解密未来15年能源技术创新重点

　　目前，我国已成为世界最大的能源生产国和消费国，能源供应能力显著增强，技术装备水平明显提高。科技决定能源的未来，科技创造未来的能源。能源技术创新在能源革命中起着决定性作用，必须摆在能源发展全局的核心位置。
　　近期，围绕可能产生重大影响的革命性能源技术创新和对建设现代能源体系具有重要支撑作用的技术领域，国家发展改革委、国家能源局发布《能源技术革命创新行动计划（2016~2030年）》，明确今后一段时期我国能源技术创新的工作重点、主攻方向及重点创新行动的时间表和路线图，涉及15个重点领域，包括煤炭无害化开采技术创新，非常规油气和深层、深海油气开发技术创新，煤炭清洁高效利用技术创新，二氧化碳捕集、利用与封存技术创新，先进核能技术创新，乏燃料后处理与高放废物安全处理处置技术创新，高效太阳能利用技术创新，大型风电技术创新，氢能与燃料电池技术创新，生物质、海洋、地热能利用技术创新，高效燃气轮机技术创新，先进储能技术创新，现代电网关键技术创新，能源互联网+技术创新，节能与能效提升技术创新。

　　高效太阳能利用技术
　　●创新目标
　　2020年目标：
　　建成100MW级HIT太阳能电池示范生产线。掌握分布式太阳能热电联供系统的集成和控制，以及太阳能热化学制备燃料机理。掌握智能光伏电站设计和建造成套技术，实现发电效率≥80%。掌握50MW级塔式光热电站整体设计及关键部件制造技术。
　　2030年目标：
　　建立完整自主知识产权生产线，实现在建筑中规模应用并达到国际前沿水平。HIT电池国产化率≥85%并达到批产化水平。建成50MW太阳能热电联供系统，形成自主知识产权和标准体系。
　　●战略方向
　　太阳能高效晶体硅电池及新概念光电转换器件。开发平均效率≥25%的晶体硅电池产线，探索更高效率、更低成本的新概念光电转换器件及面向产业化技术等方面开展创新与攻关。
　　高参数太阳能热发电与太阳能综合梯级利用系统。重点在超临界太阳能热发电、空气吸热器、固体粒子吸热器、50~100MW级大型全天连续运行太阳能热电站及太阳能综合梯级利用、100MWe槽式太阳能热电站仿真与系统集成等方面开展研发与攻关。
　　太阳能热化学制备清洁燃料。重点在太阳能热化学反应体系筛选、热化学在非平衡条件下的反应热力学和动力学机理及其与传热学和多项流的耦合作用机理探索、太阳能制取富含甲烷的清洁燃料等方面开展研发与攻关。
　　智能光伏电站与风光热互补电站。重点在高能效、低成本智能光伏电站，智能化分布式光伏和微电网应用，50MW级储热的风光热互补混合发电系统等方面开展研发与攻关。
　　大型风电技术
　　●创新目标
　　2020年目标：
　　形成200~300米高空风力发电成套技术。掌握自主知识产权的10MW级以下大型风电机组及关键部件的设计制造技术。突破近海风电场设计和建设成套关键技术，形成海上风电工程技术标准。掌握复杂条件下的风资源特性及各区域风电资源时空互补性。建立风电场群控制与运维体系，支撑区域风电规模并网。
　　2030年目标：
　　200~300米高空风力发电获得实际应用推广。突破10MW级及以上大型风电机组关键部件设计制造技术。掌握风电场集群的多效利用、风电场群发电功率优化调度运行控制技术。掌握废弃风电机组材料的无害化处理与循环利用技术。
　　●战略方向
　　大型风电关键设备。重点在10MW级及以上风电机组，以及100米级及以上风电叶片、10MW级及以上风电机组变流器和高可靠、低成本大容量超导风力发电机等方面开展研发与攻关。
　　远海大型风电系统建设。重点在远海大型风电场设计建设、适用于深水区的大容量风电机组漂浮式基础、远海风电场输电，以及海上风力发电运输、施工、运维成套设备等方面开展研发与攻关。
　　基于大数据和云计算的风电场集群运控并网系统。重点在典型风资源特性研究与评估、基于大数据大型海上风电基地群控、风电场群优化协调控制和智能化运维、海上风电场实时监测及智能诊断技术装备等方面开展研发与攻关。
　　废弃风电设备无害化处理与循环利用。重点在风电设备无害化回收处理、风电磁体和叶片的无害化回收处理等方面开展研发与攻关。
　　氢能与燃料电池技术
　　●创新目标
　　2020年目标：
　　PEMFC电源系统实现额定输出功率50~100kW、系统比功率≥300Wh/kg、电堆比功率3000W/L以上、使用寿命5000hr以上。MFC电源系统实现额定输出功率5~10kW、系统比能量≥345Wh/kg、使用寿命3000hr以上。开发出接近质子膜燃料电池操作温度、储氢容量高于5wt%的储氢材料或技术。
　　2030年目标：
　　实现大规模氢的制取、存储、运输、应用一体化，实现加氢站现场储氢、制氢模式的标准化和推广应用。完全掌握燃料电池核心关键技术，建立完备的燃料电池材料、部件、系统的制备与生产产业链。
　　●战略方向
　　氢的制取、储运及加氢站。重点在大规模制氢、分布式制氢、氢的储运材料与技术，以及加氢站等方面开展研发与攻关。
　　先进燃料电池。重点在氢气/空气聚合物电解质膜燃料电池、甲醇/空气聚合物电解质膜燃料电池等方面开展研发与攻关。
　　燃料电池分布式发电。重点在质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池、金属空气燃料电池，以及分布式制氢与燃料电池的一体化设计和系统集成等方面开展研发与攻关。
　　先进储能技术
　　●创新目标
　　2020年目标：
　　示范推广10MW/100MWh超临界压缩空气储能系统、1MW/1000MJ飞轮储能阵列机组、100MW级全钒液流电池储能系统、10MW级钠硫电池储能系统、100MW级锂离子电池储能系统。
　　2030年目标：
　　全面掌握战略方向重点布局的先进储能技术，实现不同规模的示范验证。形成相对完整的储能技术标准体系，建立比较完善的储能技术产业链。
　　●战略方向
　　储热/储冷。重点在太阳能光热的高效利用、分布式能源系统大容量储热（冷）等方面开展研发与攻关。
　　物理储能。重点在电网调峰提效、区域供能的物理储能应用等方面开展研发与攻关。
　　化学储能。重点在可再生能源并网、分布式及微电网、电动汽车的化学储能应用等方面开展研发与攻关。
　　现代电网关键技术
　　●创新目标
　　2020年目标：
　　突破柔性直流输配电、电动汽车无线充电技术，掌握大容量高压电力电子元器件和高压海底电力电缆等先进输变电装备关键技术，实现工业化、低成本制造及示范推广，相关技术及装备走向国际市场。突破信息通信安全技术和电力线载波技术，形成宽带电力线通信标准；形成适合电网运行要求的低成本、量子级的通信安全技术。研究大规模可再生能源和分布式发电并网关键技术并开展示范；突破电力系统全局协调调控技术，实现示范应用。完成现代复杂大电网安全稳定技术研究，实现现代复杂大电网安全稳定运行。
　　2030年目标：
　　柔性直流输配电技术、新型大容量高压电力电子元器件和高压海底电力电缆等先进输变电装备达到国际先进水平。突破高温超导材料关键技术和工艺。形成适合电网运营要求的低成本、量子级的通信安全工程应用技术解决方案，实现规模化应用。
　　微电网/局域网与大电网互相协调技术、源―网―荷协调智能调控技术获得充分应用。
　　●战略方向
　　基础设施和装备。重点在柔性直流输配电、无线电能传输、大容量高压电力电子元器件和高压海底电力电缆等先进输变电装备技术，以及用于电力设备的新型绝缘介质与传感材料、高温超导材料等方面开展研发与攻关。
　　信息通信。重点在电力系统量子通信技术应用、电力设备在线监测先进传感技术、高效电力线载波通信、推动电力系统与信息系统深度融合等方面开展研发与攻关。
　　智能调控。重点在可再生能源并网、主动配电网技术、大电网自适应/自恢复安全稳定技术、适应可再生能源接入的智能调度运行、电力市场运营、复杂大电网系统安全稳定等方面开展研发与攻关。
　　（本报记者李婕茜综合报道）
　　能源互联网技术
　　●创新目标
　　2020年目标：
　　初步建立能源互联网技术创新体系，能源互联网基础架构、能源与信息深度融合及能源互联网相关应用技术取得重大突破并实现示范应用。部分能源互联网核心装备取得突破并实现商业化应用。建立智慧能源管理与监管技术支撑平台。初步建立开放的能源互联网技术标准、检测、认证和评估体系。
　　2030年目标：
　　建成完善的能源互联网技术创新体系。形成具有国际竞争力的系列化、标准化能源互联网核心技术装备，核心设备和发展模式实现规模化应用。形成完善的能源互联网技术标准、检测、认证和评估体系，以及具有国际竞争力的能源互联网支撑系统和行业服务体系。
　　●战略方向
　　能源互联网架构设计。重点在能源互联网全局顶层规划、功能结构设计、多能协同规划、面向多能流的能源交换与路由等方面开展研发与攻关。
　　能源与信息深度融合。重点在能量信息化与信息物理融合、能源互联网信息通信等方面开展研发与攻关。
　　能源互联网衍生应用。重点在能源大数据、能量虚拟化、储能及电动汽车应用与管理、需求侧响应以及能源交易服务平台、智慧能源管理与监管支撑平台等方面开展研发与攻关。