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一、能源科技的发展形势(一)世界能源科技发展趋势。 网技术与信息技术融合不断深化,电气设备新材料技术得到广泛应用,部分储能技术已实现商业化应用。
近年来,主要能源大国均出台了一系列法律法规和政策措施,采取行动加快能源科技创新。日本陆续出台了《面向 2030 年能源环境创新战略》等战略计划,提出了能源保障、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,发展新储能技术,发展整体煤气化联合循环(IGCC)、整体煤气化燃料电池循环等先进煤炭利用技术。
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:一是能源技术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迭代,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技术创新的主要方向,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以及先进能源装备及关键材料等重点领域。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,增强国家竞争力和保持领先地位。
(二)我国能源科技发展形势。
超超临界火电技术广泛应用,投运机组数量位居世界首位,大型 IGCC、CO2封存工程示范和 700℃超超临界燃煤发电技术攻关顺利推进,大型水电、1000kV 特高压交流和±800kV 特高压直流 4 技术及成套设备达到世界领先水平,智能电网和多种储能技术快速发展;
4.围绕能源效率提升目标提供智慧能源技术支撑。要重点发展分布式能源、电力储能、工业节能、建筑节能、交通节能、智能电网、能源互联网等技术。
(十二)先进储能技术创新。研究太阳能光热高效利用高温储 13 热技术、分布式能源系统大容量储热(冷)技术,研究面向电网调峰提效、区域供能应用的物理储能技术,研究面向可再生能源并网、分布式及微电网、电动汽车应用的储能技术,掌握储能技术各环节的关键核心技术,完成示范验证,整体技术达到国际领先水平,引领国际储能技术与产业发展。积极探索研究高储能密度低保温成本储能技术、新概念储能技术(液体电池、镁基电池等)、基于超导磁和电化学的多功能全新混合储能技术,争取实现重大突破。
(十四)能源互联网技术创新。加强能源互联网综合集成技术创新,重点研究信息系统与物理系统的高效集成与智能化调控、能源大数据集成和安全共享、储能和电动汽车应用与管理以及需求侧响应等技术,形成较为完备的技术及标准体系,引领世界能源互联网技术创新。
(三)创新行动
9.煤化工耦合集成技术。研发煤与生物质和垃圾共气化、煤化工制(用)氢系统与风电(太阳能)制氢集成、煤化工与可再生能源电力储能和调峰集成、煤化工与整体煤气化联合循环发电集成、煤化工与燃料电池发电集成、煤化工与二氧化碳捕集、利用与封存集成等关键技术。
3.2050 年展望。开发出新型高性能光伏电池,大幅提升光电转换效率并降低成本,至少一种电池达到世界最高效率;实现光电转化和储能一体化;太阳能热化学制备清洁燃料获重大突破并示范。
(三)创新行动
11.50MW 级储热光伏、光热、风电互补的混合发电示范应用。研究储能光热电站(>10MW)与光伏(>20MW)/风电(>20MW)混合发电站的整体设计技术,研究储能光热电站与光伏/风电互补发电的协调技术;研究混合发电站的控制技术及自动化运维技术,实现各种工况下光热-光伏/风电混合发电站的平稳发电以及突变条件下的快速响应;研究 50MW 级储能光热电站与光伏/风电混合发电站整体系统集成、工程化及运营技术,实现示范应用。
9.大型海上风电基地群控技术。建立包含海上风电场群运行数据、实测气象数据以及数值天气预报数据的大数据平台,研发基于大数据的海上大型风电基地运行优化技术、风电场群发电功率一体化预测技术、风电场群协同控制优化技术、风电场及场群真实能效评估和优化策略。研究海上风电场群电能的多效利用技术,研究储能系统的功率和容量选取以及混合储能系统的协调控制问题。
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