学术交流主持人串词

中国可再生能源学会于1980年7月加入国际太阳能学会，2000年加入国际氢能协会，2002年加入世界风能协会。

中国可再生能源学会自1979年9月6日召开第一次全国会员代表大会并选举成立第一届全国理事会以来，至今已召开七次全国会员代表大会和产生七届全国理事会。理事长：石定寰；名誉理事长：黄孟复 毛如柏；副理事长：孔力 毛宗强 张剑 赵玉文 贺德馨 韩建功 李俊峰 朱俊生 黄鸣 王孟杰秘书长：孟宪淦；常务理事：33人；理事：109人。

新能源是指传统能源之外的各种能源形式。我整理了浅谈新能源技术论文，欢迎阅读!

论新能源发电技术

摘要：本文从全球能源的现状，介绍了中国能源发电技术的应用情况，发现中国新能源发电对现代化建设具有重要战略意义。进一步介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统两种新能源发电技术。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，也是近期发展的重点。燃料电池是一种将化学能直接转换成电能的装置，它能量转化效率高，几乎不排放氮的氧化物和硫的氧化物。

关键词：新能源风能燃料电池发电技术

中图分类号： F206 文献标识码： A

能源紧缺已成为制约各国经济发展的瓶颈，如何开发先进安全的新能源使用技术、如何提高能源利用率也随之成为世界各国关心的课题。欧盟就首先提出了20-20-20计划：到2020 年，可再生能源占欧盟总能源消耗的20%。2007年12月，美国前总统布什也签署了《能源独立和安全法案》(EISA)，从而大力推动新能源的使用和节能计划。另外，从环境的角度来看，为了保护人们赖以生存的地球，开发新能源也是必由之路。

一、我国能源和发电技术的现状

2011年，我国新能源发电继续保持快速发展态势，并网装机容量持续增长，发电量不断增加。截至2011年底，我国新能源安装容量达到7000万kW，居世界首位，并网新能源装机容量达到5409万kW，同比增长47.4%，约占全部发电装机容量的5.1%。其中，风电并网容量约占并网新能源装机总量的85.5%并网太阳能光伏装机容量约占并网新能源装机总量的4.4%生物质及其他新能源发电装机容量约占并网新能源装机总量的10.1%。

2011年，我国新能源发电量约为1016亿kW?h，同比增长29.9%，约占全部发电量的2.2%。其中，风电发电量约占新能源发电总量的72.0%太阳能光伏发电约占0.9%生物质及其他新能源发电约占27.1%。2011年我国新能源发电量按发电煤耗320g/(kW?h)计算，相当于节约3241万tce，减排二氧化碳9030万t。

电能是国民生活和生产的根基，无论是从能源角度，还是电力系统自身方面来看，研究新能源发电技术对于我国的现代化建设和人民生活都具有相当大的现实意义和战略意义。

二、风力发电技术

风能资源主要包括陆地资源与近海离岸资源两部分。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，也是目前新能源发展的重点方向。

1.发展现状

近年来，我国风力发电产业取得了长足发展，这与我国的风能资源丰富密不可分。据有关资料显示，陆地上离地面10米高度处，我国风能资源理论储量约为43亿千瓦，技术可开发量约为3亿千瓦，离地面50米，估计可能增大一倍近海资源10米高经济可开发量约7.5亿千瓦，50米高约15亿千瓦。从我国联网风电场总装机量来说，到2006 年底，我国已建成约91个风电场，装机总容量达到约260万千瓦，比2005年新增装机134万千瓦，增长率为105%。根据国家中长期规划，2015年风能发电要达到1500万千瓦，2020年要达到3000万千瓦。但是，与风电发达国家相比，我国的发展规模还很小，发展速度也较缓慢。制约我国风电发展的重要因素包括技术和制度两个方面。技术方面，风电机组的制造水平较低，风电机组性能测试设备和技术也相对落后，并缺少相应的认证机构制度方面，风电场的运行维护水平和制度与国外风电场及国内火电生产相比有明显差距，缺乏对运行过程中出现的问题和故障的详细记录、分析。

2.对电力系统的影响

风力发电机是以风作为原动力，风的随机波动性和间歇性决定了风力发电机的电能输出也是波动和间歇的。所以，风电场的大规模接入将会带来波动功率，从而加重电网负担，影响电网供电质量和电网稳定性等。

(1)对电能质量的影响。空气气流运动导致的风速波动周期一般为几秒到几分钟，这种短周期的风速波动以及风电机组本身的运行特性可能影响电网的电能质量。首先会对频率产生影响：风力发电有功功率波动引起电磁功率的波动，由于发电机组转子惯性，调节系统很难跟上电磁功率的瞬时变化，造成功率不平衡，使发电机转速变化，系统频率也将改变。此外，风电还会对电压产生影响：并网风电机组输出功率的波动导致电压的波动，而其输出功率的频率范围正处于电压闪变的范围之内(25Hz)，因此又会造成电压闪变，最后会产生谐波电压和谐波电流。

(2)对电网稳定性的影响。对较为薄弱的电网，风电功率波动将导致瞬间电压跌落以及风力发电机的频繁掉线。在故障清除之后，发电机的磁化和转差率的增加会消耗大量无功，导致电网电压恢复困难。

(3)对调频调峰能力的影响。气流长时间、季节性运动导致的风速波动周期一般为数小时，甚至数天、数月，这种长周期的风速波动会增加现有电网调频调峰的负担。负荷曲线的低谷期常常对应了风电出力的高峰期，风电场的并网发电使电网的等效负荷峰谷差增大，大大增加了电网调频调峰负担。

三、太阳能光伏电池发电技术

1. 1 太阳能光伏电池

太阳能光伏电池发电也简称为太阳能光伏发电，被认为是未来世界上发展最快和最有前途的一种可再生新能源技术。太阳能光伏电池的基本原理是利用半导体的“光生伏打效应”( 光伏效应) 将太阳的光能直接转换成电能。能利用光伏效应产生电能的物质，称为光伏材料。利用光伏效应将太阳能直接转换成电能的器件叫太阳能光伏电池或光伏电池。光伏电池是太阳能光伏发电的核心组件。

1839 年，法国物理学家贝克勒尔 ( Edmond Bec-qurel) 发现: 将两片金属浸入电解液中所构成的伏打电池，当接收到太阳光照射时电压升高，他在所发表的论文中把这种现象称为“光生伏打效应( PhotovohaicEffect) ”。“光生伏打效应”是不均匀半导体或半导体与金属混合材料在光照作用下，其内部可以传导电流的载流子分布状态和浓度发生变化，因而在不同部位之间产生电位差的现象。1941 年，奥尔在硅材料上发现了光伏效应，从而奠定了半导体硅在太阳能光伏发电中广泛应用的基础。1954 年，美国贝尔实验室的科学家恰宾( Darryl Chapin) 和皮尔松( Gerald Pearson) 研制成功世界上第一个实用的单晶硅光伏电池。同年，韦克尔发现砷化镓具有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成世界上第一块薄膜光伏电池。我国2010 年 12 月投入运行的大丰 20 MW 光伏电站，是目前全国最大的薄膜光伏电站，年发电量2 300 万 kW·h。

太阳能光伏电池的工作原理如图 1 所示。

在半导体中掺加杂质制成 PN 结，以形成在平衡状态时具有的内建电场，在该内建电场的作用下分离由外界激发而生成的过剩载流子，从而形成外部电压。在光照条件下，半导体中的电子吸收光子能量从价带跃入导带，形成电子———空穴对，成为载流子。生成载流子所需要的最低能量是半导体的禁带宽度 Eg，使用禁带宽度较小的材料制作的太阳能电池可以形成较大的电流。

基于单晶硅的第一代光伏电池是目前太阳能光伏电池市场的主流，其光电转换率已达 24. 7%基于薄膜技术的第二代光伏电池的光电转换效率已达到16. 5% ～ 18. 8% 。由于薄膜光伏电池大大减少了半导体材料的消耗，因此具有很好的发展前景。应该指出，光伏电池在光电转换过程中，光伏材料既不发生任何化学变化，也不产生任何机械磨损，因此太阳能光伏电池是一种无噪音、无气味、无污染的理想清洁能源。2006 年，我国太阳能电池生产总量首次达到400 MW，从而超过美国成为全球第三大生产国，也是世界上发展最快的国家。

1. 2 太阳能光伏电站

太阳能光伏电站是将若干个光伏转换器件即光伏电池封装成光伏电池组件，再根据需要将若干个组件组合成一定功率的光伏阵列，并与储能、测量、控制装置相配套，构成太阳能光伏电站。

太阳能光伏电池具有很大的灵活性，不仅可以用其建设零星规格的电站，而且可以组成应用于小型、分散电力用户的太阳能光伏发电系统。这种独立运行的太阳能光伏发电系统称之为离网型太阳能光伏发电系统。

由于受昼夜日照变化及天气的影响，离网型光伏发电系统通常需要和其他电源形式联合使用，比如柴油发电机组以及蓄电池组，从而增大了电站的投资和维护费用。离网型光伏发电系统往往建在距离电网较远的偏远山区及荒漠地带，向独立的区域用户供电。西藏措勒 20 kW 光伏电站是我国建设较早的离网型光伏电站，总投资 290 万元，1994 年 12 月正式投产发电。

离网型太阳能光伏电站系统如图 2 所示。

电站的发电系统由太阳能光伏电池方阵、蓄电池组、直流控制器、直流 - 交流逆变器、交流配电柜和备用电源系统( 包括柴油发电机组和整流充电柜) 等组成。其工作原理为太阳能光伏电池方阵经过直流控制柜向蓄电池组供电，并根据需要整定蓄电池组的上限和下限电压，由直流控制柜自动控制充电。蓄电池组通过直流控制柜向直流 - 交流逆变器供电，经逆变器将直流电变换成三相交流电，再通过交流配电柜以三相四线制向用户供电。当蓄电池组的电压下降到下限电压时，为不造成蓄电池组的过渡放电，直流控制柜将自动切除其输出电路，使直流 - 交流逆变器停止工作。柴油发电机组为电站的备用电源，必要时由备用电源通过整流充电柜向蓄电池组充电，或在光伏发电系统出现故障及停运时直接通过交流配电柜向用户供电。直流 - 交流逆变器和柴油发电机组不能同时向用户供电，为此必须在交流配电柜中设置互锁装置以保证供电电源的唯一性。

当太阳能光伏电站的容量达到一定规模时，还可与电网相联，即所谓的并网型光伏电站。这时，如果本地负荷不足，则可将多余的电能输送给电网。当本地太阳能发电量不足时，则由电网向用户提供电能。因此，并网型光伏电站可以不需要使用蓄能装置，减少系统投资和维护费用。同时由于与电网的互济，提高了发电设备的利用率和供电用电的安全可靠性，是大规模开发太阳能发电技术的必然趋势。我国第一座并网型光伏电站是 2006 年建成投运的西藏羊八井可再生能源基地 100 kW 高压并网光伏电站。2010 年底全国首个光伏并网发电项目敦煌 2 ×10 MW 光伏发电项目建成投产。

四、结论与展望

本文从全球和我国的能源现状出发，分析说明了新能源发电技术是当前迫切而有实际价值的研究课题，进而具体介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统的特点以及我国在这两个方面的发展现状。新能源不仅仅指风能和燃料电池，还包括生物质能、海洋能、地热能和光伏电池等。我国乃至全世界的新能源发电技术发展的潜力都是巨大的。在人类明天的舞台上，新能源将取代化石燃料，扮演重要的角色。

参考文献：

[1] 徐德鸿 . 新能源电力电子导论 [D]. 杭州 : 浙江大学 ,2009.

[2] 郝伟, 舒隽, 张粒子. 新能源发电技术综述 [C].华北电力大学第五届研究生学术交流年会 ,2007.

[3] 施涛.燃料电池发电系统的建模与仿真 [D].南京:东南大学,2007:5-6,63-64.

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在智利最南端的麦哲伦省，立足于当地丰富的风能资源，西门子能源携手多个合作伙伴共同打造了“Haru Oni”项目，创新了绿氢生产与应用的场景，即利用可再生能源生产气候中立的合成燃料，这不仅能为高碳排放的交通运输行业提供清洁燃料，也将为可再生能源丰富的地区提供清洁能源输出提供巨大商机。

西门子能源首席执行官克里斯蒂安·布鲁赫博士（Christian Bruch）表示，“可再生能源将不仅在有市场需求的地方生产。风能、太阳能等自然资源丰富的地区也将成为可再生能源的产地。因此，新的供应链将在世界各地兴起，支持可再生能源在地区间的运输。”

西门子能源股份公司新能源业务全球首席战略官兼新能源亚太区业务负责人赵作智博士在接受采访时表示，重要行业如交通运输、工业等的??深度脱碳离不开绿氢的使用。未来，氢能在储能和运输方面将扮演越来越重要的角色。

可再生能源的全球化分配

氢气作为能源载体，将在全球能源转型中与电力互为补充。电解水制氢被认为是未来制氢的发展方向，尤其是利用可再生能源电解水制氢。

目前传统的制氢模式，不管是“灰氢”还是“蓝氢”，它们的生产还是使用过程，都存在着高碳排的问题。当电解水制氢过程中使用的电力完全来自风能、太阳能、水能或地热发电等可再生能源时，其产生的氢气才能被称为“绿氢”。

数据显示，2020年，全球交通运输行业二氧化碳排放量高达排放量达到88亿吨，仅次于能源、工业成为第三大碳排放源头，尤其是公路运输占比较高。因此，在二氧化碳减排面临挑战的领域，比如交通运输、炼油和钢铁等行业，绿氢将助力其实现深度去碳化。

“Haru Oni”项目依托智利的风能优势，通过电解槽利用风电将水分解为氢气与氧气，然后利用从空气中捕获二氧化碳与绿氢结合，制取合成燃料。在这个过程中，西门子能源灵活高效的质子交换膜（PEM）电解技术，由于其具有的快速启停，在极短时间达到满载运行的优势，能够很好的解决风能的不稳定性问题。

未来，由绿氢制成的合成燃料，将有着广阔的新应用领域。与传统化石燃料相比，合成燃料的碳足迹显著降低，基于合成燃料的绿色产品，将成为运输、交通或供暖部门深度脱碳的有力选择。

据了解，“Haru Oni”试点项目是全球首个工业级综合性合成清洁燃料商业工厂。预计最早在2022年，工厂将完成第一阶段试点，年产约13万升合成清洁燃料。根据项目规划，，将在2024年和2026年分别实现5500万升和5.5亿升的年产量目标。

智利享有风力发电的优越气候条件，且电力成本低，具备面向全球市场生产、出口以及在本地应用绿氢的巨大潜力。“Haru Oni”项目产生的经济效益，不仅可以促进可再生能源丰富的地区经济增长，也能通过清洁能源传输机制，令工业国家受益于更加多元化的绿色能源供应和稳定的能源成本，实现双赢的局面。

2021年5月，西门子能源启动了中东和北非地区首个工业级太阳能驱动的绿色氢能生产设施，利用太阳能园区的日光太阳能，该项目能够在1.25MWe的峰值功率下，每小时生产大约20.5公斤的氢气。

该试点项目展示了从太阳能制绿氢到氢气的存储和再电气化。这套系统可以为可再生能源的生产提供缓冲，既可用于针对需求增加的快速响应，也支持长期存储。在该地区太阳能光伏发电和风力发电成本低廉的背景下，氢气有望成为未来能源组合中的关键燃料，并有可能为拥有丰富可再生能源资源的地区带来能源出口的机会。

根据国际氢能委员会预计，到2050年，氢能将承担全球18%的能源终端需求，创造超过2.5万亿美元的市场价值，燃料电池 汽车 将占据全球车辆的20%~25%，每年为交通运输行业贡献至少三分之一的碳减排。

西门子能源正在通过构建电能多元化转化系统（Power-to-X）的基础设施帮助客户实现其去碳化目标，并为全球范围内的跨行业去碳化做出贡献。西门子能源拥有面向可持续的、零碳排放的能源供应所有核心技术，从可再生能源、高效燃气电厂，到输配电和低碳的能源工业应用关键设备和解决方案，再到高效的电解水制氢解决方案。

在中国实施首个兆瓦级绿色制氢项目

氢能产业在整个能源行业的地位已逐渐提高。截至2021年初，全球已有30多个国家发布氢能产业发展路线图。日本和欧盟均已公布氢能战略，对2030年和2050年的绿氢产量和氢能源 汽车 的普及率提出具体目标。

去年，国务院办公厅及国家能源局等颁布了《新能源 汽车 产业发展规划（2021-2035年）》《关于建立健全清洁能源消纳长效机制的指导意见（征求意见稿）》等支持政策，鼓励推广绿氢、分布式能源、燃料电池等重点技术的研发和商业应用，氢能产业将迈入商业化和规模化发展的新阶段。

推广绿氢使用的一大难点在于如何降低成本。对此，赵作智博士以光伏发电成本下降举例对照，一是技术的创新突破，二是规模化应用的效应。“将需求端培养起来以后，能够有效拉动供给端，规模化效应就起来了。”他认为，绿氢的成本在于电解槽设备和用电成本，其中，可再生能源产生的绿电成本高低，以及设备的利用小时数，是最大的影响因素。

今年4月，BloombergNEF发布的氢能平价更新报告，建模预测了15~28个国家未来的绿氢降本路线，表示到2050年绿氢价格将低于天然气、灰氢和蓝氢，届时，绿氢成本将较现在降低85%，低于1美元/千克。报告同时表示，到2030年，从成本上来讲蓝氢项目的必要性将大大降低了。受益于光伏成本的大幅降低，未来绿氢降本有望提速。

在碳达峰、碳中和目标的推动下，广东、上海、浙江、江苏、山东等30个省份将氢能写入“十四五”发展规划，总产值规模将达近万亿元。此外，北京、河北、四川等省份还纷纷出台了氢能产业发展实施方案。

对于国内氢能市场的发展，赵作智博士表示，“中国是很好的一块土壤，我们有政策、有资本，也有??各行各业，一些领军企业也有意愿去尝试一些新技术，有资金、有人才、有市场，未来，随着技术的进步，绿氢的发展潜力十分巨大。”

据了解，西门子能源专注于三大领域的技术创新，一个是低碳或零碳的发电；第二是低碳环保的输电；第三是针对工业领域的去碳化，尤其是油气、化工、造纸等能源密集型行业。

赵作智博士透露，目前，西门子能源在国内布局，主要是通过和领军企业合作，发挥各自优势降低成本，推进技术应用。在实现双碳目标的背景下，业内遵循着需求拉动供给的规律，以技术解决方案节能降本，推动应用规模化的形成。

2019年9月，西门子与国家电力投资集团（“国家电投”）签署《绿色氢能发展和综合利用合作谅解备忘录》。双方计划进一步拓展绿色氢能项目的合作。

2020年8月，西门子能源与中国电力国际发展有限公司（下称“中国电力”）旗下的北京绿氢 科技 发展有限公司签署协议，为中国电力氢能创新产业园提供一套橇装式质子交换膜（PEM）纯水电解制氢系统“Silyzer 200”。这一项目所在的北京市延庆区是将于2022年举行的大型 体育 赛事的三大赛区之一。西门子能源的绿色制氢解决方案将帮助确保赛事期间和赛后的公共交通运营所需的氢能供应。

据介绍，这是西门子能源在中国实施的首个兆瓦级别绿色制氢项目，设备已经运达现场，在安装调试后将很快投入运营。作为该制氢-加氢一体化能源服务站的核心设备，西门子能源提供的PEM纯水电解制氢系统Silyzer 200能够以高能量密度和运行效率实现工业规模的高品质氢气生产。此外，该制氢系统具有快速响应能力，带压启动至稳定运行时间不超过1分钟，并可直接与可再生能源耦合。

展望未来发展，“绿氢方面，我认为中国会引领整个世界。现在领先的是中国和欧洲，这两个市场有他们自身得天独厚的地方，两边一起来、两家火车头一起拉动，这也符合一个整个中欧合作的一个大框架。”赵作智博士说。

能源评论

2022年8月4日17:01

关注

前不久，德国联邦网络管理局（能源监管机构）发出警告：没有俄罗斯天然气，德国熬不过冬天。如果北溪一号天然气管道不能恢复正常供气或继续限制流量，德国能源形势可能会进一步恶化。这意味着因天然气紧缺带来的价格猛涨必然传导到终端用户。作为主要调节电源的燃气发电受阻，难以配合新能源发电项目运行，电力的稳定供应将面临很大风险。更为悲观的预测是，能源短缺的状况会持续3~5年，成本继续上升，德国正面临由能源危机而引发的国家危机，欧洲最大的经济体将走向衰退。不难发现，这与德国长期以来致力于能源清洁低碳转型的目标背道而驰，令人扼腕叹息。

多年来，德国的能源转型被津津乐道，似乎已成为国际上的样板，我国新能源补贴政策的研究制定也不难看到德国的影子。但自俄乌冲突发生以来，包括德国在内的欧洲国家经历了能源供给短缺、价格飙升的困局，也暴露了能源转型的复杂性和长期性。纵观德国的能源转型历史，并对其实践成果进行分析评估，能为我国的能源电力高质量发展提供有益镜鉴。

能源转型的先行者

德国是欧洲第一大经济体，一次能源消费总量从2005年的4.8亿吨标煤降至2019年的4.3亿吨标准煤（国际能源署数据），目前能源进口依存度（净进口量与可用总能源的比率）约为64%，尤其在原油和矿物油产品方面，德国的进口依存度高达97%，天然气则为89%，煤炭为44%。自20世纪90年代起，德国推行能源转型政策，2020年可再生能源发电量占比达到46%，在大国中位居前列。

德国能源转型的动因主要源于三方面，一是20世纪70年代的石油危机使德国不堪重负，发展可再生能源可以实现就近供应，减轻经济负担；二是应对气候变化，降低温室气体排放量；三是降低化石能源的进口依存度。

经过30多年的转型实践，德国的能源转型取得了显著进展，成为欧洲乃至世界的先行示例。

德国的电力结构发生了重大变化，可再生能源发电量比例已由2000年的6%上升到2020年的46%，其中风电和太阳能发电量占2020年总发电量比重大于31%。德国还制定了2030年将可再生能源发电量提升至65%的目标。

在需求侧，德国一直推进能效提升行动，特别是在建筑领域，采取技术创新和政策措施等综合手段持续改进能效。有数据表明，德国在过去30年将能效提升了近30%。

风电和光伏发电迅猛增长

德国能源转型成功的标志是风电和光伏发电得到了迅猛增长，占比持续上升，这主要取决于三个因素。

首先，此成果离不开政府的强力推动。德国于2000年首次颁布《可再生能源法》，后根据执行情况和效果进行了8次修订，内容涉及新能源上网电价调整、补贴分摊、并网技术管理要求以及如何参与电力市场竞争等。2022年7月8日，德国政府审议通过了包括《可再生能源法》在内的能源政策一揽子法案修订，旨在加快可再生能源发展，强化联邦政府应对天然气发电不足紧急调用备用电力（比如煤电）的政策选择等。持续的修订是由于法律在实施的不同阶段暴露出一些问题，比如过度补贴造成资金入不敷出和消费者负担上升过快的问题、新能源发电新增规模与电网发展不匹配问题、全额保障收购带来的效率损失问题等。政府通过制定出台《可再生能源法》和滚动修订来从法律上激励风电和光伏发电的开发，在相当长时期内以固定价格收购其上网电量并实行全额收购，有力促进了新能源发展。

其次，公众对能源转型的认同度高，也能够承受较高的电价。德国社会对于生态环境有着强烈的危机意识，大多数人对于摆脱化石能源持支持态度，并愿意为此付出经济代价。

最后一个因素是用好了市场这只无形的手。自2017年起，德国政府不再以指定价格收购绿色电能，而是采用拍卖竞价机制来确定每年能享受补贴的新能源开发规模和投资者。这不仅推动了新能源技术进步、成本降低和效率提升，也减轻了消费者的负担。

由于风电和光伏发电固有的间歇性，很多专家担心用户的供电质量和可靠性指标会有所下滑。但实际上，德国多年来全国负荷趋于稳定，2020年最高负荷为7600万千瓦，仅常规电源装机总量就达到1.1亿千瓦，加上跨国联络线2000万~3000万千瓦的交换能力，合计远超过最高负荷，确保德国即使不计新能源发电量，也能支撑起全社会用电需求。在调度管理上，长期以来德国实行“自下而上”的“自平衡”运行模式，全国有2700个平衡单元，实时运行中各平衡单元偏差由四大输电网运营商统筹负责，从而显著降低整个系统的平衡压力。

根据德国联邦网络管理局的公开资料，2020年电网终端用户平均停电时间创造2006年以来的最短纪录，为10.73分钟。由此可见，随着可再生能源占比持续增加，在分布式新能源加快发展的背景下，其供电可靠性并未受到影响。

转型之路突遇“寒冬”

2021年，国际上包括一次能源在内的大宗商品价格大幅上涨，给世界各国的经济社会运行带来较大冲击。特别是俄乌冲突爆发以来，欧洲国家饱受能源短缺和价格飙升之苦，德国也是深受其害，预计今年冬天天然气大量短缺，届时大量工厂将很可能暂停运转。近日，德国副总理兼经济和气候保护部长罗伯特·哈贝克在接受媒体采访时表示，德国企业将不得不停止生产、解雇工人，供应链将崩溃，人们不得不贷款支付取暖费。

此轮能源危机深受地缘政治冲突的影响，其结果是欧洲蒙受的损失不可估量，德国首当其冲，危机何时结束，尚有很大的不确定性。回顾德国的转型之路，从能源转型的“样板”到如今深陷能源危机的局面，有三点教训值得正在经历能源转型的大国汲取。

一是德国的能源战略不够成功。德国早在2013年就宣布将于2022年关闭所有核电站，2019年宣布2038年前淘汰煤电，腾出的空间由新能源发电和气电弥补。但目前核电和煤电发电量总计超过三分之一，这样的激进战略致使德国在当前的能源危机面前举步维艰。一方面，失去俄罗斯气源使德国气电出力大打折扣，冬季取暖能源缺口很大；另一方面，增加的新能源发电弥补不了核电和煤电激进退出所造成的缺口。

据最新报道，德国和欧洲其他多国计划重启煤电度过这场危机。可以说，德国的能源战略忽略了国家的能源安全和外部抗风险能力，短期目标和中长期目标脱节，远水解不了近渴，不能说是成功的战略。

二是新能源补贴政策难以为继。德国的补贴政策虽然刺激了光伏发电和风电的快速发展，但羊毛出在羊身上，高额补贴同样带来高电价问题。2015年，德国居民用电量占比为26%左右，其平均价格为2~2.4元/千瓦时，在西欧国家中是最高的，其中新能源补贴附加在居民电价中占比达到20%以上，家庭用电负担沉重，后来的补贴退坡政策也是不得已而为之。

三是电网基础设施滞后问题始终未能解决。德国的新能源早期主要采用分散开发的模式，考验的是配电网的适应水平和接纳能力。近年来，随着北海及波罗的海风电的规模化开发，北电南送问题逐步显现。新建南北直流输电通道的方案进展缓慢，主要是由建设输电走廊涉及征地难度大、环保政策制约、周期长、干扰多等因素造成的。从某种意义上讲，电网基础设施滞后是影响德国新能源继续大规模增长的主要瓶颈。

激进转型必有代价

通观德国能源转型，我国也能从中得到三点启示。

第一，能源安全始终是首要目标。推动能源清洁低碳转型、应对气候变化是人类的共同使命，大力开发风电及太阳能发电是加快能源转型的战略性举措，必须长期坚持。然而，能源转型必须建立在确保能源安全的基础之上，先立后破，不能急于求成。德国能源战略的失误源于激进的弃核弃煤政策。其传统能源的供应主要来源于外部，由于俄乌冲突何时结束难以预料，德国的能源危机注定会持续几年，德国寻求俄罗斯能源替代方案的经济代价预计会更高，加之新冠肺炎疫情和通胀冲击，若出现经济衰退就不足为奇了。相比之下，我国政府一直高度重视能源安全问题，反复强调立足国情推动煤炭清洁低碳高效开发利用，抓住机遇大力发展可再生能源，截至目前成功地应对了此轮全球性能源危机。这充分证明了我国政府高水平的战略预判能力和宏观调控能力。

第二，长远来看，发展新能源能够明显降低能源供应风险。据英国石油公司统计，2021年全球化石能源消费占比仍达到82%左右，石油、天然气和煤炭跨国贸易主要依靠美国、俄罗斯、中东等国家及地区，存在因政治、经济、军事干预而中断的风险，给世界能源安全带来持久的忧患。另外，风电和太阳能发电资源丰富，分布相对均衡，随着技术进步和成本下降，开发潜力巨大，就地就近分散供应是减少化石能源集中配置风险的有效对策。经历本轮能源危机，国际上也得到了新能源发展步伐还需进一步加快的启示。我国也应从中汲取教训，加大新能源的发展力度，提高抵抗能源风险的能力。

第三，应树立系统思维，推动新能源高比例融合发展。按照目前的趋势，我国新能源在未来相当长时期内将保持高速增长。新能源出力具有间歇性的特点，而用户的可靠性指标又不能降低，这给电力系统保供带来的挑战不可低估。实际上，国内专业机构对新型电力系统发电的构建和运行规律的认知尚处于初级阶段，比如，构建一个区域级高比例新能源发电（电量占比为30%~60%）的仿真型电力系统，并进行电力电量平衡仿真研究、稳定特性解析的案例至今没有出现，在这方面德国的现有经验值得借鉴。

下一步，我国应抓紧研究论证，坚持以电力为中心推进能源转型，坚持电力系统源网荷储整体协同配置，坚持电源的多元化路径，坚持电源与电网协调发展。一边发展，一边探索，不断解决暴露出来的问题，为我国的能源转型提供有力支撑，助力“双碳”目标顺利实现。

（作者系国网能源研究院原院长）

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用户ya1pyck

太阳能电池板

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8月6日

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用户ya1pyck

每家每户安装独立的太阳能电池板，多余的电卖给国家电网

江苏网友

8月6日

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众所周知，可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源，是取之不尽，用之不竭的能源，对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用。在近日举行的第二届清华大学“碳中和经济”论坛上，国家能源局新能源与可再生能源司司长李创军表示，可再生能源已成为新一轮能源革命和科技产业革命的主战场，发展可再生能源是减排不减生产力的重要支柱。

如此说来，我国大力实施可再生能源替代行动，这可能对能源产业产生哪些影响呢？

目前，国内规模化应用的新能源产业包括太阳能、风能、核能等，近年以来，我国以风电、光伏发电为代表的新能源发展成效显著，发电量稳步提升。但还是可能伴随能源危机。最近的一个例子就是今年全国性的高温，我国四川重庆地区分别出现了限电拉闸等情况。主要是因为天气干旱，四川本来就是以水力发电为主的一个城市，在全面高温的情况下，他们的电量也明显供应不足。

促进新能源产业高质量发展、促进电源端、储能端与需求端依市场规律高效匹配，实现以新能源为主体的新型电力系统供需平衡，好发挥新能源在能源保供增供方面的作用；要构建清洁低碳安全高效的能源体系，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统。

总的来说，促进全产业链协同发展，积极有序发展光能源、硅能源、氢能源、可再生能源，推动能源电子产业链供应链上下游协同发展，形成动态平衡的良性产业生态，避免产能过剩 。

2.能源节约效果显著。

3.消费结构有所优化。

4.科技水平迅速提高。

5.环境保护取得进展。

6.市场环境逐步完善。

具体来讲：

1.经济高质量发展稳中推进，能源清洁化转型成效显著。

随着改革的深入推进和对外开放的持续扩大，中国经济正从高速发展向高质量发展转变。根据国家统计局数据，2019年中国国内生产总值同比增长6.1%，中国经济增速换挡，但仍在合理区间内稳定运行。2019年宏观经济政策由“去杠杆”转为“稳杠杆”，通过调整融资结构缓解信用分层现象，预计未来中小企业融资难融资贵问题将有所改善。服务业对经济的拉动作用不断增强，随着产业结构调整的不断深入，第三产业增加值增速有望持续增长。中国主要工业行业2019年整体运行平稳，新能源产业、新一代信息技术产业、高技术制造业是中国工业经济增长平稳的重要因素。

2019年中国能源生产和消费量均创新高，能源对外合作进一步扩大，能源效率持续提升。2019年，中国煤炭消费在总能源消费中的占比为57.7%，再创新低；天然气、水电、核电、风电等清洁能源消费占比达到23.4%，能源消费结构清洁化、低碳化转型稳步推进。在主要能源品种供求关系方面，煤炭产量受国家推动产能优化政策影响稳中略升，煤炭消费量则保持相对稳定；2019年中国原油产量在经历了连续三年下降后首次实现小幅增长，但石油消费量增速则明显加快；天然气方面，2019年天然气产量再创新高，为近8年以来最大增幅，天然气消费依然保持较快增速。

2.能源安全结构性矛盾突出，替代能源亟待突破性发展。

自20世纪90年代中期以来，中国能源供需状况由自给自足逐渐转变为大量依赖进口，能源对外依存度不断攀升，能源安全隐患日益严峻。2019年中国原油和天然气对外依存度分别高达72.55%和42.56%。目前中国的能源安全问题不仅体现在总量上，更体现在结构上。能源安全矛盾集中体现在石油安全问题或油气安全问题上，也就是国内油气资源不能有效地支撑经济的持续发展。随着中国城市化、工业化进程的不断推进，将催生更多的油气消费需求，可以预见在未来的一段时间内，中国的油气对外依存度仍将保持上升趋势。能源进口来源地与进口来源通道风险将持续威胁着中国经济的高质量发展。

为了保障能源安全，中国应采取相应的措施。加大石油储备规模固然有一定的成本，但在面对危机时，其保障能源和经济安全的作用是不可替代的。相比于日本、韩国等发达国家，中国的石油储备规模仍相对较低。因此，中国应加快石油储备基地的建设。短中期内，煤炭在我国能源结构中的主导地位难以发生大规模变化，通过煤制油和煤制气等煤化工技术利用煤炭生产成品油和合成天然气能够有效缓解中国油气进口的压力。因此，围绕煤炭进行能源战略制定是因地制宜的明智之举，不仅具有较大的自主可控性，也是符合中国国情和能源现实的可靠选择。现阶段中国煤化工产业发展所面临主要制约和挑战集中在国际油价低迷、政策支持不足和环保压力较大等方面。政策制定者应从全产业链视角设计制定煤化工产业政策。

新能源汽车和轨道交通的发展兼具应对气候变化、环境保护和产业结构升级的功能，对于推动中国经济与环境可持续发展具有一定的现实意义。新能源汽车可以通过对传统燃油车的替代降低石油需求，在一定程度上缓解原油对外依存度较高的压力。在当前中国政府对新能源车补贴逐渐退坡而新技术短期尚未实现突破的背景下，政府通过刺激新能源汽车市场需求，例如通过补贴充电基础设施建设以促进其分布推广，提升新能源车充电便捷性，或许是激发消费者对新能源汽车的购买需求，实现新能源汽车推广的新思路。相对于新能源汽车而言，发展轨道交通则是在中短期内就能实现较大油气需求替代的解决方案。通过将城市居民分散的出行需求集中，提高运输量和运输速度，完善的轨道交通系统能够显著替代交通领域的石油消费。

3.新型城镇化建设持续推进，城市能源系统需创新应对。

随着中国进入全面建成小康社会的决胜阶段，中国特色社会主义进入新时代的关键时期，生态文明建设对城市能源系统提出了更高的要求。作为支撑城市经济发展的重要基础，城市能源系统需要随着快速发展的城镇化做出相应的创新和改变，以满足城市居民对清洁高效能源日益增长的需求。

储能技术是解决可再生能源发电存在的随机性和不稳定性问题的关键技术。储能技术的发展对于可再生能源的大规模消纳、提高电力系统运行效率和保障用电安全有较大意义，是打造未来城市能源系统的基础。发展新能源汽车，是应对全球气候变化和保障中国能源安全的必由之路。随着新能源汽车保有量的提升，其对城市能源系统的影响将愈加显著。利用电价引导新能源汽车用户合理规划充电时间，在用电低谷进行充电，有利于平滑负荷曲线实现“削峰填谷”，提升城市能源系统总体效率。随着分布式光伏行业的发展与成熟，预计其将彻底摆脱补贴依赖进入平价上网阶段。分布式光伏具有较高的部署灵活性，在处于东部经济发达但土地资源稀缺的III类资源区的城市能源系统中将发挥更大作用，有利于城市能源系统的清洁化发展。中国建筑能耗占总体能耗比例达28%，作为城市能源系统管理的重要环节，建筑节能具有较大的节能减排潜力。

西班牙和欧盟领导人1月8日晚在马德里的皇家剧院举行欧盟轮值主席国交接仪式。双方领导人强调，他们未来的优先任务是克服国际金融危机和恢复经济。西班牙国王胡安·卡洛斯一世和皇室主要成员、首相萨帕特罗及内阁大臣，首任欧盟“总统”范龙佩、欧盟委员会主席巴罗佐等共同出席交接仪式。首相萨帕特罗从瑞典外交大臣比尔特手中接过欧盟轮值主席国的接力棒。西班牙是《里斯本条约》生效后欧盟第一任轮值主席国，任期仍为半年。

海地当地时间1月12日下午，一场里氏7.3级地震突袭海地，首都太子港受损严重，总统府、议会大厦、财政部、劳动部、大教堂和联合国驻海地维和部队总部等建筑均被震塌，电力、交通、通讯等基本瘫痪，此次地震震级太高，震中距太子港仅16公里，震源距地表不过10公里，造成重大伤亡。

东南亚国家联盟（东盟）外长非正式会议、第三次东盟政治安全共同体理事会会议和东盟协调理事会会议1月14日在越南岘港举行。东盟外长就2010年东盟合作方向、加强东盟内部联系、强化东盟在地区及同对话国关系中的主导地位等议题进行了讨论。越南从2010年1月1日起接替泰国成为新任东盟轮值主席国。

为期4天的第三届世界未来能源峰会1月18日在阿拉伯联合酋长国首都阿布扎比开幕。据阿布扎比会展中心负责人萨义德介绍，本届峰会将包括一场中心会议和两场周边会展。在中心会议上，将有138个国家和地区的约3000名代表与会，其中包括一些国家的元首和200多名演讲嘉宾，他们将分别参与主会场和各分会场的讨论。两场周边会展，一个是以先进和可再生能源为重点的“世界未来能源展”，另一个是以空气、水及废物处理技术和解决方案为主题的“世界未来环境展”。

日美两国外长和防长19日就《日美安全保障条约》修订50周年纪念日发表联合声明说，两国将进一步深化在广泛领域的安保合作。日美两国于1951年9月签署《日美安全保障条约》，并于1960年1月修订了这一条约。根据该条约，在日本受到武力攻击的情况下，日美两国将共同应对危险，美国对日本负有防卫义务，日本允许美国在其国内建立军事基地。

英国著名的科学杂志《自然》1月21日发表封面文章，介绍中国科学家有关“大熊猫基因组”研究取得的成果，并配有两头嬉戏的中国大熊猫的图片。这项研究取得了世界上第一个完全使用新一代合成法测序技术完成的基因组序列图，全部组装和分析软件都是深圳华大基因研究院自主编写的，该成果证明了短序列也能组装成完整基因组，并将成为基因组绘图的国际标准，集中体现了中国科学家的创新能力。

为期5天的2010年世界经济论坛年会1月27日晚在瑞士山城达沃斯开幕，全球90多个国家的2500多位来自商业、政治、教育、文化等各界人士济济一堂，着重探讨金融危机之后的全球治理问题，力求提出解决问题的行动方案。上届年会的主题是重塑后危机世界，旨在从金融危机中吸取教训，帮助理解风险之间的内在联系，引发长期思考，为采取行动打下基础。本届年会的主题则重在行动：“改进世界：重新思考，重新设计，重新建设”。

日本本田汽车公司2月10日发布消息称，将在全球范围内对43．7763万辆安全气囊存在隐患的汽车作召回处理。这是本田继1月29日因汽车车窗电动开关存在安全隐患宣布在全球召回约64．6万辆汽车后的又一次大规模召回行动。据共同社报道，由于驾驶座上的安全气囊在弹出时压力过大导致相关部件破损，可能致人受伤，本田汽车公司已向美国国家公路交通安全管理局申请召回雅阁、思域等7款车共37．8758万辆。此外，还在加拿大召回4．1685万辆。

伊朗总统艾哈迈迪—内贾德2月11日在庆祝伊朗伊斯兰革命胜利31周年的集会上宣布，纳坦兹核工厂已经生产出第一批纯度为20％的浓缩铀。此前一天，美国财政部宣布对伊朗伊斯兰革命卫队四家关联企业及一名高级军官实施制裁。

巴基斯坦总理办公室2月12日发表声明说，巴基斯坦和印度将于本月25日在印度首都新德里举行外交秘书级别的双边会谈。声明称，巴基斯坦外交秘书萨尔曼·巴希尔将代表巴方与印度外交秘书尼鲁帕玛·拉奥进行对话。巴方希望谈判能够取得成果。声明称，当天在巴总理吉拉尼主持的一次会议上，巴方就巴印关系的所有领域，尤其是克什米尔问题和水资源争端，进行了深入讨论。2008年孟买发生恐怖袭击后，印度中断了与巴基斯坦的双边会谈。上周，印度提议恢复双边外交秘书级别会谈，得到了巴方的积极回应。

当地时间2月12日，第二十一届冬季奥林匹克运动会开幕式在加拿大温哥华哥伦比亚体育馆举行。

经过多日集结，美国、北约部队和阿富汗政府军在13日早些时候打响了代号为“共同行动”的马尔贾战役。阿富汗军方2月14日说，北约和阿富汗联军在一天的军事行动中共打死27名塔利班武装人员，俘虏11人。马尔贾位于阿南部的赫尔曼德省，与巴基斯坦俾路支省毗邻，是塔利班在阿南部最重要的物资和军事据点。马尔贾城原有大约8万名居民，据悉有1000至2000名塔利班武装成员盘踞在那里，而美国和北约方面投入的兵力则在1.5万人左右。

乌克兰中央选举委员会2月14日正式宣布，亚努科维奇当选为乌克兰总统。乌克兰中央选举委员会主席沙波瓦尔当天在中选委全体会议上宣读完总统选举第二轮投票计票结果后说：“乌克兰中央选举委员会宣布，亚努科维奇当选为乌克兰总统。”根据正式计票结果，亚努科维奇的得票率为48．95％；另一位总统候选人、现总理季莫申科的得票率为45．47％。

一年一度的世界移动通信大会2月15日在西班牙巴塞罗那开幕。在会上，全球24家大型电信运营商宣布成立“大规模应用软件联盟”，以建设一个便于为所有手机用户提供应用软件的统一平台。据全球移动通信协会当天宣布，参加建设这一联盟的包括中国联通、中国移动、美国电话电报公司以及德国、法国、西班牙、印度、墨西哥等国电信公司在内的24家电信运营商。这一联盟将为全球30亿手机客户提供服务。该举措得到三星、索尼爱立信等大型手机制造商的支持，被认为是与苹果公司已有的网上应用软件商店进行竞争。

那么，2019年，中国的能源领域正在发生着哪些故事呢？

电力体制改革加快跨省电力交易扩大

2018年12月25日，国家电网公司召开发布会，明确下一步将着力抓好10项重点工作，不断把全面深化改革向纵深推进。

次日，国家发改委、国家能源局发布《关于请报送第四批增量配电业务改革试点项目的通知》，明确为加快向 社会 资本放开配售电业务，将继续组织开展第四批增量配电业务改革试点。

2018年12月27日，甘肃、山西电力现货市场试运行启动，由此拉开2019年我国的电力体制改革序幕。随着今年电力体制改革的推进，电力现货市场建设正进一步加快，跨省区电力交易规模正持续扩大。可以说，2019年我国电力体制改革取得标志性成果。有望取得关键突破。

油气体制改革加速管网独立取得突破

2018年，关于“油气管网独立、国家管道公司将成立”的消息频频传出。从国家对能源体制改革基本思路“管住中间，放开两头”来看，管网分离是油气体制改革的必由之路，此举有利于油气公司进一步深化混合所有制改革。要真正有效打破油气领域垄断，推动油气领域纵向产业链的市场化、专业化分工，首先要实现真正的油气与管网的分离，2019年是关键一年。

新能源车逆势上行氢能源是大势所趋

2018年经济下行压力较大，导致 汽车 销量一路走低，但新能源车却保持产销量持续高速增长。氢燃料电池 汽车 因其具有良好的环境相容性、能量转换效率高、噪音小、续航里程长、加注燃料时间短、无需充电等特点，被视为很有前景的清洁能源 汽车 。目前，国内用于示范的氢燃料电池 汽车 已达200余辆，累计运行里程10余万公里。2019年氢能源 汽车 产值将迎来高速发展期。到2030年我国氢能 汽车 产业产值有望突破万亿元大关。

天然气供需仍处紧平衡

中国已于2017年超过韩国成为世界第二大液化天然气(LNG)进口国，超越排名首位的日本已隐约在望。

2019年，国家层面为天然气保供做足了准备。天然气产量和供应量再创新高，储气能力建设进展明显，预计全年天然气增产100多亿方、增供300多亿方，冬季取暖期供应量与去年同期相比，日均增加约1亿方。预计2019年全年，天然气供应量将继续稳步增加，但随着治理大气污染、“煤改气”的继续推进，天然气供需仍将处于“紧平衡”状态。

光伏步入平价时代光储一体渐成趋势

在经历了前两年的突飞猛进后，维持新能源装机的可再生能源基金不堪重负，补贴缺口巨大。光伏的未来取决于是否能平价上网，降成本能力成为该行业核心竞争力。

2019年已经开始“以点带面”，开启光伏平价时代。随着储能技术的快速提升和成本的不断下降，“光伏+储能”将在未来能源领域扮演重要的角色，2019年有更多企业布局这一领域。

风电产业全年回暖海上装机稳步向前

2018年风电行业加快推动海上风电和分布式风电发展步伐，在此前连续两年装机量下滑的态势下，实现了局面的扭转。海上风电曾是行业发展的短板，经过3年多的发展，无论是在可开发资源量上，还是技术政策层面上，我国海上风电目前已基本具备大规模开发条件。目前，风电企业经历两轮周期洗礼，龙头企业的竞争优势十分明显。预计2019年风电装机规模将呈现全年回暖的状态，达到30GW左右的水平。

配额制艰难出台鼓励新能源发展

2018年末，国家能源局再次下发征求《关于实行可再生能源电力配额制的通知》意见函，这是继2018年3月、9月以来，配额制第三次征求意见。可以说，艰难出台的配额制将为新能源发展增添一大驱动力，从地方政府、电网公司的角度，形成新能源发电量、输电量的考核压力，从而鼓励新能源的发展。预计，2019年度配额指标将于上半年发布。

国网混改再提速特高压迎建设高峰

2018年9月，国家能源局下发《关于加快推进一批输变电重点工程规划建设工作的通知》。通知提到，将在2018年、2019年两年间核准9个重点输变电线路，共涉及“七交五直”12条特高压线路，这是继2012年大规模规划建设特高压之后的又一个建设高峰。2018年末，国家电网公司召开新闻发布会，宣布在前期增量配电、交易机构和抽水蓄能电站等混合所有制改革 探索 的基础上，继续加大“混改”范围和力度，推出向 社会 资本首次开放特高压建设投资等一系列举措。

值得注意的是，除国内市场打开外，特高压海外市场前景也十分广阔。一般而言，特高压建设周期在2年—3年左右时间，这意味着2019年会成为交货大年，2020年设备厂商或将迎来业绩高峰。

“三弃”问题有缓解新能源高质量发展

据国家能源局数据显示，2018年前三季度，可再生能源发电消纳情况持续好转，弃电量和弃电率保持下降趋势。预计2019年，全国可再生能源发电利用率进一步提升，弃电量和弃电率保持在合理水平，到2020年基本解决弃水弃风弃光问题。

促关联产业发展

煤化工市场重回快车道

在2018年12月召开的全国能源工作会议上，有关领导强调，科学有序推进煤制油、煤制气等示范项目。在国家能源安全和油价缓慢回升的形势下，煤化工市场正在重回快车道。目前，我国煤制油、煤制天然气等现代煤化工技术尚属新行业，煤化工项目投入和产出规模大，对带动关联产业发展和促进地方经济活力影响深远。同时，由于煤化工项目涉及水资源消耗、土地占用、环境污染，以及产品质量标准、定价、市场准入等问题，我国现代煤化工产业发展面临着产业政策不完善、重视不足等问题，一些核心技术、设备也受制于人。

但作为国家支持的能源行业发展方向，预计2019年，煤制油、煤制气产业政策将逐步完善。