能源所：提高我国能源技术水平的战略设想

时间：2015-12-20 23:38:16 所属分类：石油 浏览量:

在国家能源战略中纳入能源科技发展问题是遵循能源发展受技术进步驱动规律、贯彻落实"科技是第一生产力"的重要内容，也是国家能源宏观管理面临的崭新课题。在制定我国能源发展战略时，应把提高能源科技水平问题提到重要位置上来。 一、我国能源技术面临的挑战

在国家能源战略中纳入能源科技发展问题是遵循能源发展受技术进步驱动规律、贯彻落实"科技是第一生产力"的重要内容，也是国家能源宏观管理面临的崭新课题。在制定我国能源发展战略时，应把提高能源科技水平问题提到重要位置上来。

一、我国能源技术面临的挑战和任务

就我国现状看，要实现2020年的经济和社会发展目标，并保持2020年以后的可持续发展，我国的能源技术面临着巨大挑战。

1、要以能源消费增长一倍实现经济增长两倍的发展目标，依靠先进的能源技术提高能源利用效率是重中之重

我国目前能源利用效率低下，1995年能源加工、转换、储运和终端利用的效率为34.3%，比发达国家20世纪90年代初41%的效率水平，低近6个百分点。

我国转换部门的能源效率相对较低，2002年供电效率为32.1%，比日本低7个百分点.国外的超临界发电技术在上世纪七八十年代已基本成熟，而时至2004年3月，我国第一台国产超临界发电机组仍在制造中，尚未投入使用。

工业用能占我国终端能耗的60%左右，但单位产品的能耗显著高于国外先进水平。今后，建筑和交通将是能耗增长的热点，然而，目前我国城市新增建筑物中的节能建筑比例不到5%，各类汽车平均每百公里油耗比发达国家高20%以上，特别是轿车油耗比日本高出20%-25%。如果我国新建的建筑不是节能建筑、新建的汽车制造厂不能生产节能型汽车，长期内实现能耗显著下降则相当困难。


2、在能源消费量快速增长的情况下，要达到人与自然协调发展的目标，必须普遍采用先进的环保技术

未来20年间，我国煤炭在一次能源消费结构中的比例仍会在50%以上，大量煤炭如何清洁利用是控制污染面临的首要问题。2000年，我国投产的装有脱硫装置的燃煤电厂只有500万千瓦，仅占燃煤电厂的2%左右，大部分采用国外的脱硫设备和技术工艺。我国在烟气脱硫设备的制造和脱硫工艺的设计方面刚刚起步，关键设备和技术还依赖国外，脱硫成本也较高。流化床锅炉能够在燃烧中脱硫，而且经济性较好，但我国30万千瓦的大型循环流化床锅炉技术也需依靠国外引进，国产技术尚需在大型化方面做更多工作。近年我国发电装机大规模增长的势头十分强劲，2003年共批准新开工的电站装机3111万千瓦。如果不能发展新技术，尽早降低污染物控制成本，新建的大量燃煤电厂则很难有效控制污染物排放。

3、高效的能源技术是增强我国整体经济效益、提高国际竞争力的最重要手段

在发达国家，技术创新的重点正逐渐转移到高新技术和知识经济领域，其制造业正在向发展中国家转移，这使得目前发达国家工业能耗仅占总能源消耗量的35%左右，而且今后还可能下降。近年来，我国已逐步显现出有可能成为"世界制造业基地"的趋势，这必将增加我国能源供应的负担。通过能源技术进步，降低生产过程的能源消耗，将是缓解我国经济发展需要与能源资源不足矛盾的关键。

我国高耗能产品的能源成本占生产成本的比例较高，在一定程度上削弱了我国高耗能产品的竞争力。以钢铁为例，我国钢铁联合企业的能源费用占总生产成本的25%一30%左右，比国外现代化钢铁企业不到20%要低10个百分点左右。我国最先进的钢铁企业--宝钢的能耗占生产成本的20%，而国际先进的钢铁企业，如日本新日铁公司仅为14%。随着今后人们收入水平的逐步提高，我国劳动力成本低的优势将会越来越弱，能耗成本高的弱点将进一步凸现，采用先进技术降低成本的要求会更加紧迫。

4、增加国内能源供应，提高能源资源开采企业效益，需要大幅度提高能源技术水平

我国人均能源可采储量远低于世界平均水平，必须通过技术进步提高能源勘探能力，提高已发现资源的采收率。我国东部地区的大型煤矿开采深度逐年加深，生产成本越来越高，亟待有效的技术措施。发现更多的石油资源可保障国家石油安全，因此必须强化石油勘探技术。我国大庆、胜利和辽河等主力油田已经进入后期开采阶段，采用注水、注气等开采技术虽然可提高石油资源的利用率，但生产成本高，进一步增产难度大。在战略接替区形成规模生产之前，为了维持这些企业的效益，需要在开采难度越来越大的情况下，不断进行技术创新。低渗透油田和稠油油田属于难开发的石油资源，需要科技提供开发手段。

从技术角度看，我国亟待加强研发的先进油气技术包括：基础科学理论(石油地质新理论等)，现代化勘探测量技术(多波段多分量地震勘探、成像测井等)，二次采油、三次采油新技术(老井侧钻水平井、分散凝胶深部调驱技术、微生物采油技术等)，低渗透油田开发技术(全三维大型水力压裂技术等)，稠油油田开发技术(水平井注蒸汽辅助泄油技术、热水驱加化学添加剂开采技术等)等。

5、能源运输网络体系的建设、运行和管理要求提高技术水平


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我国能源资源分布不均，西气东输、西电东送、北煤南运是我国能源运输的基本格局。虽然我国在电网建设和运行管理方面已有一定的基础，但要从2000年总装机容量3.2亿千瓦发展到2020年总装机容量9亿千瓦以上，特别是长距离、大容量的西电东送，对我国高电压、大容量输电技术和电网安全控制技术提出了很高的要求。天然气供应主要依靠管道网络，长达4000多公里的天然气长输管道要求技术上必须有高度的可靠性。而我国既缺乏技术也缺乏管理经验，需要以提高技术水平为核心来提高我国天然气管道的建设、运行和管理水平。

6、能源结构的优化和调整要以能源技术作支撑

我国能源结构调整要求降低煤炭的比例，增加天然气、核能、水电和可再生能源的供应量。目前，缺乏技术基础和设备制造能力已成为我国发展天然气发电的最大障碍。在核电方面，我国核能需要大发展已是共识，当前最重要的是尽早选定技术路线。在开发可再生能源方面，技术和装备制造方面已成为大规模发展的障碍。我国大规模发展风电的重要障碍之一是尚未掌握先进大型风电机组的制造技术，没有形成有规模生产能力的风电设备制造企业。因此，要调整能源结构，需要以强化技术研发为先决条件。
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综上所述，我国的能源发展面临资源、环境、经济和社会等诸多问题，面对人均能源资源少、资源分布不均、环境污染严重、经济对能源依赖程度高的现实国情，要实现以较少的能源消费增长满足较高的经济增长的需要，从根本上需要依靠能源生产和使用技术水平的提高，提升能源效率，降低能源成本，提高环保水平。今后能源技术发展的主要任务是：采用先进的设计技术提高工业、建筑和交通领域的终端能源利用效率；发展洁净煤技术，掌握烟气脱硫、低氮燃烧和大型循环流化床锅炉技术，建立天然气发电、核电等清洁能源设备的制造能力，提高能源转换过程的效率和环保水平；提高石油勘探和生产的理论及技术水平，增加石油探明储量和可开发利用量；发展常规能源的新一代能源利用技术和新的可再生能源技术，使常规能源的使用时间显著延长，同时扩大耗能和可再生能源的利用量。

二、提高我国能源技术水平的战略设想

要顺利完成上述能源技术发展任务，不仅需要选择正确的技术发展方向，而且要采取切合实际的能源技术发展战略。能源技术发展战略是我国能源战略的重要组成部分，是能源体系实现从"数量"向"质量"转变的重要支撑，须给予高度重视。

从能源生产到消费的全过程看，能源技术创新主要集中在提高终端用能、能源转换和能源生产的效率，减少能源生产和消费对环境的污染；增加常规能源资源的探明储量；以及开发利用新的可再生能源资源三个方面。从能源技术类型看，能源技术创新又可分为渐进式发展的常规能源技术；核能和可再生能源等替代能源技术；新一代能源技术。从能源技术的成熟程度看，有些能源技术已经成熟但应用不够普及；有些能源技术接近成熟近期可望进入实用阶段；还有一些能源技术前景广阔，但尚处在研究开发阶段，进入实用阶段还需较长时间。

从战略上看，我国不但应该解决当前能源发展对科学技术提出的问题，也要瞄准新一代能源技术的研究和开发，充分发挥我国能源科技体系的创新作用，不能在技术上总是跟在发达国家后面。我国能源技术水平的提高战略要统筹兼顾，既要学习和借鉴发达国家已有的先进技术，也要走自我创新的跨越式的发展道路；既要在较短的时间内提高我国的能源利用效率，改善环境保护状况，扩大能源供应能力，又要考虑未来我国需要掌握先进的能源技术，具有较强的国际竞争力。

总结发达国家能源发展的经验，并结合我国的实际情况和发展阶段，为实现我国能源发展的战略目标，现提出提高我国能源技术水平的战略思路。

1、对国内成熟的高效清洁的能源技术采取强有力的推广战略

我国能源效率低、污染严重在某种程度上并不是因为我们不掌握技术，而是由于体制不合理和市场机制不完善造成的，使得大量高效清洁的能源技术得不到普遍采用。

对于国内已成熟的高效清洁能源技术来说，急需在管理体制、信息传播和队伍培养等方面下功夫，克服技术推广中的体制和市场障碍，提高能源规划水平，加强能源科技信息传播，更新技术使用者的知识。通过实行强有力的推广战略，可以使我国能源和环境迅速提高到一个较高的水平。

亟待大规模推广的主要技术有：(1)热电联产技术，基于天然气的先进发电技术；(2)高效清洁燃煤和脱硫技术，包括循环流化床锅炉技术等；(3)工业节能技术，包括电机调速技术、电力电子节能技术、先进节能工艺／设备的推广等；(4)建筑节能技术，包括节能建筑材料、高效空调、绿色照明等技术。

2、对国际上成熟的主流常规能源技术采取"引进技术、消化吸收、立足国内制造"的战略

我国目前急需的主流能源技术，如超临界火力发电技术、燃气轮机技术、联合循环发电技术等在发达国家已经相当成熟，并有大量的应用经验，与当前我国已普遍使用的技术相比，这些技术有更高的能源利用效率，更好的环保效果，更好的经济性，但技术研究、开发到应用的周期较长，往往需要10-20年。对于这类技术，如果我们一味追求自己研究开发的技术发展路线，就会在目前我国能源快速发展时期建设一大批技术较为落后的设备，难以实现建设高效清洁的能源供应和使用体系的目标。而国外许多大公司为了占领我国发电设备的市场，获得商业利益，很可能会同意我国提出的技术转让要求。因此，我国宜采取"以市场换技术"、以"技贸结合"的方式引进国外先进技术，尽快提高国产大型能源动力设备的制造能力，做到"引进技术、消化吸收、立足国内制造"。尽早采用目前国际先进的主流技术和装备武装我国能源工业，使其在较短时期内摆脱整体技术水平落后的状况。


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亟待国产化的主流常规能源技术包括：(1)核电技术：两代半或第三代压水堆技术、快堆技术的国产化等；(2)先进火力发电技术：包括超超临界发电技术、大型燃气轮机技术、大型气化炉技术、大型循环流化床锅炉技术、烟气脱硫和脱硝等技术；(3)电网安全性技术；(4)煤炭高效、清洁开采技术：包括煤炭的深层开采技术、高效综合开采技术、绿色矿区技术等；(5)油气的勘探开采技术：包括老油田的强化开采技术、非常规油气田和深海油气田的开采技术、煤层气技术等。

3、对近期可达到成熟阶段的非主流能源技术，采取跨越式发展战略

这类技术主要是一些可再生能源技术，例如风力发电、生物质发电、沼气发电、生物质液体燃料等技术，虽然目前在国际上发展很快，在5-10年时间内可望具备较强的市场竞争力，但在今后20年左右的时间内作用还很微弱，总体应用规模还十分有限，近期内可被视为非主流能源技术。只要我们加强国内的研究开发力量，给予必要的市场需求拉动等政策扶持，就可以缩短与国际水平的差距，从而实现我国在可再生能源和新能源技术领域的跨越式发展。

亟待强化的非主流能源技术包括：(1)风力发电技术；(2)生物质能利用的先进技术：包括生物质制气、生物质发电技术；(3)太阳能利用技术；(4)先进节能技术：包括热电冷三联供技术、绿色建筑技术、混合动力汽车技术、高效柴油机技术、固体照明技术等。

4、对近期不能达到商业化应用阶段的后续能源技术，采取重点突破的发展战略

新的能源技术将对能源发展产生革命性的影响，例如煤炭的多联产技术、氢能和燃料电池技术、光伏发电技术、核聚变能的开发等。虽然2020年前世界能源仍会以化石能源为主，但在2020-2050年期间，技术发展对能源格局的影响将是惊人的，2050年时的能源格局可能会与现在有较大差别。所以，我们在技术研发时不能仅考虑修补解决眼前的问题，而应为跨越式发展做好打算。当前，发达国家在后续能源技术上具有明显优势，我国也很难实现全面超越。但是，由于后续能源技术具有重要的战略意义和前瞻性，我国必须有重点地给予长期支持。应该注意到，国际科学技术合作为我国能源技术实现跨越式发展提供了新的契机。此外，也需要鼓励我国科学家进行科技创新，开发具有我国特色的能源技术和创新性的技术路线。

在后续能源技术的发展战略上，我国首先要选择符合我国国家战略需求的关键能源科学技术内容，制定国家中长期能源科技发展的规划；其次，对重点的战略性能源技术采取自主研究与国际合作相结合的方式予以大力发展，对国家需求比较小的后续能源技术，可以采用以技术跟踪为主的发展方式；在某种技术基本成熟时，需要及时建立科技成果的产品转化和产业发展机制，积极吸引企业参与科研工作，尽早将产品推向全社会。战略目标是：力争尽早缩短我国所选的重点后续能源技术与国外的技术差距，待所选技术可大规模应用时，我国能与发达国家基本处于同一技术水平。

亟待重点发展的、具有战略性地位的后续能源技术有：(1)煤炭的多联产技术：应作为我国新一代洁净煤技术中的核心技术，很可能在2020年后形成中国特色的煤炭清洁、高效利用体系；(2)燃料电池技术：是一系列后续能源技术中的关键部件，可将车用的质子交换膜燃料电池(PEMFC)和固定式发电用的固体氧化物燃料电池(SOFC)作为发展重点；(3)先进核能技术：第四代核电技术，核燃料循环和核废料后处理技术等。力争经过多年的重点突破，在上述三项关键技术领域能达到世界领先地位。

此外，需要给予长期关注和支持的重要后续能源技术有：(1)光伏电池技术；(2)氢能经济体系的相关技术：氢能的高效储运技术应是攻关的重点；(3)天然气水合物的相关技术；(4)可控核聚变技术：应并行发展磁约束核聚变和惯性核聚变两种技术途径；(5)CO2埋存技术等。

总之，能源科技将为解决近、中、远期我国的能源问题提供有力支撑，是推动中国能源走向可持续发展的重要驱动力。

国家能源管理部门应在关注能源供需平衡的同时，加强对"科技兴能"的关注，将科技进步视为新时期国家能源战略不可或缺的组成部分；应与国家科技部一起，拟定中国能源科技发展的战略思路，制定详细的能源科技发展规划，对近、中、远期的能源问题通盘考虑，通过持续不断的科技进步支撑经济的可持续发展。
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