
湖北东湖实验室(实验室供图)
东湖实验室与国家电投、中国商飞、三峡集团等多家行业龙头单位建立合作,直接签约合同总额逾亿元,团队成果转化带动国民经济产值数十亿元。

10月19日,世界首艘、全球载电量最大的内河万吨级纯电动运输船“葛洲坝”号在湖北省宜昌市秭归县正式下水。这艘由中国长江三峡集团有限公司与湖北东湖实验室(以下简称“东湖实验室”)联合打造的巨轮,为全球内河新能源船舶发展树立了“中国标杆”。
轮船总长近130米、载重量约1.3万吨,外观与普通货船并无差别,但“内核”却大有乾坤,“动力心脏”搭载12组集装箱式锂电池电源,总载电量约2.4万千瓦时,可在半小时内完成快速充换电,续航里程达500公里,预计每年耗电可替代约617.5吨燃油,减少约2052吨二氧化碳排放。
作为内河大型船舶中首个配备智能驾控系统的船只,“葛洲坝”号还可实现远程控制航行、自动靠离泊等功能,大幅提升航行安全性与运营效率。船舶绿色化、智能化突破的背后,是东湖实验室的硬核技术支撑。近日,支点财经记者走进东湖实验室,解锁新型研发机构背后的创新密码。
开创多个“科技”第一
填补行业空白
东湖实验室成立于2021年2月,是湖北省十大实验室之一。实验室依托院士团队科研优势,强化前瞻技术及新兴产业布局,重点开展电磁基础理论与先进技术、新能源船舶动力与系统集成、船舶智能航行与运维系统集成、高速磁悬浮电磁推进、智慧园区与安全节能管控等前沿领域技术研究与成果转化,建立了“研发—中试—产业化”全链条转化机制。
成立4年多来,东湖实验室发展成效显著:已组建4个技术创新中心,建成3家科技型成果转化公司和10个中试平台;基于院士团队先进技术与自主知识产权,实验室与国家电投、中国商飞、三峡集团、湖北港口集团、青岛地铁等多家行业龙头单位建立长期合作关系,直接签约合同总额逾亿元,团队成果转化带动国民经济产值数十亿元。
东湖实验室院士团队开创了多个第一:高速磁悬浮测试速度创下全球最快纪录;自主研发建造全国首个船舶综合电力系统陆上联调试验平台;大型空泡水洞;在国际上首创中压直流综合电力技术路线,构建了综合电力系统基础理论体系,突破了相关核心瓶颈技术……
走进高速磁悬浮电磁推进技术创新中心,一公里长的磁悬浮轨道如长龙卧地,颇为壮观。这条由东湖实验室自主研发的“一公里高速磁悬浮测试线”,今年6月首次公开演示便震撼业界:重达1030公斤的试验车在电磁力的推动下,跑出每小时650公里的速度,打破同类型平台的全球纪录。
“电磁力让测试车与轨道产生‘同极相斥’效应,二者无物理接触,车辆加速仅需突破空气阻力,不受摩擦力制约。”东湖实验室高速磁悬浮电磁推进技术创新中心主任李卫超对支点财经记者解释道。
当前,高铁等轮轨系统的极限速度约为每小时400公里,该测试线不仅打破这一局限,更为下一代高速轨道交通系统提供了关键的工程化验证平台,直接推动时速600公里以上交通技术的可行性研究。目前,研发团队正全力调试,目标将测试速度提升至每小时800公里。此外,该技术还可推广至航天助推发射、低空经济、游乐设施等领域,应用前景广阔。
在绿色交通创新中心,全国首个船舶综合电力系统陆上联调试验平台正模拟风浪测试,为船舶动力系统做“出厂体检”。“传统模式下,动力系统未充分调试就上船,易增加成本、延误交付,甚至威胁航行安全。”东湖实验室绿色交通技术创新中心副主任邓芳介绍,为解决这一痛点,实验室自主研发了该平台。
“动力系统装船前,通过平台可以模拟不同的应用场景及极端工况,测试应对能力,以降低实际运行风险。”邓芳说。2024年8月,中国船级社向东湖实验室颁发国内首张“陆上联调试验平台”证书,填补了国内电动船舶动力系统地面试验的空白。
如今,平台不仅能为行业提供联调服务,还可开展新能源飞机电推进、轨道交通牵引驱动系统试验,覆盖实验室多领域验证需求。
在储能领域,东湖实验室同样成果显著,其自主研发的兆瓦级飞轮储能某型装置,是我国轨道交通领域首台具有完全自主知识产权的该类产品。该装置安装于牵引变电所内,列车进站制动时,飞轮吸收电能转化为动能储存;出站加速时,释放动能转化为电能供列车使用,兼具节能与稳压效果。
“一套飞轮系统,每年可节省40万-50万度电,按一元一度电价计算,年节省成本40万-50万元。”东湖实验室副主任王航宇介绍。凭借青岛地铁的示范效应,该技术已拓展至杭州、澳门等城市地铁,成为轨道交通绿色转型的“节能利器”,飞轮系统还可应用于电网调频,提高电网稳定性,市场应用前景很大。
王航宇在接受支点财经记者采访时表示,实验室在建设初期就注重与相关行业、企业的对接,了解技术痛点与发展方向,确保研究成果具有明确的应用场景。在技术应用过程中,不断优化产品与技术,提升市场竞争力,确保科研成果能够顺利走向市场,实现产业化应用。

新能源船舶试验平台(实验室供图)
成果落地:从“实验室样品”到“产业链产品”
四年间,东湖实验室加速科研成果向新质生产力转化,通过与企业深度合作,推动行业升级与产业链协同,积极响应国家“双碳”与“交通强国”战略。
在新能源船舶领域,东湖实验室技术形成了“示范-推广”良性循环。2022年6月,国内首艘2000吨级集散两用新能源船“东兴100”在浙江湖州投用,承担华能长兴电厂至苏州太仓电煤运输,航行里程270公里。其搭载的直流综合电力系统源自东湖实验室院士团队技术,3400千瓦时电池储能相当于50台新能源车,每年省燃油10万升、减碳260吨,是国内运营里程最长、能耗最低、经济性最优的电动船舶。
“东兴100”的成功,为内河航运转型提供“可复制范例"。近年来,实验室新能源船舶综合电力系统已应用于散货船、集装箱船、滚装船、豪华游轮等多种船型,已交付及在研系统近20船套。典型应用包括“国能长江01”甲醇双燃料散货船、“华航新能”系列化集装箱船、“葛洲坝”号长江万吨级纯电动散货船等。
在湖北本土,东湖实验室的成果同样推动航运升级。2023年11月,湖北港口集团旗下的华中港航物流集团有限公司联合实验室等共同研发打造的汉江首艘纯电动集散两用船“华航新能1”轮投用,该船配置双推进电机,相比传统轮船,航速更快、操控性更好且零污染,年减碳334吨,标志着湖北从燃油船向电动船转型升级之路迈出重要一步。
2024年,华中港航追加订单,打造4艘120标箱集装箱船,由东湖实验室担任技术总牵头方,目前,4艘船舶已顺利下水。“绿色化、智能化是航运业大势,当前电动船舶的发展阶段,与新能源汽车起步初期颇为相似,尽管采购成本、运维成本等整体仍高于传统船舶,但从长远趋势来看,未来成本将逐步下降,运营效益也将持续提升。” 华中港航物流集团有限公司副总经理佘秀琪对支点财经记者表示。
东湖实验室技术不仅推动行业升级,更成为传统企业转型的“助推器”。位于武汉江夏的长航集团武汉电机有限公司,主营特种电机研发生产,曾是国内建筑行业电机的龙头,也是湖北省内为数不多的电机供应商。近年受房地产下行及母公司战略调整影响,企业尝试转向港航领域。
2024年7月,东湖实验室与长航电机达成合作,联合开发的70000N·m级永磁直驱推进电机,成功应用于“葛洲坝”号。长航电机总经理张岚清向支点财经记者介绍,作为“葛洲坝”号的核心动力源,该电机运行效率稳定在97%以上,较传统推进系统实现能源利用效率的跨越式提升。与此同时,电机运行噪声仅75.8分贝(接近日常对话水平),优化了船员作业环境,更契合内河航运“高效与生态并行”的发展方向。
在与东湖实验室合作之前,长航电机有与高校共同探索产学研用发展模式的经历。对此,张岚清感受颇深:“相较于高校侧重理论,实验室更注重应用场景的落地,将第一手船只应用场景信息分享给我们,帮助我们在设计、制造环节更有针对性。”
东湖实验室参与研发打造的“葛洲坝”号、华中港航四艘船及省内多个滚装船项目,所使用的电机均由长航电机供货。“2024年,公司与东湖实验室的合同金额预计超 1000万元,目标每年增长1000万元以上。”张岚清透露。
打造国际品牌
孵化产业链是当务之急
“东湖实验室聚焦新能源船舶、轨道交通等领域,突破综合电力系统、高速磁悬浮等关键技术,并通过参与组建纯电动运输船舶产学研用发展联盟,整合高校、企业资源,加速成果转化。”湖北省科技厅相关负责人对支点财经记者表示,该实验室构建的“研发—中试—产业化”全链条生态,为区域绿色航运和高端装备制造提供了核心支撑,是湖北实验室体系服务国家战略的标杆范例。
“在院士团队优势科技成果的基础上,实现成果转化应用,打造电磁能领域国际品牌,争创国家实验室,这是我们区别于其他湖北实验室的显著标志。”王航宇对支点财经记者说。
当前,全球海洋工程船舶综合电力系统市场被西门子、通用电气等国外巨头垄断,国内品牌虽一直在追赶,但仍有一定差距。“国内先进技术有能力参与国际竞争,存在知名度不够、没有自主品牌的短板,任重道远。”王航宇坦言。为此,东湖实验室与相关企业合作,注册“东湖电气”品牌,提升品牌影响力。
作为东湖实验室绿色交通技术创新中心副主任,邓芳的另一个身份还是东湖新能科技有限责任公司董事长,该公司是东湖实验室孵化的企业,致力于将实验室的船舶综合电力系统、智能船用设备等技术成果进行产业化与推广应用。邓芳表示,东湖实验室发展的核心方向之一是借技术优势打造湖北品牌,孵化产业,建立集群,与产业链企业共同开拓全国乃至全球订单,提升中国电气品牌国际话语权。
然而,通往国际品牌的道路并非坦途。当前,实验室的发展还存在挑战:例如,技术在面向市场落地过程中,面临如何平衡成本、量产能力与市场适应性的问题;科创与产业深度融合需长期积累,对持续资金投入要求高;成果转化链条长,每一步都存在风险与消耗,且实验室自我造血能力尚处初期,需要“走小步、走稳步”,扎实推进。
中南民族大学科学研究发展院院长张道洪教授在接受支点财经记者采访时表示,东湖实验室技术成果市场竞争力强劲,为国家重大科研创新贡献突出。他同时指出,实验室在科研成果向产业转化方面仍有提升空间,建议通过增加全职科研人员数量、优化激励机制,进一步调动科研人员积极性,助力实验室更好服务地方经济与国家重大产业需求。
面对挑战,邓芳认为,一方面,实验室要提升自身能力,重点加强成果转化人员的市场对接能力,让技术更适配需求;另一方面要加快资源整合,“市场竞争激烈,独自发展难成功,需构建生态圈,选好‘战友’,引入战略伙伴”;同时,要优先孵化产业链,“接10艘船订单现有产业链条可满足,若达100艘、1000艘,或将面临交付压力,因此孵化完整产业链也是当务之急”。
编辑丨胡馨月
编审丨陈勇