改革开放40年能源发展报告 | 肖新建：电力能源发展、挑战、趋势

三、能源：从跟跑、并跑到部分领跑技术体系

从能源技术发展来看，改革开放之初，我国能源技术体系全面落后于主要发达国家。经过40年发展，我国能源技术水平得到大幅提升，尤其是近年来，随着我国能源产业快速发展，能源科技创新能力不断增强，在部分领域已建立了具有国际竞争力的能源装备技术产业，部分能源技术甚至达到了世界领先水平，有力保障了国家能源安全和能源结构优化，但与能源科技强国相比，仍存在原创和核心技术缺乏等问题挑战。总体上来看，我国能源技术走了一条从跟跑、并跑到部分领域领跑之路。

一是化石能源资源深度勘探和绿色开采技术取得进展。我国化石能源科技创新能力和技术装备自主化水平显著提升，建设了一批具有国际先进水平的重大能源技术示范工程。初步掌握了页岩气、致密油等勘探开发关键装备技术，煤层气实现规模化勘探开发，3000米深水半潜式钻井船等装备实现自主化，复杂地形和难采地区油气勘探开发部分技术达到国际先进水平，千万吨炼油技术达到国际先进水平，大型天然气液化、长输管道电驱压缩机组等成套设备实现自主化;煤矿绿色安全开采技术水平进一步提升，大型煤炭气化、液化、热解等煤炭深加工技术已实现产业化，有的具有世界领先水平，低阶煤分级分质利用正在进行工业化示范;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、二氧化碳封存工程示范和700摄氏度超超临界燃煤发电技术攻关顺利推进。总的来看，我国在煤炭勘探开发及转化利用方面技术基本达到世界先进水平甚至领先水平，在油气勘探开发等技术装备领域虽距世界先进水平有差距，但仍基本紧跟世界先进水平步伐。

二是新能源和可再生能源技术逐步成熟。建成投运全球最大容量80万千瓦水电机组，掌握了30万千瓦级抽水蓄能机组的装备制造技术。通过引进和消化吸收，基本建立起完整的风电制造体系，低风速、高海拔技术逐步成熟。光伏制造技术达到世界先进水平，自主创新能力大幅提升，保持一些先进光伏电池技术世界记录。太阳能热发电开始商业化示范，新一代燃料乙醇及新型地热、海洋能技术也取得重要突破。基本掌握了三代核电AP1000设计和设备制造技术，三门AP1000已经并网运行，采用“华龙一号”自主三代技术的首堆示范项目开工建设，首座高温气冷堆技术商业化核电示范工程建设进展顺利，核级数字化仪控系统实现自主化。总的来看，我国逐步从新能源利用大国向技术产业强国迈进，建立了具有国际竞争力的水电、风电及光伏装备制造产业，先进核电技术也实现自主化，但一些关键原材料、核心零部件、加工转换装备和生产线仍以进口为主，大多数前沿性技术仍以跟随国际发展为主，凸显出我国在新能源领域的基础性、原创性研究及产业化能力不足。此外，风电、光伏等融入电力系统过程中遇到较大挑战，反映出当前还没有建立起适应可再生能源特点的系统运行体制机制。

三是先进节能技术与发达国家差距明显缩小。我国能源利用效率持续进步。伴随加快淘汰落后产能和推进装备大型化，工业能效水平显著提升，电力、钢铁、电解铝等行业能效达到世界先进水平，一些先进企业能效达到世界领先水平。作为世界第一制造和出口大国，电机等通用设备、家用电器能效水平持续进步，已基本和发达国家发展同步。但受发展阶段和水平因素影响，先进能效技术与落后产能大量并存，行业平均能效水平与发达国家仍有明显差距，先进节能技术普及率不高，提升系统能源利用效率仍有很大空间。

四是能源基础设施及集成配套应用技术也有明显进步。发、输、变、配、用、调度以及信息化平台等智能电网技术研发与建设取得重要进展，建成世界最高电压等级与最大容量的交直流输电工程，智能电网系统初成系统。但智慧能源系统的芯片、数据采集硬件仍缺乏自主研发能力，自动控制等电力电子设备的设计制造水平与美、德等发达国家相比仍有很大差距。电动汽车产业化取得重大进展，建成完整的电动汽车及动力锂电池产业链。但相比燃油汽车，电动汽车续航能力仍显不足，动力电池比能量有待提升，电力电子集成控制水平与国外先进水平差距明显。超临界压缩空气等储能技术已实现技术示范，蓄热储能、超级电容器技术也取得了很大进步，锂液流电池等若干新原理储能技术研发也开始启动。但储能项目成本仍然过高，关键材料、制造工艺和能量转化效率都有待提高。

四、能源：正面临“三座大山”严峻挑战

从我国现实来看，保障能源供应安全、消除能源开发利用带来的环境污染，以及应对全球气候变化问题，即安全发展、清洁发展和低碳发展问题，是我国能源发展的三个核心问题，可称为我国能源革命的“三座大山”。主要发达国家曾从容有序解决前两个问题，现在正集中应对第三个问题，与之完全不同，我国现在同时面对三大问题的严峻挑战，呈现三步并作一步走之艰难局面。

一是安全发展问题是要一以贯之去化解的问题。长期以来，保障能源供应安全是我国能源工作核心。随着我国经济社会发展，对能源需求不断增加，除了要增强国内供应保障外，增加海外能源资源供应成了必然选择。2017年我国石油对外依存度接近70%，天然气对外依存度达到40%。我国进口油气供应安全，事实上是主要依赖以美国为主导的国际能源安全体系来实现的。当前中美之间贸易摩擦全面展开，中美之间未来的竞争可能还会加剧，而未来我国能源进口规模仍将扩大，这种保障体系的不确定性会越发突显。如何参与、改良并完善这种保障体系，进而保障能源进口安全，是我们面临的长期挑战。

二是清洁发展问题是要重中之重去应对的问题。长期以来，我国高度依赖煤炭的粗放低效能源发展方式，不仅导致资源大量浪费，而且造成了极为严重的环境污染。如何实现能源清洁发展，是我国当前及今后一段时期生态文明建设的瓶颈所在。能源开发利用是造成我国环境污染和生态恶化的重要原因。2012年入冬以来，我国华北地区100多万平方千米区域内，持续出现严重雾霾天气，表明大气环境污染已超出可承受临界点，环境污染问题已成为我国能源发展甚至部分地区经济社会发展的首要问题。煤炭开发利用是我国能源引起的生态环境破坏的主体。我们估计，2013年煤矿开发中通过矿井水带入周边环境的总铬、总铅、总砷、总镉、总汞排放量分别达4674吨、3116吨、1558吨、312吨和156吨;煤炭燃烧利用将6.75万～18.66万吨铅、2.38万吨砷、3215吨镉和873吨汞带入环境，煤炭燃烧利用带入环境的重金属污染物占煤炭开发利用的90%以上。煤炭分散燃烧是煤炭利用产生污染物排放的主体。分散燃烧煤量，占我国煤炭消费总量约20%，却产生了80%左右的燃煤污染排放，相当于占能源开发利用产生常规污染物排放的50%～70%。

三是低碳发展问题是要着眼长远去解决的问题。2014年全球二氧化碳排放355亿吨，其中我国高达97.6亿吨、占全球的四分之一以上，燃煤贡献了主要的二氧化碳排放量。在此大背景下，我国承诺的“国家自主贡献”提出将于2030年左右使二氧化碳排放强度比2005年下降60%～65%，实现二氧化碳排放峰值并力争尽早达峰，非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右。我国这一低碳发展决策，是应对全球气候变化主动而为之、力争跟上并引领低碳发展潮流的战略决择。

综合来看，要推翻上述安全发展问题、清洁发展问题和低碳发展问题这三座大山，需要国家在推动能源革命过程中，针对各种问题不同紧迫程度，采取相应策略性手段和措施。今后10年，尤其是“十三五”“十四五”时期要集中力量打赢一场能源革命的战役，即全面治理环境污染，推动实现清洁发展。

五、能源：未来发展之引领——自能源体系时代

在《能源生产和消费革命战略(2016～2030年)》中，明确提出“超前研究个体化、普泛化、自主化的自能源体系相关技术”，这是官方文件中首次提出“自能源体系”。

所谓自能源体系，就是通过各种先进技术应用，使得未来的每一个单体，无论是一个人、一件物品、一幢建筑、一个大型平台，或在能源开发传输利中过程中可以简化为单体的每一个系统或子系统，都既是能源生产者，也是能源消费者，且能源供应与消费可以自身先平衡，然后通过更高层次系统参与外部供需平衡，也可以根据经济学规律和市场要求，便捷地先与外部供需平衡。能源的传输与信息传输一样便捷、经济和适用。

可以设想未来能源发展的一个场景：未来某一个人在户外运动，他的衣服、裤子、帽子甚至体表涂的防晒霜类等都可以自动吸收他运动产生的热量，以及光照、微风吹过的能量等，然后自动收集储存，这些能源可以用于给自己的智能设备(如手机、人机辅助设备)充电、给关节热敷治疗，也可以与外界交易、损赠等等。一辆汽车行驶到公路上，可自动采集光照、运动气流等能源并储存，也可以通过道路先进装置自动采集汽车对路面的摩擦产生的能量，这些能源可以用于驱动汽车运行、给别的汽车充电或参与交易等。一幢建筑物也可以通过表层能源采集装置、通过根据地理位置等设计优化而形成对可再生能源最大程度的开发、对自身用能最大程度的节能等，形成单体的能源生产和消费者，与外界参与能源供需平衡。

在这样一个自能源体系中，电力是能源传输的载体，可再生能源及分布式利用将成为开发利用层面最宽广的方式，能源发展自然是绿色低碳可持续的，但这需要各种技术方面的突破，这是未来能源发展的引领方向。

1.如2002年，取消电煤指导价政策，政府对“重点合同”电煤价格进行协调，其他煤炭价格完全由市场决定;2006年延续了40年之久的煤炭订货会改名为全国煤炭产运需衔接合同汇总会，以价格谈判为主的订货会宣告结束，煤炭价格改革终告一段落。

原文首发于《能源情报研究》2018年8月