专栏名称: 战略前沿技术
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以科技创新和产业创新深度融合促进新能源高质量发展

战略前沿技术  · 公众号  · 军事  · 2024-09-27 20:18

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来源:科技中国

作者:吕建中


能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。随着经济社会的发展和科学技术的进步,人类越来越依赖能源,并带动能源结构自发性转型,甚至有人提出“AI的尽头是能源”。在全球加快绿色低碳转型的大背景下,对于大多数国家来说,“减碳去碳”不是要“减能源、去能源”,相反需要优先发展能源,特别是要大力发展可再生能源,实现经济发展、生产力进步与绿色低碳之间的协同一致。党的十八大以来,我国能源消费总量保持较大幅度的增长,能源转型不断向纵深推进,新能源产业蓬勃发展,成为全球能源转型的重要推动力量。在过去10年里,我国以年均3.3%的能源消费增长有效支撑了年均6.1%的经济增长。2023年,国内可再生能源发电装机占比历史性突破了50%,新能源汽车渗透率超过了30%,“新三样”(新能源汽车、锂电池、光伏产品)出口突破万亿元,成为名副其实的出口新动能。尽管如此,我国新能源事业的发展仍面临着加快绿色低碳转型与保障安全供应的双重压力,各方面的问题、矛盾及制约因素较多,实现“双碳”目标任务十分艰巨,必须以更大力度推动新能源高质量发展,为中国式现代化建设提供安全可靠的能源保障。

一、先把技术“立”起来


       


当今世界正经历着新一轮能源转型和能源革命,其主导方向就是要以可再生能源逐步替代传统化石能源,但这并不是简单的一种能源品种对另一种能源品种的替代,也不可能一蹴而就,必须以新能源高质量发展和新型能源体系建设为前提。在当前和今后一个相当长的时期内,我们必须坚持先立后破、以立为先,有序推进能源结构优化,加快规划建设新型能源体系,以新的能源结构、新的系统形态、新的产业体系、新的治理体系等,培育形成能源领域新质生产力,并为其他领域的新质生产力提供用能支撑和保障。基于这样的理解和认识,我们必须回答好“先立什么”的问题。显然,既要大规模建设风光发电基地、电网和储能设施,以及消纳新能源的项目,更要高度重视加大技术开发和创新的力度,切实把新能源技术先“立”起来。从近年来的新能源发展实践看,各地对大型风电和光伏发电等的投资热情高、建设项目上得快,但由于技术和系统配套跟不上,导致新能源消纳难度大,部分地区弃风弃光现象较为严重,已成为制约新能源高质量发展的不利因素。

能源技术具有较强的先导性、应用性及支撑性,能源新技术的研发周期普遍较长,技术进步相对比较慢,需要依靠科技创新和产业创新的深度融合,统筹推进传统能源绿色低碳转型升级和新能源规模高效发展。要把新能源及与之相关的新材料、高端装备、新能源汽车等作为发展战略性新兴产业和未来产业的重点领域,加大耐心资本和长期资本投入,围绕产业链部署创新链,围绕创新链布局产业链,整合科技创新资源、产业要素,聚焦新能源关键共性技术研发,支持先进技术商业化,催生新产业、新模式、新动能,完善现代化能源产业体系,进一步增强能源安全保障能力。

二、突出增加高质量技术供给


       


我国新能源技术的总体水平在全球处于领跑地位,陆上低风速风电技术、海上大容量风电机组技术、光伏组件转换效率等均达到世界先进水平。由于风电和光伏发电等新能源存在着间歇性、波动性及不稳定性等问题,在新能源占比大幅度增加的情况下,迫切需要提升电力系统的调节能力和灵活性,提高配电网接纳分布式新能源的能力,这就对大规模高比例可再生能源开发利用、电网远距离输电、多能互补、储能等提出了更高的技术要求。因此,一定要加强重点方向研发投入,推动重大技术攻关和先进技术应用,提升国产化设备的可靠性、经济性和先进性,形成更多高质量的技术供给和持续迭代。

在大规模高比例可再生能源开发利用技术领域,应重点研发更高效、更经济、更可靠的水能、风能、太阳能、生物质能、地热能以及海洋能等可再生能源先进发电及综合利用技术,支撑可再生能源产业高质量开发利用;瞄准将其转化为电能等二次能源进行规模化应用,重点研究风光发电并网主动支撑和自组网、局域100%新能源电力系统等基础理论和推广应用,努力打造新能源原创技术策源地和发展高地。

在多能互补协同发展技术领域,应重点围绕构建新型电力系统,加快战略性、前瞻性电网核心技术攻关,支撑建设适应大规模可再生能源和分布式电源友好并网、源网荷双向互动、智能高效的先进电网;在新型输电领域,重点研发交直流特高压输电、电网柔性互联关键技术、高端电力能源装备研发等。

在储能技术领域,应重点研发能源生产、输送、利用不同场景、环节适用的电能、热能高安全低成本规模化储能存储原理和方法,推动高功率电容器、高功率电池、飞轮储能、压缩空气储能、电介质薄膜、固态锂电池、钠离子电池、液态金属电池储电科技,热化学、相变储热科技及电制燃料等新型储能科技创新。

在氢能技术领域,应重点研发高电流密度、低贵金属用量的电解制氢材料与装备、热解/光解等制氢新科技,氢气制烃、醇、氨载体及氢载体重整制氢与纯化科技;突破电解直接制合成气/氨及高压氢等新科技。针对清洁交通、综合供能等不同终端场景,研发稳态长寿命、动态高功率燃料电池材料和电堆及系统科技,富氢/纯氢/醇/氨高效燃烧及动力装置,氢-电转换新材料新器件与热机-燃料电池集成新系统科技。

同时,推进高效太阳能电池、先进风电设备等关键技术突破,加快推动关键基础材料、设备、零部件等技术升级。推动退役风电机组、光伏组件回收处理技术和相关新产业链发展,实现全生命周期闭环式绿色发展。

三、强化企业创新主体地位


       


企业处于产业和市场一线,对市场和技术变化具有高度敏锐性,是科技与经济紧密结合的主要力量。加强新能源技术创新,必须从系统观念出发,明确各类能源企业的创新主体地位,整体部署技术创新决策、研发投入、科研组织、成果转化全链条,系统布局政策、资金、项目、平台、人才等关键创新资源,一体化推进科技创新、产业创新和体制机制创新,形成企业主导的产学研高效协同深度融合创新体系。

能源企业应成为新能源科技创新和产业创新的出题人、答卷人和阅卷人,也是技术攻关的主力军、示范推广的主战场。特别是大型能源央企,作为国之重器,更是主体中的主体,要在实施国家重大科技攻关、带动前沿技术发展等方面发挥主导作用。建立完善产学研一体化平台,加强企业技术中心、工程研究中心、产业创新中心、重点实验室等建设,积极开展前沿导向的探索性基础研究和市场导向的应用性基础研究,组织行业关键共性和基础底层技术攻关,进一步成为补长能源技术装备短板攻关的主力军、打造原创技术策源地和现代能源产业链的“链长”。

要更多地让企业承担国家重大科研平台建设和运行任务,牵头国家科技计划项目或课题,努力实现更多原创性突破。深化“链长+链主”的协同创新机制,有条件的“链主”企业要牵头组建创新联合体、产业链上下游企业共同体、重点产业技术联盟等,牵头实施产业链协同创新项目,充分发挥其技术、信息和人才等优势,引领带动各类机构全面融入产业链协作体系,提升科研机构与市场机构的对接精准度,促进科技创新与产业创新互相促进。

充分发挥中小微企业的优势,聚焦“专精特新”,掌握“独门绝技”,独立或联合高校、科研院所开展技术研发,承担重点创新任务。大力推动大中小企业融通创新,大企业可以采取股权投资、资源共享、渠道共用、要素开放等多种方式,带动中小微企业深度融入创新链产业链,形成“大企业顶天立地、小企业铺天盖地”的良好创新局面。

四、扩大新能源技术应用场景


       


“场景创新”是一种新的创新发展理念、思路和范式,它以新技术的创造性应用为导向、以供需联动为路径,实现新技术迭代升级和产业快速增长。扩大新能源领域技术应用场景创新,就是要通过应用场景开发促进技术向着更高效率、更低成本的方向不断迭代升级。即把各种新能源技术、绿色低碳技术与实体经济跨界融合创新,并以场景作为引领新能源发展的新航标,破除技术与实体经济的供需对接矛盾。

新能源科技创新成果能否实现从实验室到商业化推广应用的跳跃,并转化为新产业、新模式、新动能,直接关系到科技创新和产业创新融合的效果。要在科技创新成果转化孵化的“关键穴位”与“经络节点”上精准发力,因地制宜、统筹布局概念验证中心、小试中试平台、应用场景基地建设,特别是把应用场景作为试验空间、市场需求、弹性政策的复合载体,把市场的供需、技术的供需紧密结合起来,打通创新链技术到产业链应用的“最后一公里”。

鼓励不同类型的产业和企业,根据自身的优势和特点,寻找不同场景的切入点,培育形成多元的新能源应用场景空间。大力推进典型场景培育,并将其复制到更多领域,加速实现新赛道中的新技术、新产品、新模式的商业化应用。要利用应用场景带动跨界合作及上下游产业链相关企业的衍生与汇聚,促进新技术新产品新模式的跨界融合创新,为新兴产业发展提供新动能。

要重视在工业和建筑领域扩大新能源应用场景,在具备条件的工业企业、工业园区,加快发展分布式光伏、分散式风电等新能源项目,支持工业绿色微电网和源网荷储一体化项目建设,推进多能互补高效利用,开展新能源电力直供电试点,提高终端用能的新能源电力比重。推动太阳能与建筑深度融合发展,完善光伏建筑一体化应用技术体系,壮大光伏电力生产型消费者群体。

五、加快培育适合新能源事业创新发展的新生态


       


新能源领域的科技创新与产业创新在工作目标、推进方式、风险承担能力等方面都存在较大差异,科技创新与产业创新内在相互需求十分强烈,具体需求对接却存在着巨大困难,这就类似于“淘金”与“卖铲子”之间的关系,需要营造有利于两方面深度融合的“新生态”。

营造新能源领域开放包容的创新环境,既要允许多种技术路线兼容并蓄,又要避免相互封闭、各自为战、低层次重复、内卷式研发。要统筹政产学研用一体化合作,打破行业或地区壁垒,搭建产业上下游、技术供需方以及产消者之间的利益共同体,形成栖息共生、相互融合的创新生态。加强标准引领,提升计量、标准、认证等领域的建设水平,统一双方“话语体系”,提高沟通交流效率。建立健全创新中介服务体系,围绕技术端、产业端、金融端、人才端等做好对接,为新能源创新活动提供规范、专业的配套服务。

大力发展新能源、加快能源低碳转型已成为世界各国普遍共识,我国新能源事业正在以全产业链开放的心态加快融入全球化,必将促进全球新能源产业形成新生态。我们要持续扩大对外科技交流合作,以共建“一带一路”为引领,拓展能源多元合作新局面,积极参与全球能源治理,加强新能源产业知识产权国际合作,推动计量、检测和试验研究能力达到世界先进水平,积极参与风电、光伏、海洋能、氢能、储能、智慧能源及电动汽车等领域国际标准、合格评定程序的制定和修订,提高计量和合格评定结果互认水平,提升我国标准和检测认证机构的国际认可度和影响力。


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