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国家能源技术创新“十三五”规划

发布者:党群部 发布时间:2017-02-13

 

前言

 

        近日,国家能源局发布了《能源技术创新“十三五”规划》(以下简称<规划>),该《规划》是《能源技术革命创新行动计划(2016-2030 年)》在“十三五”期间的阶段性目标,是未来五年推进能源技术革命的重要指南

  《规划》指出,按照当前世界能源前沿技术的发展方向以及我国能源发展需求,聚焦于清洁高效化石能源、新能源电力系统、安全先进核能、战略性能源技术以及能源基础材料五个重点研究任务,推动能源生产利用方式变革,为建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系提供技术支撑。

(因字数限制,本文只做文件摘编)

 



一、能源科技发展形势

 

随着新一轮工业革命兴起,应对气候变化日益成为全球共识,能源技术正在成为引领能源产业变革、实现创新驱动发展的源动力。

(一)世界能源科技发展现状与趋势

传统能源的清洁高效开发、转化、利用成为主要发展趋势。

在勘探开发领域,页岩油气和致密油气等非常规油气资源成为油气产量的新增长点,复合开采成为整个石油开采的主要方向,深水油气勘探开发向海底化、智能化方向发展。

在加工利用领域,劣质原油提质技术、清洁燃油生产技术、煤基多联产技术、煤气化技术、煤制化学品正成为能源科技主攻方向。火力发电技术正朝着清洁、高效、节能、节水的方向发展,主要国家均在开展700℃超超临界燃煤发电技术研发,整体煤气化联合循环技术、碳捕集与封存技术、富氧燃烧技术正在快速发展。

可再生能源发电与现代电网的融合是世界能源可持续转型的核心。太阳能光伏发电技术继续沿着高效率、低成本方向持续进步,太阳能热发电技术开始规模化示范;风力发电继续向大型化、智能化和高可靠性方向发展,远海和高空风能开发开始提上日程;

在战略层面,主要能源大国均制定政策措施加强技术创新,积极部署发展清洁能源技术,着力通过提升能源产业结构开辟新的经济增长点。

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:

一是能源科技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对传统能源技术的替代,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科技创新的主要方向,重点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技术、先进能源装备及关键材料等领域。

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,增强国家竞争力并保持领先地位。

(二)我国能源科技发展现状与趋势

“十三五”时期是我国大力推动能源产业转型升级,实现“四个革命、一个合作”的关键时期,通过不断创新发展思路,不断健全能源科技创新体系,不断夯实能源科技创新基础,集中力量突破重大关键技术瓶颈,以科技为先导,引领能源生产和消费方式的重大变革,按照应用推广一批、试验示范一批、集中攻关一批的发展路径推动能源技术革命,重点发展清洁高效化石能源技术、新能源电力系统技术、安全先进核能技术、战略性能源技术、能源基础材料技术等,是未来五年我国能源科技创新的重大使命。

二、发展目标



 2016 年到 2020 年集中力量突破重大关键技术、关键材料和关键装备,实现能源自主创新能力大幅提升、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。

在清洁高效化石能源技术领域 促进煤炭绿色高效开发,实现致密气、煤层气和稠重油资源的高效开发,推动页岩油气、致密油和海洋深水油气资源的有效开发。掌握低阶煤转化提质、煤制油、煤 制气、油品升级等关键技术。进一步提高燃煤发电效率,提高燃煤机组弹性运行和灵活调节能力,攻克多污染物一体化脱除技术,整体能效水平达到国际先进水平。

在新能源电力系统技术领域,重点攻克高比例可再生能源分布 式并网和大规模外送技术、大规模供需互动、多能源互补综合利用、分布式供能、智能配电网与微电网等技术,在机械储能、电化学储能、储热等储能技术上实现突 破,提升电网关键装备和系统的技术水平;掌握太阳能、风能、水能等可再生能源为主的能源系统关键技术,开展海洋能、地热能利用试验示范工程建设,实现可再 生能源大规模、低成本、高效率开发利用,支撑 2020年非化石能源占比 15%的战略目标。

在安全先进核能技术领域,建成自主产权的先进三代压水堆示范工程,掌握大型先进压水堆、高温气冷堆、快堆、模块化小型堆关键技术,钍基熔盐堆研究取得突破,深入研发先进核燃料技术、乏燃料及放射性废物先进后处理技术,建立适合我国大型压水堆核电厂延寿论证的技术体系。

在战略性能源技术领域,掌握微型、小型燃气轮机设计、试验 和制造技术,实现中型和重型燃气轮机的设计、试验和制造自主化;突破高能量密度特种清洁油品关键技术,建设煤制油、生物航空燃油等示范工程;超导输电、储 能装置达到国际先进水平;实现氢能、燃料电池成套技术产业化;可控核聚变、天然气水合物(可燃冰)利用技术得到进一步发展,总体达到国际先进水平。

在能源基础材料技术领域,研制出高温金属材料及核级材料,进一步提高光伏组件用高分子材料、储能用电极材料等技术参数,大幅降低成本,实现新型节能材料走向市场应用;掌握多种高效低成本催化材料生产技术。

在能源生产、输送、消费等各环节开展先进节能技术的研究,通过技术升级和系统集成优化实现能源利用效率明显提升、单位能耗明显下降。

三、重点任务



本章节中,集中攻关类以 G 代表(共 70 项),示范试验类以 S 代表(共 48 项),应用推广类以 T 代表(共 31 项),重点任务共计149 项。

(一)清洁高效化石能源技术

在化石能源深度勘探开发领域,进一步提高煤炭开发效率和油气资源采收率,加强致密气、致密油、稠油、页岩气、页岩油和煤层气等勘探及低成本高效开发,研发深水油气有效开发关键技术及装备,提升我国煤油气资源的自我供给和保障能力。

在燃料加工领域,掌握低阶煤提质工艺,研究适应性广的低阶煤热解分质转化技术,开发煤油共处理技术和分级液化技术;加强重劣质原油加工技术研发和应用,攻关清洁油品生产技术,适应油品升级的需要。

在清洁高效燃煤发电领域,掌握具有自主知识产权先进超超临界机组、大型IGCC 机组、循环流化床机组设计制造技术,研发低能耗大规模 CO2捕集工艺与设备,开展多污染物一体化脱除技术和工艺的自主化研发,开展火电机组深度调峰技术研究。

(二)新能源电力系统技术在可再生能源利用领域,研究 8MW-10MW 陆/海上风电机组关键技术,建立大型风电场群智能控制系统和运行管理体系;突破高效太阳能电池的产业化关键技术,发展新型太阳能电池技术,持续提高光伏发电系统的能量转换效率、经济性和智能化水平;完善大型太阳能热发电站高效集热和系统集成技术,实现可全天运行的100MW 级电站商业化运行; 开展复杂条件下水电开发相关技术研究;开展海洋能、地热能利用关键技术及装置研发和示范工程建设。在高比例可再生能源并网传输领域,重点突破大型可再生能源基地和大量分布式可再生能源并网、特高压直流与柔性输电核心技术与装备等关键技术;进一步提升电网和互联网信息的相互融合,源网荷协同水平;在现代信息 通讯技术的运用、新型电力设备制造及传统电力设备的智能升级等方面持续取得进展。立足于电力系统调峰和电能质量管理需要,推动压缩空气储能、液流电池、钠 硫电池、锂电池和飞轮储能等多种储能技术发展,在大容量储能等技术上实现突破。推进能源互联网建设,加强智能配电与用电网络建设,促进分布式能源和多能互 补式发电项目在微网中的利用,开展能源互联系统运营交易技术研究。

(三)安全先进核电技术加快自主知识产权先进核电堆型的持续改进创新推广应用自主知识产权的先进三代压水堆,加快高温气冷堆、快堆、模块化小型堆的技术示范工程建设和产业化,积极开展微型堆、钍基熔盐堆等新堆型研究。开展 先进核燃料元件研发,推进乏燃料处理技术,发展大型核燃料后处理厂自主技术,突破严重事故预防和缓解技术、废物最小化技术、设备管道去污技术等。积极推进 在役核电机组延寿相关技术的研究开发,发展先进监/检测技术、关键设备时限老化评估技术和缓解/修复技术等。

(四)战略性能源技术从国民经济和社会发展的战略高度有针对性的发展一批关键战略储备技术,重点加强先进高效微小型燃气轮机、重型燃气轮机、特殊领域专用燃气轮机关键技术的开发;进一步研发高能量密度特种清洁油品的制造技术,发展煤直接液化、煤衍 生油等制造清洁燃料和特种油品的成套技术,攻关生物质航空燃油技术;开展海洋核动力平台示范工程建造;开展氢能利用及燃料电池发电技术研究,发展高效催化 技术,研究高效低成本氢气储运技术,推动高性能低成本燃料电池发电产业化;积极开展高温超导材料基础性研究,实现超导输电、超导储能和超导电力装备的突 破;持续推进可控核聚变、天然气水合物(可燃冰)利用技术的发展。

(五)能源基础材料技术结合 700℃燃煤发电和重型燃气轮机技术发展,开展高温金属材料的研究,掌握金属材料测试能力。开展高性能核电用传热材料、绝缘材料的研发及应用,开展针对核能环境服役的复合材料探索研究。开发钙钛矿类光电材料、光伏组件用高分子材料、银电极材料和碲 化镉薄膜材料,以适应高性能光伏电池发展的需要。开展新型高效储能材料研制,开展电池储能系统用聚合物薄膜材料、微纳米制电极材料的开发。发展完善各类催 化剂材料。以智能电网为导向开展先进电力电子器件研究。

四、保障措施

 

(一)加强政策引导,推广应用先进成熟技术

研究能源技术与产业发展重大问题,组织制定国家能源科技创新发展战略、规划。

降低能源新技术进入市场的门槛,以成品油质量升级国家专项行动为重点,在油气开采及转化、清洁燃煤发电、新能源发电及并网、第三代核电等领域应用推广一批技术成熟、有市场需求、经济合理的技术。

(二)依托示范工程,促进先进技术产业化

在煤炭深加工、清洁燃煤发电、储能、高效太阳能、海上风电、能源互联网、先进反应堆型等重点领域率先推进一批采用自主化先进能源科技和装备的示范工程,鼓励先行先试,支持技术创新,探讨应用条件,提高装备国产化水平,探索新技术带来的商业模式和价格机制问题。

(三)打造创新平台,培育前沿技术开发能力

在能源领域依托重点能源企业、科研院所和高等学校开展协同创新,发挥各自优势,联合组建一批“产-学-研-用”一体的研发基地作为联合创新平台,集中攻关一批前景广阔的技术,加速科技创新成果转化应用。

(四)加强国际交流,提升技术装备国际竞争力在能源技术领域推进国际合作,广泛开展双多边合作与交流,加强与优势国家和地区在先进核能、高效储能、高比例可再生能源消纳、非常规油气开发、先进能源材料、碳捕集封存利用、燃气轮机等领域的合作,提高我国在相关领域的技术水平。

 

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