聚焦碳達(dá)峰、碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)，以科技創(chuàng)新為能源轉(zhuǎn)型保駕護(hù)航

電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院 杜忠明

創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力。黨的十八大以來，習(xí)近平總書記把科技創(chuàng)新擺在了全局發(fā)展的核心位置，多次在重要講話中做出部署和指示?！笆奈濉笔悄茉锤锩涂萍几锩粎R的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期，也是我國實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的關(guān)鍵窗口期，科技創(chuàng)新是支撐我國能源健康快速發(fā)展的不竭動(dòng)力，對(duì)扎實(shí)推進(jìn)“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略，積極推動(dòng)我國能源綠色低碳轉(zhuǎn)型具有重要意義。

近期，國家能源局、科學(xué)技術(shù)部聯(lián)合印發(fā)了《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》），《規(guī)劃》圍繞我國能源發(fā)展重大需求和能源技術(shù)革命發(fā)展趨勢(shì)，以科技創(chuàng)新作為著力破解制約“十四五”時(shí)期我國能源高質(zhì)量發(fā)展難題的有效途徑，對(duì)未來一段時(shí)期內(nèi)能源創(chuàng)新任務(wù)進(jìn)行了全方位部署，提出了2025年前能源科技創(chuàng)新的總體目標(biāo)，是能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新發(fā)展的“指南針”。 

一、圍繞科技自立自強(qiáng)，科學(xué)合理制定發(fā)展目標(biāo)

從國內(nèi)能源科技發(fā)展形勢(shì)看，我國已經(jīng)從“跟跑、并跑”為主，向“領(lǐng)跑、主導(dǎo)”加速轉(zhuǎn)變。經(jīng)過“十二五”、“十三五”兩個(gè)五年規(guī)劃期，我國能源技術(shù)革命取得了階段性成果，創(chuàng)新能力顯著提升，已經(jīng)取得了多個(gè)“世界第一”和“國際首個(gè)”，掌握了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵核心技術(shù)、建設(shè)了一批具有先進(jìn)技術(shù)指標(biāo)的精品能源示范工程、推廣了一批具有國際競(jìng)爭(zhēng)力的清潔高效能源裝備產(chǎn)品，已經(jīng)建立了較為完備的清潔能源裝備制造產(chǎn)業(yè)鏈，能源供應(yīng)鏈產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全保障水平不斷提高。

從國際能源科技發(fā)展形勢(shì)看，應(yīng)對(duì)氣候變化已經(jīng)成為國際共識(shí)，能源格局正在發(fā)生深刻變革，以科技創(chuàng)新為主線的能源轉(zhuǎn)型加速推進(jìn)。政策引導(dǎo)上，世界主要能源強(qiáng)國以體制機(jī)制為主要抓手，積極部署以能源科技創(chuàng)新發(fā)展為主線的能源戰(zhàn)略頂層設(shè)計(jì)；能源格局上，積極推進(jìn)主體能源由化石能源主導(dǎo)到可再生能源主導(dǎo)的更替，綠色低碳和多元融合將是很長一段時(shí)間內(nèi)世界能源科技發(fā)展的主旋律；技術(shù)布局上，國際能源產(chǎn)業(yè)鏈正在呈現(xiàn)區(qū)域化和多元化發(fā)展的趨勢(shì)，各國從保障本國能源安全和搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機(jī)的角度考慮，著力提升新興能源領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

一方面，從實(shí)現(xiàn)能源強(qiáng)國、引領(lǐng)世界能源科技發(fā)展前沿的要求出發(fā)，我國在能源技術(shù)創(chuàng)新和創(chuàng)新體系建設(shè)方面仍然有待加強(qiáng)；另一方面，國際能源發(fā)展形勢(shì)嚴(yán)峻復(fù)雜，全球能源格局的深刻調(diào)整重塑，疊加大國博弈、地緣政治、新冠肺炎疫情的影響，要求我國必須“牢牢抓住能源的飯碗”，增強(qiáng)科技自立自強(qiáng)能力。然而，我國能源科技發(fā)展仍然面臨著諸多挑戰(zhàn)：一是能源創(chuàng)新發(fā)展驅(qū)動(dòng)力不強(qiáng)，能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新發(fā)展不平衡、不充分的問題較為突出，推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型的綠色低碳能源技術(shù)創(chuàng)新有待加強(qiáng)、新興戰(zhàn)略性能源技術(shù)創(chuàng)新有待布局；二是能源產(chǎn)業(yè)鏈仍然存在堵點(diǎn)、斷點(diǎn)、痛點(diǎn)，部分關(guān)鍵核心技術(shù)仍然面臨受制于人的風(fēng)險(xiǎn)，亟需通過能源創(chuàng)新進(jìn)一步補(bǔ)短鍛長，進(jìn)行補(bǔ)鏈、強(qiáng)鏈、延鏈工程；三是雖然我國部分能源創(chuàng)新技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入國際先進(jìn)行列，但產(chǎn)業(yè)化程度不高，基礎(chǔ)研發(fā)和工程需求脫節(jié)，創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈缺乏有效銜接融合和良性互動(dòng)。

正是針對(duì)能源科技發(fā)展存在的問題和不足，《規(guī)劃》提出了主要發(fā)展目標(biāo)，在“十四五”時(shí)期，能源領(lǐng)域現(xiàn)存的主要短板技術(shù)裝備基本實(shí)現(xiàn)突破，形成一批能源長板技術(shù)新優(yōu)勢(shì)，能源科技創(chuàng)新體系進(jìn)一步健全，能源科技創(chuàng)新有力支撐引領(lǐng)能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。同時(shí)，《規(guī)劃》在以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設(shè)、核電、化石能源開發(fā)利用、能源產(chǎn)業(yè)數(shù)字化智能化等技術(shù)方向提出了具體發(fā)展目標(biāo)，科學(xué)引導(dǎo)各產(chǎn)業(yè)學(xué)研用創(chuàng)新主體將科研力量和優(yōu)勢(shì)資源聚集到重點(diǎn)能源技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域。

二、錨定新形勢(shì)新目標(biāo)，統(tǒng)籌優(yōu)化構(gòu)建創(chuàng)新領(lǐng)域

能源科技規(guī)劃構(gòu)建的創(chuàng)新發(fā)展路徑及部署的重點(diǎn)任務(wù)是必須與同時(shí)期能源發(fā)展需求及要求高度契合承接的。在不同能源發(fā)展階段中，能源科技創(chuàng)新規(guī)劃的歷史使命不盡相同，其目標(biāo)、任務(wù)、內(nèi)容亦有所差異，但最終指向都將是通過科學(xué)合理規(guī)劃能源創(chuàng)新路徑，實(shí)現(xiàn)能源發(fā)展階段性目標(biāo)。“十二五”和“十三五”兩個(gè)規(guī)劃期是我國能源發(fā)展從粗放擴(kuò)張到集約高效的加速換擋期，編制這兩個(gè)五年能源科技規(guī)劃時(shí)，緊緊抓住制約能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵瓶頸和能源發(fā)展的深層次矛盾，以提高自主創(chuàng)新水平、增強(qiáng)能源供給能力、優(yōu)化調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、提升資源利用效率、降低污染物排放水平為核心，按照能源生產(chǎn)和消費(fèi)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈技術(shù)環(huán)節(jié)的相關(guān)性和相近性布局重點(diǎn)技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域。

“十四五”時(shí)期是我國能源高質(zhì)量發(fā)展的新階段，能源安全保障能力進(jìn)一步增強(qiáng)，綠色低碳發(fā)展水平進(jìn)一步提高，新型電力系統(tǒng)加快構(gòu)建，能源產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平顯著提升，預(yù)計(jì)到2025年，非化石能源消費(fèi)比重提高到20%左右，非化石能源發(fā)電量比重達(dá)到39%左右。面對(duì)新形勢(shì)、新目標(biāo)，《規(guī)劃》在構(gòu)建創(chuàng)新路徑時(shí)，沒有延續(xù)“十二五”和“十三五”的編制思路，而是充分銜接配合“十四五”時(shí)期能源發(fā)展特點(diǎn)，打破《規(guī)劃》專題研究的專業(yè)局限，聚焦亟需突破的技術(shù)創(chuàng)新難題，分類設(shè)計(jì)劃分技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域。

一是以能源重大發(fā)展需求為導(dǎo)向，統(tǒng)籌各能源分系統(tǒng)在能源體系中的地位和作用?？稍偕茉创笠?guī)模化、多元化發(fā)展是實(shí)現(xiàn)雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)的直接路徑，《規(guī)劃》聚焦大規(guī)模高比例可再生能源開發(fā)利用，將水能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芤约昂Ｑ竽艿葎澐譃槿搿跋冗M(jìn)可再生能源發(fā)電及綜合利用技術(shù)”中。傳統(tǒng)化石能源開發(fā)利用是托底保障我國能源安全的現(xiàn)實(shí)要求，也是防范化解電力安全保供風(fēng)險(xiǎn)的重要舉措，因此，以保障油氣供應(yīng)安全和聚焦煤炭綠色低碳高效利用為主線，《規(guī)劃》劃分設(shè)置了“綠色高效化石能源開發(fā)利用”技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域。我國已經(jīng)提出了構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，從結(jié)構(gòu)特征看，在新型電力系統(tǒng)中綠色電源將成為主體電源、新能源提供可靠電力支撐。從形態(tài)特征看，新型電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷融合互動(dòng)，“大電源、大電網(wǎng)”與“分布式系統(tǒng)”兼容互補(bǔ)。從技術(shù)特征看，新型電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)全面數(shù)字化，調(diào)控體系高度智能化。因此，從傳統(tǒng)電力系統(tǒng)過渡到新型電力系統(tǒng)，還有大量涉及到材料裝備、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行機(jī)制相關(guān)的基礎(chǔ)理論研究及工程實(shí)踐有待開展，是一項(xiàng)龐大的需要系統(tǒng)深入研究的重大課題。此外，儲(chǔ)能是提供可靠容量支撐、保障新能源消納，實(shí)現(xiàn)跨季節(jié)長時(shí)間尺度能量轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是保障新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要元素。因此，《規(guī)劃》圍繞大規(guī)模新能源開發(fā)并網(wǎng)和先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)，劃分設(shè)置了“新型電力系統(tǒng)及其支撐技術(shù)”。

二是指向明確、精準(zhǔn)聚焦，對(duì)智慧能源技術(shù)集中化、分層次布局。隨著數(shù)字化產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，能源行業(yè)與新一代信息技術(shù)融合已然大勢(shì)所趨，成為推動(dòng)傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵載體，也是催生能源行業(yè)新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)的重要?jiǎng)幽堋！兑?guī)劃》對(duì)能源系統(tǒng)數(shù)字化智能化技術(shù)”技術(shù)領(lǐng)域的劃分布局主要考慮以下三方面：一是當(dāng)前我國能源數(shù)字化基礎(chǔ)仍然相對(duì)薄弱，亟需構(gòu)建適用于能源行業(yè)的智能化共性關(guān)鍵技術(shù)體系；二是我國能源行業(yè)與數(shù)字化融合程度不高，制約了能源產(chǎn)業(yè)鏈要素的有序合理流動(dòng)和高效協(xié)作，限制了全產(chǎn)業(yè)鏈總體資源配置效率，應(yīng)積極構(gòu)建數(shù)字化與能源行業(yè)深度融合的發(fā)展體系；三是數(shù)字化手段是賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈高端化發(fā)展的重要途徑，近年來涌現(xiàn)了基于數(shù)字化、智能化發(fā)展體系下的綜合智慧能源服務(wù)、虛擬電廠、供需互動(dòng)等能源發(fā)展新模式、新業(yè)態(tài)，這些都將在未來成為我國能源產(chǎn)業(yè)新的增長極，也將是傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)鏈高端化發(fā)展的重要支點(diǎn)。因此，《規(guī)劃》將可再生能源、煤炭、油氣、核電、電力系統(tǒng)涉及到數(shù)字化智能化的內(nèi)容統(tǒng)籌到“能源系統(tǒng)數(shù)字化智能化技術(shù)”技術(shù)領(lǐng)域中，按照基礎(chǔ)共性、行業(yè)智能升級(jí)、智慧系統(tǒng)集成三個(gè)維度分層布局且單獨(dú)成章。

三是找準(zhǔn)氫能在現(xiàn)代能源體系中的定位，以相關(guān)創(chuàng)新領(lǐng)域布局科學(xué)引導(dǎo)發(fā)展方向。氫能作為一種清潔能源載體，一方面應(yīng)用廣泛，可以實(shí)現(xiàn)能源與交通、工業(yè)、建筑行業(yè)的互補(bǔ)融合，實(shí)現(xiàn)各行業(yè)融合互聯(lián)以及協(xié)調(diào)、高效、低碳發(fā)展，另一方面氫能可以實(shí)現(xiàn)可再生能源跨時(shí)間、跨空間轉(zhuǎn)移，破解可再生能源間歇性、波動(dòng)性帶來的消納難題。但是，氫能發(fā)揮以上兩方面重要作用有一個(gè)重要前提，就是氫的來源必須由可再生能源制得，而當(dāng)前，受制于技術(shù)成熟度和經(jīng)濟(jì)性的原因，氫的主要來源仍然是傳統(tǒng)化石能源?！笆濉焙汀笆濉睍r(shí)期，氫能主要作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的定位鼓勵(lì)發(fā)展，隨著近年來氫能的能源屬性逐漸凸顯，其在現(xiàn)代能源體系中的地位和作用進(jìn)一步明確，《規(guī)劃》將“氫能和燃料電池技術(shù)”重點(diǎn)任務(wù)部署在“先進(jìn)可再生能源發(fā)電及綜合利用技術(shù)”技術(shù)領(lǐng)域中，這充分說明由可再生能源制得的綠氫是氫能在制、儲(chǔ)、運(yùn)、用各產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)開展技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用的重要前提。