近年来,在应对全球能源安全和气候变化两大挑战的背景下,在能源革命和数字革命双重驱动下,能源科技创新进入持续高度活跃期,可再生能源、非常规油气、核能、储能、氢能、智慧能源等一大批新兴能源技术及装备正以前所未有的速度加快迭代,成为全球能源结构向绿色低碳转型的核心驱动力,推动能源产业从资源、资本主导向技术主导转变,对世界地缘政治格局和经济社会发展带来重大而深远的影响。
与此同时,作为清洁能源开发利用的基础,中国清洁能源装备产业发展取得重大成效。
一是技术能力显著提升。油气、新能源等领域重大科技创新实现突破。例如,首个百万吨级二氧化碳捕集利用与封存等项目建成,“华龙一号”核电机组实现商业运行,首座深远海浮式风电平台成功并网投产,光伏发电技术快速迭代,多次刷新电池转换效率世界纪录,“海洋油气装备大规模机器人焊接”等技术,填补了国内海洋油气装备多项技术空白,首个盐穴压缩空气储能电站完成并网发电,首次实现压缩空气发电不用化石能源进行二次加热等。
二是产业生态不断完善。已建成相对完善的清洁能源装备产业链与供应链体系,培育了一批高水平装备研发制造基地,形成了一批具有全球竞争力的一流能源装备制造企业,不断满足全球清洁能源设备需求。新能源和电力装备制造能力全球领先。
三是产业规模持续扩大。2023 年,中国清洁能源装备累计装机容量 14.5 亿千瓦,在全国发电总装机中的占比超 50%,历史性超过火电装机。水电、风电、光伏发电装机规模连续多年稳居世界首位,中国风电、光伏产品已经出口到全球 200 多个国家和地区,有力支撑了相关国家能源绿色低碳发展。
四是数智化转型起步良好。智能电厂、智能电网、智能煤矿、数字油气田等数智化示范应用取得显著进步,综合能源服务、“互联网+智慧能源”等新业态新模式蓬勃兴起,新一代信息技术与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场等环节的深度融合持续推进,为推动能源全面数智化转型奠定了坚实基础。
但是,我国能源装备科技创新与世界能源科技强国和引领能源革命的内在要求相比还存在一定差距。例如,部分能源技术装备尚存短板,关键零部件、专用软件、基础材料等大量依赖国外;能源技术装备长板优势不明显,能源领域原创性、引领性、颠覆性技术偏少;能源装备数智化转型总体仍处于起步阶段,还存在一些不平衡、不充分问题;随着风光等波动性可再生能源大规模接入和终端电气化的推进,整个能源系统的灵活性与可靠性还需提高。
面对我国能源发展保安全、转方式、调结构、补短板等严峻挑战,对科技创新的需求比以往任何阶段都更为迫切。要通过大力推进新能源先进技术、大规模新型储能技术、绿色氢能技术、碳捕集利用与封存技术和先进核能技术攻关,为新能源发展提供关键技术支撑,发展能源新质生产力。主要有五个技术方向需要重点关注。
一是先进可再生能源发电及综合利用技术及装备方面。要聚焦大规模高比例可再生能源开发利用,研发更高效、更经济、更可靠的水能、风能、太阳能、生物质能、地热能以及海洋能等可再生能源先进发电和综合利用技术及装备,支撑可再生能源产业高质量开发利用;攻克高效氢气制备、储运、加注和燃料电池关键技术及装备,推动氢能与可再生能源融合发展。
二是新型电力系统及其支撑技术及装备方面。要加快战略性、前瞻性电网核心技术攻关,支撑建设适应大规模可再生能源和分布式电源友好并网、源网荷双向互动、智能高效的先进电网;突破能量型、功率型储能本体及系统集成关键技术和核心装备研发制造,满足能源系统不同应用场景储能发展需要。
三是安全高效核能技术及装备方面。要围绕提升核电技术装备水平及项目经济性,开展三代核电关键技术优化研究,支撑建立标准化型号和型号谱系;加强战略性、前瞻性核能技术创新,开展小型模块化反应堆、(超)高温气冷堆、熔盐堆等新一代先进核能系统关键核心技术攻关;开展放射性废物处理处置、核电站长期运行、延寿等关键技术研究,推进核能全产业链上下游可持续发展。
四是绿色高效化石能源开发利用技术及装备方面。要聚焦增强油气安全保障能力,开展常规油气和非常规油气勘探开发、输运和炼化领域相关关键核心技术及装备攻关,有效支撑油气勘探开发和天然气产供销体系建设;聚焦煤炭绿色智能开采、重大灾害防控、分质分级转化、污染物控制等重大需求,形成煤炭绿色智能高效开发利用技术体系;突破燃气轮机相关瓶颈技术,提升燃气发电技术和装备水平。
五是能源系统数智化技术及装备方面。要聚焦人工智能等新一代信息技术和能源融合发展,开展能源领域数智化共性关键技术研究,推动煤炭、油气、电厂、电网等传统行业与数智化技术深度融合,开展各种能源厂站和区域综合智慧能源系统、数字孪生集成试点示范,引领能源产业转型升级。
去年 10 月,习近平总书记在第三届“一带一路”国际合作高峰论坛上强调推动共建“一带一路”进入高质量发展阶段,宣布了中国支持高质量共建“一带一路”的八项行动,为“一带一路”明确了新方向,开辟了新愿景,注入了新动力。
十年来,能源国际合作作为共建“一带一路”的重点领域取得丰硕成果,有力推动了世界能源绿色可持续发展。2022 年,中国出口的风电光伏产品为其他国家减排二氧化碳约 5.73 亿吨,合计减排 28.3 亿吨,约占全球同期可再生能源折算碳减排量的 41%。中国清洁能源装备在国际市场的广泛应用,既优化了“一带一路”相关国家的能源结构,也显著降低了当地清洁能源使用成本,真正实现了高标准、可持续、惠民生的目标。
中国清洁能源装备制造企业积极对接“一带一路”沿线国家和地区清洁能源项目建设需求,着力打造标杆项目,用清洁能源装备先进技术筑牢了与“一带一路”沿线国家基础设施“硬联通”、规则标准“软联通”、人民“心联通”的基础,推动能源互利合作持续走深走实,为高质量共建“一带一路”提供了强大动能。
展望未来,全球能源加速向低碳、零碳方向演进,清洁能源将逐步成长为应对气候变化的主力能源。清洁能源装备产业将持续助力中国与“一带一路”国家互利共赢。
一是强化政策协同联动。深入实施“一带一路”科技创新行动计划,进一步提升国际科技合作水平。发挥多双边合作机制作用,通过联合研究、技术转移、科技人文交流和科技园区合作等务实举措,提升共建国家清洁能源技术和装备的创新能力。加强标准、检验检测、认证等方面的国际互认,强化与国际组织的对接和协调。
二是共建高水平产业链。组织编制清洁能源装备产业高质量发展行动计划,发挥需求牵引和应用场景牵引作用。充分发挥“链主”企业在市场需求、集成创新、组织平台方面的优势,推动产业链上下游协同创新。集中力量攻关一批标志性产品,培育一批优质企业和知名品牌,持续增强我国清洁能源装备产业国际竞争力。
三是搭建交流展示平台。支持行业协会、专业机构开展清洁能源装备供需对接、展览展示等推介活动,加大宣传推广力度。通过搭建开放、多元的清洁能源装备国际交流合作平台,加快中国清洁能源装备“走出去”,为助力“一带一路”共建国家的绿色发展、共享发展成果贡献中国力量。
让我们共同努力,以科技创新为支撑,锚定“双碳”目标,大力推进清洁能源装备高质量发展,加快形成能源领域新质生产力,为实现我国经济社会绿色发展作出贡献!
(本文根据作者在“一带一路”能源设备高质量创新发展论坛上的讲话整理而成)
【作者简介】
吴忠泽,国家科技部原副部长,十一届全国人大教科文卫委员会委员。