块产业化技术研究；高能量密度动力电池 PACK 一体化 设计开发技术；建成电池系统规模化生产线，开发出具有自主知识产权的电池系统产品。 6 考核指标：动力电池单体能量密度300 Wh/kg；开发出具有自主知识产权的电池模块和系统产品，电池寿命初期循环 1600

12、次后电池容量不低于常温放电容量的 80%，安全性及各项性能指标达到行业动力电池指标要求；可靠性满足整车集成要求，安全性、电磁兼容性满足国家标准或规范。项目 5：中低压交直流配电网关键技术研究目标：解决分布式电源直流并网及大数据中心等典型直流负荷高效配电问题，突破中低压交直流配用电系统关键技术瓶颈，攻克多电压等级交直流配用电系统安全稳定运行难题，填补山西在中低压交直流配电网领域的空白，带动大数据中心、直流配电关键运行设备及保护系统等相关产业的快速发展。研究内容：研究适应不同应用场景的交直流配用电系统电压等级序列及典型供用电模式；研发满足中低压交直流配用电系统要求的直流断路器、数据测试计量和传输、

13、交直流变换装置等关键设备；研究多换流器并网及多电压等级交直流配用电系统的优化运行控制策略及控制系统；研究多电压等级交直流配用电系统保护方法与关键技术；开展技术集成化示范应用。考核指标：交直流变换装置额定电压不小于 10kV，容量不小于 100kW；直流断路器 额定电压不小于 10kV，开断电流不小于1kA；示范工程应至少包含中压（10kV 或以上）和低压两个直流电压等级，电压允许偏差控制在10%，直流容量不小于 100kW；交直流配电网供电可靠性大于 99%；降低配电网损耗 5%以上。 7 项目 6：大型海上风力发电机组及关键零部件研究目标：研究开发国际领先的大型海上风电机组及关键部件，建立

14、8MW 海上风电机组工程示范，引领我国大兆瓦海上风机开发。研究内容：研发大型海上风力发电机组整机设计技术；叶片联合开发和载荷计算技术；紧凑型性传动链研究；研究风电增速齿轮箱设计、制造、热处理及试验平台等关键技术；研究大功率永磁风力发电机的设计制造等关键技术；主轴承、变桨偏航系统及关键零部件应用研究及铸锻件等关键结构件研究；大型海上风电机组塔筒设计研究；机组及部件的运输、海上风机的安装调试工艺；海上风电机组载荷特点分析以及对机组功率曲线、固有频率及塔筒根部动态应力测试。考核指标：大型海上风电机组，功率 8MW，设计使用寿命25 年，工作环境温度-10-+40，满足海上 盐雾工作环境；完成机组设计

15、评估认证；建设大型海上风电机组示范工程。项目 7：风电机组的智能化、数字化、网络化关键技术及工程示范研究目标：完成风电机组智能化测量，实现发电效能提升，掌握载荷智能控制、风电机组电网友好性控制等关键技术，填补国内外技术空白，达到国内外领先水平。建设示范工程，装机容量 50MW 的风电场，预期可增加直接经济效益约 300 万元/年。研究内容：研究风电机组智能化测量技术，包括整机振动模 8 态测量、整机载荷测量以及齿轮箱和主轴承载荷、激光雷达测风、叶片变形测量等；研究风电机组智能发电性能提升技术；研究风电机组智能载荷管理技术，提供机组的风能利用效率；研究风电机组电网友好性控制技术，包括故障穿越（低

16、电压、高电压）、次同步振荡抑制、电压频率可调控等。考核指标：开发智能化风电机组激光测风雷达，探测距离10m200m，风速测量范围70m/s，风速测量精度0.1m/s ；开发在线振动模态监测及载荷测量设备，采样精度不低于 16bit，采集通道不小于 16 路，采样频率不低于 64kHz，载荷测试精度满足0.1mV/；开 发风电 机组次同步振荡抑制器，可抑制频率在 95%基频以下的次同步振荡，次同步谐波抑制率达 95%；开发智能控制系统，预期提升发电量 5%以上，降低风电机组关键零部件载荷 5%10%；建设示范工程，实现产业 化。项目 8：数字化光伏智能制造技术与系统开发研究目标：建立一套适合于光

17、伏制造企业的软硬件结合的智能制造系统，从数据收集、处理，到相应的管理机制，将各个结点模块化，使之可在整个行业推广应用。提升我省光伏制造行业的整体发展水平。研究内容：从人、机、料、法、环等方面进行数据采集传感器网络的技术开发；相关生产大数据的采集存储技术开发；中央大数据处理系统的搭建；确定影响生产过程的质量因子种类及各因子间的水平大小；质量因子分析数据模型的构建；数据库的建立 9 和计算软件的优化应用。分析多变量相互依赖关系、研究多元统计分析方法及数据和变量的消减技术，实现工程化应用。考核指标：新增数据采集点 50 个以上；建立独立的数据存储系统；开发专用的数据分析系统；建立适合光伏制造企业的

18、DOE模式，减少实验成本 20%以上；关键工艺步骤全部实现 SPC 控制；提高工序过程能力稳定性，CPK 指数提升至 1.33；在技术开发项目中全部应用 FMEA 方式，在事故处理中全部应用 8D 模式；设备 OEE 达到 85%以上；建设省部级以上智能制造示范企业一家。项目 9：新型高效低成本太阳能电池用导电材料研究目标：通过开发出与同期进口技术水平相当的产品，替代进口，逐步占领国内市场，积极拓展国际市场。同时，开发目前行业广泛应用的贵金属的替代材料，以期降低光伏用导电材料的成本。将太阳能电池生产的导电材料采购成本降低 10%以上。研究内容：研究贵金属替代新材料的工艺理论；探索高均一度的可重复、可靠的导体材料制备技术；开发铅系玻璃中铅元素的替代材料；研究无铅玻璃体的制备技术；研究环境友好、印刷性能优良的有机载体制备技术；烧结过程中金属半导体接触的机理研究；低表面态太阳能电池烧结工艺开发。考核指标：量产产线一次印刷厚度：28-45m；浆料固含量：91.001.0%；第四次透网 细度：10m；粘度：50-