郑州比亚迪新能源产业园建设项目
郑州比亚迪新能源产业园建设项目如下:
比亚迪将进一步在汽车零部件产业、电子零部件产业、新能源汽车推广、光储一体化、智慧交通等领域深化双方合作,加强在人才创新、数字化转型、智能制造、绿色低碳等领域协同发展,为加快建设现代化河南作出贡献。
比亚迪是著名的高新技术企业,在行业内具有很高的知名度和竞争力,在电子、汽车、新能源和轨道交通等领域优势明显,发展方向与河南重点培育新兴产业、谋篇布局未来产业的工作重点高度契合。
新能源
能源又称非常规能源,指传统能源之外的各种能源形式,一般为在新技术基础上加以开发利用的可再生能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。
新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源,包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能,以及海洋表面与深层之间的热循环等。
对于新能源行业而言,认为这为其提供了福音。综合观察中国的股市行业,也正说明了这一点,中国绿色能源类股票价格飞扬,更多的闲散资金纷纷投入新能源以及环保行业。同时,中国将超过欧洲,成为世界最大的可替代能源增长市场。
在实际传统产业基础方面,长沙以电子信息、工程机械、食品、生物制药为主,株洲以交通运输设备制造、有色冶金、化工原料及陶瓷制造为主,湘潭以黑色冶金、机电与机械制造、化纤纺织、化学原料及精细化工为主,其规模和比重在各自城市基础工业方面均为主导部分。针对未来的发展方向,长沙提出“重点加快天心生态新城建设,推动一体化进程在地理空间上的实质性进展”、“以高新技术产业为主导,制造业和服务业为主体”;株洲推出“东提西拓,合拢三角”和“打造轨道交通设备制造业基地、突出有色深加工、化工、陶瓷产业优势”;湘潭提出了“东扩西改”和“建设先进制造业中心、现代物流中心、生态休闲中心”。 最早期的概念中,长株潭城市群指的是长沙、株洲、湘潭三市。但是,按照湖南省确定的长株潭城市群区域规划,这一范围扩大了很多。区域规划确定的长株潭城市群,是指‘3+5’城市群的规划范围。这一范围包括:长沙、株洲、湘潭三市行政辖区和益阳、娄底、岳阳、常德、衡阳5市的大部分地区,即湖南东部城镇密集地区。
按照这一区域规划,长株潭城市群面积为9.6万平方公里,其中,长株潭三市市域面积为2.8万平方公里。
为什么会作这样的调整呢?据了解,按照国务院批准的《长株潭城市群区域规划》,长株潭城市群区域由规划范围和协调规划范围组成。其规划范围为长沙、株洲、湘潭三市行政辖区以及岳阳的湘阴、汨罗、云溪区、屈原管理区和益阳赫山区的部分地区,协调规划范围为岳阳、益阳、娄底、常德、衡阳的大部分地区。为了保证国务院批准的规定的实施,实现湖南共同富裕,长株潭城市群区域规划将范围扩大了。 长株潭城市群区域规划,确定城市群核心区面积为8448.14平方公里。
这一核心区,包括长沙市、株洲市、湘潭市市区,望城区、浏阳市、醴陵市、韶山市、湘乡市、宁乡县、长沙县、株洲县、湘潭县、赫山区、云溪区、湘阴县、汨罗市、屈原管理区的一部分。
这意味着,岳阳云溪区、湘阴县、汨罗市、屈原管理区和益阳赫山区的部分地区,跻身长株潭城市群核心区。
长株潭城市群区域规划,将城市群核心区划分为四大类功能分区:
禁止开发区:包括饮用水水源保护地、自然保护区、森林公园、湿地公园、重点公益林地、坡度25度以上的高丘山地、著名风景区、泄洪区、滞洪区、重要湿地、相对集中连片的基本农田保护区等。
限制开发区:包括基本农田保护区以外的各类宜农土地、坡度在15-25度之间的丘陵山地、生态脆弱地区等。
重点开发区:包括长沙黄花、黄兴、 榔梨、含浦、坪塘、雷锋、白箬铺、夏铎铺地区,株洲天元、白井、南洲、黄泥坳地区,湘潭河东、易俗河、九华、楠竹山地区,益阳沧水铺,岳阳界头铺等。
优先开发区:包括三市的建成区及湘潭县、望城区、株洲县、长沙县城现状建成区。
“一带五区”:近中期重点建设区域
长株潭城市群近中期建设将从何处着手?王扣柱透露,近中期建设的重点地区为“一带五区”:即湘江生态经济带和大河西、云龙、昭山、天易、滨湖五大示范区。
湘江生态经济带:从长沙月亮岛到株洲空洲岛,面积128公里。
大河西示范区:以长沙高新、金洲,益阳高新,常德德山等为核心区域的先进制造业走廊,重点发展机械制造、新能源、电子信息,辐射带动益阳、常德等地区。
云龙示范区:包括株洲的云龙和清水塘,云龙重点发展先进制造业和临空产业、清水塘依托循环经济试点发展新型产业。
昭山示范区:自长沙暮云,至湘潭昭山、易家湾、九华,建设生态宜居新城。
天易示范区:位于株洲天元区和湘潭易俗河之间,重点发展机电制造、加工、环保现代物流等产业。
滨湖示范区:包括岳阳的湘阴、汨罗、望城的部分区域和城陵矶临港产业新区,建设长株潭产业转移承接基地、再生能源产业基地、绿色农产品生产加工基地、健康休闲服务基地。
长株潭城市群区域规划的期限分为四个,分别是:2008-2010、2011-2015、2015-2020、2020。
王扣柱指出,湖南省将建立三项制度,确保规划实施。这三项制度是:示范区所有建设项目和用地都必须符合区域规划、城市群国土规划和土地利用总体规划要求建立省市规划局长联席会议机制,8市规划局接受省建设厅和省长株潭规划局的双重业务领导实行长株潭核心区空间动态管理。
《长株潭城市群区域规划条例》修订完成后,省政府将出台《条例实施细则》,明确区域规划的权威性和实施刚性。
湖南省将同步组织修编8市城市总体规划、启动“3+5”城市群国土利用规划,争取3年内完成。目标
1.形成长株潭三市空间布局合理、功能健全、基础设施完备和共建共享、生态环境共存共生、要素市场一体化、产业发展一体化的高效率、高品质的多中心型城市群地区。
2.形成以长株潭三市城区为增长核、以三市间的快速交通设施(高速公路、快速路、轨道交通)为纽带的核心区组团,以铁路和高速公路为发展轴向周边地区放射的城镇网络群体。
3.发展成为经济繁荣、能提高吸纳就业能力和有良好的人居环境,污染得到综合治理、人地关系协调的体现科学发展观的示范型城市地区。
4.发展成为在华中经济圈中具有举足轻重地位、在国内具有很强竞争力的组群式的特大型城市化地域之一。
长株潭城市群核心地区规划范围内2020年人口规模控制在700-750万人之间。根据高方案指标预测,核心地区国内生产总值(GDP)规划2010年达到3757亿元以上,GDP增长速度达到13%以上;到2020年增长为4542.81亿元以上,GDP增长速度为7.8%以上,三次产业比例到2010年为9:50:41,2020年为5:45:50;三次产业具体指标到2010年一产为198.39亿元,二产为1102.19亿元,三产为903.79亿元;到远期2020年一产为227.14亿元,二产为2044.26亿元,三产为2271.4亿元。
人均GDP规划到2010年为4万元人民币以上,到2020年达到6万元人民币以上。
区域城镇发展的空间组织
保持和加强以京广铁路、京广高铁、京港澳高速公路、京港澳高速公路复线、南岳高速公路、107国道及湘江生态经济带为主轴线的突出地位,继续促进这条轴线的集聚和辐射作用,以这条轴线为核心和纽带促进三市经济的一体化。
积极打造两条次轴线(即以319国道、320国道和上瑞高速公路为轴带),作为次级密集发展轴带和主轴线的补充,规划期内较大幅度地推动沿线经济发展水平的提高,促进区域城镇的协调发展和城镇等级结构的改善。
同时,以两条辅轴(即湘乡—韶山公路和106国道)为纽带,联系和辐射广大的三市市域地区。最终形成以长沙、株洲、湘潭为核心和中心结点的放射状城镇布局,以三纵两横(即一主两次两辅)的“冉字型结构”支撑起整个区域的城镇发展空间。
区域城镇发展的等级结构规划
长株潭地区城镇将形成省域中心城市组群(属于长株潭城市群核心地区)-区域中心城市-重点镇-一般建制镇四级结构。
1.第一级——省域中心城市组群
即长株潭城市群核心地区,是一个由长、株、潭三市城区和若干紧密关联的周边组团构成的多核组团式中心城市,共同承担省域中心城市的功能(含长沙县城区、望城县城区、湘潭县城区和株洲县城区和若干小城镇)。
2.第二级——区域次中心城市共8个
一是包括韶山城区、浏阳城区、宁乡县城、醴陵城区、湘乡城区、攸县县城,是本地区省域中心城市以外、具有县和县级别以上地域范围意义的区域性次级中心城市,共6个。
二是包括茶陵县县城、炎陵县县城等县域中心城市,共2个。
3.第三级——重点城镇共48个
一是包括具有省级影响的重点城镇17个。
二是包括具有地级市市域影响的重点城镇31个。
4.第四级——般建制镇85个
在现有基础上通过行政区划的适当调整,进行撤乡并镇合并而成85个一般建制镇(对三市总体规划确定的建制镇略有调整)。(小标)实施区域城乡统筹的城镇化发展战略目标
2005年区域城镇化水平约为45%,2010年约为57%,2020年为60%—62%,考虑暂住流动人口因素,高限设定在65—75%。远景城市化发展水平达到85%左右。
积极推进城乡统筹,制定城乡统筹的城镇化发展战略,必须贯彻如下原则:
把加快乡镇企业二次创业和推进城镇化结合起来,推进工业化。把发展高新技术产业、农副产品加工业作为再次创业的突破口,加快发展农村第三产业。将人口流动与城乡建设相互结合,形成长期持续的经济增长点。将农村要素流动和农业发展有机结合,繁荣农村经济。以城乡一体化为导向,走可持续发展的道路。形成有利于城乡统筹推进城镇化的体制和政策环境。(小标)长株潭城市群核心地区的人口和用地规模控制指标
长株潭城市群核心地区的空间结构框架
长株潭城市群核心地区的空间结构框架规划确定为:“以周边良好的生态环境为背景,以长株潭北、西南、东南三个功能区为主次核心,三市结合部金三角地区为绿心,突出长株潭北核(长沙)的核心地位,城市中心组团、片区组团和小城镇发育相对完善,区域基础设施网络发达,各类空间协调发展,区域整体功能互补契合,生态循环良好的特征型、网络型的城市化地域,概括为一主两副环绿心的空间结构”。“一主两副环绿心”的空间结构包括了三个主中心组团、四个次中心组团以及十九片区组团和25个小城镇组团。
长株潭城市群核心地区的北核功能区的范围和控制、引导要求
长株潭城市群核心地区的北核功能区,即长沙城市功能区,主要包括长株潭主中心长沙河东中心城区、长株潭次中心长沙河西新城(已含雷锋镇)、长株潭次中心长沙星马新城、高塘岭组团(已含望城区高塘岭街道)、星城组团(已含白沙洲街道)、含埔组团、坪塘组团、丁字组团(已含丁字湾街道)、捞霞组团以及周围空间紧密联系、功能互补的三个乡镇,即黄兴镇、乌山镇、黄金园街道。
北核功能区主要辐射的城镇则还包括周边区域内呈空间离散分布的与之功能配套协作的13个小城镇,即干衫镇、雨敞坪镇、莲花镇、白箬镇、新康镇、靖港镇、乔口镇、铜官镇、茶亭镇、桥驿镇、北山镇、安沙镇、青竹湖镇。该功能区属于城市政府主导发展地区,省级政府主责监管,放手发展,由市级政府自主发展;要求全面执行城市建设标准,引领人居环境品质向较高层次提升,起到区域示范作用,并为高新技术产业和高端服务业留足用地。
长株潭城市群核心地区的西南副核功能区的范围和控制、引导要求
长株潭城市群核心地区的西南副核功能区,即湘潭城市功能区,主要包括长株潭主中心湘潭河东城区(已含双马镇)、长株潭次中心湘潭河西城区(已含雨湖区的长城乡、先锋乡、护潭乡等)、昭山—易家湾组团、鹤岭组团、易俗河组团、河口组团以及周围空间紧密联系、功能互补的一个行政乡,即河口乡。西南核功能区主要辐射的城镇则还包括周边区域内呈空间离散分布的与之功能配套协作的2个小城镇,即梅林桥镇、姜畲镇。
西南副核心功能区属于城市政府主导发展地区,省级政府实行扶持和政策倾斜,由市级政府自主发展;为促进经济快速协调发展,实现区域统筹发展,对其经济社会发展项目提供重点政策扶持,并使其在项目、投资和基础设施建设方面享有优先权,通过多方努力,提高其社会经济发展水平和城市规划建设水平。
长株潭城市群核心地区的东南副核功能区的范围和控制、引导要求
长株潭城市群核心地区的东南副核功能区,即株洲城市功能区,主要包括长株潭主中心株洲河西城区、长株潭次中心株洲河东城区、栗雨组团、石峰组团、田心组团、荷塘组团、枫溪组团、渌口组团以及周围空间紧密联系、功能互补的三个小城镇,即马家河镇、群丰镇、雷打石镇。西南核功能区主要辐射的城镇则还包括周边区域内呈空间离散分布的与之功能配套协作的2个乡镇,即南阳桥乡和白关镇。
东南副核心功能区属于省级政府提供发展指引,城市政府主导发展地区,规划控制要求是控制土地资源的合理利用,为高新技术产业发展预留足够的用地。进一步提升城市建设水平和档次,建设优良的人居环境,保护生态环境。
长株潭城市群核心地区的绿心功能区,即三市结合部金三角地区的范围和控制、引导要求
长株潭城市群核心地区的绿心功能区,主要是指三核之间的交界地带,三市结合部,包括:城南组团(原暮云组团)、新暮云组团(已含暮云镇)、九华组团以及白马镇、跳马镇、云田镇、仙庾镇、龙头铺镇、响水乡、响塘乡等乡镇区域范围。
该区域是长株潭城市群的“绿肺”,包含区域绿地和生态保育、休闲度假两类主要功能。其中区域绿地属于省级政府对资源环境保护进行监督控制、城市政府建设管理地区,原则上进行低密度生态型建设,对城市总体规划中划定的区域绿地、各类国家和省级风景名胜区、自然保护区和森林公园等地区,要按照相关法规严格保护;生态保育和休闲活动功能区则属于由省级政府对该地区的发展类型、控制规模和生态环境要求提供发展指引,由城市政府按照指引要求加强管治的地区。
规划建议省政府在明确绿心范围和整体功能定位后,进一步委托相关部门编制具体的绿心地区建设控制规划,以统一指导该地区有序的保护利用和绿化建设。
长株潭城市群核心区空间结构的演进时序
长株潭城市空间形态的演进应以三市城市现状用地为基础,逐步向外扩张,总体呈现出三核同步增长,远期和远景逐步向绿心发展。
演进态势、具体空间结构发展时序如下:
1.2002~2010年 以长沙中心城区、湘潭城区、株洲城区为核心,采取局部内涵式的紧凑集中发展,引导有序外延,重点建设三市各自环线、三市间公路外环、潭望高速公路等基础设施建设项目。推动湘潭-株洲联合发展,搞好湘潭和株洲的路网衔接和空间隔离,预留三核中间地带的发展空间,为未来多种发展模式提供可能性。
2.远期(2011~2020年) 长沙主要向东发展,并加快向南发展;湘潭主要向北发展,兼顾向东;株洲主要向河西发展,搞好与湘潭的路网和绿色空间的衔接,适度向北,考虑与长沙市东部开发区功能和道路上的衔接。营造三核相向发展的演进态势和空间框架,在三核中间地带开辟文化娱乐、旅游度假和生态保护区域,并保留三核中间地带与三市原中心城区的隔离空间。
3.远景(2021~2050年) 长沙、湘潭、株洲城区形成三核,并继续相向发展,逐步形成具有良好生态环境为背景的绿心,并在中间镶嵌若干高品质的新型城市功能区。
长沙:错位发展的重点是以省会长沙为发展核心和龙头,分层次、有重点的向株洲和湘潭等周边地区辐射。将长沙建设成为科技教育研发中心、商务金融中心、区域物流枢纽、服务外包基地、文化娱乐中心和中南地区国际化大都市。要以长沙在湘高校、科研院所、高科技企业为基础,加快科技教育和研发发展,打造湖南科技教育和高技术服务的高地。商务金融业要以芙蓉路为主轴,吸引世界优秀金融企业来湘发展,打造中部世界金融中心;银行业要重点推进城市商业银行、农村信用社改革重组,加速金融现代化,提高金融效率,拓宽金融服务领域,增加服务品种;证券业重点发展企业改制辅导、股权分置改革、上市保荐、私募及并购重组、风险投资等投资业务;保险业重点开发新产品和发展各类公司、机构。物流业重点建设好长沙金霞、长沙空港物流区;加快物流公共信息平台系统建设、多式联运、转运设施建设及物流高新技术建设;以空港快速发展为基础,以黄花机场为节点,发展高时效、高附加值货物的多式联运业务及其设施建设。服务外包业要培育具有湖南特色和国际竞争力的品牌,壮大长沙服务外包集聚区,把长沙建成中部地区最大的承接服务外包的基地城市,跻身全国服务外包十强示范城市;重点扶持加快长沙高新区服务外包示范区、青竹湖服务外包示范区等服务外包示范企业,形成一批服务外包龙头企业。
株洲:要以老工业基地和交通枢纽为依托,重点发展交通运输、物流配送、研发设计、职业教育、节能环保、信息咨询、服饰商贸等生产性服务业。依托铁路交通优势,构筑便捷、互补的物流网络,重点建设石峰物流园、芦淞商贸物流中心、株洲神农医药食品物流中心等;与长沙、湘潭、衡阳、郴州联手,打造旅游精品线路,早日实现旅游资源、产品和市场的一体化;加快职教大学城建设,要将其打造成全国闻名的职业教育基地;加快建设以株洲大桥两端长江路和建设中路为主的中央商务区,将其建成国际性或全国性轨道交通、服饰、中华文化等论坛定期或不定期的举办地;兴建服饰批发仓储物流中心,发展零售多业态。
湘潭:要以老工业基地为依托,重点发展与制造业相关的物流配送、科技研发、信息咨询、电子商务、金融、会展、专业服务等生产性服务业。结合湘潭的实际,要重点建设九华创新创业服务平台,积极培育园区科技创新服务体系,开发建设物联网项目及服务应用平台。
未来的生活是什么样子?打开电器,电能大多来自水电、风电等清洁能源,而非传统的火电走出家门, 马路上再难见到石化汽油车的身影,取而代之的更多是新能源 、清洁燃料 汽车 等……
自从2020年中国“双碳”目标后,随后,中央经济工作会议、中央 财经 委员会第九次会议等均提出做好碳达峰、碳中和工作。碳达峰、碳中和成为全 社会 热议的话题。
为实现2030年之前二氧化碳排放达峰的目标,各地陆续推出详细的进程规划,而像石化、煤炭等高污染、高能耗行业,将面临新的能源结构调整压力。近期,全国17省市(自治区)已发布的“十四五”规划和2035远景目标,均涉及新能源利好消息。规划文件均在绿色低碳发展、清洁能源转型方面进行了着重强调,其中,广东、江苏、河北等部分省市出台的文件中制定的目标水平整体较高。
河北省:
建设张家口国家可再生能源示范区、以及构建综合能源体系,加快清洁能源设施建设,强化能源安全保障能力推动绿色低碳发展,推进排污权、用能权、用水权、碳排放权市场化交易。实施清洁能源替代工程,不断提高非化石能源在能源消费结构中的比重。降低能源消耗和碳排放强度。
上海市:
在“十四五”规划期间,优先将节能环保产业做大做强,持续推进能源结构优化,推动重点行业和重点领域绿色化改造,加快培育符合绿色发展要求的新增长点,延展绿色经济产业链。在公共领域全面推广新能源 汽车 ,加快构建与超大城市相适应的绿色交通体系。
贵州省:
2021年,贵州省将抓好四个水风光一体化基地建设,利用现有水电站送出通道,大力发展光电、风电、氢能等非化石能源,加快清洁能源推广,可再生能源并网装机新增600万千瓦。
西藏:
十四五期间,西藏将加快推进“光伏+储能”研究和试点,推动清洁能源开发利用和电气化走在全国前列。到2025年底,装机容量将突破1000万千瓦水电建成和在建装机容量突破1500万千瓦。
甘肃省:
甘肃酒泉将加快建设风光水火核多能互补、源网氢储为一体的绿色能源体系,主攻千万千瓦级风电、光伏光热、电网升级、调峰电源、储能装置等八类工程,致力于建成千亿级规模的清洁能源产业链。
陕西省:
十四五期间,将大力发展风电和光伏,有序开发建设水电和生物质能,扩大地热能综合利用,提高清洁能源占比。
山西省:
全力培育生物基新材料、光伏、智能网联新能源 汽车 等潜力型新兴产业,打造一批全国重要的新兴产业制造基地。深化能源革命综合改革,促进可再生能源增长、消纳和储能协调有序发展,提升新能源消纳和存储能力。
青海省:
推进重点行业和重点领域绿色化改造,支持建立动力电池、光伏组件等综合利用和无害化处置系统,发展光伏、风电、光热、地热等新能源。建设多能互补清洁能源示范基地,促进更多实现就地就近消纳转化。发展储能产业,贯通新能源装备制造全产业链。打造海南、海西清洁能源基地,推进黄河上游水能资源保护性开发,开展水风光储等多能互补示范。
江苏省:
江苏将继续发展光伏产业,同时大力发展海上风电和“光伏+”产业。到2025年底,全省光伏发电装机将达到2600万千瓦。其中,分布式与集中式光伏发电装机分别达到12GW、14GW,江苏省在“十四五”期间预计新增光伏装机9.16GW。
浙江省:
大力发展生态友好型非水可再生能源。实施“风光倍增工程”,到2025年为止,光伏、风电装机容量分别达到2800万千瓦和630万千瓦的目标,新增光伏发电1300万千瓦,积极发展建筑一体化光伏发电系统。
四川省:
四川的“三州一市”光伏基地,即甘孜、阿坝、凉山州及攀枝花市,在“十四五”期间的总装机容量预计达到2000万千瓦。
基于在资源和政策方面的优势,成都将氢能产业的发展纳入“十四五”规划。为了完善氢能产业的基础设施,成都将在2022年之前建设加氢站15座以上1条氢能源新型轨道1个氢燃料发动机研究中心等。
山东省:
在“十四五”期间,新增光伏发电1300万千瓦,2021年山东新增可再生能源发电装机将达到409万千瓦以上。积极发展建筑一体化光伏发电系统,高质量推广生态友好型“光伏+农渔业”开发模式。近日,山东利津县刁口乡40MW渔光互补光伏项目并网。项目采用“渔光互补”光伏发电模式,提升了单位面积土地的经济价值。
云南省:
“十四五”期间,云南将优先布局绿色能源开发,以绿色电源建设为重点,加快金沙江、澜沧江等国家水电基地建设。统筹协调风能、太阳能等新能源开发利用,以金沙江下游、澜沧江中下游大型水电站基地以及送出线路为依托,建设“风光水储一体化”国家示范基地。
广东省:
十四五期间,要推进能源革命,积极发展风电、核电、氢能等清洁能源,建设清洁低碳、安全高效、智能创新的现代化能源体系。制定实施碳排放达峰行动方案,推动碳排放率先达峰。
江西省:
积极有序推进新能源发展,到2025年力争装机达到1900万千瓦以上,其中风电、光伏、生物质装机分别达到700、1100、100万千瓦以上。
内蒙古:
大力发展新能源,推进风光等可再生能源高比例发展,壮大绿色经济,推进大规模储能示范应用。“十四五”期间,新能源项目新增并网规模达到5000万千瓦以上。到“十四五”末,自治区可再生能源发电装机力争超过1亿千瓦。
辽宁省:
培育壮大氢能、风电、光伏等新能源产业,推动能源清洁低碳安全高效利用,推动能源消费结构调整。“建议”指出要打好关键核心技术攻坚战,聚焦洁净能源等产业部署一批创新链。
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。
2003年4月,保定高新区被科技部批准为国内唯一的国家级新能源与能源设备产业基地。在太阳能光伏发电设备、风能发电设备、电力系统自动化控制和节能设备制造领域形成了集群优势,并向生物质能、太阳能光热发电等可再生能源设备纵深产业领域扩展。扶植诞生了一批国内同行业领军企业。近两年来,保定围绕打造中国电谷,构建国家可再生能源产业战略发展平台,逐步确立了自身发展低碳经济的基础与领先优势。目前,中国电谷可再生能源企业已超过160余家,连续三年增长率超过50%2007年实现工业销售收入160亿元,出口创汇4.3亿美元。
2006年12月,保定国家高新区被商务部、科技部列入首批18家“科技兴贸出口创新基地”。在2007、2008两年间,先后获得了国家发改委“国家高技术产业化基地(可再生能源)”、国家科技部“国家可再生能源产业化基地”、“国际科技合作基地”、“国家新能源与能源设备产业基地”等多项国家级政策平台支撑。中国电谷已经成为中国可再生能源产业创新和发展的战略平台。
光电领域。拥有国内最大规模的太阳能光伏设备生产基地。龙头企业英利公司,是世界第四家、中国最大的具备完整产业链的太阳能电池生产商,拥有中国唯一太阳能电池研发中心。近四年来,英利实现了几何级数式增长,书写了中国光伏企业的发展奇迹。2007年,英利YGE成功登陆纽交所、被美国纽约证券交易所评为175年以来增长速度最快、最活跃的股票之一。2008年,英利计划投资80亿,一举跨入国际光伏巨头行列。在天威英利的辐射带动下,中国电谷现有光伏设备制造企业超过40家。形成了太阳能光伏产品研发、制造、应用完整产业链,实现与LED产业的紧密结合与广泛应用,并在光热发电、太阳能电站、太阳能建筑一体化技术领域取得突破。
风电领域。中国电谷拥有涵盖风电叶片、整机、控制等关键设备自主研发、制造、检测企业近50家。形成了国内产业聚集度最高、最具创新能力的完整风电产业链条。其中,国内最大的自主知识产权风电叶片生产企业——中航惠腾公司产品成功服务于全国30多家大型风电场。2007年实现销售收入15亿元,产量占国内国产叶片的90%。惠德风电、国电联合动力、天威风电三大风电整机厂快速建设。2007年3月14日开工建设的中国电谷风电产业园,总投资达11亿元,包括10个风电项目,投产后预计年实现产值73亿元,实现利税7亿元。坚持引进、消化、吸收、再创新,中国电谷在大功率风电设备国产化领域取得丰硕成果:华翼风电叶片研发中心自主研发的2兆瓦风电叶片成功下线。中国电谷3兆瓦海上风机项目被科技部列为国家科技支撑计划项目。
节电领域。中国电谷孕育了能够为中国电力节能提供战略支撑的系列原始重大创新技术。其中以三川公司的大电网稳定技术、电网反窃电技术和华仿电控公司的大型电动机串级调速节能技术为代表,可以使电网效率和用电效率大大提高。每年可为国家节约电能超千亿度,为节能减排提供技术支撑。
汇聚精华,中国电谷成为中国可再生能源产业加速发展的辐射源与自主创新平台
中国兵装集团、国电集团等一批央企相继加盟中国电谷建设。今年1月18日,总投资67亿元的中国兵装集团中国电谷天威产业园(一期)四大项目顺利奠基。国家开发银行与保定市政府达成共建中国电谷合作协议,5.5亿贷款已经投入中国电谷可再生能源产业发展。
中国电谷与华北电力大学形成战略合作关系,华北电力大学已经建立国内唯一可再生能源学院与风能专业;在15位两院院士支持下,中国电谷建立了国内第一个风电叶片研发中心—华翼风电叶片研发中心。与荷兰能源研究中心(ECN)、中科院工程热物理研究所共同建立了中国首个可再生能源技术研发中心;与美国可再生能源试验室、世界风能协会、欧洲风能协会等国际新能源领域的行业协会、重点实验室建立了长期合作关系。来自中国科学院科学家,与美国、荷兰、德国、英国科研机构联合,正在建设风电整机、叶片、控制系统、光伏发电技术研发中心,建设风电整机、叶片、控制三大国家级检测平台。截至目前,“中国电谷”拥有5个国家级、9家省级企业研发中心,取得新能源及相关国家行业标准80项、科研成果300多项、专利450项,多项已经达到国际、国内领先水平。
可再生能源产业的建设成就为保定发展低碳经济夯实了基础。2007年,为了推动新能源产品在城市综合应用领域延伸,保定提出依托“中国电谷”,建设“太阳能之城”的战略目标。目标是“让阳光照亮保定、温暖保定,让阳光融入生活、推动发展”,建设生态文明。经过一年的推广,目前,保定已成功获批国家科技部“国家综合利用太阳能科技示范城市”。今天的保定,传统户外照明、霓虹灯、广告灯、交通信与灯、支路路灯正逐步被绿色、节电的光伏—LED灯或LED产品所取代,太阳能热水器遍布市区,即将建成的国内首个集五星级酒店与1.5兆瓦太阳能光伏电站于一体的现代化建筑——中国电谷大厦,成为太阳能与建筑一体化创新成果的典范。据初步测算,全市已建成的太阳能工程每年可实现节电325万度。迈出了建设低碳城市的关键一步。
保定在可再生能源产业的发展和太阳能之城的建设方面取得的成绩,受到了世界最大的非政府环保组织——世界自然基金会(WWF)的青睐。2008年1月,世界自然基金会将保定与上海并列为中国首批启动的低碳城市发展项目,保定成为中国城市中依托可再生能源发展,推动低碳城市建设的代表。“低碳保定”成为保定城市发展的新名片。2008年,保定市政府做出关于《全面推进节能减排建设低碳保定的决定》,出台“蓝天行动”方案等一系列重大部署,正式确立了“低碳保定”的全新定位与发展方向。
按照发展规划,未来十年,“中国电谷·低碳保定”将完成经济增长方式的转型,大力培育可再生能源设备制造业,发展节能节电产业,发展资源再生利用的静脉产业,企业完成向绿色经营理念的转型,主要企业实现精益化生产方式,城镇实现雨污分流,城乡规划明确区域分工,解决工业不集中、居民区和工厂混杂的问题,探索出一条有步骤、有程序的减少村庄数量、提高城市化率的道路,解决空间格局和社会格局中潜在的巨大浪费环节,在全社会倡导节约型消费理念,培育“低碳文化”;中心城市初步完成“太阳能之城”建设,大规模开展绿化和环境整治工作,建成和谐宜居、文化发达、人民富裕、富于创新、环境优美的国际化都市。未来十年,“中国电谷·低碳保定”将建成一个销售收入超千亿、国际化的可再生能源与电力设备产业基地;成为中国低碳经济发展的倡导者,成为构建和谐社会、实现又好又快发展的区域创新先锋;探索走出一条用今天的太阳取代昨天的太阳、用绿色发展模式取代黑色发展模式的区域发展新路。
氢能更重要的是作为一种清洁能源和良好的能源载体,具有清洁高效、可储能、可运输、应用场景丰富等特点。
氢是二次能源,通过多种方式制取,资源制约小,利用燃料电池,氢能通过电化学反应直接转化成电能和水,不排放污染物,相比汽柴油、天然气等化石燃料,其转化效率不受卡诺循环限制,发电效率超过 50%,是零污染的高效能源。
氢能是实现电力、热力、液体燃料等各种能源品种之间转化的媒介,是在可预见的未来实现跨能源网络协同优化的唯一途径。当前能源体系主要由电网、热网、油气管网共同构成,凭借燃料电池技术,氢能可以在不同能源网络之间进行转化,可以同时将可再生能源与化石燃料转化成电力和热力,也可通过逆反应产生氢燃料替代化石燃料或进行能源存储,从而实现不同能源网络之间的协同优化。
随着可再生能源渗透率不断提高,季节性乃至年度调峰需求也将与日俱增,储能在未来能源系统中的作用不断显现,但是电化学储能及储热难以满足长周期、大容量储能需求。氢能可以更经济地实现电能或热能的长周期、大规模存储,可成为解决弃风、弃光、弃水问题的重要途径,保障未来高比例可再生能源体系的安全稳定运行。
氢能应用模式丰富,能够帮助工业、建筑、交通等主要终端应用领域实现低碳化,包括作为燃料电池 汽车 应用于交通运输领域,作为储能介质支持大规模可再生能源的整合和发电,应用于分布式发电或热电联产为建筑提供电和热,为工业领域直接提供清洁的能源或原料等。
日本、韩国、美国、德国和法国等国都从国家层面制定了氢能产业发展战略规划与线路,如日本的《氢能基本战略》、美国的《氢能经济路线图》、欧盟的《欧洲绿色协议》中的“绿氢战略”、韩国的《氢经济发展线路图》等,持续支持氢燃料电池的研发、推进氢燃料电池试点示范以及多领域应用,已在产业链构建、氢燃料电池 汽车 研发方面取得优势。根据国际氢能联合会发布的《氢能源未来发展趋势调研报告》预测,至2050年,氢燃料电池 汽车 将占全球机动车的20 25%,创造2.5万亿美元的市值,承担全球约18%的能源需求。
《中国制造2025》、《能源技术革命创新行动计划(2016-2030)》、《国家创新驱动发展战略纲要》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《“十三五”国家 科技 创新规划》等都将氢能与燃料电池列为重要任务,作为引领产业变革的颠覆性技术和战略性新兴产业,提出系统推进氢能 汽车 的研发、产业化和商业化。
今年以来,国家政策倾斜力度加大。6月22日,国家能源局发布了《2020年能源工作指导意见》,从改革创新和推动新技术产业化的角度推动氢能产业发展。文件指出,制定实施氢能产业发展规划,组织开展关键技术装备攻关,积极推动应用示范。
中国首部《能源法》再次征求意见。其中,氢能被列为能源范畴,是中国第一次从法律上确认了氢能属于能源。
目前,全国有20多个省份发布了氢能产业发展规划,在长三角、珠三角、京津冀等地区,氢能已形成一些小规模的示范应用。在一些地方形成了制备、储运、加注燃料电池和下游应用的完整产业链。
其中,山东省国内首个省级氢能中长期规划,山东3677战略打造氢经济带。省政府办公厅印发的《山东省氢能产业中长期发展规划(2020-2030年)》,以2019年为基准年,规划期限为2020-2030年,内容主要包括发展环境、总体要求、发展路径与空间布局、重点发展任务、保障措施和环境影响评价等6个部分。3月26日印发《济青烟国际招商产业园建设行动方案(2020-2025年)》,新能源 汽车 、氢能等字眼出现频率很高,也和山东省省级氢能规划相呼应。济南“中国氢谷”、青岛“东方氢岛”两大高地随着《方案》要拔地而起。潍坊市人民政府办公室印发了《潍坊市促进加氢站建设及运营扶持办法》。本办法适用于对在本市进行加氢站建设、加氢站加氢的企业给予补贴,即按日加氢能力和建成年限分别给予50~600万元补贴。
2019年,中国石油对外依存度首次突破70%的关口,而天然气对外依存度也高达45%。自2018年中美贸易战爆发以来,高度依赖海外油气进口所带来的能源安全隐患越来越让决策层与 社会 各界侧目。新冠疫情又进一步暴露了在紧急状态下产业链全球化的隐患和风险,致使原本已有抬头之势的逆全球化趋势进一步加深,将能源安全的地位上升到新的政治高度。
全球气候变化是21世纪人类面临的最复杂的挑战之一,减缓气候变化的措施之一是减少温室气体的人为排放。中国是仅次于美国的第二大碳排放国家,已承诺力争2030年前二氧化碳排放达到峰值2060年前实现碳中和。在碳中和的道路上,氢能是一个不可或缺的二次能源形式
尽管氢能发展前景广阔,但当前也面临着产业基础薄弱、装备和燃料成本偏高以及存在安全性争议等方面的问题。目前我国制氢技术相对成熟且具备一定产业化基础,全国化石能源制氢和工业副产氢已具相当规模,碱性电解水制氢技术成熟。但在氢气储运技术、燃料电池终端应用技术方面与国际先进水平相比仍有较大的差距。
譬如在储运方面,实现氢能规模化、低成本的储运仍然是我国乃至全球共同面临的难题。高压气氢作为目前国内外主流的氢能储运模式,还存在储氢密度仍然不够高、储运成本太高等问题。
氢气是二次能源,需要通过一定的方法利用其它能源制取,目前主要包括以下方法:
天然气中的烷烃在适当的压力和温度下,在转化炉中发生一系列化学反应生成包含一氧化碳和氢气的转化气,转化气再经过换热、冷凝等过程,使气体在自动化的控制下通过装有多种吸附剂的PSA装置后,一氧化碳、二氧化碳等杂质被吸附塔吸附,从而得到氢气。
以煤为原料制取含氢气体的方法主要有两种:一是煤的焦化,二是煤的气化。焦化是指煤在隔绝空气条件下,在90-1000 制取焦碳,副产品为焦炉煤气。焦炉煤气组成中含氢气55-60%左右。煤的气化是指煤在高温常压或加压下,与气化剂反应转化成气体产物,组成主要是氢及一氧化碳,经转化后可制得纯氢。
通常不直接用石油制氢,而用石油初步裂解后的产品,如石脑油、重油、石油焦以及炼厂干气制氢。石脑油制氢主要工艺过程有石脑油脱硫转化、CO变换、PSA,其工艺流程与天然气制氢极为相似;重油制氢是在一定压力下与水蒸气及氧气反应制得含氢气体产物;石油焦制氢与煤制氢非常相似,是在煤制氢的基础上发展起来的;炼厂干气制氢主要是轻烃水蒸气重整加上变压吸附分离法,与天然气制氢非常相似。
氯碱工业采用电解盐水的方式生产氯气和烧碱,在电解槽阳极生成氯气,阴极生成氢气,阴极附近生成烧碱,氢气进入脱氧塔脱除其中氧气,然后经过变压吸附脱除其中N2、H2、CO2、H2O等杂质,可获得高纯度氢气。
甲醇蒸汽重整制氢由于氢收率高,能量利用合理,过程控制简单,便于工业操作而更多地被采用。甲醇与水蒸气在一定的温度、压力条件下在催化剂的作用下,发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应,生成氢和二氧化碳,重整反应生成的H2和CO2,再经过变压吸附法(PSA)将H2和CO2分离,得到高纯氢气。
电解水制氢是一种较为方便的制取氢气的方法。在充满电解液的碱性电解槽(ALK)中通入直流电,水分子在电极上发生电化学反应,分解成氢气和氧气。也可使用PEM电解槽直接电解纯水产生氢气。此方式可利用光电、风电以及水电等清洁能源进行电解水制取氢气。
(1)风力发电机组的原理及特点:风力发电机组通过控制风轮转速,达成在低风速下最优能量捕捉;在高风速时,保持风轮转速和功率稳定。因此,在额定风速前(大部分工作状态),风力发电机组发岀的有功功率一直在随着风的改变而波动,表现在秒级上的发电功率波动性。另外,风力发电机组是一个电流源,也就是说风电机组每时每刻在跟随电网的50Hz交流电频率,把能量通过电流的方式输岀给电网。如果没有电网的电压维持,目前的风电机组很难独立发电。
(2)光伏发电:光伏电池将太阳能转化为电能,光伏逆变器一方面通过控制,追踪光伏电池的最佳功率点,一方面作为电流源,跟踪电网50Hz交流电频率,把能量通过电流方式输岀到电网。由于阳光在分钟级上变化不大,相对于风电,波动性较小。但是光伏发电表现出昼夜的间歇性。
光伏发电制氢主要利用光伏发电系统所发直流电直接供应制氢站制氢用电。主要有3种技术路线。
碱性电解槽制氢。 该种电解槽的结构简单,适合大规模制氢,价格较便宜,效率偏低约70%~80%,主要设备包括电源、阴阳极、横膈膜、电解液和电解槽箱体组成,电解液通常为氢氧化钠溶液,电解槽主要包括单极式和双极式。
质子交换膜电解槽(PEM Electrolyzer)制氢。 效率较碱性电解槽效率更高,主要使用了离子交换技术。电解槽主要由聚合物薄膜、阴阳两电极组成,由于较高的质子传导性,电解槽工作电流可大大提高,从而提升电解效率。
固体氧化物电解槽(Solid Oxide Electrolyzer)制氢。 可在高温下工作,部分电能可由热能替代,效率高、成本低,固体氧化物电解槽是三种电解槽中效率最高的设备,反应后的废热可与汽轮机、制冷系统进行联合循环利用,提升效率,可达到90%。
电解水制氢技术路线成熟,目前未大规模推广关键因素为电价问题,以目前工业用电用来制氢成本过高,市场竞争力较差。
甲醇制氢投资较低,适合2500Nm3以下制氢规模,按照1Nm3氢气消耗0.72千克甲醇,甲醇价格按2319元 / 吨计算,制氢成本如下表:甲醇制氢成本表
天然气制氢单位投资成本低,在1000Nm3以上经济性较好,按照1Nm3氢气消耗0.6Nm3天然气,天然气价格按1.82元/Nm3计算,制氢成本下表:
天然气制氢成本表
以1000Nm3/h 水电解制氢为例,总投资约1400万元,按照1Nm3氢气消耗5kWh 电能计算,不同电价测算制氢成本分析如下表:
光伏发电制氢成本表
由此分析,光伏发电制氢电价控制在0.3元 / 千瓦时以下时,制氢成本才具有竞争力。按照目前市场价格进行测算,以100MW光伏发电直流系统造价如下表:
光伏发电直流系统造价
以一类资源区域为例,首年光伏利用小时数为1700小 时 计 算,其他参数为 :装机容量100MW,建设期1年,资本金投资比例20%,流动资金10元 /kW,借款期限10年,还本付息方式为等额本息,长期贷款利率4.90%,折旧年限20年,残值率5%,维修费率0.5%,人员数量5,人工年平均工资7万元,福利费及其他70%,保险费率0.23%,材料费3元 /kW,其他费用10元 /kW。按照全部投资内部收益率满足8% 反算电价,并分别分析计算造价为2.3亿、2亿、1.8亿、1.6亿元时的电价。通过计算,在满足全部投资内部收益率为 8% 时,不同造价下的电价如下表:
不同造价反算电价
光伏发电制氢在资源一类区域已具备经济可行性,较天然气制氢、甲醇制氢成本较低,随着光伏发电成本的持续下降,光伏发电制氢竞争力将进一步增强。本文未考虑氢气运输成本,光伏发电直供电制氢应与需求方靠近,资源一类区域主要集中在西北区域,该区域氢气用户主要为炼化、化工企业,用气量较大,对制氢站规模要求较大。
光伏组件价格下降较快,随着价格进一步降低,部分二类资源区光伏发电制氢也将具有竞争力,该类区域相对靠近负荷中心,经济发达,氢气需求量较大。光伏发电制氢工艺简单、运维难度低,制氢规模可根据场地和需求进行模块化组合,随着燃料电池技术的进步,分布式可再生能源制氢供应燃料电池也将是未来重要发展趋势。
氢气的运输方式可根据氢气状态不同分为气态氢气(GH2)输送、液态氢气(LH2)输送和固态氢气(SH2)输送。选择何种运输方式,需基于以下四点综合考虑:运输过程的能量效率、氢的运输量、运输过程氢的损耗和运输里程。
在用量小、用户分散的情况下,气氢通常通过储氢容器装在车、船等运输工具上进行输送,用量大时一般采用管道输送。液氢运输多用车船等运输工具。
虽然氢气运输方式众多,但从发展趋势来看,我国主要以气氢拖车运输(tube trailer)、气氢管道运输(pipeline)和液氢罐车运输(liquid truck)三种运氢方式为主。
长管拖车是国内最普遍的运氢方式。这种方法在技术上已经相当成熟。但由于氢气密度很小,而储氢容器自重大,所运输氢气的重量只占总运输重量的1~2%。因此长管拖车运氢只适用于运输距离较近(运输半径200公里)和输送量较低的场景。
其工作流程如下:将净化后的产品氢气经过压缩机压缩至20MPa,通过装气柱装入长管拖车,运输至目的地后,装有氢气的管束与车头分离,经由卸气柱和调压站,将管束内的氢气卸入加氢站的高压、中压、低压储氢罐中分级储存。
该方法的运输效率较低。国内标准规定长管拖车气瓶公称工作压力为10-30MPa,运输氢气的气瓶多为20MPa。
以上海南亮公司生产的TT11-2140-H2-20-I型集装管束箱为例,其工作压力为20MPa,每次可充装体积为4164Nm3、质量为347kg的氢气,装载后总质量33168kg,运输效率1.05%。国内生产长管拖车的主要厂商有中集安瑞科、鲁西化工、上海南亮、浦江气体、山东滨华氢能源等。
长管拖车运氢成本测算
为测算长管拖车运氢的成本,我们的基本假设如下:
(1)加氢站规模为500kg/天,距离氢源点100km;
(2)长管拖车满载氢气质量350kg,管束中氢气残余率20%,每日工作时间15h;
(3)拖车平均时速50km/h,百公里耗油量25升,柴油价格7元/升;
(4)动力车头价格40万元/台,以10年进行折旧;管束价格120万元/台,以20年进行折旧,折旧方式均为直线法;
(5)拖车充卸氢气时长5h;
(6)氢气压缩过程耗电1kwh/kg,电价0.6元/kwh;
(7)每台拖车配备两名司机,灌装、卸气各配备一名操作人员,工资10万元/人·年;
(8)车辆保险费用1万元/年,保养费用0.3元/km,过路费0.6元/km;根据以上假设,可测算出规模为500kg/d、距离氢源点100km的加氢站,运氢成本为8.66元/kg。
测算过程如下表:
运输成本随距离增加大幅上升。当运输距离为50km时,氢气的运输成本5.43元/kg,随着运输距离的增加,长管拖车运输成本逐渐上升。
距离500km时运输成本达到20.18元/kg。
考虑到经济性问题,长管拖车运氢一般适用于200km内的短距离运输。
提高管束工作压力可降低运氢成本
由于国内标准约束,长管拖车的最高工作压力限制在20MPa,而国际上已经推出50MPa的氢气长管拖车。
若国内放宽对储运压力的标准,相同容积的管束可以容纳更多氢气,从而降低运输成本。
当运输距离为100km时,工作压力分别为20MPa、50MPa的长管拖车运输成本为8.66元/kg、5.60元/kg,后者约为前者的64.67%。
具有发展潜力的低成本运氢方式,但我国氢气管网发展不足,建设需提速。
低压管道运氢适合大规模、长距离的运氢方式。由于氢气需在低压状态(工作压力1~4MPa)下运输,因此相比高压运氢能耗更低,但管道建设的初始投资较大。
我国布局氢气管网布局有较大提升空间。美国和欧洲是世界上最早发展氢气管网的地区,已有70年 历史 。
根据PNNL在2016年的统计数据,全球共有4542公里的氢气管道,其中美国有2608公里的输氢管道,欧洲有1598公里的输氢管道,而中国仅有100公里。
随着氢能产业的快速发展,日益增加的氢气需求量将推动我国氢气管网建设。
氢气管道造价高、投资大,天然气管道运氢可降低成本
天然气管道是世界上规模最大的管道,占世界管道总长度的一半以上,相比之下氢气管道数量很少。据IEA报告,目前世界上有300万公里的天然气管道,氢气管道仅有5000公里,现有的氢气管道均由制氢企业运营,用于向化工和炼油设备运送成品氢气。
由于管材易发生氢脆现象(即金属与氢气反应而引起韧性下降),从而造成氢气逃逸,因此需选用含炭量低的材料作为运氢管道。美国氢气管道的造价为31~94万美元/km,而天然气管道的造价仅为12.5~50万美元/km,氢气管道的造价是天然气管道造价的两倍以上。
虽然氢气在管道中的流速是天然气的2.8倍,但由于氢气的体积能量密度小,同体积氢气的能量密度仅为天然气的三分之一,因此用同一管道输送相同能量的氢气和天然气,用于押送氢气的泵站压缩机功率高于压送天然气的压缩机功率,导致氢气的输送成本偏高。
氢气输运网络基础设施建设需要巨大的资本投入和较长的建设周期,管道的建设还涉及占地拆建问题,这些因素都阻碍了氢气管道的建设。
研究表明,含20%体积比氢气的天然气-氢气混合燃料可以直接使用目前的天然气输运管道,无需任何改造。
在天然气管网中掺混不超过20%的氢气,运输结束后对混合气体进行氢气提纯,这样既可以充分利用现有管道设施,出于经济性考虑,也能降低氢气的运送成本。
目前国外已有部分国家采用了这种方法。
为测算管道运氢的成本,我们参考济源-洛阳氢气管道的基本参数,做出如下假设:
(1)管道长度25km,总投资额1.46亿元,则单位长度投资额584万元/km;(10)年输氢能力为10.04万吨,运输过程中氢气损耗率8%;
(2)管线配气站的直接与间接维护费用以投资额的15%计算;
(3)氢气压缩过程耗电1kwh/kg,电价0.6元/kwh;
(4)管道寿命20年,以直线法进行折旧。
根据以上假设,可测算出长度25m、年输送能力10.04万吨的氢气管道,运氢价格为0.86元/kg。
当输送距离为100km时,运氢成本为1.20元/kg,仅为同等距离下气氢拖车成本的1/5,通过管道运输氢气是一种降低成本的可靠方法。
适合长距离运输,国内外应用差距明显,但液氢运输相比气氢效率更高,国内应用程度有限。
液氢罐车运输系统由动力车头、整车拖盘和液氢储罐3部分组成。
由于液氢的运输温度需保持在-253 以下,与外部环境温差较大,为保证液氢储存的密封和隔热性能,对液氢储罐的材料和工艺有很高的要求,使其初始投资成本较高。
液氢罐车运输是将将氢气深度冷冻至21K液化,再将液氢装在压力通常为0.6兆帕的圆筒形专用低温绝热槽罐内进行运输的方法。
由于液氢的体积能量密度达到8.5MJ/L,液氢槽罐车的容量大约为65m3,每次可净运输约4000kg氢气,是气氢拖车单车运量的10倍多,大大提高了运输效率,适合大批量、远距离运输。
但缺点是制取液氢的能耗较大(液化相同热值的氢气耗电量是压缩氢气的11倍以上),并且液氢储存、输送过程均有一定的蒸发损耗。
在国外尤其是欧、美、日等国家,液氢技术发展已经相对较为成熟,液氢在储运等环节已进入规模化应用阶段,某些地区液氢槽车运输超过了气氢运输规模。
而国内目前仅用于航天及军事领域,这是由于液氢生产、运输、储存装置等标准均为军用标准,无民用标准,极大地限制了液氢罐车在民用领域的应用。
国内相关企业已着手研发相应的液氢储罐、液氢槽车,如中集圣达因、富瑞氢能等公司已开发出国产液氢储运产品。
2019年6月26日,全国氢能标准化技术委员会发布关于对《氢能 汽车 用燃料液氢》、《液氢生产系统技术规范》和《液氢贮存和运输安全技术要求》三项国家标准征求意见的函。
液氢相关标准和政策规范形成后,储氢密度和传输效率都更高的低温液态储氢将是未来重要的发展方向。
为测算液氢槽车运输的成本,我们的基本假设如下:
(1)加氢站规模为500kg/天,距离氢源点100km;
(2)槽车装载量为15000加仑(约68m3,即4000kg),每日工作时间15h;
(3)槽车平均时速50km/h,百公里耗油量25升,柴油价格7元/升;
(4)液氢槽车价格约为50万美元/辆,以10年进行折旧,折旧方式为直线法;
(5)槽车充卸液氢时长6.5h;
(6)氢气压缩过程耗电11kwh/kg,电价0.6元/kwh;
(7)每台拖车配备两名司机,灌装、卸载各配备一名操作人员,工资10万元/人·年;
(8)车辆保险费用1万元/年,保养费用0.3元/km,过路费0.6元/km。根据以上假设,可测算出规模为500kg/d、距离氢源点100km的加氢站,运氢成本为13.57元/kg。
测算过程如下表:
液氢罐车成本变动对距离不敏感。当加氢站距离氢源点50~500km时,液氢槽车的运输价格在13.51~14.01元/kg范围内小幅提升。虽然运输成本随着距离增加而提高,但提高的幅度并不大。这是因为成本中占比最大的一项——液化过程中消耗的电费(约占60%左右)仅与载氢量有关,与距离无关。而与距离呈正相关的油费、路费等占比并不大,液氢罐车在长距离运输下更具成本优势。
第四章 加氢站建设
1.投资估算
加氢站投资主要包含设备投资、土建工程投资以及设计、监理、审批等费用。
项目投资估算表如下:
序号 名 称 费用(万元) 备注
1 工艺设备 222.00
1.1 增压系统 160.00
1.2 加注系统 56.00
1.3 卸车系统 6.00
2 现场管道、仪表电缆等 12.00
3 PLC柜、火焰探头、氢气泄漏探头、视频监控等 28.00
4 设备安装及调试 40.00 含辅材
5 土建工程 80.00
6 设计、监理、审批等费用 45.00
7 合计 424.00
2.运营成本估算
加氢站建成后,运营成本包括土地租金、设备折旧、运营维护成本、人员工资等。
项目总投资为424万元,固定资产采用直线法综合折旧,不计残值,按照10年折旧摊销,每年42.4万元。
每年运维成本包括设备维护费、管理费及人工成本费、电费和水费等,其中设备维护费用约55万元,管理费及人工(4名工人)成本费15万元,电费及水费30万元,每年运维成本费用为100万元。
本项目单站占地面积约2亩,参照目前服务区征地费用,土地租金暂按每年每亩10万元计取,单站每年土地租金为20万元。
3.效益测算
加氢站对外销售价格为35元/kg,进销价差一般为20元/kg。
本次加氢站项目设计日加氢能力:500kg/d,加注压力:35MPa;按照其70%加注负荷计算,日加注350kg,年可实现加注量120000kg。
按照价差收入,年毛利润额估算为252万元。
经济效益情况分析:
序号 名称 单位 金额(万元) 备注
1 价差收入(毛利润) 万元 240.00
2 土地租金 万元 20.00
3 年运行成本 万元 100.00
4 折旧及摊销 万元 42.4 按10年折旧
5 年税前利润 万元 97.6
5 税金及附加 万元 24.4
6 年利润 万元 73.2
静态投资回收期为:424万元/73.2万元 5.79年。
但是当前投运氢燃料车辆较少,但氢能源在政策利好下不断发展中,当前预测存在较大的困难和不可预见性,测算中取设计负荷的70%进行的估算。
山东省下发国内首个省级氢能中长期规划,山东3677战略打造鲁氢经济带,济南“中国氢谷”、青岛“东方氢岛”两大高地随着《方案》要拔地而起,具有广阔的发展前景和潜力,在当前国家碳达峰、碳中和战略背景下,氢能必将迎来大发展阶段。
2022年2月7日,远景动力电池制造基地二期项目在江苏无锡开工。无锡市委书记杜小刚,市委常委、江阴市委书记许峰,远景科技集团CEO张雷等一行出席了开工仪式。
据悉,远景动力电池制造基地二期项目将生产最新一代高品质动力电池产品,规划产能超15GWh,于2023年建成投产。
张雷在现场致辞中表示:“远景动力电池制造基地二期项目意义非凡。这里生产的产品会销往全球,满足包括德国、英国、法国、日本等国头部汽车主机厂商的动力电池需求。同时将成为远景最先进的标杆工厂,向全球复制。二期项目既承载着远景进一步全球化发展的希望,也是基础。”
(无锡远景动力电池制造基地二期项目效果图)
作为最国际化的电池科技领军企业之一,远景动力已在中国、日本、美国、法国、英国布局了7大生产基地和多个研发与工程中心, 预计到2025年全球产能超过200GWh。2021年6月,远景成为雷诺全面电动化战略伙伴,同时在杜埃建设法国第一座数字化、绿色的动力电池超级工厂。同年7月,远景和日产深化战略合作,在英国创建世界首个集汽车生产、电池制造、智能电网、可再生能源电力系统的零碳新工业区。
远景动力电池制造基地位于无锡“远景绿色科技产业园”内,一期项目已于2021年实现量产。电池制造基地连同远景智能风机制造中心等新能源产业布局,形成了“能源+交通”两大千亿级绿色科技产业链,协同引领零碳新工业革命。
除无锡外,远景还正在全球首个零碳产业园“远景鄂尔多斯零碳产业园”内建设20GWh的储能及动力电池产能以及产业链生态项目,每年将为超过3万台电动重卡提供动力电池,并提供超10GWh的储能电池产品。远景鄂尔多斯零碳产业园集成了可再生能源、动力电池与储能、电动重卡、电池材料等上下游业链,依托覆盖风电、光伏、储能、氢能、碳管理、电力交易等领域的系统解决方案,实现产业园区的零碳闭环。
关于远景动力
远景动力(Envision AESC)隶属于远景科技集团(Envision Group)。远景科技集团是全球领先绿色科技公司,旗下拥有智能风电和智慧储能系统技术公司远景能源、智能电池企业远景动力、开发全球领先智能物联操作系统的远景智能、管理远景-红杉百亿碳中和基金的远景资本,以及远景电动方程式车队,并在美国、欧洲和亚洲等地设立多个全球创新研发中心。2021年,远景荣登《财富》杂志“改变世界的公司”全球榜单第二位。2019年,远景荣登权威机构《麻省理工科技评论》“全球50家最聪明公司”榜单前十。
远景动力是全球领先的智能电池科技公司,致力于动力电池系统、储能电池系统的研发、设计、制造及销售,在日本、美国、英国、中国及法国设有7大生产基地,拥有来自海内外2500名优秀员工。在过去15年,远景动力已经为44个国家的60多万辆电动汽车提供电池产品,迄今为止从未发生任何一起重大事故。2021年6月,远景动力再次被英国知名锂离子电池供应链研究机构Benchmark评为“全球一级电池制造商”。
远景动力始终以科技创新为驱动,以高品质为核心,大力投入新一代产品开发,携手战略伙伴,持续提升产品、工艺、质量、制造、商业模式等领域的领先优势,以最高效率为客户提供高性能、高安全、高性价比的卓越产品。远景动力还将充分利用远景科技集团在可再生能源、储能、智能物联、数字化、碳管理等领先技术,助力全球零碳转型。
行业主要上市公司:目前国内新能源行业的上市公司主要有隆基绿能(601012)、晶澳科技(002459)、金风科技(002202)、三峡能源(600905)、晶科科技(601778)、长江电力(600900)和中国中车(601766)等。
本文核心内容:新能源行业市场规模、新能源行业发展现状、新能源行业竞争格局、新能源行业发展前景及趋势。
行业概况
1、定义
新能源又称非常规能源,一般指在新技术基础上,可系统地开发利用的可再生能源,包含了传统能源之外的各种能源形式。一般地说,常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源,而新能源则通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。新能源主要包括水能、太阳能、风能、生物质能、地热能等。
根据国家统计局制定的《国民经济行业分类(GB/T
4754-2017)》,新能源行业被归入电力、热力生产和供应业(国统局代码D44)中的电力生产(D441),包含的统计4级代码有D4413(水力发电)、D4415(风力发电)、D4416(太阳能发电)、D4417(生物质能发电)、D4418(其他电力生产)。
2、产业链剖析
新能源行业上游产业主要包括太阳能、光伏、水能和风能等新能源及可再生能源发电设备制造商,以及太阳能、光伏、水能和风能等新能源及可再生能源的组件及零部件制造商。其中:新能源发电设备制造主要包括太阳能发电设备和风力发电机组、可再生能源发电设备等,目前这一领域领先的上市企业有特变电工(600089)、迈为股份(300751)和中国中车(601766)等组件及零部件制造主要包括电力和光伏组件、太阳电池芯片、太阳电池组件、太阳能供电电源、光伏设备及元器件制造等。目前这一领域领先的上市企业有晶澳科技(002459)、天合光能(688599)和通威股份(600438)等。
新能源行业中游作为整条产业链的重要环节,主要包含氢能、光伏发电、风电和水电等能源供应商该领域目前的代表上市企业有隆基绿能(601012)、金风科技(002202)、三峡能源(600905)和长江电力(600900)等
新能源行业的下游产业主要包括新能源汽车、加氢站、充电桩和输变电等公共及个人应用领域。目前在新能源汽车行业,主要上市公司有比亚迪(002594)、上汽集团(600104)、广汽集团(601238)、东风汽车(600006)和北汽蓝谷(600773)等加氢站行业上市公司主要有蓝科高新(601798)、上海电气(601727)和美锦能源(000723)等电动汽车充电桩行业主要上市公司有特锐德(300001)、国电南瑞(600406)和万马股份(002276)等输变电行业上市公司主要有长缆科技(002897)、金杯电工(002553)和平高电气(600312)等。
行业发展历程:行业处在突飞猛进阶段
新能源行业在促进社会经济可持续发展方面发挥了重要作用,根据我国“十五”规划至“十四五”规划期间,国家对新能源行业的支持政策经历了从“加快技术进步和机制创新”到“因地制宜,多元发展”再到“加快壮大新能源产业成为新的发展方向”的变化。
“十五”计划(2001-2005年)时期,国家层面提出加快技术进步和机制创新,推动新能源和可再生能源产业迅速发展从“十一五”规划(2006-2010年)开始,规划提出按照“因地制宜,多元发展”的原则,在继续加快小型水电和农网建设的同时,大力发展适宜村镇、农户使用的风电、生物质能、太阳能等可再生能源“十二五”(2011-2015年)时期,国家层面提出以风能、太阳能、生物质能利用为重点,大力发展可再生能源至“十三五”期间(2016-2020年),合理把握新能源发展节奏,着力消化存量,优化发展增量,新建大型基地或项目应提前落实市场空间到“十四五”时期,根据《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》,国家在新能源的开发利用模式、加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统、完善新能源项目建设管理、保障新能源发展用地用海需求和财政金融手段支持新能源发展等方面,对我国新能源行业的发展做出了全面指引。
行业政策背景:政策加持,行业发展迅速
近年来,国务院、国家发改委、国家能源局等多部门都陆续印发了支持、规范新能源行业的发展政策,内容涉及新能源行业的发展技术路线、产地建设规范、安全运行规范、能源发展机制和标杆上网电价等内容,2014-2022年6月,我国新能源行业重点政策及政策解读汇总如下:
注:查询时间截至2022年6月20日,下同。
行业发展现状
1、新能源发电装机容量逐年上升
2017-2021年新能源发电装机容量呈逐年上升趋势。2021年,我国新能源发电装机容量达到11.2亿千瓦,占总发电装机容量的47.10%。其中,水电装机3.91亿千瓦(其中抽水蓄能0.36亿千瓦)、风电装机3.28亿千瓦、光伏发电装机3.06亿千瓦、核能发电装机0.55亿千瓦、生物质发电装机0.38亿千瓦。
2、新能源发电量稳步增长
2017-2021年新能源发电量稳步增长,2021年,全国新能源发电量达2.89万亿千瓦时,较2020年增长11.63%,其中,水电13401亿千瓦时,同比下降1.1%风电6526亿千瓦时,同比增长40.5%光伏发电3259亿千瓦时,同比增长25.1%生物质发电1637亿千瓦时,同比增长23.6%。
3、新能源消费量分析
根据《bp世界能源统计年鉴》(2021)数据显示,2016-2020年,中国新能源消费量呈逐年上升的趋势,从2016年的16.2艾焦增长到2020年的23.18艾焦,复合年增长率达到9.37%。前瞻根据中国新能源行业发展态势初步核算得到,2021年中国新能源行业消费量约为25艾焦。
4、新能源行业消纳情况分析
2022年1月,全国新能源消纳监测预警中心发布2021年12月全国新能源并网消纳情况,其中风电利用率达到100%的省市有北京、天津、上海、江苏、浙江、安徽、福建、湖北、重庆、四川、西藏、广东、广西和海南光伏利用率达到100%的省市有北京、上海、江苏、浙江、安徽、福建、湖北、重庆、四川、广东、广西、海南、江西和湖南。
5、新能源发电占总发电比重逐年递增
根据中国电力企业联合会公布的数据显示,2017-2020年中国新能源发电占总发电比重呈逐年上升的趋势。2020年,中国新能源发电占总发电比重为34.9%,比2017年增长了5.3个百分点2021年,中国新能源发电占总发电比重达到35.6%,同比提高0.7个百分点。
行业竞争格局
因目前新能源行业可量化指标较多,故行业竞争格局中的区域竞争部分仅以:各省份可再生能源电力消纳占全社会用电量的比重进行比较企业竞争格局以:2021年各光伏企业光伏组件出货量2021年各风力发电企业新增装机容量和累计装机容量进行对比2020年各水力发电企业水电装机总量及水电发电量进行对比。
1、区域竞争:青海、四川和云南位列新能源行业第一竞争梯队
根据2021年6月国家能源局发布的《2020年度全国可再生能源电力发展监测评价报告》,30个省(区、市)中,可再生能源电力消纳占全社会用电量的比重超过80%以上的3个,分别为青海、四川和云南40-80%的6个,分别为甘肃、重庆、湖南、广西、湖北和贵州20-40%的10个,分别为上海、广东、吉林、宁夏、江西、陕西、黑龙江、新疆、河南和内蒙古小于20%的11个,分别为浙江、福建、山西、安徽、辽宁、江苏、北京、海南、天津、河北和山东。
注:截至2022年6月22日,国家能源局尚未发布2021年全国可再生能源电力发展监测评价报告。
2、企业竞争格局分析
(1)光伏行业竞争格局
根据PV-Tech发布的《2021年全球组件供应商top10》,以光伏组件出货量来看,2021年光伏组件出货量前十名厂商中,中国企业包揽八席,隆基绿能、天合光能、晶澳科技依次位居2021年组件出货量全球排名前三,光伏组件出货量分别为38.52GW、24.80GW和24.069GW。据PV-Tech介绍,2021年全球光伏行业实现跨越式发展,光伏行业整体产能和出货量均超过190GW前十大组件供应商出货量超过160吉瓦,市场份额超过90%。
(2)风力发电行业竞争格局
中国可再生能源学会风能专业委员会发布的《2021年中国风电吊装容量统计简报》数据显示,新增装机容量方面,2021年中国风电市场有新增装机的整机制造企业共17家,新增装机容量5592万千瓦,排名前5家市场份额合计为69.3%,排名前10家市场份额合计为95.1%累计装机容量方面,2021年前5家整机制造企业累计装机市场份额合计达为57.3%,前10家整机制造企业累计装机市场份额合计达到81.8%其中,金风科技累计装机容量超过8000万千瓦,占国内市场的23.4%远景能源和明阳智能累计装机容量均超过3000万千瓦,占比分别为11.1%和9.6%。
(3)水力发电行业竞争格局
因存在严格的行政准入门槛、资金门槛和技术门槛等,目前,我国水电行业运营企业的数量不多,主要大型集团包括:长江电力、华能集团、华电集团、大唐集团、国家电投和国家能源等。根据企业的公开数据以及国家统计局数据计算,2020年按在水电装机总容量分析,长江电力的市场份额达12.32%,其余五大集团的市占率均在5-7.5%之间。按照水电发电量分析,长江电力的市场份额达16.75%,其余五大集团的市占率均在5.5-8.5%之间。
注:截至2022年6月22日,除大唐集团外的其他五大能源集团均为公布2021年社会责任报告,故此处仅以2020年数据为例,对我国水电行业市场竞争格局进行分析。
行业发展前景及趋势预测
1、“十四五”时期保障新能源发展用地用海需求,财政金融手段支持新能源发展
近年来,我国以风电、光伏发电为代表的新能源发展成效显著,装机规模稳居全球首位,发电量占比稳步提升,成本快速下降,已基本进入平价无补贴发展的新阶段。同时,新能源开发利用仍存在电力系统对大规模高比例新能源接网和消纳的适应性不足、土地资源约束明显等制约因素。2022年5月14日,国家发展改革委、国家能源局发布《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》(以下简称“《实施方案》”)《实施方案》在新能源的开发利用模式、加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统、完善新能源项目建设管理、保障新能源发展用地用海需求和财政金融手段支持新能源发展等方面做出了全面指引:
《实施方案》坚持统筹新能源开发和利用,坚持分布式和集中式并举,突出模式和制度创新,在四个方面提出了新能源开发利用的举措,推动全民参与和共享发展:
传统电力系统是以化石能源为主来打造规划设计理念和调度运行规则等。实现碳达峰碳中和,必须加快构建新型电力系统,适应新能源比例持续提高的要求,在规划理念革新、硬件设施配置、运行方式变革、体制机制创新上做系统性安排:
鉴于新能源项目点多面广、单体规模小、建设周期短等,《实施方案》立足新能源项目建设的规模化、市场化发展需求,继续深化“放管服”改革,重点在简化管理程序、提升服务水平上:
经过多年发展,我国已经形成了较为完善并具有一定优势的新能源产业链体系。新形势下,我国新能源产业必须强化创新驱动,统筹发展与安全,促进形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。为此,《实施方案》从提升技术创新能力、保障产业链供应链安全、提高国际化水平等方面支持引导新能源产业健康有序发展:
与传统能源相比,新能源能量密度较低,占地面积大。随着新能源规模快速扩大,土地资源已经成为影响新能源发展的重要因素。《实施方案》进一步强化新能源发展用地用海保障,通过明确用地管理政策、规范税费征收、提高空间资源利用率、推广生态修复类新能源项目等措施,推动解决制约新能源行业发展的用地困境:
“十四五”风光等主要新能源已实现平价无补贴上网,财政政策支持的方向和模式需要与时俱进,金融支持政策力度需要加大,进一步发挥财政、金融政策的作用。《实施方案》提出三方面政策举措:
2、“十四五”新能源行业发展趋势:基础设施建设能力显著提高,向国际一流水平迈进
作为绿色低碳能源,新能源是我国多轮驱动能源供应体系的重要组成部分,对于改善能源结构、保护生态环境、应对气候变化、实现经济社会可持续发展具有重要意义。
“十四五”期间,新能源发电新增装机容量将成为我国发电新增装机容量增量的主体新能源为主体的新型电力系统加快形成并且新型储能进入规模化发展阶段:
国家能源局新能源和可再生能源司司长李创军表示,在“十三五”的基础上,“十四五”期间可再生能源年均装机规模还将有大幅度的提升,到“十四五”末可再生能源的发电装机占我国电力总装机的比例将超过50%,据此,前瞻初步预测至2025年末,我国新能源装机容量可达到17亿千瓦,至2027年末,我国新能源装机容量或将达到21亿千瓦。
随着新能源装机量的稳步增长,预计至2027年我国光伏、风能、水能、火电等新能源发电量也将随之进一步高增,前瞻根据近年来我国新能源发电量以及新能源行业发展趋势初步预测至2025年末,我国新能源发电量可达到4.28万亿千瓦时,至2027年末,新能源发电量或将突破5.20万亿千瓦时。
更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国新能源行业发展前景与投资战略规划分析报告》。
一是建设世界级盐湖产业基地。率先实现盐湖提锂排放母液镁、锂综合回收利用,成功突破高纯氯化锂制备过程除硼关键技术,建成3000吨/年碱式碳酸镁示范线,率先实现国内IBC电池工业化量产。
二是打造国家清洁能源产业高地。继续扩大海南、海西两个千万千瓦级可再生能源基地规模,开工建设1090万千瓦国家大型风电光伏基地,玛尔挡水电站重整复工,储能先行示范区行动方案获批,“清洁能源+储能”项目加快布局,清洁能源装机占比达91%,外送电量增长10%。
三是打造国际生态旅游目的地。策划推出近200条 精品旅游线路,新增4A级旅游景区3家,长城国家文化公园、喇家国家考古遗址公园建设积极推进,旅游收入增长15%。
四是打造绿色有机农畜产品输出地。完成化肥农药减量增效300万亩,农作物绿色防控覆盖率达到45%,建立油菜新品种有机种植基地1.6万亩,370余万头(只)牦牛藏羊实现可追溯,认证绿色食品、有机农产品和地理标志农产品925个。
《中华人民共和国城乡规划法》第三条 城市和镇应当依照本法制定城市规划和镇规划。城市、镇规划区内的建设活动应当符合规划要求。县级以上地方人民政府根据本地农村经济社会发展水平,按照因地制宜、切实可行的原则,确定应当制定乡规划、村庄规划的区域。在确定区域内的乡、村庄,应当依照本法制定规划,规划区内的乡、村庄建设应当符合规划要求。县级以上地方人民政府鼓励、指导前款规定以外的区域的乡、村庄制定和实施乡规划、村庄规划。
第四条 制定和实施城乡规划,应当遵循城乡统筹、合理布局、节约土地、集约发展和先规划后建设的原则,改善生态环境,促进资源、能源节约和综合利用,保护耕地等自然资源和历史文化遗产,保持地方特色、民族特色和传统风貌,防止污染和其他公害,并符合区域人口发展、国防建设、防灾减灾和公共卫生、公共安全的需要。在规划区内进行建设活动,应当遵守土地管理、自然资源和环境保护等法律、法规的规定。县级以上地方人民政府应当根据当地经济社会发展的实际,在城市总体规划、镇总体规划中合理确定城市、镇的发展规模、步骤和建设标准。