PDF《能源技术创新“十三五”规划》

附件 能源技术创新 十三五 规划 国家能源局2016 年12 月目录前言.

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一、能源科技发展形势.1

(一)世界能源科技发展现状与趋势.1

(二)我国能源科技发展现状与趋势.4

二、指导思想、基本原则和发展目标.6

(一)指导思想.6

(二)基本原则.7

(三)发展目标.7

三、重点任务.9

(一)清洁高效化石能源技术.10 1. 化石能源深度勘探开发.10 2. 清洁燃料加工转化.26 3. 清洁燃煤发电.32

(二)新能源电力系统技术.38 1. 可再生能源高效利用.39 2. 高比例可再生能源并网与传输.45 3. 储能与能源互联网.52

(三)安全先进核电技术.58 1. 安全先进民用反应堆.59 2. 先进核电燃料.63 3. 建设、运行与延寿.65

(四)战略性能源技术.68 1. 燃气轮机.69 2. 高清洁、高能量密度特种油品.72 3. 海洋核动力平台.74 4. 氢能与燃料电池.74 5. 超导输电.77 6. 天然气水合物.78 7. 可控核聚变.79

(五)能源基础材料技术.80 1. 高温材料.80 2. 核级材料.83 3. 电池材料.85 4. 催化剂材料.89 5. 先进电力电子器件.91

四、保障措施.91

(一)加强政策引导,推广应用先进成熟技术.92

(二)依托示范工程,促进先进技术产业化.93

(三)打造创新平台,培育前沿技术开发能力.93

(四)加强国际交流,提升技术装备国际竞争力.94 附表: 《能源技术创新 十三五 规划》重点任务总表

1 前言《能源技术创新 十三五 规划》 (以下简称《规划》 )按照 《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》 、 《能源发展 十 三五 规划》要求,旨在发挥科技创新的引领作用,增强能源自 主保障能力,提升能源利用效率,优化能源结构,推进能源技术 革命. 《规划》分析了能源科技发展趋势,以深入推进能源技术 革命为宗旨, 明确了

2016 年至

2020 年能源新技术研究及应用的 发展目标. 按照当前世界能源前沿技术的发展方向以及我国能源 发展需求,聚焦于清洁高效化石能源、新能源电力系统、安全先 进核能、战略性能源技术以及能源基础材料五个重点研究任务, 推动能源生产利用方式变革,为建设清洁低碳、安全高效的现代 能源体系提供技术支撑. 本 《规划》 是 《能源技术革命创新行动计划 (2016-2030 年) 》 在 十三五 期间的阶段性目标,是未来五年推进能源技术革命 的重要指南,按照应用推广一批、示范试验一批、集中攻关一批 的要求, 针对能源技术创新中亟需突破的前沿技术规划了重点任 务. 《能源技术创新 十三五 规划》

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一、能源科技发展形势 随着新一轮工业革命兴起, 应对气候变化日益成为全球共识, 能源技术正在成为引领能源产业变革、 实现创新驱动发展的源动 力.尊重能源科技创新规律,把握世界能源技术发展趋势,重视 能源科技创新体系的建立和完善, 提高能源技术创新能力和装备 制造水平, 通过能源技术革命促进能源生产和消费模式的转变已 成为我国能源产业历史性选择.

(一)世界能源科技发展现状与趋势 当前, 以新兴能源技术为代表的新一轮科技革命和产业变革 正在兴起,正在并将持续改变世界能源格局.非常规油气和深水 油气、化石能源清洁高效利用、可再生能源、智能电网、安全先 进核能等一大批新兴能源技术正在改变传统能源格局. 传统能源的清洁高效开发、转化、利用成为主要发展趋势. 在勘探开发领域, 页岩油气和致密油气等非常规油气资源成为油 气产量的新增长点,复合开采成为整个石油开采的主要方向,深 水油气勘探开发向海底化、智能化方向发展.在加工利用领域, 劣质原油提质技术、清洁燃油生产技术、煤基多联产技术、煤气 化技术、煤制化学品正成为能源科技主攻方向.火力发电技术正 朝着清洁、高效、节能、节水的方向发展,主要国家均在开展 700℃超超临界燃煤发电技术研发,整体煤气化联合循环技术、 碳捕集与封存技术、富氧燃烧技术正在快速发展. 《能源技术创新 十三五 规划》

2 可再生能源发电与现代电网的融合是世界能源可持续转型 的核心.太阳能光伏发电技术继续沿着高效率、低成本方向持续 进步,太阳能热发电技术开始规模化示范;

风力发电继续向大型 化、智能化和高可靠性方向发展,远海和高空风能开发开始提上 日程;

可再生能源综合利用技术朝着多能互补、冷热电联产综合 利用方向发展.现代电网向着智能化、混合化的方向发展,呈现 大电网和微型电网并行发展的格局, 融合分布式可再生能源的微 电网技术、 直流电网模式及交直流混合电网模式成为未来电网形 态的重要趋势,大容量柔性直流输电技术、直流电网技术和超导 直流输电技术等均得到快速发展, 先进电力电子装置在可再生能 源发电和智能电网建设方面发挥关键性作用, 多种储能技术已进 入应用阶段但还需提升经济性. 核能利用的关键是安全. 不断完善的第三代核电技术逐渐成 为新建核电机组的主流,第四代核电技术、模块化小型堆技术、 先进核燃料及其循环技术正在快速兴起, 对在役核电机组进行延 寿也是核电发展的重要环节. 能源基础材料是能源技术发展的基石. 燃煤发电机组和燃气 轮机对高温材料、大型构件用金属材料提出了更高要求,安全先 进核电的发展需要更可靠的核级材料, 对可再生能源高效利用的 需求促使新型高分子材料、新型电池材料不断涌现,能源转换和 传输形式的发展带动了新型储能材料、高效催化剂材料、先进电 力电子器件的创新. 《能源技术创新 十三五 规划》

3 在战略层面,主要能源大国均制定政策措施加强技术创新, 积极部署发展清洁能源技术, 着力通过提升能源产业结构开辟新 的经济增长点.欧盟通过制定《2050 能源科技路线图》提出太 阳能、风能、智能电网、生物能源、碳捕集与封存、核聚变以及 能源效率等为主攻方向的发展思路, 突出可再生能源在能源供应 中的主体地位.日本先后出台《面向

2030 年能源环境创新战略》 和《能源基本计划》 ,提出能源保障、环境、经济效益和安全并 举的方针,继续支持发展核能,推进节能和可再生能源,发展储 能技术,规划绿色能源革命的发展路径.美国发布了《全面能源 战略》 ,并陆续出台提高能效、发展太阳能、四代和小型模块化 核能等清洁电力新计划. 纵观全球能源技术发展动态和主要能源大国推动能源科技 创新的举措,可以得到以下结论和启示:一是能源科技创新进入 高度活跃期, 新兴能源技术正以前所未有的速度加快对传统能源 技术的替代, 对世界能源格局和经济发展将产生重大而深远的影 响.二是绿色低碳是能源科技创新的主要方向,重点集中在传统 化石能源清洁高效利用、 新能源大规模开发利用、 核能安全利用、 能源互联网和大规模储能技术、 先进能源装备及关键材料等领域. 三是世界主要国家均把能源技术视为新一轮科技革命和产业革 命的突破口,制定各种政策措施抢占发展制高点,增强国家竞争 力并保持领先地位. 《能源技术创新 十三五 规划》

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(二)我国能源科技发展现状与趋势 十二五 期间,我国能源技术自主创新能力和装备国产化 水平显著提升,部分领域达到国际先进水平,但还需紧跟能源产 业转型升级步伐,集中力量突破重大关键技术瓶颈,为全面构建 我国安全、绿色、低碳、经济和可持续的现代能源产业体系提供 技术支撑. 非常规和难开采油气勘探开发应用总体上达到国际先进水 平,基本形成适合我国陆相储层的有效致密气勘探开发技术,初 步掌握浅层海相页岩气成套开发技术和致密油开发关键技术, 高 煤阶煤层气勘探开发技术基本成熟,3000 米深水半潜式钻井船 等装备实现自主化, 建立了浅层超稠油油藏经济高效开发技术体 系.煤炭绿色开采和高效利用快速发展,年产千万吨级综采成套 设备、年产

2000 万吨级大型露天矿成套设备实现国产化,智能 工作面技术达到国际先进水平.煤制清洁燃料和化学品技术、低 阶煤分级分质利用得到快速发展,煤炭气化、液化、热解等已实 现产业化.具有完全自主知识产权的千万吨级炼油技术,劣质油 加工技术取得突破.生物质能源替代化石能源初见成效.超超临 界机组实现自主开发,大型循环流化床发电、大型 IGCC、大型 褐煤锅炉已具备自主开发能力, CO2 利用技术研发和 CO2 封存示范 工程顺利推进.燃气轮机设计体系基本建立,初温和效率进一步 提升,天然气分布式发电开始投入应用. 可再生能源发电技术已显著缩小了与国际先进水平的差距, 《能源技术创新 十三五 规划》

5 光伏、风电等产业化技术和关键设备与世界发展同步.晶体硅太 阳电池产业化技术取得重大突破, 形成晶体硅太阳电池产业化技 术体系;

太阳能热发电技术取得了长足进步.建立了大功率风电 机组整机设计制造技术体系,3~6MW 的海上风电机组实现示范应 用,大型风电场运行管理等关键技术开始实际应用. 电网的总体装备和运维水平处于国际前列. 电网技术与信息 技术的融合不断深化,特高压输电技术处于引领地位,掌握了 1000kV 特高压交流和±800kV 特高压直流输电关键技术. 已建成 多个柔性直流输电工程,智能变电站全面推广,电动汽车、分布 式电源的灵活接入取得重要进展,电力电子器件、储能技术、超 导输电获得长足进步. 核电技术与世界先进水平保持同步. 三代核电技术研发和应 用走在世界前列,四代核电技术、模块化小型堆、海洋核动力平 台、先进核燃料与循环技术取得突破,可控核聚变技术得到持续 发展. 十二五 期间我国能源技术创新为打造新型能源产业奠定 了坚实基础, 但与新时期推动能源生产和消费方式革命的战略目 标还有较大差距,突出表现为:创新模式有待升级,引进消化吸 收的技术成果较多,与国情相适应的原创性成果不足;

创新体系 有待完善,创新投入的低收益问题仍较为突出;

部分关键核心技 术装备仍受制于人, 重大能源工程依赖进口设备的现象仍较为普 遍,技术 空心化 和技术 对外依存度 偏高的现象尚未完全 《能源技术创新 十三五 规划》

6 解决. 十三五 时期是我国大力推动能源产业转型升级, 实现 四 个革命、一个合作 的关键时期,通过不断创新发展思路,不断 健全能源科技创新体系,不断夯实能源科技创新基础,集中力量 突破重大关键技术瓶颈,以科技为先导,引领能源生产和消费方 式的重大变革,按照应用推广一批、试验示范一批、集中攻关一 批的发展路径推动能源技术革命, 重点发展清洁高效化石能源技 术、 新能源电力系统技术、 安全先进核能技术、 战略性能源技术、 能源基础材料技术等, 是未来五年我国能源科技创新的重大使命.

二、指导思想、基本原则和发展目标

(一)指导思想 全面贯彻党的十八大和十八届三中、四中、五中、六中全会 精神,深入贯彻习近平总书记系列重要讲话精神,践行我国能源 安全发展的 四个革命、一个合作 战略思想,推动能源技术革 命,带动产业升级.围绕《国民经济和社会发展第十三个五年规 划纲要》 、 《能源生产和消费革命战略(2016-2030) 》和《能源发 展 十三五 规划》关于构建建设清洁低碳、安全高效的现代能源 体系的要求,应用推广一批相对成熟、有需求、有市场、成本低 的技术,确保 十三五 提高能源效率、调整能源结构目标的实 现;

示范试验一批有一定技术积累,但工艺路线、经济性和市场 《能源技术创新 十三五 规划》

7 可接受性有待验证的技术,探索技术定型、大批量生产的路径, 为 十三五 及今后的能源转型提供技术支撑;

集中攻关一批前 景广阔、但核心技术仍需突破、亟待集中力量攻关的技术,为2030 年前实现能源技术革命奠定坚实基础.

(二)基本原则 坚持自主创新. 必须把自主创新摆在能源科技创新的核心位 置,强化原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新,以自主产 权的关键技术重大突破,引领能源产业加快发展. 坚持市场导向.建立市场导向的技术创新机制,以企业为创 新主体,以需求为创新指引,发挥市场在科研资源配置中的基础 性作用,提高科技成果转化整体效能. 坚持重点突破.以国家能源安全和重大能源战略为导向,充 分发挥国家示范工程、科技重大专项的引领和带动作用,以重........