2023年終中國科技盤點之能源科技篇 能源綠色轉型 澎湃發展動能
能源科技持續創新,為(wei) “中國號”巨輪破浪前行提供了強勁動力。在“雙碳”目標背景下,2023年,中國廣大能源科技工作者不僅(jin) 在煤炭、石油、天然氣、核電、水電等傳(chuan) 統能源領域科技創新取得突出成就,而且在風電、太陽能等新興(xing) 能源科技領域獲得諸多新突破,進一步提高了綠色能源在整體(ti) 能源結構中的比重。在推進能源生產(chan) 科技和節能科技創新的同時,中國發力促進儲(chu) 能、能源傳(chuan) 輸和配置領域的科技創新,進一步提高能源利用效率,為(wei) 中國經濟社會(hui) 發展提供更加澎湃的動力;同時,大力促進國際能源科技合作,倡導建設全球能源互聯網,為(wei) 世界能源轉型貢獻中國方案。
打造“大國重器”
傳(chuan) 統能源捷報頻傳(chuan)
煤炭、石油、天然氣、核電、水電等通常被稱為(wei) 傳(chuan) 統能源,中國在這些領域科技創新基礎雄厚。今年,相關(guan) 科技創新均取得較大突破,有些創新成果已應用於(yu) 生產(chan) 實踐並取得良好效益。
煤炭在中國能源結構中占據主導地位,推進煤炭科技創新一直是能源領域工作的一大重點。2023年,煤炭科技創新成果集中體(ti) 現在采煤硬件裝備和軟件平台取得的重大突破。在硬件建設方麵,中國煤炭科工集團在3月初和8月下旬接連推出“大國重器”:煤科威龍”智能化礦用岩巷φ3660全斷麵組合式盾構掘進裝備、高智能化高端采煤機MG1250/3430-WD係列采煤機。前者為(wei) 全球首創、掘進速度比現有同類機械提升超過3倍,把岩巷掘進速度從(cong) 月進尺100米提至300米—500米以上,減少人工作業(ye) 60%以上,實現安全、高效、智能、綠色、環保掘進。後者為(wei) 全球首台套最大功率采掘機械,創世界采掘機械發展新紀錄,集智能感知、智能控製、智能診斷與(yu) 智能通信於(yu) 一體(ti) 。在軟件建設方麵,11月中旬,煤炭科學研究總院深地科學院發布了國內(nei) 首套數字岩石力學開放平台,融合了傳(chuan) 統岩石力學理論和數字技術,能夠支撐岩石力學基礎研究、煤礦災害工程防控等多個(ge) 應用場景,推動煤炭行業(ye) 數字化轉型。
在油氣勘探開發領域,11月15日,位於(yu) 新疆塔裏木盆地的“深地一號”躍進3-3XC井完鑽井深達9432米,刷新亞(ya) 洲陸上最深井紀錄,為(wei) 進軍(jun) 萬(wan) 米超深層提供重要技術和裝備儲(chu) 備,探索形成超深層油氣優(you) 快鑽井技術體(ti) 係,實現了由“打不成”到“打得快、打得準”的重大跨越。目前,“深地一號”順北油氣田基地鑽探深度超過8000米的井達108口,連續6年獲得油氣重大突破,已落實4個(ge) 億(yi) 噸級油氣區。
2023年是中國核電技術創新成果應用豐(feng) 收之年,中國自主第三代核電技術品牌“華龍一號”“國和一號”項目工程、第四代核電工程項目都迎來重要時間節點。3月25日,西部地區首台“華龍一號”核電機組——中國廣核集團廣西防城港核電站3號機組完成168小時試運行試驗,正式商運。5月5日,“華龍一號”全球首堆示範工程——福建福清核電五、六號機組通過竣工驗收,標誌著中國已經形成了一套完整的、自主的第三代核電型號標準體(ti) 係。12月6日,中國第三代核電技術另一個(ge) 品牌“國和一號”的數字孿生核電站一期工程第一階段在山東(dong) 榮成正式投用,這是世界首個(ge) 滿足電力研究協會(hui) 標準的數字孿生核電站。在同一天同一座城市,全球首座第四代核電站——榮成石島灣高溫氣冷堆核電站商業(ye) 示範工程圓滿完成168小時連續運行考驗,正式商運,標誌著中國在第四代核電技術研發和應用領域達到世界領先水平。
水電科技工程領域佳音頻傳(chuan) 。9月和11月,黃河流域最大水電站即黃河拉西瓦水電站工程、世界第二大水電工程白鶴灘水電站工程,陸續完成竣工驗收和竣工安全鑒定。這表明,中國水電科技工作者近年來開展的壩工科技創新、水輪機組科技創新等經受住了工程實踐的嚴(yan) 苛考驗,成為(wei) 認識和改造世界,造福人類的驕人成就。以此為(wei) 基礎和支撐,中國水電事業(ye) 繼續大步向前。臨(lin) 近年末,總裝機容量2400兆瓦、雅礱江流域在建國內(nei) 裝機規模最大的水電站孟底溝水電項目主體(ti) 工程正式開工建設。
推進綠色轉型
新興(xing) 能源加速發展
風能、太陽能被認為(wei) 是發展潛力巨大的新興(xing) 綠色能源,近年來在國家能源轉型中扮演著日益重要的角色。2023年,中國風能、太陽能科技創新持續推進,特別是在大功率風機研製方麵。
11月10日,由東(dong) 方電氣集團聯合中國華能研製的全新一代18兆瓦海上直驅風電機組下線,這是目前已下線的全球單機容量最大、葉輪直徑最大的海上直驅風電機組,可抵禦超強台風。該機組在年平均每秒10米的風速下,單台機組每年可輸出7200萬(wan) 度,可滿足4萬(wan) 戶普通家庭1年的生活用電。在此約1個(ge) 月前,全球最大陸上風電機組——三一重能15兆瓦風電機組在2023北京國際風能大會(hui) 上推出。在風電科技推動下,中國2023年風電裝機規模將有望完成約4.3億(yi) 千瓦的目標。
風電科技創新永無止境。2023年,國家重點研發計劃啟動“可再生能源技術”重點專(zhuan) 項申報,其中包括“新型高空風力發電關(guan) 鍵技術及裝備”項目,旨在探索新型高效高空風力發電實現機理,提出大功率新型高空風力發電解決(jue) 方案。11月底,總投資約10億(yi) 元的“40兆瓦級風電機組電氣及動力學六自由度實驗平台”在廣東(dong) 汕頭開始建設,該平台是支撐風電前沿研究的重大科研基礎設施,建成後,將成為(wei) 國際最大、全球領先的海上風電機組地麵傳(chuan) 動係統試驗研究平台,填補業(ye) 內(nei) 空白。
33.9%!11月3日,由一家中國企業(ye) 自主研發的晶矽—鈣鈦礦疊層光伏電池創下了光電轉化效率新的世界紀錄。就在幾個(ge) 月前,該企業(ye) 另一款光伏電池轉化效率進入世界前三。轉化效率提升的同時,光伏材質也在創新。7月23日,銀河航天靈犀03衛星發射入軌,其配備的“太陽翼”就帶火了柔性光伏,其輕、薄、柔、可彎曲等特點決(jue) 定了其擁有空前廣闊的應用前景。
光伏技術創新促進光伏產(chan) 品性能提升、價(jia) 格下降、產(chan) 業(ye) 應用擴大和振興(xing) 。據統計,在光伏組件全球排名前十的企業(ye) 中,中國企業(ye) 占據7席。2023年,中國光伏繼續快速增長,前10個(ge) 月,新增裝機容量達1.43億(yi) 千瓦。到6月底,光伏發電累計裝機規模約4.7億(yi) 千瓦,超過水電成為(wei) 中國裝機規模第二大電源。據初步估算,中國光伏裝機總量到今年底將超過5.5億(yi) 千瓦。
加強示範引領
儲(chu) 能發展蔚為(wei) 大觀
儲(chu) 能是指通過介質或設備把能量存儲(chu) 起來,在需要時再釋放的過程。通過儲(chu) 能可以調節電力需求和供給的平衡,提高電力係統的穩定性和可靠性;促進新能源的大規模並網和高效消納,降低碳排放和環境汙染;支撐微電網的建設和運行,提升分布式能源的綜合效益。2023年,中國儲(chu) 能科技應用諸多領域如電池儲(chu) 能、壓縮空氣儲(chu) 能、光熱儲(chu) 能等非常活躍,大事頻仍。
12月初,美國電動汽車和能源公司特斯拉在上海啟動了其在海外的首座儲(chu) 能超級工廠建設。根據特斯拉於(yu) 今年4月發布的信息,該超級工廠計劃生產(chan) 特斯拉超大型商用儲(chu) 能電池,規劃儲(chu) 能規模約40吉瓦時,相當於(yu) 4000萬(wan) 度電。中國企業(ye) 紛紛加入或者擴大電池儲(chu) 能“賽道”,有超過100家在今年完成了投產(chan) ,其中既包括比亞(ya) 迪、鵬輝能源、億(yi) 緯鋰能等一批電池儲(chu) 能頭部企業(ye) ,也有來自其他行業(ye) 的新入局者。
12月1日,湖北應城300兆瓦級壓縮空氣儲(chu) 能電站示範工程全麵進入調試階段,為(wei) 機組整套啟動和並網發電奠定了堅實基礎。該工程投產(chan) 後將成為(wei) 世界上首個(ge) 投入商業(ye) 運行的300兆瓦級非補燃壓縮空氣儲(chu) 能電站並將在非補燃壓縮空氣儲(chu) 能領域實現單機功率、儲(chu) 能規模、轉換效率3項世界領先。值得一提的是,該項目所用的全球首套300兆瓦級壓縮空氣儲(chu) 能係列化大容量電機為(wei) 中國企業(ye) 自主研製。10月28日,山東(dong) 泰安肥城市經濟開發區10兆瓦鹽穴壓縮空氣儲(chu) 能國家示範電站開始運行發電,這是繼全球首座非補燃式壓縮空氣儲(chu) 能電站即江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲(chu) 能電站投產(chan) 後,中國在此領域又一家投入運行的企業(ye) 。此外,在山東(dong) 濟寧、河南平頂山等地,一些壓縮空氣儲(chu) 能電站新項目完成簽約,相關(guan) 項目將陸續投建,有更多采空的礦區將華麗(li) 轉身為(wei) 新的能源中心。
光熱儲(chu) 能發電也被稱作聚焦性太陽能熱發電,即通過大量反射鏡以聚焦方式將太陽能直射光聚焦起來,加熱工質並產(chan) 生高溫高壓蒸汽,以此驅動汽輪機發電。今年,中國光熱儲(chu) 能發電技術應用獲得大發展,據不完全統計,全年開工或招標項目超過10個(ge) ,其中包括“輸電入渝”新疆哈密410萬(wan) 千瓦新能源項目、中國廣核集團西藏阿裏雪域高原“零碳”光儲(chu) 熱電示範項目。
提升國際合作
能源網絡互聯互通
2023年3月,在位於(yu) 讚比亞(ya) 首都盧薩卡以南約90公裏的卡富埃河上, 由中國企業(ye) 承建的中讚合作“一號工程”——下凱富峽水電站舉(ju) 行五號機組並網發電儀(yi) 式,標誌著下凱富峽水電站所有發電機組全部投產(chan) 運行。該電站總裝機容量為(wei) 750兆瓦,將為(wei) 讚比亞(ya) 經濟社會(hui) 發展提供強有力支撐。
下凱富峽水電站工程是中國促進國際能源科技合作,推動能源科技創新成果“走出去”,服務國際社會(hui) 的典型代表。2023年,中外能源科技和項目合作亮點頻現,為(wei) 促進經濟增長、民生改善,應對氣候變化,實現可持續發展做出了應有貢獻。
在核電科技應用方麵,7月14日,“華龍一號”巴基斯坦恰希瑪核電站5號機組破土動工,這是中國該核電品牌在海外建設的第三台機組,中國核電技術“出海”由此邁出新步伐。在新能源科技應用方麵,中國於(yu) 9月推出“非洲光帶”項目,利用自身的光伏產(chan) 業(ye) 優(you) 勢,助力非洲國家實施一批小規模、聚焦民生和社區需求的“小而美”新能源合作項目。11月,中國—非盟能源夥(huo) 伴關(guan) 係框架下的中非能源創新合作加速器項目在深圳啟動,旨在遴選和推廣助力非洲能源轉型的創新案例和創新技術解決(jue) 方案,促進更多“小而美”能源項目落地非洲。
中方的上述努力贏得國際社會(hui) 高度評價(jia) ,“一帶一路”綠色發展國際聯盟聯合主席馬可·蘭(lan) 博蒂尼說,較小規模的基礎能源合作項目對非洲及世界其他欠發達地區解決(jue) 能源問題非常重要,這是“一帶一路”綠色發展的一個(ge) 新方向。美國環保協會(hui) 負責全球氣候合作的副總裁曼迪·拉姆哈蘿絲(si) 認為(wei) ,這些小項目可以有針對性地解決(jue) 非洲國家偏遠地區的實際需求,更易落地、推進和實施。
10月在北京舉(ju) 行的第三屆“一帶一路”國際合作高峰論壇,為(wei) 中外能源科技合作注入新的動力,在論壇形成的務實合作項目清單中,有一批與(yu) 能源有關(guan) ,比如建立中國—巴基斯坦小型水電技術“一帶一路”聯合實驗室、中國政府與(yu) 烏(wu) 茲(zi) 別克斯坦政府簽署援烏(wu) 方風電站項目立項換文、在伊拉克建設750兆瓦光伏項目、在羅馬尼亞(ya) 建設拉特什蒂154兆瓦光伏項目。
中國一直致力於(yu) 推進國際能源互聯互通,打造融合智能電網、特高壓電網、清潔能源等為(wei) 一體(ti) 的全球能源互聯網,並發起成立了全球能源互聯網發展合作組織。在近日舉(ju) 行的《聯合國氣候變化框架公約》第二十八次締約方大會(hui) 能源主題日上,該組織主席辛保安向與(yu) 會(hui) 各國代表闡釋了打造全球能源互聯網的重大意義(yi) 。他指出,作為(wei) 新型能源體(ti) 係的重要組成部分,全球能源互聯網將促進能源生產(chan) 清潔化、能源消費電氣化、能源配置廣域化、能源業(ye) 態數字化,有效統籌安全與(yu) 轉型、發展與(yu) 減排、存量與(yu) 增量的關(guan) 係,為(wei) 推動全球能源包容、公正、韌性轉型提供了中國方案。這一方案引起與(yu) 會(hui) 聯合國官員的共鳴和熱烈討論,紛紛表示,支持全球能源互聯網建設,促進能源基礎設施互聯互通並以此加快各國清潔能源開發,降低能源服務成本,推動能源轉型和節能減排。
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