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(一)煤炭开采技术装备水平持续提升
煤炭开采技术及装备实现规模化应用。系统攻关特厚煤层开采的关键技术及装备,研发出大采高综放开采技术,实现年产1000万吨以上特厚煤层综采与综采放顶煤开采装备规模化应用;重介质选煤技术获得了大面积推广应用,技术居国际领先水平。
煤矿机械化、智能化水平大幅提升。成功自主研发世界首台8.8米超大采高智能化采煤机,智能工作面技术达到国际先进水平。据统计,截至2021年底,大型煤炭企业采煤机械化程度提高至98.95%,比2012年提高约17个百分点,全国已建成智能化采掘工作面813个,其中,采煤面477个,掘进面336个。已有29种煤矿机器人在370余处矿井现场应用。煤矿瓦斯治理、灾害防治技术水平显著提升,百万吨死亡率持续下降。
(二)燃煤发电技术达到世界先进水平
当前,我国燃煤发电技术世界领先,超临界和超超临界先进煤电机组超过860台,在全国煤电总装机中占比超过一半。同时,百万千瓦空冷发电机组、二次再热技术、大型循环流化床发电等技术均世界领先,多台超超临界二次再热煤电机组相继投产,世界首台135万千瓦煤电机组投入运行。此外,我国自主研发的世界参数最高、容量最大超临界二氧化碳循环发电试验机组已完成72小时试运行,标志着我国在超临界二氧化碳循环发电技术领域已处于世界领先水平,为进一步提高火电机组效率打下坚实基础。
煤电机组节能降耗改造持续推进,煤电机组发电效率、资源利用水平、污染物排放控制水平、二氧化碳排放控制水平等均达到世界先进水平。
(三)现代煤化工技术日渐成熟
现代煤化工领域推动产品高端化、高值化,煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇等现代煤化工技术日渐成熟。率先掌握百万吨级煤直接液化工程化技术,建成世界首套示范工程——鄂尔多斯百万吨级煤直接液化项目;具有自主知识产权的神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化等一批煤炭深加工重大示范工程建成投产;形成以内蒙古鄂尔多斯、陕西榆林、宁夏宁东和新疆准东、新疆哈密和山西晋北6大现代煤化工产业示范区。2021年,我国煤制油、煤(甲醇)制烯烃、煤制气、煤(合成气)制乙二醇产能分别达到931万吨/年、1672万吨/年、61.25亿立方米/年、675万吨/年。
(四)燃机装备技术取得重要突破
十年来,通过实施能源技术创新规划、燃气轮机创新发展示范,我国燃气轮机设计体系基本建立,效率进一步提升,重型燃气轮机获得重大突破,实现了从E级到F级的新跨越。2014年,我国具有自主知识产权的第一台重型燃气轮机R0110设计与研究项目取得突破性进展;2018年,我国首件自主化300兆瓦F级重型燃气轮机涡轮第一级静叶铸件通过鉴定,标志着我国在重型燃机热端核心部件上取得的重要突破;2019年,我国首台F级50兆瓦重型燃气轮机原型机整机点火试验成功,顺利实现满负荷稳定运行;2020年,我国具有完全自主知识产权的5万千瓦燃气轮机实现满负荷稳定运行;2022年,我国国内首套F级燃气轮机控制系统成功投运。
四、电网技术创新能力大幅提升
党的十八大以来,我国电网的总体装备和运维水平处于国际前列,连续攻克特高压输电、柔性直流输电、大电网安全等关键核心技术。
特高压输电技术处于世界引领地位。依靠自主创新,我国攻克了特高压技术和装备难题,掌握了具有国际领先水平的长距离、大容量、低损耗的特高压输电技术,运行着领先世界的特高压电网,掌握了1000千伏特高压交流和±800千伏、±1100千伏特高压直流输电关键技术,建成了世界上输电电压等级最高、距离最远的±1100千伏特高压直流输电工程。柔性直流输电技术取得显著进步。深入推进柔性直流技术研究,世界首台机械式高压直流断路器投运,研制成功世界上电压等级最高、容量最大的柔性直流换流阀,张北柔性直流电网示范工程支撑北京冬奥会场馆实现100%绿电供应,世界首个特高压多端混合直流工程乌东德电站送电广东广西工程提前投产。
大电网安全防御体系加速构建。我国已全面掌握国际领先的大电网仿真技术,构建起大电网仿真技术支撑体系,研发了适用于各级调度的大电网安全监测、预警与防御系统,实现了多级协调防御。建立大电网安全防御信息支持系统,解决了大电网协调建模和海量电力信息处理等难题。自主创新研发出大电网智能调度控制系统、大规模源网荷友好互动系统,开发完成了适应智能电网发展的安全稳定控制装置。
五、能源领域前沿技术取得新突破
党的十八大以来,我国大规模储能、氢能等技术不断取得新进展。主流储能技术总体达到世界先进水平,电化学储能技术进入商业化示范阶段,国际首套百兆瓦先进压缩空气储能示范电站实现并网发电;氢能及燃料电池技术迭代升级持续加速;“互联网+”智慧能源、综合能源服务等一大批能源新技术、新模式、新业态正在蓬勃兴起。
储能技术进入快速发展阶段,新型储能应用技术不断突破。电化学储能技术中,锂离子电池性能显著提升,能量密度提高1倍,循环寿命提高2~3倍;液流电池方面基本能够实现关键材料、部件、单元系统和储能系统的国产化,正在建设百兆瓦级项目试验示范;铅碳电池取得较大进步,循环寿命达5000次,实现了兆瓦到数十兆瓦级应用。机械储能技术中,压缩空气储能方面开展了新型压缩空气储能研究,并在关键技术上取得较大突破,国际首套百兆瓦先进压缩空气储能示范电站实现并网发电,每年可发电1.32亿千瓦时以上。此外,大型“源网荷储”技术研发试验基地正加速推进,试验基地搭建了国内首座固态锂离子电池储能电站、首座3兆瓦钠离子电池示范电站等七种储能技术验证平台以及储能技术检测实验室和大规模新能源接入仿真验证实验室。
氢能及燃料电池技术迭代升级持续加速,产业朝着多元示范迈进。目前,我国氢能产业呈现积极发展态势,已初步掌握氢能制备、储运、加氢、燃料电池和系统集成等主要技术和生产工艺,在电解水制氢、燃料电池、加氢等装备进行了全面的攻关部署,燃料电池关键材料、部件已实现自主可控,在部分区域实现燃料电池汽车小规模示范应用,在河北张家口已开展10兆瓦风电电解水制氢系统以及氢气综合利用系统示范。数字技术与能源技术深度融合,能源各环节智能化加快升级。当前,围绕新能源开发、多能转换、先进储能、碳捕集利用与封存、能源系统控制等领域的新技术、新装备不断涌现,数字技术与能源技术深度融合,能源基础设施智能化、能源大数据、多能互补、储能和电动汽车应用、智慧用能与增值服务等领域创新十分活跃。已有的成果表明,能源电力系统数字化智能化转型升级已成为我国创新创造的优势领域。比如,青海省经试点推广“基于工业互联网的新能源行业数字化转型升级解决方案”,实现省内67座电站进入“无人值班,少人值守”模式,降低企业运营成本40%以上,单个新能源电站年节约运营成本约30万元,有力推动新能源企业数字化、智能化转型,助力企业降本增效。
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