氢能与燃料电池技术战略方向规划出台,国家财富科学和技术

国家发改委、国家能源局近日下发了《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》,并同时发布了《能源技术革命重点创新行动路线图》。

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内容提示:《规划》在上述4个重点技术领域中确定了19个能源应用技术和工程示范重大专项,制定了实现发展目标的技术路线图,并针对重大专项中需要突破的关键技术,规划了37项重大技术研究、24项重大技术装备、34项重大示范工程和36个技术创新平台。

尤为值得注意的是,该《计划》列举了包括“先进储能技术创新”、“氢能与燃料电池技术创新”、“能源互联网技术创新”等15项重点任务。而《路线图》则明确了上述15项重点任务的具体战略方向、创新目标及创新行动。以下为《计划》全文。

内容提示:《规划》在上述4个重点技术领域中确定了19个能源应用技术和工程示范重大专项,绘制了实现发展目标的技术路线图,并针对重大专项中需要突破的关键技术,规划了37项重大技术研究、24项重大技术装备、34项重大示范工程和36个技术创新平台。

国家能源局8日正式印发《国家能源科技“十二五”规划》,《规划》划分勘探与开采技术、加工与转化技术、发电与输配电技术和新能源技术等4个重点技术领域,并将“提效优先”的原则贯穿至各领域的规划与实施之中。

能源技术革命创新行动计划

近日,国家能源局正式印发《国家能源科技“十二五”规划》(简称《规划》)。据悉,《规划》分为勘探与开采技术、加工与转化技术、发电与输配电技术和新能源技术等4个重点技术领域,提效优先的原则贯穿始终。这是国家能源局成立后发布的第一部规划,也是我国第一部能源科技规划。

《规划》在上述4个重点技术领域中确定了19个能源应用技术和工程示范重大专项,制定了实现发展目标的技术路线图,并针对重大专项中需要突破的关键技术,规划了37项重大技术研究、24项重大技术装备、34项重大示范工程和36个技术创新平台。

(2016–2030年)

《规划》在上述4个重点技术领域中确定了19个能源应用技术和工程示范重大专项,绘制了实现发展目标的技术路线图,并针对重大专项中需要突破的关键技术,规划了37项重大技术研究、24项重大技术装备、34项重大示范工程和36个技术创新平台。

据悉,这是国家能源局成立后发布的第一部规划,也是我国第一部能源科技规划。

能源是人类生存和文明发展的重要物质基础,我国已成为世界上最大的能源生产国和消费国,能源供应能力显著增强,技术装备水平明显提高。同时,我们也面临着世界能源格局深度调整、全球应对气候变化行动加速、国家间技术竞争日益激烈、国内经济进入新常态、资源环境制约不断强化等挑战。为积极应对挑战,党中央、国务院审时度势,在中央财经领导小组第六次会议上作出了推动能源消费、供给、技术和体制革命,全方位加强国际合作的战略部署。党的十八届五中全会进一步明确建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系。

新能源自主科技攻关虽然我国的能源科技水平已经有了显著提高,但核心技术仍然落后于世界先进水平。例如,主要关键技术和设备依赖国外;适合我国复杂地质条件的煤层气和页岩油气勘探、开采与利用技术体系尚未形成;风电的自主创新能力不强,控制系统、叶片设计和轴承等关键部件依赖进口等。

新能源自主科技攻关

科技决定能源的未来,科技创造未来的能源。能源技术创新在能源革命中起决定性作用,必须摆在能源发展全局的核心位置。为贯彻落实党的十八届五中全会和中央财经领导小组第六次会议精神,围绕可能产生重大影响的革命性能源技术创新和对建设现代能源体系具有重要支撑作用的技术领域,明确今后一段时期我国能源技术创新的工作重点、主攻方向以及重点创新行动的时间表和路线图,特制订本行动计划。

为此,《规划》提出,到2015年,形成较为完善的能源科技创新体系,突破能源发展的技术瓶颈,提高能源的生产水平和利用效率,在能源勘探与开采、加工与转化、发电与输配电以及新能源领域所需要的关键技术和装备上实现自主化,部分技术和装备达到国际先进水平。

虽然我国能源科技水平有了显著提高,但核心技术仍然落后于世界先进水平。例如,主要关键技术和设备依赖国外;适合我国复杂地质条件的煤层气和页岩油气勘探、开采与利用技术体系尚未形成;风电的自主创新能力不强,控制系统、叶片设计以及轴承等关键部件依赖进口等。

能源科技的发展形势

页岩气、大容量高电压输电、核能、风电等领域受重视

为此,《规划》提出,到2015年形成较为完善的能源科技创新体系,突破能源发展的技术瓶颈,提高能源生产和利用效率,在能源勘探与开采、加工与转化、发电与输配电以及新能源领域所需要的关键技术与装备上实现自主化,部分技术和装备达到国际先进水平。

1)世界能源科技发展趋势:

在勘探与开采技术领域方面,将完善复杂地质油气资源、煤炭和煤层气资源综合勘探技术,形成页岩气等非常规天然气勘探开发的核心技术体系及配套装备。

其中,在勘探与开采技术领域方面,将完善复杂地质油气资源、煤炭及煤层气资源综合勘探技术,形成页岩气等非常规天然气勘探开发核心技术体系及配套装备。

当前,新一轮能源技术革命正在孕育兴起,新的能源科技成果不断涌现,正在并将持续改变世界能源格局:

在加工与转化技术领域方面,突破超重和超劣质原油加工关键技术,实现炼油轻质油回收率达到80%。自主开发煤炭液化、气化、煤基多联产集成技术以及特殊气质天然气、煤制气和生物质制气的净化技术等。

在加工与转化技术领域方面,突破超重和超劣质原油加工关键技术,实现炼油轻质油回收率达到80%。自主开发煤炭液化、气化、煤基多联产集成技术,以及特殊气质天然气、煤制气以及生物质制气的净化技术等。

非常规油气勘探开发技术在北美率先取得突破,页岩气和致密油成为油气储量及产量新增长点,海洋油气勘探开发作业水深记录不断取得突破;

在发电与输配电技术领域方面,实现大容量高电压输电关键技术和装备的完全自主化,提高电网输电能力和抵御自然灾害能力,在智能电网、间歇式电源的接入和大规模储能等方面实现突破。

在发电与输配电技术领域,实现大容量高电压输电关键技术和装备的完全自主化,提高电网输电能力和抵御自然灾害能力,在智能电网、间歇式电源的接入和大规模储能等方面取得突破。

主要国家均开展了700℃超超临界燃煤发电技术研发工作,整体煤气化联合循环技术、碳捕捉与封存技术、增压富氧燃烧等技术快速发展。

在新能源技术领域方面,消化吸收三代核电站技术,形成拥有自主知识产权的堆型和相关设计、制造关键技术;掌握6兆瓦~10兆瓦风电机组整机和关键部件的设计制造技术,实现海基和陆基风电的产业化应用;提高太阳能电池效率,发展100兆瓦级具有自主知识产权的多种太阳能集成和并网运行技术等。

在新能源技术领域,消化吸收三代核电站技术,形成自主知识产权的堆型及相关设计、制造关键技术;掌握6-10MW风电机组整机及关键部件的设计制造技术,实现海基和陆基风电的产业化应用;提高太阳能电池效率,发展100MW级具有自主知识产权的多种太阳能集成与并网运行技术等。

燃气轮机初温和效率进一步提高,H级机组已实现商业化,以氢为燃料的燃气轮机正在快速发展;

提前布局长远目标据悉,《规划》将通过各地能源主管部门、科研机构和能源企业等共同落实完成。

提前布局长远目标

三代核电技术逐渐成为新建机组主流技术,四代核电技术、小型模块式反应堆、先进核燃料及循环技术研发不断取得突破;

《规划》提出,各地能源部门等方面要结合《规划》在“十二五”期间提出的重大技术研究和重大技术装备项目,选择并确定重大能源试点示范项目。优先核准自主创新和装备国产化较为完善的重大示范项目,制定相应的措施和办法。利用税收及首台(套)设备优惠政策,鼓励技术创新,积极推进示范工程建设。

据悉,《规划》将通过各地能源主管部门、科研机构和能源企业等共同落实完成。

风电技术发展将深海、高空风能开发提上日程,太阳能电池组件效率不断提高,光热发电技术开始规模化示范,生物质能利用技术多元化发展;

同时,《规划》将已具备一定基础且在“十二五”期间能够实现产业化的重大科技工作作为主要任务,部署未来10年内有望取得突破的重大前沿科技项目。如700℃超超临界机组、高温高强度材料、高温气冷堆示范工程、大型先进压水堆核电示范工程、大规模储能等。

《规划》提出,各地能源部门等方面要结合《规划》在“十二五”期间提出的重大技术研究和重大技术装备项目,选择并确定重大能源试点示范项目。优先核准自主创新和装备国产化斱案完善的重大示范项目,制定相应的措施和办法。同时利用税收及首台套设备优惠政策,鼓励技术创新,积极推进示范工程建设。

电网技术与信息技术融合不断深化,电气设备新材料技术得到广泛应用,部分储能技术已实现商业化应用。

除此之外,《规划》还就上述四领域提出了2020年我国能源科技发展目标。例如,在新能源技术领域,建成具有自主知识产权的大型先进压水堆示范电站;风电机组整机和关键部件的设计制造技术达到国际先进水平;发展以光伏发电为代表的分布式、间歇式能源系统,光伏发电成本降低到与常规电力相当;开展多塔超临界太阳能热发电技术的研究,实现300兆瓦超临界太阳能热发电机组的商业应用;实现先进生物燃料技术产业化和高值化综合利用。

同时,《规划》将已具备一定基础并在“十二五”期间能够实现产业化的重大科技工作作为主要仸务,同时部署未来10
年有望取得突破的重大前沿科技项目,如700℃超超临界机组、高温高强度材料、高温气冷堆示范工程、大型先进压水堆核电示范工程、大规模储能等。

可再生能源正逐步成为新增电力重要来源,电网结构和运行模式都将发生重大变化。

除此之外,《规划》在上述四方面还提出了2020年我国能源科技发展目标。例如,在新能源技术领域,建成具有自主知识产权的大型先进压水堆示范电站。风电机组整机及关键部件的设计制造技术达到国际先进水平;发展以光伏发电为代表的分布式、间歇式能源系统,光伏发电成本降低到与常规电力相当;开展多塔超临界太阳能热发电技术的研究,实现300MW超临界太阳能热发电机组的商业应用;实现先进生物燃料技术产业化及高值化综合利用。

近年来,主要能源大国均出台了一系列法律法规和政策措施,采取行动加快能源科技创新:

美国发布了《全面能源战略》等战略计划,将“科学与能源”确立为第一战略主题,提出形成从基础研究到最终市场解决方案的完整能源科技创新链条,强调加快发展低碳技术,已陆续出台了提高能效、发展太阳能、四代和小型模块化核能等清洁电力等新计划。

日本陆续出台了《面向2030年能源环境创新战略》等战略计划,提出了能源保障、环境、经济效益和安全并举的方针,继续支持发展核能,推进节能和可再生能源,发展新储能技术,发展整体煤气化联合循环、整体煤气化燃料电池循环等先进煤炭利用技术。

欧盟制订了《2050能源技术路线图》等战略计划,突出可再生能源在能源供应中的主体地位,提出了智能电网、碳捕集与封存、核聚变以及能源效率等方向的发展思路,启动了欧洲核聚变联合研究计划。

纵观全球能源技术发展动态和主要能源大国推动能源科技创新的举措,可以得到以下结论和启示:

一是能源技术创新进入高度活跃期,新兴能源技术正以前所未有的速度加快迭代,对世界能源格局和经济发展将产生重大而深远的影响。

二是绿色低碳是能源技术创新的主要方向,集中在传统化石能源清洁高效利用、新能源大规模开发利用、核能安全利用、能源互联网和大规模储能以及先进能源装备及关键材料等重点领域。

三是世界主要国家均把能源技术视为新一轮科技革命和产业革命的突破口,制定各种政策措施抢占发展制高点,增强国家竞争力和保持领先地位。

2) 我国能源科技发展形势:

近年来,我国能源科技创新能力和技术装备自主化水平显著提升,建设了一批具有国际先进水平的重大能源技术示范工程:

初步掌握了页岩气、致密油等勘探开发关键装备技术,煤层气实现规模化勘探开发,3000米深水半潜式钻井船等装备实现自主化,复杂地形和难采地区油气勘探开发部分技术达到国际先进水平,千万吨炼油技术达到国际先进水平,大型天然气液化、长输管道电驱压缩机组等成套设备实现自主化;

煤矿绿色安全开采技术水平进一步提升,大型煤炭气化、液化、热解等煤炭深加工技术已实现产业化,低阶煤分级分质利用正在进行工业化示范;

超超临界火电技术广泛应用,投运机组数量位居世界首位,大型IGCC、CO2封存工程示范和700℃超超临界燃煤发电技术攻关顺利推进,大型水电、1000kV特高压交流和±800kV特高压直流技术及成套设备达到世界领先水平,智能电网和多种储能技术快速发展;

基本掌握了AP1000核岛设计技术和关键设备材料制造技术,采用“华龙一号”
自主三代技术的首堆示范项目开工建设,首座高温气冷堆技术商业化核电站示范工程建设进展顺利,核级数字化仪控系统实现自主化;

陆上风电技术达到世界先进水平,海上风电技术攻关及示范有序推进,光伏发电实现规模化发展,光热发电技术示范进展顺利,纤维素乙醇关键技术取得重要突破。

虽然我国能源科技水平有了长足进步和显著提高,但与世界能源科技强国和引领能源革命的要求相比,还有较大的差距:

一是核心技术缺乏,关键装备及材料依赖进口问题比较突出,三代核电、新能源、页岩气等领域关键技术长期以引进消化吸收为主,燃气轮机及高温材料、海洋油气勘探开发技术装备等长期落后。

二是产学研结合不够紧密,企业的创新主体地位不够突出,重大能源工程提供的宝贵创新实践机会与能源技术研发结合不够,创新活动与产业需求脱节的现象依然存在。

三是创新体制机制有待完善,市场在科技创新资源配置中的作用有待加强,知识产权保护和管理水平有待提高,科技人才培养、管理和激励制度有待改进。

四是缺少长远谋划和战略布局,目前的能源政策体系尚未把科技创新放在核心位置,国家层面尚未制定全面部署面向未来的能源领域科技创新战略和技术发展路线图。

3)我国能源技术战略需求:

我国能源技术革命应坚持以国家战略需求为导向,一方面为解决资源保障、结构调整、污染排放、利用效率、应急调峰能力等重大问题提供技术手段和解决方案,另一方面为实现经济社会发展、应对气候变化、环境质量等多重国家目标提供技术支撑和持续动力。

围绕“两个一百年”奋斗目标提供能源安全技术支撑。

我国正处于实现“两个一百年”奋斗目标和中华民族伟大复兴的中国梦的关键阶段,能源需求在很长时期内还将持续增长。这要求通过能源技术创新加快化石能源勘探开发和高效利用,大力发展新能源和可再生能源,构建常规和非常规、化石和非化石、能源和化工以及多种能源形式相互转化的多元化能源技术体系。

围绕环境质量改善目标提供清洁能源技术支撑。

我国正在建设“蓝天常在、青山常在、绿水常在”的美丽中国,这要求通过能源技术创新,大幅减少能源生产过程污染排放,提供更清洁的能源产品,加强能源伴生资源综合利用,构建清洁、循环的能源技术体系。

围绕二氧化碳峰值目标提供低碳能源技术支撑。

我国对世界承诺,到2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%~65%、非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右、二氧化碳排放2030年左右达到峰值并争取早日实现。这要求通过能源技术创新,加快构建绿色、低碳的能源技术体系。

在可再生领域,要重点发展更高效率、更低成本、更灵活的风能、太阳能利用技术,生物质能、地热能、海洋能利用技术,可再生能源制氢、供热等技术。在核能领域,要重点发展三代、四代核电,先进核燃料及循环利用,小型堆等技术,探索研发可控核聚变技术。在二氧化碳封存利用领域,要重点发展驱油驱气、微藻制油等技术。

围绕能源效率提升目标提供智慧能源技术支撑。

我国能源利用效率总体处于较低水平,这要求通过能源技术创新,提高用能设备设施的效率,增强储能调峰的灵活性和经济性,推进能源技术与信息技术的深度融合,加强整个能源系统的优化集成,实现各种能源资源的最优配置,构建一体化、智能化的能源技术体系。要重点发展分布式能源、电力储能、工业节能、建筑节能、交通节能、智能电网、能源互联网等技术。

围绕能源技术发展目标提供关键材料装备支撑。

能源技术发展离不开先进材料和装备的支撑。根据重点能源技术需要,重点发展特种金属功能材料、高性能结构材料、特种无机非金属材料、先进复合材料、高温超导材料、石墨烯等关键材料;重点发展非常规油气开采装备、海上能源开发利用平台、大型原油和液化天然气船舶、核岛关键设备、燃气轮机、智能电网用输变电及用户端设备、大功率电力电子器件、大型空分、大型压缩机、特种用途的泵、阀等关键装备。

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总体要求

1)指导思想

全面贯彻落实党的十八大和十八届二中、三中、四中、五中全会精神,深入学习贯彻习近平总书记系列重要讲话精神,坚持“四个全面”战略布局,牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,主动引领经济社会发展新常态,以建设清洁低碳、安全高效现代能源体系的需求为导向,以提升能源自主创新能力为核心,以突破能源重大关键技术为重点,以能源新技术、新装备、新产业、新业态示范工程和试验项目为依托,实施制造强国战略,推动能源技术革命,实现我国从能源生产消费大国向能源技术强国战略转变。

2) 基本原则

坚持自主创新。必须把自主创新摆在能源科技创新的核心位置,加强能源领域基础研究,强化原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新,重视颠覆性技术创新。

坚持市场导向。发挥市场在科技创新资源配置中的决定性作用,强化企业创新主体地位和主导作用,促进创新资源高效合理配置。加快政府职能从研发管理向创新服务转变。

坚持重点突破。坚持问题导向,瞄准制约能源发展和可能取得革命性突破的关键和前沿技术,依托重大能源工程开展试验示范,推动能源技术创新能力显著提升。

坚持统筹协调。健全政产学研用协同创新机制,鼓励重大技术研发、重大装备研制、重大示范工程和技术创新平台四位一体创新,坚持统筹国际国内能源科技开放式创新。

3) 总体目标

到2020年,能源自主创新能力大幅提升,一批关键技术取得重大突破,能源技术装备、关键部件及材料对外依存度显著降低,我国能源产业国际竞争力明显提升,能源技术创新体系初步形成。

到2030年,建成与国情相适应的完善的能源技术创新体系,能源自主创新能力全面提升,能源技术水平整体达到国际先进水平,支撑我国能源产业与生态环境协调可持续发展,进入世界能源技术强国行列。