全球能源技术总体创新趋势怎么样?
电动汽车充电基础设施指南将于7月发布。对此,7月10日,华北电力大学刘念副教授表示,他所在的课题组在国家科技支撑计划、国家863计划和国家自然科学基金的支持下,重点开展了微电网环境下电动汽车充电设施与可再生能源发电的融合模式及优化方法研究,近期取得了创新性研究成果。通过电网为电动汽车充电不会产生比传统燃油汽车更低的碳排放,也很难减少对传统化石燃料的依赖。刘念表示,为有效解决上述问题,可直接建立电动汽车充放电设施与可再生能源发电系统的连接,通过微电网实现可再生能源的就地消耗和利用。根据不同地区、环境和经济水平的电动汽车充电需求,刘念课题组从集成模式、充电模式、容量配置、控制策略、经济运行、实验平台等方面进行了研究。通过关键技术和集成技术的创新,结合实验平台建设,找到了新能源与充电设施有机融合的解决方案,探索出一条符合我国电动汽车发展需求、适合大规模推广的应用集成模式。
美国近年不断扩大再生能源布局,并已取得成效。根据美国能源情报局(EIA)数据,4月水电、太阳能和风能发电量接近6,850亿度电,已超越燃煤发电的6,000亿度电,绿色能源成为仅次天然气的第二大电力来源,若转换成用电来源比率,太阳能、风能与水力等绿色能源发电占比达23%,燃煤电力为20%。
虽然4月适逢部分燃煤发电厂的春季检修,发电量是多年来的最低点,未来随着这些电厂回归,燃煤发电厂又会夺回亚军宝座。
不这与此同时,也是美国有史以来再生能源发电量最高点,近年来节能减碳已成世界趋势,绿色能源成本更是大幅下降,美国太阳能、风能的设备量正日渐增长,2018年再生能源发电创 历史 新高,达到7,420亿度电,占全美发电量17.6%,与2008年的3,820亿度电相比,接近倍数增长。
截至2019年4月底,美国已装设18座、容量共1,545 MW风力电厂和102座、总容量为1,473 MW太阳能电厂,再加上4座新设水力发电厂,再生能源装设比率已达21.56%。
相较之下,燃煤发电的比例已降至21.55%,根据EIA 1月公布的报告,美国已在过去10年中关闭约一半煤矿场。先前研调公司Rhodium Group也指出,在2010-2017年间,关闭的燃煤发电厂比剩下的还要多,更预计2030年前美国超过71GW(最坏情况是124GW)燃煤发电场会关门大吉。
美国加州与纽约也相继宣布朝全面再生能源供电迈进,据2018年8月底加州议会投票通过的新法案,加州得在2045年脱离燃煤与天然气发电;纽约则是在2019年2月时公布绿色新政,直言在2040年达100%绿色能源电力。
国际能源局(IEA)在2018年11月时表示,再生能源成本下滑与政策推动,未来电力结构将会略为所改变,之后再生能源将是各国首选技术,煤炭使用量将在2040年从如今的40%降到25%,风力发电与其他再生能源便会填补这电力空缺,将增长到40%以上。
历程及现状 自1973年发生的石油危机以来,西
方国家为减少对世界不稳定地区石油供应
的过分依赖和出于环境保护的要求,都把
提高能源系统的效率、节约能源作为其能
源战略的重要目标和措施。在这一过程
中,信息通信技术始终作为一个重要的辅
助手段被应用于节能的方方面面。
为了避免污染,同时为了避免未来的
能源危机,人们开始寻找更清洁、可再生
的能源。国家在“十一五”期间将把新能
源作为重点产业加以发展,中共中央在《十
一五规划建议》中明确提出:“加快发展风
能、太阳能、生物质能等可再生能源。”
80年代起步阶段
新能源的发展从国家的支持来讲,
是从我国的“六五”计划期间,也就是上
世纪80年代初期,新型可再生能源技术
开始列入国家重点科技攻关计划,由中
央政府拨给资金。这是在国家科委组织
的能源战略研究中第一次把新能源、可
再生能源作为未来国家发展的一个战略
组成部分。
虽然中国也把新能源作为我国的一
个能源发展战略,但是由于中国当时的煤
炭等整个的资源和能源相对来讲还比较丰
富,再加上当时新能源的开发还处在研究
开发的起步阶段,技术还不成熟,成本也
比较高,无法实现大规模应用。在当时还
很难对经济和社会产生重要影响,主要处
在研究开发和应用示范的阶段。当时我们
提出要“近有实效、远有前景”,所谓“近
有实效”主要是指发展农村的小沼气、小
水电,特别是生物质能。这对解决当时我
国农村的好多地区,特别是缺少商品能源
供应的地区起到了很大作用。
当时新能源的发展规模,由于财力
有限而没有发展大型项目。国家“六五”
计划的第一个攻关项目,仅拨给新能源部
300万人民币。由于经费有限,技术力量
薄弱,所以风电主要是发展小型风力发电
机,目标是解决内蒙流动的蒙古包的用电
问题,围绕这个组织攻关。而当时国际上
已经开发了相当大的风电设备。生物质能
方面主要是开发沼气,进一步提高它的商
品化程度,提高产气率。当时也开发了一
些像沼气发电这样的技术,以及后来的沼
气汽化技术。当时太阳能电池厂全国只有
两家,分别位于开封和宁波,这两家的生
产能力加在一起还不到一个兆。这是很低
的生产水平,而且当时也没有什么应用,
其原料就是用半导体厂的废旧单晶硅来
做。热用当时与德国政府开展了国际合
作,在北京大兴区建立了中国第一个新能
源村,在这项中德科技合作计划里,第一
个合作的项目就是建立新能源示范村,就
是把德国的技术综合地拿到这个村,做了
新能源的示范点,通过这个村让人们了解
新能源具体能发挥什么样的作用、怎么来
应用。
可持续发展阶段
随着我国科技的不断进步和经济实
力的不断增强,进入九十年代,国家在这
方面的投入力度也越来越大。这个阶段的
显著标志是在1992年召开的联合国环境
与发展大会上,第一次提出了可持续发展
的问题,提出了环境与发展二者的关系问
题是人类面临的一个重要挑战,而要解决
可持续发展就要改变能源的结构,并再次
提出发展清洁能源、发展可再生能源。
由于第一次提出后国际上石油危机得到缓解,油价很低,所以人们就不可能
再去搞高成本的可再生能源,而只停留在
研究阶段。到了1992年第二次提出是从
可持续发展的角度,不仅是解决当前的能
源问题,还要实现人类的可持续发展,解
决由能源和发展带来的环境问题。
可再生能源是清洁的、没有污染的
能源,因此各个国家都在加大发展力度。
特别在1997年旨在限制发达国家温室气
体排放量以抑制全球变暖的《京都议定
书》通过后,欧美等发达国家由于承担了
减排的义务,因此,他们必须把发展可再
生能源作为常规能源的替代品,这样除了
在减排上就起到了明显的效果,同时这样
做也在客观上推动了西方国家的再生能源
技术发展。
在此期间,我国通过国内研发、组织
国际合作等方式积极发展可再生能源,与
美国、欧洲等很多国家合作,在中国建立
了再生能源试验项目,如内蒙的风能、太
阳能等做了很多研究,也引进了一些国外
先进技术,包括我国在与欧盟委员在浙江
大陈岛成功建成的风能、太阳能、潮汐能
和生物质能的综合性可再生能源示范基地。
21世纪发展现状
到了二十一世纪,我们面临的能源
问题更加凸显,也就是能源环境问题已
成为制约未来经济发展的一个重大因素。
在这种情况下,国家就更加把再生能源
放在一个战略地位。2006年中国通过并
实施了《可再生能源法》,通过立法形式
确立了可再生能源在未来中国经济发展、
可持续发展和能源发展的战略地位,也
确定了它发展的重点和配套的相应的政
策法规。在此之后,发改委和相关政府部
门也陆续制定了一些配套政策,来完善
和实施这项法律。
另外,在2007年国家也制定了相应
的《可再生能源中长期发展规划》,规定
了我国可再生能源发展的目标,即力争到
2010年使可再生能源消费量占到能源消
费总量的10%,2020年提高到15%。具
体目标包括到2020年建成水电3亿千瓦、
风电3000万千瓦、生物质发电3000万千
瓦、太阳能发电180万千瓦。
在节能减排及应对全球环境变化方
面,我国也把发展可再生能源作为一项重
点任务,比如我们的节能工程,其实质就
是通过节能来实现减少化石能源的消耗。
特别是党的十七大报告中提出的2020年
全面小康社会目标,其中一条就是要建设
生态文明。建设生态文明的一个具体内容
就是显著提高可再生能源的比重,进一步
大力发展可再生能源。在节能减排方面也
明确了要积极利用可再生能源,所以十七
大报告也在事实上再次确立了可再生能源
的地位。
在这些政策前提下,从党中央国务
院到发改委、财政部和地方各部门都相应
制定了很多政策,包括财政部建立了可再
生能源发展基金,确定一些基金的管理使
用办法,来鼓励企业、地方政府和各方面
更多地利用可再生能源。发改委也在大的
产业项目上减免税收等。因此这几年我国
的新能源产业发展很快,我们现在风能的
发电装机到目前已超过600万千瓦,到今
年年底有可能达到一千万千瓦,提前实现
“十一五”计划的目标。
在太阳能方面,中国目前是世界上
生产真空管太阳能热水器最多的国家,
我们一年大概生产能力超过一千八百万
平方米。在太阳能发电方面,我国已成为
世界上最大生产光伏电池的国家。生物
质能方面,我国提出“不与人争粮,不与
粮争地”的方针。在这个基础上,进一步
开发生物燃料。通过发展非粮作物和植
物发展生物燃料,做到不占用粮田,不影
响粮食安全。
以上大体是我国目前可再生能源的
现状:我们确定了中长期发展计划和相应
的正在完善中的政策,并形成了一些科技
成果,但总体来讲,创新能力还不足,
许多核心技术仍没有掌握,还走在发达
国家后头。另外各项具体新能源的政策
体系还不健全、很多大型设备还需要进
口、人才缺乏,教育还没有为再生能源
的发展提供强有力的支撑。综上,我们
在政策、培养人才、国际合作和组织好
示范这些方面应该加强。
新能源产业化离不开信息技术
在信息技术的应用方面,虽然信息
化技术已经在规模较大的企业中应用,但
目前整体上在可再生能源产业的应用还相
对滞后于其他成熟的产业。从长远来讲,
可再生能源的发展离不开信息技术,如风
力发电。因为现在大部分的风力发电都是
无人值守自动运行的,它怎么并网与电网
更好地匹配,就需要采用控制技术和网络
管理技术。在太阳能光电方面,特别是进
入电缆的数据采集、整理、分析都需要采
用IT手段。另外,太阳能电池制造过程中
也需要设计开发的系统软件。
新能源产业化,离不开IT技术,离
不开信息化手段。“智能电网”是目前电
力企业说得比较多的词。它的意义并不
限于优化电力公司的管理那么简单。事
实上,它还对“清洁科技”有着重要的作
用。由于各国政府对于环境的日益重视,
以及能源紧缺的压力,通过“清洁科技”
生产的可再生的“清洁能源”有着广阔的
发展前景,如风能、太阳能、燃料电池等
等。而有了各种各样的清洁能源,原来的
电网要和这些能源有机地结合,就需要
电网网络更加智能化,使得能源从生产、
传送到最后使用的过程受到集中监控和
管理。如果能通过成本核算进行更好的
定价,清洁能源就能从中获益,从而更快
地发展。而要进行更好的定价,就得依赖
于更多的数据收集和更好的数据分析处
理,这里智能技术就有了用武之地。
行业主要上市公司:宁德时代(002074)派能科技(688063)国轩高科(002074)比亚迪(002594)亿纬锂能(300014)星云股份(300648)均胜电子(600699)科列技术(832432)国电南瑞(600406)华自科技(300490)金风科技(002202)阳光电源(300274)盛弘股份(300693)科华恒盛(002335)科士达(002518)、固德威(688390)阳光电源(300274)科陆电子(002121)南都电源(300068)德赛电池(000049)赣锋锂业(002460)等
本文核心数据:储能板块上市公司研发费用储能相关论文发表数量
全文统计口径说明:1)论文发表数量统计以“energy
storage”为关键词,选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月29日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。
储能产业技术概况
1、储能的界定及分类
(1)储能的界定
从广义上讲,储能即能量存储,是指通过一种介质或者设备,把一种能量形式用同一种或者转换成另一种能量形式存储起来,基于未来应用需要以特定能量形式释放出来的循环过程。
从狭义上讲,储能特指针对电能的存储,即利用化学或者物理的方法将产生的能量存储起来并在需要时释放的一系列技术和措施。
(2)储能的分类
根据不同储能技术储存介质的不同,储能主要分为机械储能、电化学储能、热储能、化学储能、电磁储能等。利用这些储能技术,电能以机械能、化学能、热能等形式存储下来,并适时反馈回电力网络。
2、技术全景图:五大细分技术路线
储能分为机械储能、电磁储能、电化学类储能、热储能以及化学储能五大类技术路线。
储能产业技术发展历程:始于20世纪60年代
从我国储能产业技术发展历程始于20世纪60年代,我国开始抽水蓄能电站研究,并建立第一座混合式抽水蓄能电站-岗南水电站到20世纪90年代,抽水蓄能电站建设迎来高潮至21世纪初期,国内开始其他储能技术的研究,包含压缩空气储能、电化学储能等,并于2010年之后加快了压缩空气、全钒液流电池等储能技术的落地,加快推动储能技术的多元化发展。
储能产业技术政策背景:政策加持技术水平提升
近些年来,我国提出了一系列储能产业技术发展相关政策,加速了储能产业链的发展,同时对储能关键技术做出了标准规范,使得储能技术水平稳步提升。
储能产业技术发展现状
1、储能产业技术科研投入现状
(1)国家重点研发计划项目
据已公开的国家重点研发计划项目,2018-2021年我国储能产业技术相关国家重点研发计划项目共计27项,其中2021年就有22项。
注:2019年未公布储能产业技术相关国家重点研发计划项目。
(2)A股上市企业研发费用
储能行业经过多年发展,储能项目广泛应用,行业整体研发投入水平较高。从A股市场来看,2017-2021年,我国储能板块上市公司研发总费用逐年增长,2022年第一季度,储能板块上市公司研发总费用约228.45亿元。
2、储能产业技术科研创新成果
(1)论文发表数量
从储能相关论文发表数量来看,2010年至今我国储能相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势,可见储能科研热度持续走高。截至2022年8月,我国已有90294篇储能相关论文发表。
注:统计时间截至2022年8月。
(2)技术创新热点
通过创新词云可以了解储能技术领域内最热门的技术主题词,分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中最近5000条专利中最常见的关键词,其中,储能系统、储能电池等关键词涉及的专利数量较多,说明储能领域近期的研发和创新重点集中于储能系统、储能电池等领域。
(3)专利聚焦领域
从储能产业技术专利聚焦的领域看,目前储能产业技术专利聚焦领域较明显,其主要聚焦于储能系统、储能电池等。
主要储能产业技术对比分析
从储能技术成熟度看,目前机械储能市场技术成熟度较高,电化学储能技术(储能电池中)锂离子电池、铅酸电池均步入成熟阶段液流电池仍处在研发示范阶段钠硫电池处于部署阶段之中。
其中,成熟度较高的主要储能技术优缺点及应用领域如下:
储能技术发展痛点及突破
1、储能技术发展痛点
(1)成本较高
成本问题是目前储能技术面临的挑战之一。以锂离子电池为例,尽管随着锂离子电池技术的快速提升和电池规模化生产能力的提高,锂离子电池的成本有所下降但相比其他储能方式,锂离子电池的成本仍然处于较高水平。对比抽水蓄能和磷酸铁锂电池的全生命周期度电成本来看,锂离子电池的成本远远高于抽水蓄能,约为抽水蓄能度电成本的1.7倍。
(2)安全问题
安全问题是储能发展需要解决的重点。近年来,国内外多次发生储能电站安全事故,其中多数为锂电池储能。据不完全统计,2021年全球发生9起储能安全事故,其中“4·16”北京大红门储能电站起火爆炸事故便是由于锂电池内部短路引起。
(3)地理环境限制
地理环境的限制也是储能技术发展的一大挑战,例如抽水储能和压缩空气储能。以抽水蓄能电站的建设为例,首先要充分考虑当地的地质条件和自然条件,例如多为砾岩、砂岩等地下岩石,而且为无地震、台风、洪水、干旱等隐患灾害。其次,抽水蓄能电站的建设对上、下水库的高度差和水平距离也有所要求。
2、储能技术发展突破
(1)液流电池有望解决安全问题
液流电池具有安全性高、寿命长、规模大等优势,有望解决锂离子电池的安全隐患问题。
(2)模块化储能技术突破地理限制
目前很多科研人员以及公司都在研究如何让储能技术突破地理上的限制,模块化部署是可以突破例如热岩储能技术、铁空气电池技术、液态空气储能技术等,都已实现了模块化部署,这种模块化的部署能为长时储能带来诸多好处。
储能技术发展方向及趋势:技术路线多元化
《“十四五”新型储能发展实施方案》指出要推动多元化技术开发,开展不同技术路线分类试点示范。其中,对锂离子电池要求往高安全、低成本、长寿命的方向发展,另外也提出重点发展液流电池、金属空气电池、热储能等长时储能技术。
「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究,瞄准国际科技前沿,服务国家重大战略需求,围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关,促进碳中和技术成果转化和推广应用,为企业创新找到技术突破口,为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校,二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化,拥有55项专利、33篇论文,并已将30多种产品推向市场,创造商业价值50+亿元,专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。
以上数据参考前瞻产业研究院《锂电池行业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》。
一是七个项目入选甘肃省“十一五”重大科技成果选编一书,占全省入选成果的4%,所选成果并在甘肃国际会展中心以实物、样品(模型)、图片、多媒体等形式综合展示。这五个项目分别是玉门拓璞科技开发有限责任公司“从二氧化碳萃取啤酒花残渣中分离提纯黄腐酚的工艺研究”、甘肃大禹公司“农业高效节水地下滴灌系统开发及关键技术研究”、酒泉奥凯公司“5HZD系列大型智能化环保节能果穗烘干仓储装备”、“大型低破碎揉搓式玉米种子脱粒加工装备”、酒泉敦煌种业百佳食品公司“洋葱脱水蔬菜加工技术研究”、酒泉金水源节能环保科技公司“节能环保型地暖高温水自动换热降温器”、酒泉职业技术学院“可再生能源发电系列实训装置”。这些新技术、新成果是对我市“十一五”重大科技成就的回顾与总结,也是激励酒泉科技迈向“十二五”的一项重要活动。
二是参加甘肃可再生能源开发利用研讨咨询会,酒泉科技局等单位聆听了中国工程院党组书记、院长周济一行12位院士对可再生能源开发利用工作的报告,对可再生能源开发利用进一步明确了认识,坚定了信心。
三是参加了省政府与中国工程院签订科技合作协议仪式,掌握了科技合作的动态和领域目标,提高了对建设创新型酒泉,加快转变经济发展方式、推动产业结构优化升级抢抓机遇,开拓创新,顽强拼搏,努力提升我市科技创新能力,加快科技成果向现实生产力转化,推动全市经济社会实现跨越发展的高科技合作意识。
四是参加西北技术转移联盟科技项目推介会,我市敦煌种业百佳食品公司代表酒泉推介了技术转移项目,签约资金7000万元。
五是参加甘肃省“促进科技与金融结合,推动中小企业发展”为主题的推介会,8户企业和科技局代表参加了会议、了解了科技金融工作的界定、发展、存在的问题,政府机构在其中发挥的作用和发展趋势等问题,参与企业掌握了科技资源与金融资源对接的新机制,掌握了社会资本积极参与自主创新,加快科技成果转化,推动科技型中小企业发展的政策措施和方法。(高新技术及产业化科)
鼓励各种所有制经济主体参与农村可再生能源的开发利用,依法保护农村可再生能源开发利用者的合法权益。第五条 县级以上人民政府应当将农村可再生能源工作纳入国民经济和社会发展规划,并制定相应的优惠政策和保障措施,扶持农村可再生能源的科研开发和推广应用。
县级以上人民政府应当组织有关部门加强对农村可再生能源开发利用的宣传和教育,充分利用广播、电视、报纸、互联网等各种媒体,普及科学用能和技术推广应用知识。第六条 县级以上人民政府农业农村主管部门负责本行政区域内农村可再生能源开发利用的管理工作。
乡镇人民政府负责本行政区域内的农村可再生能源开发利用工作。
县级以上人民政府发展改革、工业和信息化、财政、科技、自然资源、住房和城乡建设、生态环境市、场监督管理等有关部门,应当按照各自职责,做好农村可再生能源开发利用的相关工作。第二章 科研开发第七条 省人民政府应当将农村可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展,纳入科技发展规划和高新技术产业发展规划,组织并支持科研、教学、推广、生产等单位从事农村可再生能源基础性、关键性、公益性技术的研究,促进农村可再生能源开发利用的技术进步。
省发展改革、工业和信息化、科技、财政部门应当在项目安排、创新奖励、政策及资金扶持等方面,支持农村可再生能源的科研开发和成果转化。第八条 县级以上人民政府应当鼓励科研机构、企业和个人研究开发农用太阳能、小型风能、小型水能技术以及沼气贮运、沼气低温发酵、秸秆发酵沼气、秸秆气化、秸秆固化和炭化等生物质资源转化技术,并给予政策及财政支持。第九条 鼓励科技人员通过技术转让、技术承包和技术入股等形式,加快农村可再生能源成果的转化。第十条 省标准化行政主管部门应当会同省农业农村主管部门及其他有关部门,制定全省农村可再生能源产品地方标准和工程技术规范,并组织实施。第十一条 农村可再生能源产品的生产,必须符合国家、行业或者地方标准。没有国家、行业或者地方标准的,生产企业可以制定企业标准。第三章 推广应用第十二条 各级人民政府应当将农村可再生能源技术推广工作纳入农业技术推广体系,充分发挥农村可再生能源技术推广机构的作用,开展农村可再生能源科学研究、技术指导、技术培训、信息咨询、安全管理等公益性服务,并鼓励和支持农村集体经济组织、企业和个人建立专业服务组织,开展农村可再生能源社会化服务活动。
乡镇农业技术推广机构应当确定专职或者兼职人员负责农村可再生能源的推广工作。第十三条 县级以上人民政府财政部门应当对政府设立的农村可再生能源技术推广机构履行职能所需经费给予保证,并在农业技术推广资金中,安排部分资金用于农村可再生能源技术推广项目。第十四条 推广应用农村可再生能源新技术、新产品,应当努力降低相对成本,提高相对效能,有利于生态环境保护和可持续协调发展。
农村可再生能源新技术、新产品,应当在推广地区经过实地试验证明具有先进性、适用性和安全性。
鼓励单位与个人参与农村可再生能源新技术、新产品的推广活动。第十五条 生产、销售的农村可再生能源产品和转让的技术,应当实用、安全、方便,易于群众接受。
农村可再生能源产品和技术的生产、销售、转让单位和个人,应当对所生产、销售的产品质量或者所提供的技术负责,并向用户传授安全操作知识,提供售后服务。
禁止生产、销售国家明令淘汰或者质量不合格的农村可再生能源产品。
1.1 能源安全是最重要的战略目标
在当前全球气候变化的形势下,以及意识到不可再生资源总有一天会日渐耗竭的背景下,随着紧缺的石油资源问题突出,国际油价持续攀升、各国对能源资源安全关注程度也随之普遍上升。维护国家能源安全是当今世界各国面临的重大课题,无论是发达国家,还是发展中国家都将保障能源安全作为国家能源战略的首要目标。
发达国家人均能耗高,需要大量进口补充境内能源资源的短缺,因此,能源发展战略除了考虑本国的资源因素外,极为注重涉及到国外资源开发利用的国际因素影响,甚至关注其他国家能源需求变化对国际能源市场的影响及对自身的影响程度。在历年的石油危机后,针对当前石油资源紧张的形势,发达国家以其较充沛的经济实力逐渐加大石油战略储备力度,建立和加强战略石油储备是发达国家保障能源安全的主要措施。而且,由于国家的经济实力强,对能源发展战略的考虑既重视近期的能源供应安全问题,又重视长远的能源可持续发展。发展中国家在国际竞争中处于弱势,多偏重于建立当前自身的能源安全供应体系。能源资源充裕的发展中国家已认识到利用资源优势发展国家经济的重要性,逐步加大了国家对国外企业开采和资源输出的控制。菲律宾明确国家能源和经济安全的底线是“确保实现国家能源60%自给自足”。巴基斯坦战略目标明确,突出增加本土能源比重,减少对外进口依赖的重要性,并对落实目标,做出了详尽的项目规划。乌克兰在经历了能源供应危机后,能源战略更加强调节能降耗、提高能源自主供应能力的必要性。墨西哥强调能源立法,同时,要及时分析阻碍国家能源发展的主要障碍,进行能源战略调整。
石油战略储备曾是以石油消费为主的发达国家应付石油危机的最重要手段,作为保障石油供应安全的这一战略措施也逐渐为发展中国家所效仿。现在,具有一定经济实力的国家为减少供应风险,都开始着手石油战略储备。石油战略储备已超出一般商业周转库存的意义,更重要的是取得主动,避免受制于人,有利于稳定国内经济发展,增强国际竞争力。
各国能源战略最突出的变化特点就是以减少石油消费、减少进口能源依存度为主要目标。在当前可再生能源尚未能够实现全面替代的形势下,节能是实现这个目标最现实、收效最快的措施。历史上,发达国家曾以减少石油消费的战略赢得了更大的市场利益,在20世纪70年代石油危机的后的20年内,迫使石油价格处于甚至低于10美元/桶的低价运行时期。当前更加强调综合利用法律、经济和技术等手段鼓励节能,从开采、加工、运输、利用和消费等多环节深挖节能潜力,发展节能产业。为达到节能目的,利用市场和企业、消费者行为开发节能机械、节能汽车等;取消石油价格管制,主张由市场机制调节能源供求关系,对能源企业进行私有化改革,提高资源配置能力,加强勘探等措施。
各国经济持续发展和人民生活水准提高的要求,必将加大能源资源的消费量。如何减缓能源消费的增速,只有提高能源效率、加强节能。各国不同程度地采取立法、经济激励、政府补贴、自愿协议和广泛宣传等各种政策措施,并且相互借鉴有成效的举措,体现在各自的能源发展战略中。近年来全球气候变暖,生物多样性锐减,气候灾害频繁的形成与人类过度地消耗化石能源存在密切的因果关系。虽然能源给当代人的生活带来了一定的舒适和便利,但是全球能源消耗量持续增加的趋势不仅对世界能源供应是严峻的挑战,而且给全球减少温室气体排放带来巨大压力。当人类生存环境遭到严重破坏后,很难逆转。
越来越多的国家在制定本国能源战略和政策时,已将环境因素放在优先考虑的地位。不少国家的能源战略强调发展新能源替代化石能源和实现《京都议定书》的温室气体控制目标。在《京都议定书》建立的减、限排温室气体总量机制下,大气中温室气体排放空间凸显为一种稀缺性的经济资源,拥有了这种资源就等于拥有了温室气体排放权和经济发展空间。依据《京都议定书》的规定,可以出售多余的二氧化碳排放配额。美国为了国内集团利益拒绝批准《京都议定书》,俄罗斯于2004年11月批准了《京都议定书》。
由此可见,能源的战略选择不仅是能源本身的问题,也是经济利益的问题,环境保护和人类生存的问题。能源发展在经济发展的推动下,正越来越受到环境因素的制约,能源战略目标由单纯强调能源供应向3E(Energy,Economy,Environment)方向发展,即能源、经济与环境的协调发展转变。 各国的国家能源战略均加重强调实现保障能源安全需要全方位的措施,不过度依赖单一的能源形式,减少经济发展对石油、煤炭、天然气的依赖程度,战略的核心是安全、环境和效益。各国的能源战略都出现了“多元化”的宇样,其含义是非常深刻的:一是能源资源种类的多元化,这可以带来能源产业的繁荣,同时将促进能源科学技术的飞速发展;二是以保障石油安全为核心,积极开拓新的石油供应基地,实现能源进口渠道的多元化,并且各国都有意识地避开主要从中东地区进口的做法,将多元化进口的目标锁定在其他具有一定油气资源输出能力的拉美、非洲或东欧地区。三是关注全球资源状况,将资源开发重心由境内移向境外。无疑,这一策略的普遍采用,又必然将带来新的矛盾和问题。虽然对于能源资源出口国,是本国经济发展的太好契机,但是也会相应带来一些争端,如国内资源保护派的激烈反对,或者贸易国之间各种各样的资源争夺战,由此可能会引发出新的一类局势不稳定问题。
由于石油价格的暴涨,各发达国家的能源结构逐渐发生了变化。坚定不移地奉行能源多元化战略,积极寻求替代石油资源,开发核能、氢能和其他新能源,甚至适度发展国内的煤炭工业,以降低对进口石油的过度依赖程度。重新认识煤炭,加快洁净煤技术的研发和推广。
为确保能源供给的自主性,能源发展的可持续性,21世纪以来全世界已形成转变以石油为主的能源经济,积极开发可再生能源的新高潮。各国能源发展战略措施各有侧重,有的国家积极发展风电、有的国家积极发展核电,但都是以逐步替代油气资源为核心展开的一系列研究方案。可再生能源技术和清洁能源技术的创新将成为世界能源未来发展的制高点,世界能源市场将由目前的资源型转向未来的技术型,是一场更具竞争性的挑战。
从可再生能源发展的状况分析,欧盟是世界上最推崇发展可再生能源的国家集团,其发展可再生能源的战略是:在全面发展的同时,突出风力发电、太阳能发电、生物质液体燃料技术的开发和应用。发展可再生能源方面所采取的主要措施是:制定具体目标、落实经济政策、建立研发队伍、培育产业基础、建立市场氛围、鼓励企业竞争。目前欧洲已成为风力发电、光伏发电技术和市场发展的中心。
印度和巴西是发展中国家发展可再生能源的榜样。印度注重根据自身条件,寻找突破口,所采取的策略是:风力发电以市场换技术,市场规模和产业技术同步发展;适度发展太阳能;生物质能源则以解决农村能源为主;氢能研发有所投入,跟随国际潮流。巴西坚持能源多样化和多渠道,因地制宜发展生物质能源的能源发展战略:依靠水电和生物液体燃料资源优势,减少石油进口,保障国家能源安全,2004年的生物液体燃料产量达到了1500万t,处于世界领先地位,甚至出口生物质能源促进经济发展。
不但一个国家的不可再生能源资源是有限的,而且全球的不可再生能源资源也是有限。资源的有限性与各国能源战略区域向境外转移的特点,意味着国际间的能源资源争夺正在加剧。与过去不同,各国发展所面临的外部环境发生了重大的变化,不能再靠殖民地的方式掠夺资源。资源与市场的国际化,使各国政府意识到,必须加强与能源生产国的外交往来,保证能源供应的来源;同时,必须加强能源消费国之间能源合作,形成联盟,增强话语权,抵御能源价格的上涨。资源进出口国之间的外交关系、资源国之间的战略联盟(如OPEC)的合作以及资源进口国之间的战略联盟(如IEA)的竞争与合作关系更加微妙。突出体现在国际石油问题上,焦点集中在中东。为保障能源安全,能源外交成为能源消费国家21世纪以来的外交重点。各国能源战略普遍出现加强国际化的趋势。例如,韩国对内制定正确的能源政策;对外开展有效的能源外交,实施能源进口多元化。积极倡导区域间的能源合作,加强与产油国的谈判力度。非洲各国强调需要进一步加强团结和合作,协调各国能源政策,明确能源发展战略。无论是产油国还是消费国,积极推动国际合作都是十分必要的。油气出口是印度尼西亚的经济支柱,巩固与邻近国家间的互补合作机制成为国家能源战略的主要目标。
由于能源对国家社会经济发展和国计民生具有重要作用,能源的市场性质已从一般商品转为重要的战略商品,能源问题已呈现出日益全球化和政治化的趋势。由一国自主的能源发展向境外资源的拓展是各国能源需求数量和品种的要求,为避免国家之间对世界有限能源资源的恶性竞争,积极开展能源外交,将能源作为处理国际关系的重,要战略因素,强调能源生产大国之间以及消费大国之间的对话机制,发展多国的能源国际合作是十分必要的。而且,由此也将会进一步促进经济全球化的发展。
欧盟的能源战略就突出体现了以上国际能源战略的特点。欧盟的能源战略重点是保证“经济安全、国防安全、生活安全”,提出“保障能源供应、保护环境和维护消费者利益”的基本原则。在确保本国能源供应方面以节能和发展可再生能源和生物燃料为主要战略措施,加强能源共同体的建设。
欧盟各国的能源战略虽各具特点,但是总体上是一致的。例如,德国的能源战略锁定长远目标,从能源资源利用的经济效益出发,有效控制国内有限的能源资源开发;持续不断地节能;积极开发风能等可再生能源,占据能源新技术的制高点,实现传统能源的替代。能源进口多元化,石油储备法定化,保障安全供应。面对本国不可再生能源资源递减的趋势和全球气候变化的挑战,英国新的能源战略基点是低碳。强调在市场框架和政策相互影响下,培育市场竞争力,实现提高能源效率、发展可再生能源促进能源多样性的战略。能源技术的研发不局限于本国的能源资源,着眼于世界主要的能源应用技术,以实现未来的能源技术出口换能源资源进口的发展战略。法国立足国情,因地制宜地发展能源多样化,积极发展核电,提高能源供应独立性,实现安全供应。比利时的能源战略长远目标是使用更利于环保的能源,逐步向全部使用可再生能源过渡。波兰在长期能源战略目标下,针对当前问题,突出过渡期的能源战略重点。依据国家能源法,明确政府与企业的职责,国家财政将不直接参与能源项目投资,只在法律和税收政策、贷款担保等方面为企业提供支持。美国能源战略的核心是提高能源供应自主性,突出特点是一个具有长期性和综合性的国家战略。战略目标明确,并辅有相应详细的政策和对策目标、措施,易于操作、监管。实际上,美国能源战略还有一个极为重要内容就是充分开发利用全球的油气资源。观察美国国家外交战略圈,几乎囊括了地下埋藏着丰富的石油等战略资源的国家,特别是中东地区。在不断努力巩固海外石油来源的同时,逐渐明确要减少对石油的依赖。发展新技术,包括燃料的替代技术和设备的更新技术。
能源战略和政策是日本政府一贯的工作重点,能源战略的稳定性促进能源政策的有效实施。虽然日本能源资源贫乏,目前日本一次性能源的自给率不足20%,但是政府立足于技术创新致力节能,成立“节能中心”,健全能源管理体系,指导国民和企业的节能以及节能技术的研究开发,积极发展太阳能等新能源;着眼于全球能源资源的利用,坚持实施以保障能源安全为重点的外交策略,以及国内企业联合一致对外,参与国际竞争的做法,不断提高开发国外石油资源的份额。随着社会经济的发展和外部环境的变化,日本不断完善能源构成多样化、进口多元化和以石油储备为依托的能源战略,从政治、外交、经济、科技等全方位考虑能源战略的发展,确保了自身能源的长期安全供给,保障了国家的经济安全,并使得日本成为世界能源效率最高的国家。俄罗斯能源发展战略制定经历了较长的时间。能源战略目标明确,所关系到的对象明确。能源区域发展具有地域资源特点,相应的能源政策针对性强,每一种能源,如石油、天然气、煤、电能(包括核能和热能)、能源输送等的发展预测都提出了经济体制改革问题以及为实现改革所应该创造的必要条件。同时,指明了能源工业和其他工业部门的相互关系,能源工业科技和创新的重要意义。并且明确了能源战略实施系统,包括:联邦政府行动计划,实施国家能源政策的指标体系,原有相关规划的修订,利用国家信息资源建立的能源战略实施监控系统。实现可持续发展已经成为世界各国的共同课题,而对人口众多的中国来说,具有更大的特殊性和挑战。为实现全面建设小康社会的目标和应对能源长远发展遇到的严峻挑战,我国采取正确的能源战略具有决定性意义。只有实现可持续发展的能源战略,才能保证在“能源消耗最少,环境污染最小”的基础上,实现经济社会快速发展和人民,水平的提高。我国必须汲取西方发达国家的成功经验,学习其他发展中国家根据具体国情发展的经验,建立符合中国特色的、能源效率不断提高和环境保护日益加强的中、长期可持续发展能源战略。
印尼是东南亚的能源大国,全国的石油蕴藏量约400亿桶,天然气蕴藏量约136万亿立方米,分布在全国60多个油气田中。其中,已探明石油储量约95亿桶,天然气储量43.5万亿立方米。未开采的油气田大部分在深海和交通不便的东部地区,勘探、开采的成本高,困难大。
近30年来,印尼的人口、石油产量和消费量的增减让人为印尼石油的前景感到担忧。20世纪70年代初期,印尼人口为1.2亿,石油日产量是130万桶,油价平均8美元/桶;进入20世纪80年代,石油日产量上升至150万桶,油价约15美元/桶,但人口增至1.5亿;目前,印尼总人口已达到2.2亿,石油日消耗量超过125万桶,但日产量却只有115万桶。同时,由于本国石油油质和石油提炼能力有限等问题,印尼现在每天都需要从中东进口25万桶原油,从新加坡等地进口15万桶精炼油。实际上,印尼已经从石油净出口国变成了净进口国。
进入21世纪后,印尼人口的增长出现了一个高峰,近几年年均净增长300万人以上。专家估计,随着人口增长、经济规模滚雪球扩张、汽车和家用电器的普及,印尼国内石油的消耗量每年将增加5%,到2010年,全国燃油的需求将达到200万桶/日。
近年来,为了满足人民生活的需要,保持国民经济健康、可持续发展,印尼从加大油气勘探开发力度、以气代油、寻找能源供应新途径等三个方面,努力探索寻求能源多元化之路。
印尼努力在国际范围内寻求开发新油气资源的合作伙伴,每年都要拿出十余个油气田开发项目在全球范围内招标。包括中国在内的世界能源消费和技术大国,都在积极参与印尼国内的油气勘探和开发,并取得了较好的业绩。
印尼的天然气储量丰富,是符合新世纪环保和建设要求的清洁燃料。目前,印尼政府正加快实施以天然气替代石油的战略,在工业、民用和城市交通等领域推广使用天然气计划,例如交通部门正在制订措施,鼓励城镇机动车辆更多地使用清洁、节能的天然气,同时减少城镇工业生产和家庭的煤炭消耗量,加大天然气的工业和民用供应。
除正在开展的节约能源工作外,印尼有关部门还加紧寻求能源供应的新途径,其中正在着手进行的就有生物能源研制以及地热开发等。
根据印尼农业部的资料,印尼拥有丰富的植物资源,可用以提炼燃油替代品的植物就多达40余种,如棕榈、椰子、甘蔗、蓖麻、木棉子、豆蔻、红厚壳、红豆子、辣木子等,其中棕榈、甘蔗和椰子等燃油替代品植物,具有非常可观的发展前景。今年7月2日,苏西洛总统主持召开了生物能源内阁会议,决定成立加速新能源开发的国民能源小组,初步决定从2007年开始,在600万公顷的土地上发展棕榈、甘蔗、木薯和蓖麻种植园,为研发中的生物能源提供充足的原料。为了鼓励农民种植燃油替代品植物和消费者自愿使用新型燃油添加剂的积极性,印尼政府还在着手制定相关的优惠鼓励措施。根据政府生物燃柴油研发小组的报告,如果各方面进展顺利,全国生物柴油的年产量在2007年有可能达到1.87亿公升,2008年达到3.77亿公升,2009年达到12亿公升,2010年达到13.37亿公升。
印尼还加紧地热能源的开发。印尼地热能源丰富,其总潜力达到2.7140万兆瓦,约占世界地热总潜力的40%。但由于缺乏开发利用资金,以及各方面的协同配合不够密切,迄今为止印尼的地热能源开发利用还十分有限,2006年地热发电857兆瓦,仅占地热总潜力的3%。
为了加快地热能源的开发利用,印尼不仅出台了专门的政府法令,同时也积极吸引投资。政府计划在建立小型示范工程和提高科技水平的基础上,加快地热的开发利用。印尼矿物与能源部制定的地热能源开发利用规划中明确规定:至2020年,印尼地热发电的最终指标为6000兆瓦,其中2008年要达到2000兆瓦,2012年达到3442兆瓦,2016年达到4600兆瓦。
世界主要石油公司公布的最新财务报告显示,由于能源价格飙升,今年第二季度世界主要石油公司的利润大幅增加。其中,世界五大石油公司:美国埃克森—美孚石油公司、英荷壳牌石油公司、英国石油公司、美国康菲石油公司和美国雪佛龙石油公司今年第二季度的利润总额可望达到336亿美元,同比增长32%。图为在美国首都华盛顿的埃克森—美孚石油公司的加油站,汽车排队等待加油。随着国际能源价格不断上升,美国的汽油平均价格已达到历史最高水平,每加仑已经超过3美元。这一方面对消费者形成日益广泛的影响,使众多的人要么降低汽油消耗,要么减少其他方面的开支。另一方面,油价居高不下也刺激替代燃料的研究和发展加快了步伐。美国政府、汽车产业、替代燃料产业以及农业部门等,都在纷纷寻找替代燃料发展的突破口。
实际上,美国的替代燃料研发已经有20多年的历史。20世纪70年代石油危机后,美国的替代燃料研发基地一度像雨后春笋般涌现。尽管后来国际油价大跌使大部分替代燃料研发项目停止,但美国的替代燃料生产和研发,在政府和部分私有大企业的支持下,仍发展成初具规模的产业,如美国的汽油基本上全部掺有15%的乙醇,在少数地区,人们甚至已习惯使用E85,即掺有85%乙醇的汽油。
在竞争环境下,美国的替代燃料开发一直呈现出多样性特点。经过20年的发展,乙醇、甲醇、生物柴油,乃至蓄电池汽车等,都在试图挑战汽油在汽车燃料方面的霸主地位。然而,这些替代燃料研发能否坚持下去,更不用说最终是否能夺得霸主地位,目前仍是个很大的未知数。尽管这样,目前的竞争态势显示,乙醇、甲醇和蓄电池汽车三种替代燃料研发和生产势头强劲,尤其是乙醇研发已遥遥领先。
玉米乙醇:乙醇提炼主要分玉米乙醇和纤维乙醇。目前,美国生产和使用的主要是玉米乙醇,相当一部分人相信玉米乙醇有可能代替汽油登上汽车用油的霸主地位。尽管仍有众多人质疑这一预测,但汽油价格居高不下,的确使玉米乙醇前景看好。今天,国际石油价格已经上升到70多美元一桶,每生产1加仑汽油,原有成本大体是1.65美元,提炼成本在65美分上下,1加仑汽油的成本约为2.30美元。而乙醇的成本已经低于目前的汽油生产成本。按今天1蒲式耳玉米2美元的价格计算,1加仑乙醇的成本只有1美元,这意味着即使将来国际能源价格相对下降,玉米乙醇仍会有很大的价格竞争优势。
然而,玉米乙醇要成为汽车耗能霸主仍面临多重挑战。首先是玉米生产难以满足需求。美国是世界上最大的玉米生产国之一,但有研究结果表明,即使把美国生产的每一粒玉米都用于乙醇生产,也只能满足美国汽车所需燃料的12%。这意味着玉米乙醇最终仍将无法代替汽油成为美国汽车未来的主要燃料。
纤维乙醇:相关专家认为,纤维乙醇的生产潜力更大。多年来,美国及加拿大等国的科学家试图从玉米秸、木材、麦秸,以及其他有机纤维中提炼乙醇,且已经取得多项重大进展。加拿大首都渥太华附近的一家纤维乙醇试验生产基地,目前可从1吨麦秸中提炼出80加仑的纤维乙醇,据估算生产成本在1加仑2美元左右。美国自然资源保护理事会曾进行过一项研究,结论表明,如果大规模生产纤维乙醇,就有望把生产成本降低到1加仑60美分。该理事会专家纳塔内尔·格林纳称:“可以说纤维乙醇是我们今天看到的最有前途的燃料。”
也有美国商界人士从另一个角度看纤维乙醇市场。今天,巴西不但已经广泛使用从甘蔗中提炼的纤维乙醇,且有充足的纤维乙醇出口能力,价格也不高。然而问题是,由于美国相关行业要实行自我保护,对从巴西进口的纤维乙醇征收每加仑50美分的进口关税,从而堵死了从国外进口乙醇的渠道。如果美国取消这一不合理的关税壁垒,美国消费者将从中得到可观的实惠。
煤转甲醇:在多数人关注乙醇发展前景的同时,不少人把希望寄托在煤转甲醇的研发和生产上。今天,甲醇的生产原料主要是天然气。在相关人士看来,由于美国是个煤炭储藏丰富的国家,美国应把更多的人力、物力资源放在煤转液体燃料的研发和生产上。目前,美国西弗吉尼亚等煤炭储藏丰富的州,已经有不少煤转油研发和生产项目。宾夕法尼亚州甚至在开发如何把煤渣转化成柴油。美国全国再生能源实验室经过对7项煤转甲醇研发项目的研究,2003年得出的一项研究报告称,煤转甲醇的生产成本最低可降到1加仑40至60美分。设在华盛顿的甲醇研究所今年春天发表研究成果称,一旦煤转甲醇进入规模生产,成本基本上可维持在76美分上下。
实际上,甲醇可直接用于目前的大多数汽车,近年来已经有不少种赛车开始用甲醇作燃料。另外,甲醇还是氢燃料的原料。然而,尽管氢燃料是最环保的燃料之一,但要建造氢燃料加油站网络系统,开支巨大,在可预见的时期内仍不可行。
甲醇还被不少人用来制造生物柴油。据美国全国生物柴油理事会统计,2005年美国人把用过的动植物油与甲醇混合,生产出7500万加仑的生物柴油。不过,认为甲醇转生物柴油没有前途的人认为,资源并不丰富的动植物油,将严重掣肘甲醇转生物柴油成为美国未来主要汽车燃料的可能性。
蓄电池动力汽车:近年来,美国、日本等国家的汽车行业把越来越多的注意力放在电力汽车的研发上。电力汽车因其无污染、无噪音而日益受到部分消费者的青睐。今年7月初丰田汽车公司宣布,未来公司的发展战略之一,是把重点从油电混合型动力车向可直接充电的油电混合动力车方面转移。有专家经过研究得出数据显示,每天驾驶蓄电池作动力的电动车行驶50公里上下班,费用仅相当于使用75美分1加仑汽油的开支,经济效益非常好。除此之外,研究结果还表明,即使用煤发电为电动车提供电力,也比汽车烧汽油环保得多。
总体来看,尽管美国替代能源研发五花八门,但真正具有竞争力的当数乙醇、甲醇、蓄电池电动汽车。有专家认为,多种选择竞争的结果,很可能是一部分因效益、成本以及环保等方面的劣势而被淘汰出局,而竞争中成长起来的任何一种替代燃料,都很难像汽油那样,在汽车燃料方面发挥独霸地位,最终有可能是多种替代燃料互补共存,携手改变汽油在汽车燃料方面的霸主地位,大幅度降低人们今天对汽油的严重依赖程度。在自然界丰富的能源资源中,油砂资源占有极其重要的战略地位。有专家指出,随着传统石油资源的减少,油砂将成为世界最重要的石化能源。油砂矿的主要成分是沥青、水、粘土和砂粒,外观似黑色的糖蜜。通常,油砂区蕴藏在植被茂盛的湿地和未开发的温带森林下面,地表附近的油砂可以露天开采,经清洗后可以得到一种粘稠的焦油,即“沥青”。由于油砂的开采、运输、分离和提炼过程复杂,生产成本相对较高,其经济价值和战略意义一度被忽视。近年来,随着油砂开采、运输和提炼过程的一系列工艺和技术创新,生产成本大幅度降低,其经济价值和战略意义越来越受到国际战略投资者的重视。
目前世界上所探明的油砂资源的95%集中在加拿大阿尔伯塔省北部阿森巴斯卡河流域、和平湖和阿尔伯塔省与萨斯客彻温省交界处的冷湖地区。其中阿森巴斯卡流域的油砂是世界上最大的已知油砂资源,在地下埋藏着2130亿立方米沥青,加上冷湖和和平湖等地区的油砂和重油资源,加拿大已经探明的油砂和重油资源达4000亿立方米(合2.5万亿桶原油),相当于整个中东地区的石油蕴藏量。如果这些资源全部被开采利用,按照现在世界能源的需求水平,可供全世界消费100年。
不过,这些资源目前还不能全部成为石油贮藏,因为凭借现在掌握的开采技术,仅仅可以对12%的油砂资源进行经济规模的开采,大部分埋在地下深处和含量较低的矿藏资源还不具有进行经济开采的价值。尽管如此,这些可以被开采的油砂资源已经相当于整个中东地区石油贮藏量的一半,由此可见,加拿大阿尔伯塔省的油砂资源将成为世界重要的能源来源。
目前,加拿大在阿尔伯塔省共有26个油砂项目投入生产,其中露天开采7个,采用现场分离技术的19个,总生产规模达到每天83万桶,占加拿大石油产量的43%。
加拿大巨大的油砂资源也成为国际石油大亨们竞相抢占的市场,纷纷投巨资与加拿大合作,其中包括埃克森—美孚、壳牌和BP等公司。据统计,截止到2004年,世界各国投资者向阿尔伯塔省投入的油砂开采资金高达350亿美元。
另据了解,过去,美国并不十分重视油砂资源的开采,油砂在美国能源中只占一小部分。但20世纪80年代中期以来,技术上的不断改进已经使油砂每桶生产成本由30美元降到了20美元,不过比起中东地区3 美元/桶的生产成本,油砂的生产成本依然很高。但随着成本继续下降、技术改良以及油价攀升,油砂开采正逐步成为主流,预计到2020年,美国油砂产量将达到每日300万桶。美国已有12家以上的公司计划在今后10年投入600亿美元,用于建设新项目,或扩大生产。 在国际石油能源日益枯竭的严峻形势下,印尼能源专家多次警告说,随着人口的急剧增加、经济建设规模的不断扩大以及新油气生产基地建设的滞后,如果政府和社会不重视节约能源并开发新的油气来源,那么,已探明的油气储量将在19年内耗尽。
印尼是东南亚的能源大国,全国的石油蕴藏量约400亿桶,天然气蕴藏量约136万亿立方米,分布在全国60多个油气田中。其中,已探明石油储量约95亿桶,天然气储量43.5万亿立方米。未开采的油气田大部分在深海和交通不便的东部地区,勘探、开采的成本高,困难大。
近30年来,印尼的人口、石油产量和消费量的增减让人为印尼石油的前景感到担忧。20世纪70年代初期,印尼人口为1.2亿,石油日产量是130万桶,油价平均8美元/桶;进入20世纪80年代,石油日产量上升至150万桶,油价约15美元/桶,但人口增至1.5亿;目前,印尼总人口已达到2.2亿,石油日消耗量超过125万桶,但日产量却只有115万桶。同时,由于本国石油油质和石油提炼能力有限等问题,印尼现在每天都需要从中东进口25万桶原油,从新加坡等地进口15万桶精炼油。实际上,印尼已经从石油净出口国变成了净进口国。
进入21世纪后,印尼人口的增长出现了一个高峰,近几年年均净增长300万人以上。专家估计,随着人口增长、经济规模滚雪球扩张、汽车和家用电器的普及,印尼国内石油的消耗量每年将增加5%,到2010年,全国燃油的需求将达到200万桶/日。
近年来,为了满足人民生活的需要,保持国民经济健康、可持续发展,印尼从加大油气勘探开发力度、以气代油、寻找能源供应新途径等三个方面,努力探索寻求能源多元化之路。
印尼努力在国际范围内寻求开发新油气资源的合作伙伴,每年都要拿出十余个油气田开发项目在全球范围内招标。包括中国在内的世界能源消费和技术大国,都在积极参与印尼国内的油气勘探和开发,并取得了较好的业绩。
印尼的天然气储量丰富,是符合新世纪环保和建设要求的清洁燃料。目前,印尼政府正加快实施以天然气替代石油的战略,在工业、民用和城市交通等领域推广使用天然气计划,例如交通部门正在制订措施,鼓励城镇机动车辆更多地使用清洁、节能的天然气,同时减少城镇工业生产和家庭的煤炭消耗量,加大天然气的工业和民用供应。
除正在开展的节约能源工作外,印尼有关部门还加紧寻求能源供应的新途径,其中正在着手进行的就有生物能源研制以及地热开发等。
根据印尼农业部的资料,印尼拥有丰富的植物资源,可用以提炼燃油替代品的植物就多达40余种,如棕榈、椰子、甘蔗、蓖麻、木棉子、豆蔻、红厚壳、红豆子、辣木子等,其中棕榈、甘蔗和椰子等燃油替代品植物,具有非常可观的发展前景。今年7月2日,苏西洛总统主持召开了生物能源内阁会议,决定成立加速新能源开发的国民能源小组,初步决定从2007年开始,在600万公顷的土地上发展棕榈、甘蔗、木薯和蓖麻种植园,为研发中的生物能源提供充足的原料。为了鼓励农民种植燃油替代品植物和消费者自愿使用新型燃油添加剂的积极性,印尼政府还在着手制定相关的优惠鼓励措施。根据政府生物燃柴油研发小组的报告,如果各方面进展顺利,全国生物柴油的年产量在2007年有可能达到1.87亿公升,2008年达到3.77亿公升,2009年达到12亿公升,2010年达到13.37亿公升。
印尼还加紧地热能源的开发。印尼地热能源丰富,其总潜力达到2.7140万兆瓦,约占世界地热总潜力的40%。但由于缺乏开发利用资金,以及各方面的协同配合不够密切,迄今为止印尼的地热能源开发利用还十分有限,2006年地热发电857兆瓦,仅占地热总潜力的3%。
为了加快地热能源的开发利用,印尼不仅出台了专门的政府法令,同时也积极吸引投资。政府计划在建立小型示范工程和提高科技水平的基础上,加快地热的开发利用。印尼矿物与能源部制定的地热能源开发利用规划中明确规定:至2020年,印尼地热发电的最终指标为6000兆瓦,其中2008年要达到2000兆瓦,2012年达到3442兆瓦,2016年达到4600兆瓦。
世界主要石油公司公布的最新财务报告显示,由于能源价格飙升,今年第二季度世界主要石油公司的利润大幅增加。其中,世界五大石油公司:美国埃克森—美孚石油公司、英荷壳牌石油公司、英国石油公司、美国康菲石油公司和美国雪佛龙石油公司今年第二季度的利润总额可望达到336亿美元,同比增长32%。图为在美国首都华盛顿的埃克森—美孚石油公司的加油站,汽车排队等待加油。
一、前言
能源技术的迭代创新推动了全球能源产业的转型发展。作为世界上最大的发展中国家、第一人口大国和第二大经济体,我国还是最大的能源生产国和消费国,能源工业的 健康 发展攸关我国资源、环境和 社会 经济可持续发展。当前,我国能源工业发展尽管已取得显著成就,但面临的问题同样突出:①能源消费总量规模巨大,能源生产和消费结构仍以化石能源为主。2018 年,我国煤炭消费总量约为2.74 109 tce,同比增长 1.0%,占能源消费总量的比例高达 59.0% [1] ,但所占比重持续下降。可再生能源和核能发电量保持增长,但规模化水平依然不足。②油气安全供应形势严峻,2017 年我国首次成为全球最大的原油进口国,2018 年石油对外依存度为 72%、天然气对外依存度为 43% [2] 。③化石能源尚未实现优质化利用,尤其是煤炭清洁高效利用水平仍需大幅提升。发电用煤占比远低于发达国家,大规模煤炭开发利用带来的生态环境问题较为突出 [3] 。④能源系统效率整体仍然偏低。我国单位国内生产总值(GDP)能耗是世界平均水平的 1.4 倍,2018 年火电利用小时平均数仅为 4361 h, “三弃”(弃风、弃光、弃水)电量为 1.023 1011 kW·h。⑤温室气体减排与应对气候变化压力巨大,我国CO2 排放量约占世界总量的 30%,CH4 排放量同样位居世界第一。
在保障国家能源安全的同时,保护生态环境并有效应对气候变化将是我国能源发展面临的长期重大问题。随着未来经济 社会 的发展,传统产业升级和基础设施建设对能源资源的需求依然强劲,我国能源消费总量可能持续上涨,新增能源需求集中在与可再生能源、天然气、核能等相关的新兴产业领域。能源领域新兴产业发展与国家战略需求紧密关联,有助于推动能源生产与消费革命、优化能源结构、助力能源安全、实现温室气体减排和生态环境保护,同时提升国家工业装备制造技术水平、培育经济发展新动能、服务经济 社会 可持续发展 [4] 。
今后 10~15 年以及更长时期,既是我国加快培育和发展战略性新兴产业的关键时期,也是发展绿色低碳产业的重要机遇期。促进能源新技术新兴产业发展,已经成为符合我国发展需求和资源特色的必然选择。现有研究 [5,6] 对我国战略性新兴产业总体发展规律、新能源产业或某一细分能源领域的发展动向与路径选择、战略性新兴产业政策规制等课题进行了探讨,在区域产业集群、战略布局、创新特征、发展模式等方向完成了深入分析。然而对于我国能源领域新兴产业未来发展,特别是产业定位、发展路径与具体举措的战略层面研究,相关内容尚属空白。
本文在界定我国能源新技术特点与产业内涵的基础上,梳理全球能源新技术新兴产业竞争格局的变化趋势与发展态势,研究面向 2035 年的我国能源新技术新兴产业发展方向,特别是“十四五”时期的发展目标与重点任务;明确具体的技术创新发展方向,提出工程 科技 攻关项目、重大工程和示范区建设以及相关政策的建议。
二、能源新技术的特点与产业内涵
(一)能源新技术的特点
能源新技术具有共性特征 [4] :①通过技术原理上的创新,解决所在技术领域发展的制约性问题;②具有优良的技术竞争力或技术优势;③ 以相关成熟技术为发展基础,具有较好的技术可行性;④ 具有较大的降低成本潜力,能结合较高的技术学习率,在技术发展规模迅速扩张的同时使成本随之急剧下降,从而具备与传统技术竞争而占据大量市场份额的能力。基于已有研究的定义 [7] ,本文进一步将能源新技术明确为:不仅涉及可再生能源和核能领域,而且涵括非常规油气资源开发、传统化石能源的清洁高效转化与利用、能源的传输以及终端用能等领域,是具有突破性或颠覆性的能源开发利用技术。
(二)能源新技术新兴产业范畴与定位
作为新兴产业,能源新技术产业的定位需准确反映能源发展的客观规律,符合“推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系”的国家重大需求,且充分体现能源产业新趋势、新活力和新业态,有效促进绿色低碳成为经济增长新动能。《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》将战略性新兴产业划分为 7 个大类,其中涉及能源领域的主要有“新能源产业”和“节能环保产业”,其中“节能环保产业”仅涉及传统工业利用过程的高效节能。《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》将新能源产业、节能环保产业和新能源 汽车 产业统称为“绿色低碳产业”。因而,能源领域新兴产业以往主要由“新能源产业”所指代。
能源本身并不涉及新的能源和旧的能源,只是能源技术存在先进程度的差异 [7~9]。仅用“新能源产业”一词,不能直接反映智能电网、储能、分布式能源和微电网等产业,同时可再生能源产业发展也需要重视技术的先进性问题。“新能源产业”的定位由于聚焦于核能、太阳能、风能和生物质能等产业,容易忽视化石能源新技术的颠覆性作用(如页岩油气规模化开发技术、先进洁净煤技术),而且将化石能源与非化石能源新技术的系统联合与协同发展排除在外。国家能源局等一些政府部门的政策文件将页岩气开发、智能电网纳入战略性新兴产业,但关于能源领域新兴产业的具体范畴仍不清晰。“新能源产业”定位过于狭窄,所统计的范围不能充分体现能源新技术发展所带来的能源转型与产业变革。现有产业划分与定位的局限性在一定程度上阻碍了能源新技术的集成创新以及不同能源产业的协同发展,不利于全面推动能源生产和消费革命。
针对于此,本文提出宜拓展以往“新能源产业”所涵盖的范围与内涵 [7] ,同等重视化石能源的清洁高效利用以及核能与可再生能源的规模化发展,将能源领域新兴产业统称为“能源新技术产业”。与新兴产业发展相关联的能源新技术包括节能与提高能源效率技术,化石能源清洁高效开发与利用新技术,智能电网和储能技术,非常规油气资源、可再生能源规模化开发利用技术,自主创新的核电技术和核废料处理技术,以及氢能和燃料电池、核聚变能、干热岩、天然气水合物等相关前沿技术。
能源新技术新兴产业主要涵盖了煤炭清洁高效转化与利用产业(以先进燃煤发电产业为重点)、非常规油气开发利用产业(以非常规天然气产业为重点,涉及页岩气、煤层气、天然气水合物产业)、能源互联网与综合能源服务产业(以能源互联网、先进输电、储能、综合能源服务产业为重点)、核能产业和可再生能源产业(以风力发电、太阳能光伏和光热发电、生物质能、地热能、氢能源与燃料电池产业为重点)。
三、能源新技术新兴产业发展动态
(一)发展现状
1. 全球能源新技术新兴产业
全球能源形势正在发生深刻变化,非常规油气资源的大规模开发支撑了美国“能源独立”,部分国家核电供应能力不断削减,以风力发电和太阳能发电为代表的可再生能源产业快速发展以及非常规油气资源生产成为全球性趋势,不断改变着全球能源供需格局 [10] 。世界能源发展向绿色、低碳转型,以“能源结构的低碳化转变、能源发展方式向气候和生态适应型转变、从保障能源供应到实现能源服务的智能化转变”为主要特征。各国致力于能源技术创新,推动能源低碳化和绿色可持续化发展。高度活跃的技术创新活动引发了能源开发利用方式的变革:全球能源供应能力随着技术水平提升而得到显著提高;清洁高效的化石能源开发利用技术赋予了化石能源新的竞争力,但减排尤其是减碳压力仍然巨大;可再生能源技术已得到广泛应用且成本不断下降,实现可再生能源的大比例消纳将是未来能源系统面临的挑战 [11] ;值得注意的是,氢能应用已经成为新兴产业,涉及电力、供热和燃料 3 个领域。
2. 我国能源新技术新兴产业
当前,我国能源发展已转向着力提升质量阶段 [11] 。国内能源消费结构不断优化,2018 年煤炭和石油以外的清洁能源占比已达 22.1%。能源供应结构朝着多元化方向发展。作为世界最大的可再生能源生产国,我国可再生能源产业发展迅速,相应新增发电装机已经超过化石能源,2018 年可再生能源发电量在电能结构中的占比达到 26% [2] ,替代作用日益显现。风力发电(占比 5.2%)、太阳能光伏发电(占比 2.5%)规模均达世界第一,弃风限电形势明显好转,光伏弃光电量和弃光率均有所降低。核电规模(占比 4.1%)稳定增长,核能多用途利用前景看好。能源互联网和综合能源服务产业蓬勃发展,能源基础设施建设提速,保障了“一带一路”倡议实施,促进了区域融合发展。
在技术层面,我国能源 科技 水平和创新能力持续提升,部分领域达到国际领先水平 [12] 。化石能源开发和利用效率进一步提高,燃煤发电超低排放技术开始全面推广。非常规天然气开发利用技术不断取得突破。电网与储能工程技术水平持续提升,能源互联网与储能产业处于国际领先水平。核能和可再生能源产业技术创新能力也有所增强。
与此同时,我国能源新技术新兴产业发展存在的问题也较为突出 [13] 。煤炭清洁高效转化和利用整体水平有待提升,先进煤炭利用技术亟需进一步研发突破与示范推广;油气供应安全问题突出,非常规油气仍未实现大规模商业化开发,关键技术和体制机制方面的制约因素仍然存在;核电产业仍需进一步规模化以保障安全高效发展;能源互联网与综合能源服务产业发展仍受制于技术、市场等多方面因素;可再生能源产业发展面临的核心技术不足、并网消纳困难等诸多问题仍有所体现。
(二)发展趋势
1. 全球能源新技术新兴产业
面向 2035 年,全球能源发展的主流仍是化石能源与非化石能源的协同发展 [13] 。在稳定性、经济性和可获得性方面,可再生能源存在明显不足,全球一次能源供应的主体在较长时期内仍将是技术稳定的化石能源。绿色、低碳能源在较长时期内是能源技术创新的主要方向,同时能源与信息、材料的深度融合,有望催生智慧能源网络。能源领域的技术创新将为传统产业的转型升级注入新动力,推动智能制造、智能建筑、智慧交通等新兴领域的快速发展 [11] 。
2. 我国能源新技术新兴产业
未来 10~15 年,我国能源生产和消费结构将继续优化,但鉴于现有规模基础,传统化石能源在保障能源安全方面仍将持续发挥基础性作用。页岩气、煤层气等非常规油气资源有望成为我国油气工业的战略性接替资源。核能产业是我国具有全球竞争力的高新技术领域,核能技术的研发与多用途利用将持续升温。可再生能源产业作为化石能源的清洁替代方案,在增进能源供应能力、满足对可持续性能源的需求、维护环境和气候安全等方面意义重大,将持续处于快速上升期。能源互联网为现代电力工业和综合能源系统的变革指引了发展路径。
四、 面向 2035 年的能源新技术新兴产业发展战略对策
(一)能源新技术新兴产业发展战略思路
基于我国国情现实、能源发展客观规律以及能源技术创新趋势,能源新技术新兴产业的发展需要同等重视化石能源和非化石能源新技术的颠覆性作用,持续优化能源生产和消费结构,着力提升能源利用效率和非化石能源的消费比重。加强能源 科技 基础研究,大力开展前沿性技术创新,特别是交叉学科创新和颠覆性技术创新研究。推动能源与材料、信息的深度融合以及智能电网、智慧能源发展,构建清洁、低碳、高效、智能的现代综合能源体系 [7,11]。
(二)“十四五”时期产业发展目标与任务
根据能源新技术新兴产业所涵盖的9个子产业,在“十三五”时期各产业发展的基础上,进一步分析“十四五”时期各产业应着力实现的具体发展目标和重点任务。
1. 煤炭清洁高效利用产业
发展目标:燃煤发电机组平均供电煤耗低于300 gce/(kW·h),碳排放强度力争下降到 825 g/(kW·h)左右;实现 5~10 MW 煤气化燃料电池系统(IGFC)电站工程示范;建设 600 MW 等级的 700 超超临界工程示范项目;建成百万吨级 CO2 捕集、驱油与封存示范项目。
重点任务:①全面提升燃煤发电机组效率与污染物排放控制水平,开发高效低成本的碳捕集、利用和封存技术;②开发高灵活性燃煤发电技术,研发煤与可再生能源耦合发电技术;③研发数字化、自学习、自适应、互动化特征显著的智能发电技术;④加快实施“煤炭清洁高效利用”重大项目,加大IGCC/IGFC(整体煤气化联合循环发电系统,简称IGCC)研发投入。
2. 非常规天然气开发利用产业
发展目标:页岩气产量达到 3 1010 ~5 1010 m3 ,地面煤层气抽采产量达到 1.3 1010 m3 ;前瞻性布局天然气水合物产业,加强天然气水合物资源勘探,开采试验技术力争取得新突破。
重点任务:①加快川渝页岩气商业开发基地建设,实现页岩气产量快速增长;②加快常压、深层、陆相等新类型页岩气示范区建设,推动页岩气产业向多地区、多领域拓展;③继续推进沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘两个煤层气产业化基地建设;④加快南方二叠系、鄂尔多斯盆地低阶煤等新区和新层系开发试验,形成新的煤层气产业化基地;⑤海陆并举,前瞻性布局天然气水合物产业,加快资源评价和技术研发力度。
3. 能源互联网与综合能源服务产业
发展目标:建成泛在电力物联网,初步形成共建、共治、共赢的能源互联网生态圈,引领能源生产、消费变革,实现涉电业务线上率达到 90%。
重点任务:①研究适应全球能源互联网发展特点的智慧城市新基础设施体系;②输电线路升级改造逐步采用超导输电技术;③全面深度感知源网荷储设备运行、状态和环境信息,重点通过虚拟电厂和多能互补方式提高分布式能源的友好并网水平和电网可调控容量占比;④采用优化调度实现跨区域送受端协调控制,基于电力市场实现集中式省间交易和分布式省内交易,促进清洁能源消纳;⑤开发多类型、大容量、低成本、高效率、长寿命的先进储能系统。
4. 核能产业
发展目标:建成核电装机容量9.4 107 ~1 108 kW;建成压水堆投运容量 7.2 106 ~9.6 106 kW;建成先进堆投运容量 6 106 kW。
重点任务:①自主三代压水堆核电技术实现型谱化开发、批量化建设;②小型多用途核反应堆技术开拓核能应用范围与应用领域;③第四代先进核能技术与压水堆协调发展,打造可持续发展模式;④发展稳态、高效、安全、实用的核聚变技术。
5. 风电产业
发展目标:累计装机容量达到 3.5 108 kW,其中海上风电为 2 107 kW;陆上风电项目全面实现竞价上网,海上风电项目平准化度电成本显著下降。
重点任务:①优化产业空间布局,加快发展陆上分散式风电;②积极有序推进海上风电建设;③加强就地就近利用,落实解决消纳难题;④加强基础共性技术研究,形成产业发展的完整研发制造体系;⑤强化市场竞争机制,积极促进风电产业与金融体系的融合。
6. 太阳能光电产业
发展目标:太阳能光伏发电累计装机容量接近400 GW,太阳能光热发电装机容量累计为 5 GW。
重点任务:①大力发展分布式光伏发电;②完善消纳保障机制,保消纳、保装机;③进一步提高太阳电池及组件效率,降低度电成本;④规模化发展长储热小时数的融盐塔式技术,进一步降低导热油槽式电站的成本电价;⑤发展太阳能跨季节储热采暖技术;⑥积极参与全球市场。
7. 生物质能产业
发展目标:垃圾焚烧发电实现清洁运行并在生物质发电中占据主导地位;生物质成型燃料年利用量为 4 107 t,生物质发电和供热成本逼近燃煤发电和供热成本。
重点任务:①建立生物质资源分布及其物化特性数据库;②研发生物质高效热电联产、热电多产品联产和垃圾清洁焚烧发电联合多产品生产技术;③生物质成型燃料重点研发成型燃料工业化生产关键技术和高效清洁化利用;④生物质交通燃料重点推进纤维乙醇产业化,建立生物柴油成熟的商业运营模式,研发生物质高效转化技术。
8. 地热能产业
发展目标:新增地热能供暖(制冷)面积为1 109 m2 ;新增地热发电装机容量 500 MW;地热能年利用量折合 1 108 tce。
重点任务:①优先开展地热资源潜力勘查与选区评价;②积极推进地热供热(制冷),改善供热结构,满足清洁用能需求;③针对不同热储类型加强技术攻关,突破共性关键技术;④加强地热发电技术攻关,推动地热高效利用;⑤大力发展梯级利用和“地热 +”,增强地热能的市场竞争力。
9. 氢能源与燃料电池产业
发展目标:完善制氢、加氢等配套基础设施,累积建成加氢站 300 座以上,实现氢气供需基本平衡;关键核心零部件批量化技术大幅提高,基本掌握氢能产业链核心技术;实现城市氢能应用场景多元化。
重点任务:①氢能基础设施全局规划、合理布局,规范化建设、规模化推进;②加强燃料电池系统集成;③在大型工业园区开展副产氢 + CO2 捕获和封存技术(CCS)、加氢站及燃料电池货运车示范;④在沿海城市开展可再生能源电解制氢、加氢站及燃料电池公交车、大巴示范应用;⑤特殊交通运输工具用燃料电池示范应用;⑥在边缘城市和工矿企业开展百千瓦级燃料电池分布式电站应用。
(三)面向 2035 年的创新方向与工程 科技 支撑
1. 关键技术方向
综合研判,面向 2035 年的我国能源新技术新兴产业关键技术发展方向见表 1,共有 41 项具体技术。
表 1 我国能源新技术新兴产业关键技术发展方向
(续表)
2. 设立工程 科技 攻关项目
从国家层面支持和推动设立工程 科技 攻关项目(见表 2),对能源领域具有前瞻性、先导性和 探索 性的重大关键技术开展集中攻关,提升技术水平和自主创新能力,进而有效支撑中长期能源新技术及产业的发展。
表 2 能源新技术新兴产业发展相关工程 科技 攻关项目
3. 设立多能互补分布式能源重大工程
国内对单一能源技术及其控制研究已经比较成熟,但缺乏对多种能源技术的集成应用技术,以及以分布式能源为基础的微电网基础理论和工程实践问题研究 [13] 。分布式供能系统是未来能源系统的重要发展方向,具有环保、经济、分散、可靠和灵活等特点,可满足高耗能行业以及工业园区、公共、商业和民用建筑的多能源联供需求,具有巨大的技术提升空间和市场潜力。设立重大工程,以示范为基础,建设多能互补分布式供能系统,这是构建“互联网 +”智慧能源系统的重要任务,有利于提高能源供需协调能力,推动能源清洁生产和可再生能源就近消纳,提高能源系统综合效率。
工程任务:①优化布局建设分布式供能系统基础设施;②开展分布式供能基础理论、核心技术和系统集成研究;③研制高水平独立微网变流器、控制器等关键设备;④通过独立微网系统集成和能效管理关键技术,实现多能协同供应和能源梯级利用;⑤形成适合终端用户和大型能源基地的多能互补分布式供能系统;⑥为城镇、海岛(礁)、极区及边远地区提供整体能源解决方案。
重点任务:①中东部终端多能互补分布式供能系统;②大型能源基地多能互补分布式供能系统。
4. 设立能源新技术集成创新示范区
(1)河北雄安新区能源新技术集成创新示范区
河北雄安新区及其周边地区现有开发程度较低,发展空间充裕,具备高起点、高标准开发建设的基本条件。以河北雄安新区为主建设能源新技术集成创新示范区,助力建设绿色智慧新城,打造生态城市,发展高端高新产业,带动河北南部地区乃至华北腹地的发展,建成与生态文明发展要求相适应的绿色低碳发展模式。
工程任务:①建设河北雄安新区智慧能源综合服务平台;②完成新建核电厂的供热总体规划方案及泳池式低温供热堆;③加快推进风电开发与配套电网建设协调发展;④加速推动区域太阳能全产业链的协调发展;⑤推进高效清洁的垃圾发电项目、建设玉米 / 小麦整株燃料乙醇和沼气生物炼制工程;⑥发展规模化分布式可再生能源并网技术与装备;⑦加大勘查力度,重点开展雄安新区多层水热型热储综合利用 [14] ;⑧布局包括制氢、运氢、加氢储氢、用氢在内的全产业链建设。
(2)华南沿海地区能源新技术集成创新示范区《粤港澳大湾区发展规划纲要》《国家生态文明试验区(海南)实施方案》《关于支持深圳建设中国特色 社会 主义先行示范区的意见》均提出了发展绿色低碳产业的要求。基于良好的区域优势、政策优势和能源产业基础,以粤西南地区(包括海南)为主建设华南沿海地区能源新技术集成创新示范区,为沿海区域低碳经济发展提供参考范例。
工程任务:①建设跨区域“互联网 +”能源综合运营服务平台;②完成现有核电机组建设,同时选址新建核电项目;③积极有序推进陆 / 海上风电开发建设,促进风电就地就近消纳利用;④光伏产业与其他产业互为补充,多种形式发展太阳能光电;⑤推进高效清洁的垃圾发电项目,开发蔗渣 / 稻秆燃料乙醇和多原料沼气生物炼制工程;⑥勘探地热资源及分布特点,建成地热利用示范工程;⑦重点突破规模化分布式可再生能源并网技术与装备 [14] ;⑧构建智慧能源体系,实现不同能源形式相互转化,提高能源的整体利用效率;⑨建设能源(氢能、电能)与交通融合的“绿色海南”,打造零排放智能交通海南岛自贸示范区。
五、对策建议
我国能源新技术新兴产业发展已经具备良好的基础,但作为战略性新兴产业,其发展壮大仍然面临成本、市场、政策等多重因素的制约 [15] 。为促进我国能源新技术新兴产业的高质量发展,亟待加强面向 2035 年的顶层设计与规划。
(1)重新明确能源领域新兴产业范畴与定位,在各级政府出台的战略性新兴产业发展规划中,将“新能源产业”调整为“能源新技术产业”,将节能产业从“节能环保产业”中独立并整合到“能源新技术产业”,精准布局能源新技术及产业的发展方向。
(2)理顺能源产业管理的体制机制,加强能源新技术新兴产业的统计体系建设,保持能源规划目标与政策的一致性、延续性和有效性,避免产业政策“令出多门”以及规划目标调整过于频繁,确保能源新技术产业相关规划的权威性,完善能源市场准入政策 [7] 。
(3)高度重视并准确评估能源领域 科技 攻关项目或重大工程“落地方案”,确保项目实施的可行性和可操作性。强化企业在能源技术创新决策、研发投入、科研组织和成果应用中的主体作用。大幅度提高能源新技术研发投入,强化关键核心技术攻关与项目立项,精准布局重大工程与示范区建设。