科技创新赋能新时代能源高质量发展(能源智库观察之电规总院聚焦“十四五”规划)

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创新主体“合而有分”。近年来,随着“产学研用”不断推进,创新主体联动协同有所提升,需进一步发挥新型举国体制优势,加强在关键核心领域的优势力量整合和集中攻关。与此同时,创新主体间应进一步明晰定位,在细分关键技术领域深化研究。高等院校、科研机构应充分利用优势学科和科研资源,加强源头知识创新。能源上下游企业更加靠近市场需求,在工程研发、装备制造、产业化应用等方面加大投入,发挥企业在技术创新中的主体作用。通过加强政策激励、市场激励、股权激励等体制机制保障,促进创新链各环节高效联动、互利共赢,营造健康友好的创新生态。

着力推动市场与技术融合创新

应紧跟国家战略需求

抢占竞争先机是实现我国迈向能源科技强国的引领需求。我国进入“两个一百年”奋斗关键期,世界综合国力较量要求加快抢占科技竞争高地。能源是关系国民经济命脉的重要领域,能源科技创新必须担当起历史重任,着眼未来发展,重点在前瞻性、颠覆性领域密集发力、加速跨越,用科技力量引导、创造未来能源,从“跟跑者”“并跑者”转向“领跑者”,为建设科技强国提供有力支撑。

随着大数据、云计算、物联网等现代现信息技术在能源系统的推广应用,给能源系统带来了前所未有的网络安全挑战,网络安全建设成为重点。一方面,加快推进工业级芯片及控制系统的国产化应用,防患于网络末端;另一方面,加快建立智能主动防御网络安全体系,提升能源网络防护能力。

一方面,基于5G、大数据、人工智能、区块链等先进信息技术的数字经济将加速对传统产业的融合与渗透,加快形成以技术创新、应用创新、模式创新为核心的新型经济形态。其意义不仅在技术上衍生智能电厂、智能油气田、智能矿山、智能电网等创新路线,推进能源装备自动化、控制系统数字化、运行维护无人化、能源交易透明化、能源网络互联化,最终构建智慧能源(600869,股吧)系统新形态;更在于对创新主体、市场主体带来了更加包容、开放、友好的能源科技创新生态,通过数字基建推动信息成本下降和投资门槛降低,催生共建共享的业务形态,爆发出磅礴的生产力。

全方位保障能源安全。

在我国,由于传统能源行业重资产的属性和国有企业的绝对主导地位,市场活跃度一直较低。随着能源转型加快,能源行业新模式、新业态不断涌现和壮大,市场在我国能源技术发展导向和资源配置中的作用日益突显。可再生能源补贴“退坡”已成定局,风电和光伏发电平价上网时代渐行渐近,可通过大容量风电机组、新型高效电池等技术更迭以实现降本增效,并研究发展混合发电、绿色制氢等新技术开拓市场。中国碳市场建设初见成效,据报道,深圳市碳排放权交易市场运行以来,煤电、气电碳排放强度在国内同类型机组领先水平的基础上均有显著下降,将有效促进发电技术更新换代和可再生能源的发展。

提升协同效率

(作者均供职于电力规划设计总院(603357,股吧))

新时代,技术创新日新月异,应用场景更加智慧多元,能源科技发展面临新使命和新挑战,需要与时俱进重新审视能源科技创新的内涵和重点,以“鼎新”带动“革故”,加快构建“清洁低碳、安全高效”的现代能源体系。

随着国际竞争日益激烈,能源部分关键核心技术装备受制于人的问题备受关注。亟需以实现关键核心技术自主可控为目标,加快布局基础性、前瞻性、颠覆性研究,系统梳理并制定短板技术攻关路线图,发挥新型举国体制优势集中攻关,力争在一定时期内取得突破。注重以国际化视野健全技术标准和知识产权体系,巩固技术优势,提高国际竞争力。同时做好应急预案,加强对断供、加税等突发事件的防范与应对。

与发达国家相比,我国能源科技创新体系尚不完善,协作不够紧密,需进一步打破能源科技创新链管理和研究壁垒,实施科技创新与制度创新“双轮驱动”。

当前,新一轮能源科技革命和产业变革正形成历史性的交汇期,我们必需牢牢把握新时代新特点和新需求,补短板,强弱项,增优势,通过能源技术革新培育壮大我国产业升级的新增长点,支撑我国能源事业高质量发展。

政府科技管理“分而有合”。在我国能源科技领域,科技部、相关部委、地方政府分工明确,却存在彼此分割、相互脱节的现象,需加强宏观统筹和战略协同。建议完善政府创新治理机制和顶层设计,加强行业内外、国家和地方科技资源的互联互通,推进科技创新思路、政策、机制上下配套、左右协调。提高相关行业主管部门在国家级重大科技计划、重点科技示范项目和创新平台建设中的参与度和贡献度,发挥部门优势实施分级分类指导。

以打通能源科技创新链

长期以来,我国能源行业“重输、次配、轻用”,消费侧技术、管理水平相对满后,市政、居民、商业、交通等部门节能提效空间大。目前我国建筑能耗占全社会能耗的比例约为1/3,通过户用光伏、热泵、墙体蓄热等手段,可实现建筑能源自产自销,加快打造“低碳建筑”、“零碳建筑”乃至“正能量建筑”。

创新是引领发展的第一动力。坚持能源技术创新是践行“四个革命,一个合作”能源安全新战略的核心基础支撑。新时代,我国能源科技要紧跟国家战略需求,坚持问题导向和目标导向,瞄准重大前沿领域加快布局,并强化体制机制有效配套,推进技术要素市场化配置,从而推动能源科技创新驱动发展的引擎高效运转。

工欲善其事,必先利其器。科技创新这把国之利器将为新时代能源高质量发展持续提供活力补给,助生产转型,促消费升级,赋改革动能,为中国能源发展擎帆引航,为中国科技强国梦添砖加瓦。

“不断丰富新时代科技创新内涵”

另一方面,要更加注重系统性提质增效。单一品种能源效率提升终将遭遇瓶颈,多能源品种跨界融合将打破技术、行业壁垒,盘活灵活性资源,实现能源系统效益最大化,为能源产业高效可持续发展提供了可行的思路。因地制宜打造综合能源基地,通过风光的互补、配套储能储氢以及经过灵活性改造的调峰煤电进行系统集成优化,实现能源基地整体平稳出力;针对分布式能源规模化发展的趋势,通过虚拟电厂技术将独立分散的火电、可再生能源电源和储能储氢进行有机整合,统一协调,进一步提升清洁能源消纳能力;研究居民、工业、建筑、交通等领域电能替代与负荷灵活调节技术,运用智能感知、即插即用、数字孪生等技术手段,通过跨行业综合能源服务实现用能高效转换与供需互动。

为支撑我国2030年左右碳排放达到峰值、2050年能源生产环节非化石能源占一次能源的比重超过50%等重大战略目标,加快能源绿色低碳转型是新时代建设美丽中国最紧迫的任务,需以高标准严要求持续优化提升。

全面提质增效是满足人民群众美好用能的发展需求。目前我国的能源利用效率水平仍然较低,能源碳排放是美国、欧盟、日本的总和,能源转型任重道远,资源压力、环境压力、减排压力亟需加强技术应对。清洁能源规模化发展还需进一步降本提效,积极提升市场环境下的竞争力。油气对外依存度高、煤电产能过剩、西部能源外送困难等不均衡发展问题亟需通过技术手段进行破除。不断涌现的用能新方式和个性化需求为能源技术创新带来了新的挑战和机遇。

新时代能源技术

同时,能源技术创新应更多地贴近新时代社会民生需求、市场需求,通过需求引导拓宽市场空间,催进商业模式迭代,调动投资积极性,建立良性循环。例如,通过区块链等技术加快构建公平、公开、公正的能源电力市场秩序,让市场主体充分分享能源发展的成果,从而支持和推动电力市场改革。再如,通过V2G、共享储能、智慧建筑等技术或模式创新实现供需高效可靠互动,提高市场用户参与度与获得感,加快能源消费转型升级。

高标准支撑绿色转型。

面向新时代,我国能源科技应紧跟国家战略需求,坚持问题导向和目标导向,补短板,强弱项,增优势,通过能源技术革新培育壮大我国产业升级的新增长点,支撑我国能源事业高质量发展的根本需求、发展需求和引领需求。

核心阅读

保障能源安全是能源行业发展的底线原则,其内涵和要求在新时代背景下不断丰富。

如果说传统能源效率的提升和成本的降低主要源于单一技术本身参数性能的迭代创新,新时代能源变革动力将更多来自多元化应用需求。

深融合引领高效发展。

“十三五”以来,我国能源科技创新取得了长足进步,“华龙一号”、蓝鲸系列、特高压建设等一系列大装备、大工程,打造了亮丽的中国名片;风电、光伏产业化技术水平均处于世界领先地位;氢能、储能等新兴能源领域强势出击,实验室研究与产业化探索齐头并进;跟随“一带一路”脚步,中国能源企业通过承揽国际能源工程,实现了装备、标准走出去。

补强技术短板是解决我国能源技术装备自主化的根本需求。国际形势复杂多变,关键核心技术竞争成为国家竞争的关键所在。能源行业作为传统产业,技术思维惯性大、创新活力稍显不足,长期以来重应用轻研究,导致能源技术基础理论研究相对薄弱。能源短板技术装备主要存在于基础材料、关键元器件、工控系统等方面,这类研究涉及领域广、周期长、投资大、见效慢,需要进一步加大科技投入和政策支持。

在能源供应安全方面,在提高常规与非常规油气资源采收率的基础上,还应着力发展接替能源,从广义上来讲,包括但不局限于发展低成本高效率的煤制油、煤制气等技术,探索核能工业供热、可移动电源热源等应用场景,拓展光热、生物质能、地热能利用空间,尤其加强深远海油气开采、风力发电等海洋资源利用,践行海洋强国战略。

化石能源清洁转化利用是实现非绿色能源向绿色转型的重要途径。随着全球油品升级换代步伐加快,炼油业脱硫能力需进一步提升,以满足国际海事组织“限硫令”要求。继续发展碳捕获、利用和储存(CCUS)技术,从一次能源源头控排。对煤炭深加工过程进行烟气污染物脱除、有机废水净化等处理,满足环境和政策要求。

2019年可再生能源发电量占比27.9%,但局部地区弃水、弃风、弃光现象仍然突出。随着可再生能源由辅助角色向主体角色转变,对新能源提出了主动支撑电网、高精度预测的技术需求。需加强对新一代电力系统特性和机理的认知,加强优化调度和智能控制,保持电网安全稳定运行的同时提升电网的资源配置能力。同时,不断优化储能本体能量密度、功率密度、使用寿命等性能指标,深挖并发挥其在源网荷各环节的支撑、调节潜力。


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