黄冈市太阳能光热产业发展规划.docx
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黄冈市太阳能光热产业发展规划
黄冈市太阳能光热产业发展规划(2012—2020年)
一、规划研究概述
(一)规划研究背景
黄冈是传统的农业大市、革命老区、经济欠发达地区。
2011年底,全市GDP突破千亿元大关,但是由于自然和历史原因,黄冈经济社会发展与发达地区相比还有较大差距,工业化程度相对较低,实现由农业大市向工业强市转变的任务十分艰巨。
为实现经济跨越发展,市委、市政府抓住省委、省政府建设大别山革命老区经济社会发展试验区的重大机遇,审时度势,提出了发展太阳能光热产业战略。
发展光热产业既符合国家产业政策,又代表了未来产业发展方向,具有广阔的市场前景。
由于光热产业和黄冈市现有产业具有高度的契合性,大力发展这一新兴产业,必将提升黄冈市工业产业化水平。
《黄冈市太阳能光热产业发展规划(2012—2020年)》提出了当前至2020年黄冈市太阳能光热产业发展的指导思想、主要任务、发展目标、重点领域和保障措施,确保为黄冈市太阳能光热产业的发展提供有力指导。
(二)编制依据
本规划制定主要依据国家、湖北省的法律法规及行政规章和黄冈市相关的规划和政策。
(三)编制范围
本规划中的“太阳能光热”包括:
太阳能低温、中温和高温三个技术领域。
本规划的范围包括:
目前技术发展比较成熟、有一定产业基础、国家扶持政策比较明确的太阳能建筑一体化等领域;已被国家列为产业政策调整重点、在我国市场刚刚启动、核心技术不断突破的太阳能中温产业和太阳能高温热发电产业。
同时注重加强全市相关上下游产业技术的引进和发展,带动玻璃、型材、窑炉、钢构、精密加工和建筑等相关产业转型发展。
二、发展现状和面临的形势
(一)发展光热产业的必要性和战略意义
发展光热产业是建设“两型社会”的必然选择。
2007年12月,武汉城市圈正式被国务院确认为全国资源节约型和环境友好型社会(简称“两型社会”)建设综合配套改革试验区。
黄冈市作为试验区成员之一,在设计发展路径时,就确定把黄冈建设为现代制造业工厂聚集区、高新技术产业吸纳区、中高等运用人才培养区和都市居民近郊旅游区。
随着认识和实践的逐步深入,全市上下对“两型社会”建设形成广泛共识,认为黄冈市经济发展必须走科技先导、结构优化、循环生产、资源节约、环境友好的发展道路,谋求经济发展和环境保护“双赢”,实现经济、社会、自然的良性循环和可持续发展。
发展光热产业是调整经济结构的重要举措。
工业发展滞后、产业结构不优严重制约着黄冈市域经济整体素质。
“十一五”末,全市三次产业结构为28.6∶38∶33.4,工业增加值占GDP的比重为24%,分别比全国和全省平均水平低17.8和13.1个百分点,工业主要以中小企业、传统产业为主,主导产业不突出、支柱产业集中度低、高科技产业比重小。
从污染情况看,工业结构性污染是我市最大的污染源,全市近80%的能源消耗和污染物排放来自于传统产业,单位GDP能耗高。
如果不加快转变发展方式,加大工业经济结构调整力度,黄冈今后经济增长的后劲和空间将会越来越小。
光热产业具有科技含量高、产业关联度大、环境污染小、经济效益好等诸多优点,市委、市政府确定把光热产业作为今后重点发展的五大新兴产业之一进行培植,走低碳经济发展模式,抓住了全市实施工业结构调整、节能减排和工业强市战略的关键。
发展光热产业是培育支柱产业的重要途径。
新能源产业作为当今世界正在快速发展的新兴产业,将成为继信息技术之后的第四次技术革命的关键突破口。
科技的创新推动了新兴产业不断发展,而新兴产业的发展,必将聚集和形成一批高科技、高附加值的支柱产业。
黄冈要实现“三个跨越、三个崛起、三个提升”的目标,就要抢占先机,大力培育新兴支柱产业。
同时一些现有产业与光热产业契合度高、区位优势明显、个别掌握原创核心技术的企业已开始进入光热领域,为全市发展光热产业打下良好基础。
发展光热产业,必将提升黄冈工业化水平,形成新的增长点和支柱产业。
(二)光热产业的发展前景
太阳能热利用技术推广应用是国民经济先导产业的重点方向。
在当前世界经济增长动力明显减弱的情况下,世界主要国家都在培育经济增长新亮点,规划抢占新一轮经济和科技发展制高点。
2009年,国家能源委员会提出将加快能源结构优化调整,大力培育新能源产业,下大力气落实2020年非化石能源消费比重提高到15%的目标,开发利用新能源和可再生能源。
2010年10月10日,国务院发布《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》(国发〔2010〕32号),新能源产业被列为七大战略性新兴产业之一。
加快太阳能热利用技术推广应用,开拓多元化的太阳能市场是下一步新能源产业发展的重点方向和主要任务。
太阳能光热市场销售增长持续迅猛,产业发展空间潜力巨大。
太阳能热利用是低碳地产革命的直接推动者。
现阶段我国建筑能耗约占总能耗26.8%,其中约65%用于采暖及制冷。
目前国家正在大力提倡建筑节能,2012年1月9日,国家住房和城乡建设部发布《“十二五”建筑节能专项规划(征求意见稿)》,提出到2015年,城镇新建建筑执行不低于65%的建筑节能标准,城镇新建建筑95%达到建筑节能强制性标准。
2011年底至2012年一季度,全国共有20多个地方政府陆续出台了建筑节能相关政策和地方性规范,对建筑节能提出具体要求。
2012年3月19日,国家住房和城乡建设部发布《既有居住建筑节能改造指南》,要求对既有居住建筑进行外墙屋面、采暖系统、供热管网、综合节能等四个方面的节能改造。
建筑节能已成为我国节能战略的必然选择,地产行业低碳减排水平的提高,将对提高整个国民经济的低碳水平作出重要贡献,太阳能热利用在房地产行业将扮演非常重要的角色。
2011年,全国城镇太阳能光热应用面积21.5亿平方米,强制安装太阳能集热系统已经成为共识。
可以预见,太阳能热利用在大力推动绿色建筑发展,实现绿色建筑普及化的进程中必将发挥不可替代的作用。
太阳能热利用是工业用能的最大替代者。
我国工业生产所消耗的总能量约占总能耗的60%以上,其中50%-70%系工业过程用热。
欧美12国曾对工业领域的用热品位进行了调查和研究,另外也对稠油开采中注水、注汽的生产以及稠油的储运、管输等用能进行了调查。
数据显示,虽然对于不同工业部门,其热负荷的分配不一样,但温度一般不超过250℃,压力在9个大气压以下,完全可以使用太阳能集热系统进行能源的补充或替代。
根据2007年数据,如果烟草、纺织、医药、食品、造纸、建材等九个行业的工业用热需求10%由太阳能提供,年节能量可达2663万吨,减排二氧化碳9334万吨,所需要的集热器面积为2.73亿平方米,远远大于既有太阳能热水系统集热器安装面积。
按照目前太阳能热水系统集热面积安装保有量1.5亿平方米,年产值650亿元计算,太阳能工业加热在所分析的9个行业中推广应用,热力能源消耗10%用太阳能中温加热替代,年产值至少可达1000亿元以上。
太阳能热利用是克服资源间歇性的最佳可再生能源技术。
包括太阳能光伏、风能等在内的可再生能源都存在资源条件间歇性和不稳定性的特征。
但太阳能热利用可以设计储热系统,将白天或者整个季节的多余热量储存起来,用于夜晚或用能需求很高的季节。
在发电领域,可以输出可控可调的稳定电力,满足调峰、中间及基础负荷的用电需求。
在中低温领域,可以将跨季节的热量储存起来,满足冬天采暖的刚性连续的需求以及工业用热的持续稳定要求。
(三)黄冈市发展光热产业的机遇、挑战和优势
1、机遇
太阳能热利用是我国产业结构调整和优化升级的鼓励类别。
国家发展和改革委员会2011年3月27日公布的《产业结构调整指导目录(2011年本)》中,太阳能热发电集热系统;太阳能建筑一体化组件设计与制造;高效太阳能热水器及热水工程,太阳能中高温利用技术开发与设备制造被分别列为鼓励类新能源的第一位、第三位和第四位。
太阳能热利用及光伏发电应用一体化建筑被列入鼓励类建筑的第五类。
随着宏观经济形势的发展变化,加上原材料价格变动和通货膨胀等影响、劳动力价格上涨,国内外正在进行产业、资金和技术转移。
以太阳能低温产业为例,为了降低了物流成本,各骨干企业正在全国范围内进行布局扩展。
黄冈具有区位、土地、劳动力和自然资源等承接产业转移的潜在优势,以及大别山革命老区经济社会发展试验区、武汉城市圈“两型社会”综合配套改革区、湖北长江经济带新一轮开放开发等多重政策优势,发展光热产业面临难得机遇。
2、挑战
(1)核心技术起点高。
光热产业中,高温发电、中温工业用热、低温跨季节储热、太阳能空调等技术在我国还处于中试阶段,起点较高,尚未形成产业化,黄冈市企业能否快速找准定位,与相关科研院所实现技术对接,或引进相关产业占领技术制高点,是发展的关键。
(2)市场竞争压力较大。
以山东德州市为代表的城市和地区早已在光热产业发展上先行一步,更多地区也将光热纳入到产业发展规划中,黄冈市如何快速切入光热产业,寻找突破口,进行产业培育及发展,面临市场挑战。
(3)形成集群难度较大。
目前全市和光热产业契合度较高的企业规模较小,国内知名光热企业落户还有待时日,如何找准发力点,带动全产业链的快速形成,有一定难度。
3、优势
(1)资源条件丰富,可开发利用空间大。
一是太阳能资源属湖北省一级利用区。
全市7~12月每月有近一半的晴天,年变化较稳定,从日照时间数据看,黄冈日照量居全省第一,有发展光热应用的良好基础。
二是石英砂矿产资源丰富。
从石英砂中提炼生产高硼硅玻璃是光热产业链的第一层次,蕲春县是全国石英砂资源矿产基地之一,一些矿藏的二氧化硅品位还居全国前列。
这一重要资源有利于黄冈市引进先进的玻璃深加工企业,生产高附加值的新能源玻璃产品,发展壮大光热集群产业。
三是劳动力资源比较丰富。
全市劳动报酬较低,劳动力比较廉价,能够满足产业发展需要。
(2)具备发展基础,形成集群潜力大。
全市建筑业和钢构业有较好基础。
太阳能与建筑一体化是光热技术发展的新趋势,这为建筑业摆脱同质化竞争、实现转型提供了可能。
在光热发电和建筑一体化产业中,钢结构是其中一个重要组成部分,我市团风县已成为全国两大钢结构生产集中区之一,光热发电产业将为钢构业打开一个全新的市场。
此外,全市在节能墙体材料、玻璃门窗等方面已经有所积累,可以实现产品快速转型。
(3)科技支撑有保障,在单项技术上优势大。
中科院电工所是最早研究太阳能光热技术的国家科研单位之一。
目前黄冈已与电工所建立了良好的合作关系,并在合作共建和技术支持等方面展开了合作。
同时,部分企业已先期布局光热产业,贵族真空目前在光热发电高温传导领域已取得重大技术突破,行星传动生产的聚光器跟踪设备也已小规模应用于国家级光热发电示范项目。
(4)市场主体积极,光热产业发展引力大。
在资源配置上,黄冈部分民营企业进入新能源产业意愿强烈。
目前,本地企业产业集约化程度低,产品成本较高,利润附加值不高,这些企业对集约化生产、抱团发展的意愿非常强烈。
贵族真空、兴和股份、行星传动、长青集团、将星建材等企业负责人都表示希望尽快切入光热产业链条中。
三、指导思想、基本原则和发展目标
(一)指导思想
以科学发展观为指导,以“两型社会”综合配套改革试验区和大别山革命老区经济社会发展试验区为契机,以企业规模化、产品标准化、技术自主化、市场规范化、产业聚集化为方向,着力培植本地企业,大力引进知名企业,实现产业集群化发展。
2020年,将黄冈打造成为国内一流的创新型光热技术应用示范基地,最具活力的高端太阳能光热产业聚集区,光热产品应用端综合解决方案输出地。
(二)基本原则
1、引进吸收和自主创新相结合原则
积极加强自主创新能力建设,逐步形成完善的太阳能光热技术开发和产业发展体系。
同时,积极鼓励引进、消化和吸收国内外先进适用技术,促进黄冈太阳能光热产业技术进步。
2、立足当前与着眼长远相结合的原则
既要重视应用先进成熟技术开发利用,又要重视研发具有发展前景的关键核心技术,筹划长远发展战略,为太阳能光热在更大范围、更高层次地推广应用奠定基础。
3、政府推动与市场驱动相结合的原则
制定和落实太阳能光热产业发展相关扶持政策,支持高层次光热技术研发、产业化和推广应用;充分发挥市场配置资源的基础性作用,积极探索太阳能光热推广应用的体制机制。
4、产业发展与示范应用相结合的原则
突出地方特色,发挥政策优势,为示范推广提供强有力的产业支撑。
同时,充分利用示范推广带来的市场需求,促进太阳能光热产业又好又快发展。
(三)发展目标
1、2015年近期目标
完成太阳能与建筑一体化技术系统的产业布局,产业链初具雏形。
积极进行太阳能在建材领域应用示范,储备太阳能热发电相关技术,在高温热传导和太阳跟踪方面,取得一至两个关键部件的研发突破。
2015年实现太阳能集热和节能建材等产能400万平方米,规模以上太阳能光热相关企业数量达到50家,实现主营业务收入100亿元,税收5亿元以上,提供就业岗位8000个以上;产生一至两个光热产业的核心发明专利,打造两至三家有影响力和竞争力的光热企业。
2、2020年中期目标
完善太阳能与建筑一体化全产业链建设,实现太阳能集热和节能建材产能800万平方米,占全国总产能的5%左右。
产生一至两家太阳能光热支柱企业,一个中国名牌或中国驰名商标。
实现窑炉产品升级,太阳能锅炉和烘干隧道窑年产值达到60亿元。
培育10家以上太阳能高温热发电关键部件生产商,实现一至两家关键部件生产商上市。
2020年,全市规模以上太阳能光热相关企业数量达到100家,实现主营业务收入500亿元以上,税收30亿元以上,提供就业岗位30000个以上。
形成国内知名的创新型光热技术及应用示范基地和最具活力的高端太阳能光热产业集群。
四、发展方向与重点
(一)太阳能低温产业
1.发展方向与重点
太阳能光热技术按温度划分,目前可分为三个领域:
其中40℃—80℃为低温领域、80℃—250℃为中温领域、250℃—800℃为高温领域。
2010年我国太阳能低温集热器年产量4900万平方米,占世界年产量80%左右;太阳能热水器销售额达到900多亿元,出口额约2.5亿美元。
国家大力提倡和推广建筑节能,目前我国有超过1.6亿平方米的太阳能集热器推广面积和保有量,安装的太阳能集热器主要以提供生活热水为主,但是占建筑耗能约63%的空调和采暖耗能问题还没有有效解决。
可以预见,建筑将是太阳能最大的市场,利用太阳能是实现建筑节能的快速、有效方式。
各级政府已经积极出台了鼓励住宅建筑和工业建筑等应用太阳能集热系统的支持政策,太阳能与建筑一体化技术正成为发展热点。
为了快速切入太阳能光热产业,培育太阳能光热企业,技术相对成熟、产业基础较好、国家扶持政策比较明确的太阳能与建筑一体化是本规划中太阳能低温产业的发展方向,系统集成技术及太阳能集热工程是本规划近期发展的重点。
2.产业布局
太阳能与建筑一体化是一个综合性的系统技术及工程,包括太阳能光热与建筑一体化、太阳能光伏与建筑一体化、太阳能与常规能源综合应用一体化等。
太阳能建筑一体化需要在材料、外观、内部结构、建筑接口技术以及制造工艺上突破和创新,将太阳能纳入建筑的标准推广部件。
同时需要同步设计、同步施工和安装、同步验收、同步后期管理。
目前我国真空管集热器占据主导地位,平板型所占的市场份额只有12%左右。
规模以上的平板集热器厂家也是屈指可数,平板集热器和国外先进水平仍存在一定差距。
随着太阳能在城市住宅建筑等工程市场上的扩大应用,平板太阳能集热器更适应太阳能与建筑一体化结合的要求,正呈现出比真空管集热器更快的增长势头。
太阳能空调制冷作为一种可充分利用太阳能可再生能源的新型空调制冷方式,是夏季太阳能有效利用的最佳方案,在减少常规电力消耗方面有着良好的应用前景。
从提高太阳能全年利用率和运行经济性角度而言,目前理想的太阳能空调方式应该是与普通平板式和真空管式太阳能热水系统结合的热驱动型空调制冷机组。
两者的结合,可以较好地解决太阳能供热采暖系统冬季采暖、四季热水供应与夏季空调应用的匹配,最大幅度提高太阳能利用率。
通过招商引资、合作建厂等方式建立高效太阳能平板集热器生产线。
展开产学研合作,研究跨季节储热技术、太阳能小型吸收式制冷机、太阳能与热泵匹配技术等。
通过示范项目积累太阳能建筑一体化设计、集成、运行技术经验。
鼓励本市玻璃、钢构、化工、窑炉、电子、机械等企业通过产品升级或转型,进入太阳能热利用产业链环节,为太阳能集热器整机制造提供高硼硅玻璃、毛坯管、真空管、排气炉、支架、水箱、管道、阀门、保温材料、硅胶圈、控制器、仪器仪表、电子显示、传动装置等配套产品。
鼓励本地建材和门窗企业引进技术,提升产品附加值,开发节能围护结构及型材,包括节能保温墙体、中空玻璃门窗、太阳能新风系统、外遮阳系统等产品,逐渐培育全市太阳能低温产业链条。
着重开发下列技术及产品:
1)平板镀膜及其自动化生产设备;
2)平板集热器生产线;
3)跨季节储热技术;
4)与普及型太阳能集热器结合的太阳能空调制冷技术;
5)新型复合围护结构;
6)节能门窗及外遮阳系统;
7)太阳能集热系统与辅助能源(热泵)匹配技术;
8)太阳能与建筑一体化系统控制技术。
(二)太阳能中温产业
1、发展方向与重点
工业耗能包括电能和热能两大部分,我国工业耗能中热能大约占53%,需求中超过一半是250℃以下的热能。
理论上这部分热能完全可由太阳能提供。
粗略估计,若整个工业用能中热能消耗的10%由太阳能中温集热器提供,按照2007年统计数据,需要集热器面积11亿平方米,可形成年产值达4000亿以上的产业。
对应年节煤量大约1亿吨,简单计算对应减排二氧化碳3.2亿吨,按照我国2006年排放二氧化碳62亿吨计算,可实现减排量约5%。
目前国内外太阳能中温产业正处于起步阶段,但随着节能减排压力逐渐增大,能够为工业提供用热的太阳能中温热利用技术开始受到各国政府和产业界的高度关注。
2010年底国外已经投入使用的用于工业过程用热的太阳能中温系统约90个,主要应用领域包括食品、酒类饮料、造纸、制革、交通设备、化学、海水淡化和纺织等行业,分别分布在奥地利、希腊、意大利、西班牙、美国等国家。
我国在印染业有三个应用案例,安装面积约3万平方米。
未来发展中,热力能耗值比较高的造纸业、食品加工业和纺织印染业应用太阳能中温热能的潜力巨大。
太阳能中温集热系统及单元技术研究和产业化工艺研究,并形成规模化示范是本规划中太阳能中温产业的发展方向和重点。
由于目前我国太阳能中温工业应用的研究较少,也缺乏技术体系支撑,要实现规模化、低成本可靠应用,在发展满足不同应用场合需要的中温太阳能集热器、构建适用的太阳能热源方案替代或用于不同的工业加热环节、多能互补的太阳能工业加热系统以及用于实现中温能量储存与调节的储能材料方面,仍然面临着许多挑战,近期难以实现产业化。
因此,太阳能中温工业应用技术在本规划中作为中期技术研发及示范重点。
太阳能空调制冷技术的发展,近期是结合建筑用能需求,与采用普通太阳能集热系统的建筑一体化太阳能供热采暖系统匹配,解决夏季部分建筑空间太阳能制冷空调的问题。
未来应用主要应解决太阳能空调应用的高效化问题,提高空调装置的效率,一方面可减少用于空调的太阳能集热器面积,从而降低成本;另一方面可以与辅助能源结合,实现一套装置高效利用辅助能源,减少对蓄能和常规电力空调装置的依赖。
采用中温太阳能集热器的太阳能空调能量转换效率较高,即使采用辅助能源,与常规电空调相比,仍然具有竞争力,是将来一段时间太阳能空调制冷技术领域研究和应用的重点。
中温集热器与双效溴化锂结合的规模化应用太阳能空调尚需诸多技术开发研究,尤其是适用于变温度品位的吸收式空调技术需要突破。
2、产业布局
根据低成本、规模化利用太阳能的要求,研究可行的高效单元化太阳能中温转换利用装置,推进太阳能中温集热装置的产业化和规模化利用,对提高中温太阳能聚能转换装置的高效性、可靠性,促进太阳能在工业加热等诸多领域的应用具有重要意义。
应坚持科技创新,研发高效率太阳能集热技术,发展太阳能中温蓄热材料,开发多种太阳能中温利用集成技术,实现与普通太阳能集热系统结合的太阳能空调制冷技术与产品定型化、规模化应用,如吸附式、吸收式,除湿空调等,并进一步研究太阳能集热转换及与之匹配的制冷空调和蓄能结合方式,扩大自主知识产权,提高产品品质和工程化应用水平,扩大太阳能中温利用的普及范围,服务国内外市场。
通过产学研结合,进行太阳能中温集热系统及单元技术研究和产业化工艺研究,并形成规模化示范。
在利用不同工质的太阳能中温集热器、太阳能中温蓄热材料与蓄热技术,太阳能中温利用集成技术方面取得突破。
积极开展太阳能中温热利用在工农业生产和太阳能空调领域应用示范,加速产业化步伐,重点将太阳能集热器逐步向蒸汽发生(太阳能锅炉)、干燥、纺织印染、建材、食品加工等工业应用方向拓展和示范,研究开发基于太阳能中温利用的太阳能空调供热技术,为太阳能中温热利用技术的实用化和产业化打下坚实基础。
鼓励现有建材、印染、纺织、食品、烟草等企业利用太阳能,补充或替代燃煤消耗。
通过培育本地窑炉企业开展太阳能中温蓄热技术研究,研制具有蓄热能力可持续供能的太阳能锅炉、可用于干燥的太阳能烘干隧道窑。
通过示范工程带动,积极开发并突破太阳能中温集热器的设计与批量化制造技术及终端产品开发技术,初步形成中温集热系统的设计能力、集热器和储热装置的批量化制造能力。
着重开发下列技术及产品:
1)低聚光比太阳能中温集热器;
2)太阳能锅炉及蒸汽发生技术;
3)太阳能烘干隧道窑;
4)太阳能中温蓄热材料及蓄热技术;
5)利用中温集热器的太阳能空调技术(COP>0.45);
6)太阳能中温集热器、储热材料、太阳能空调性能测试方法。
(三)太阳能高温产业
1、发展方向与重点
太阳能高温热发电(250℃以上)是将太阳能转换为热能,然后通过热-功转换过程进行发电的技术。
根据聚光方式不同,太阳能热发电主要分为塔式、槽式、碟式和菲涅尔式四种发电形式。
目前太阳能热发电在国外开始进入快速发展时期,并正向低成本、大规模、长储热、模块化方向发展,太阳能热发电和常规电站以及其他可再生能源发电站的混合运行也是发展热点。
在我国,很多企业院校都开展了太阳能热发电技术研发,并进行了工程级或实验室规模的成果展示,塔式、槽式、碟式和菲涅尔方面的关键装备制造产业链条逐渐形成。
但由于缺乏大型太阳能热发电技术示范工程和规模化并网发电项目的支持,目前我国太阳能热发电产业基础仍很薄弱,关键材料与设备的国产化程度较低,热发电成本较高。
在我国市场刚刚启动,中期市场规模预计较小,鼓励企业积极与科研院所展开合作,进行太阳能热发电关键技术的储备,掌握部分关键部件的设计与制造技术,为远期太阳能热发电产业的发展和国际竞争作好铺垫。
2、产业布局
太阳能热发电产业链上主要涉及特种玻璃、储热材料、高精度曲面玻璃、传动设备,以及以槽式聚光器、定日镜、槽式真空吸热管等为核心的材料装备制造产业。
结合黄冈窑炉、钢构等产业基础优势,并通过引进及合作开发等方式,研制太阳能热发电用高反射率的反射材料
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