我国能源转型与电气技术创新

我国能源转型与电气技术创新

盛五六 ,刘策群 ,沈红伟

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摘要：当前，全球正在进行着新一轮的科技与产业转型。能源科技创新已经进入了一个非常活跃的时期，包括可再生能源、储能和氢能在内的各种新型能源技术都在飞速发展，已经超越了技术商业化的临界点，成为了能源绿色、低碳转型的核心驱动力量，并促使能源产业从资源和资本主导向技术主导的方向发展。世界各国都把科技看作是能源转型的切入点，并通过各种政策手段来争取发展。

关键词：能源转型；电气技术；创新

1.能源基本情况

1.1.能源生产情况

2022年，我国石油产量达到了历史最好水平的2亿t，增产的部分有50%来自海洋油气，近年来渤海、南海海洋油气生产取得了很大的突破。天然气进口比例在不断提高，超过了40%，并且每年都在增加。煤炭仍是我国的主力能源，基本实现了自给自足，每年进口2～3亿t，主要是从贸易角度和便于运输的角度考虑，比如南方地区进口煤炭的成本比较低。作为全球第一电力生产和消费大国，我国发电装机容量目前居世界第一，其中火力发电占比较大，仍是电力领域的主体。我国生物质能源资源比较丰富，但利用的不是很充足，这方面还需要加大力度。近年来氢能和储能受到广泛关注，我国氢能产量居世界第一，每年达3000多万t，其中98%～99%都是灰氢或者是蓝氢，从化石能源中获得。新型储能发展迅速，每年增速达50%以上。

1.2.碳排放情况

在全球的碳排放中能源消费产生的碳排放占比非常高，每年超300亿t。我国目前是碳排放第一大国，累计排放量是全球第二位，次于美国。我国能源消费产生的碳排放占比非常高，占全球的1/3左右。按照经济比重，我国单位GDP能耗中的碳排放占比也高于全球平均水平。因此，碳减排不是别人要求我国做，而是我国自己必须要做。

2.低碳转型战略

能源转型是降低碳排放的关键，也是最主要的途径，中央对此作出了一系列重要的部署。2021年中央经济工作会议指出：传统能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基础上。立足以煤为主的基本国情，推动煤炭和新能源优化组合。新增可再生能源和原料用能不纳入能源消费总量控制。创造条件尽早实现能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变，加快形成减污降碳的激励约束机制，防止简单层层分解。党的二十大报告对于能源转型和节能减排工作也作出了明确的部署。从国际经验来看，控制能源的消费总量和优化能源结构是实现碳减排的最主要途径，无论是西方发达国家还是发展中国家基本都是采取这样的路径，没有别的捷径好走。我国已宣布了2030年和2060年的减碳目标，“十四五”期间减碳任务非常繁重，要为下一步实现2030碳达峰目标打下基础。《“十四五”现代能源体系规划》对能源工作做出了明确的部署，包括能源供应链的稳定、能源低碳转型、产业布局、能源治理及国际合作等方面。总结起来主要还是两项工作，一是控制能源消费的总量，二是优化能源结构。

今后能源工作主要是针对这两点开展，一方面要降低单位GDP能耗，特别是工业领域的节能降耗任务非常重；另一方面要大力发展新能源和可再生能源。到“十四五”末非化石能源占比争取达到20%左右，为下一步实现碳达峰打下坚实的基础。实现“双碳”目标下的能源转型，对于我国是时间紧、任务重。一些发达国家从碳达峰到碳中和，前前后后用了几十年的时间，而我国作为能源消费第一大国，要用30多年时间实现碳达峰、碳中和，时间非常紧张。国际能源署认为，目前全球能源产生的碳排放在增加，其中，我国的占比较大，我国增加的碳排放量抵销了其他地区减少的碳排放量。目前我国单位GDP的能耗在全球都是比较高的，这主要与我国的经济结构、产业结构有很大的关系。

3.电气技术创新

3.1.创新趋势

近年来在节能降耗减碳的大形势下，全球各个国家从政府层面和行业层面纷纷出台了一系列的方针政策，给我国提供了参考。国际上电气技术创新的基本态势是：新能源的发展带来新的技术要求，可再生能源和新型电力技术成为引领能源低碳转型最主要的路径选择，风力发电、太阳能发电及核电等电力技术与传统能源电力技术的深度融合，将会衍生出新的技术和新的发展模式，也包括新的业态。

3.2.中国成就

近年来我国在能源和电力转型方面做了大量的工作，取得了举世瞩目的成就。最显赫的成就有两方面，一是电力基础设施的建设，以电力通道为例，西电东送、北电南供的能力越来越强，衍生出了大量新技术；二是新能源的快速发展，全球风机十强中我国占了五个，太阳能光伏十强中我国占了六个。我国新能源装备不仅武装了中国的新能源行业，也满足了全球新能源发展的需要。

3.3.正视短板

2023年年初宣布的重大投资项目中很多项目都是能源和电力方面的，投资额巨大。我国国民经济社会发展和百姓生活对电力需求巨大，

2022年局部地区在特殊时段还要限电，这就要求能源建设进一步加快。与发达国家比，我国在能源电力方面仍存在短板，特别是在电气技术方面，部分技术装备如控制系统、软件和核心零部件等，目前还不能完全过关，原创性和颠覆性的技术优势还不明显，创新机制还有待进一步的完善。在体制机制方面也需要做很多工作，工业和信息化部、发展改革委和国家能源局都出台了很多的相关政策，包括成果转化、推进重大工程首台（套）设备应用等方面，取得了很好的效果，但还需要进一步加强。

3.4.重点任务

为了实现“双碳”目标下的能源转型，电气行业的创新，无论是围绕清洁低碳高效火电及先进的可再生能源发电，还是围绕核电、电力系统及数字化，都需要做一些努力和提升。国家能源局和科技部联合发布的《“十四五”能源领域科技创新规划》对此做了明确的部署。火电方面，要进一步提升火电的效率和水平，发展高效低排放火电技术，同时还有进一步提升火电的灵活性。我国的燃气轮机技术一直是短板，随着新能源的发展，氢能等新能源种类增多，新型燃气轮机和燃烧技术还需要进一步突破。水电方面，一是藏东南水电开发技术；二是水电基地可再生能源多能互补协同开发运行技术；三是水电工程健康诊断、升级改造和灾害防控技术。风电方面，一是深远海域海上风电开发与15MW以上超大型海上风机研制；二是退役风电机组回收与再利用技术。太阳能发电方面，一是高效钙钛矿电池制备与产业化技术；二是高效低成本新型晶体硅电池技术；三是光伏组件回收处理与再利用技术；四是太阳能热发电与综合利用技术。

4.结束语

综上所述，我国能源设备数十年的发展经验表明，完全依靠购买或从市场上换取先进的能源设备生产技术是不可靠和不可靠的。目前，一些技术还不能满足国家的实际需要，一些领域，例如特高压输电等，国家已处于“无人之地”，需要依靠自主创新。在政府层面，必须要有体制机制上的保障和政策措施，比如，以国内的市场为基础，以重大工程为基础，推动重大能源技术装备的国产化，这是我国经过多年发展总结出来的经验，也是行之有效的方法。此外，完整的能源、电气技术和设备行业链关系到整个国家的安全，关键技术、核心材料、核心部件都必须由自己来掌控。

参考文献

[1]马露露,蒋金荷.低碳能源转型下,中国风电产业发展的挑战与对策[J].中国能源,2021,43(11):27-33+47.

[2].能源转型驱动新动能数字技术赋能新未来[J].今日制造与升级,2021,(11):17-30.

[3]刘宇.推动以城市能源转型为重心的“双碳”实践[J].开放导报,2021,(05):3.