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当科技是支撑能源工业可持续发展的基石

发布时间:2021-09-11 01:53:59 阅读: 来源:领花厂家

科技是支撑能源工业可持续发展的基石

改革开放30年来,我国能源工业有了突飞猛进的发展,建立了庞大能源供应和消费体系,能源生产能力接近30亿吨标准煤,发电装机接近10亿千瓦,煤炭、石油和天然气的供应能力分别达到了30亿吨、1.8亿吨和600多亿立方米,基本满足我国经济快速发展和人民生活水平不断提高对能源需求持续不断增长的要求。在过去30多年能源工业的快速发展中,科技研发发挥了巨大的作用,尤其是在能源新技术研发方面起到了支撑和保障作用,在一些能源科技重大问题上有所突破,主要表现在:

化石能源勘探和开发技术有了长足的进步。综合机械化采煤技术已达到国际先进水平,能够生产具有世界先进水平的年产600万吨煤的综采工作面成套设备,并成功研制了1800千瓦大功率电牵引采煤机、世界最大的竖井钻机和处理400万吨煤/年的煤炭洗选技术装备,具备设计、生产、施工、建设及管理千万吨级露天煤矿和大中型矿区的能力。石油工业已形成从勘探开发、工程设计与工程建设到装备制造的完整科研体系,陆相成油气地质理论体系已经形成,高含水油田稳油控水开发、油田早期注水分层开采、聚合物驱油提高采收率、复杂结构钻井等技术以及钻井设备达到国际领先水平。

新能源和可再生能源技术有重大突破。首先是大型水轮发电机组的设计、制造等关键技术获得突破,进入了产业化阶段,国产700兆瓦水轮发电机组达到国际先进水平,具备修筑240米双曲拱坝、180米级各类大坝及施工大型抽水蓄能电站的能力;风力发电技术与世界先进水平的差距不断缩小,已经掌握了单机容量3兆瓦及以下大型风力发电设备的制造技术,具有自主知识产权的1.5和2兆瓦双馈风电机组、1.5兆瓦直驱风电机组成为市场主力机型,3兆瓦的大型风电机组也具备了活塞行程(mm) 0~150批量生产能力,5兆瓦的大型风电机组试制进展顺利,可望2011年下线。太阳能光伏发电和太阳能热水器技术也处于世界先进水平。

高效燃煤发电技术取得重大进展,核电技术有所进步。掌握了超临界600兆瓦以下火电机组技术,基本掌握1000兆瓦级超超临界发电机组设计技术;大型汽轮机凝汽器空冷技术,特别是直接空冷技术的应用发展迅速,掌握了70万千瓦大型全空冷发电机的设计与制造技术。同时,基本掌握了30万千瓦环路压水堆核电的关键技术,能够自行设计制造600兆瓦压水堆核电站成套设备,基本具备了百万千瓦核电站自主设计、制造、建设和营运能力,具备自主创新和消化吸收国外3代核电技术的能力。

电力输配技术处于世界先进水平。我国直流输电、串联电容补偿、同杆并架等技术在电工程中得到推广应用。330千伏、500千伏交流超高压输电线路已成为骨干架,基本掌握了 500千伏直流、750千伏交流输电工程的设计、施工、调试及运行技术,1000千伏交流特高压输电试验示范工程正式投产运营, 800千伏直流特高压输电试验示范工程正在实施。电自动化控制及运行技术迅速发展,运行可靠性、稳定性和经济性显著提高,电发展进入了大规模跨省区送电和全国互联的新阶段。

节能和能源环保技术水平有所提高。工业用能整体技术水平得到提高,开发并推广了一系列高效锅炉和高效电动机技术,钢铁、建材、石化等行业的节能技术与装备获得了广泛应用,余热、余压、尾气等余能回收技术逐步得到推广。已经掌握了大型火电机组湿式石灰石 石膏法脱硫技术。形成了烟气循环流化床、海水脱硫法、脱硫除尘一体化、半干法、活性焦吸附法等十多种烟气脱硫工艺技术。自主开发了低NOX燃烧、烟气脱氮、燃煤机组除尘、灰渣综合利用和电厂废水回用技术。煤矸石、瓦斯回收与利用等资源综合利用技术得到广泛推广,煤矿区生态环境和水资源保护、废弃物和采煤沉陷区治理等综合治理技术也取得重要进展。

虽然我国能源工业和能源科技都有长足的进步,但与国际先进水平仍有很大的差距。同时,人口多、发展快、需求高的特点决定了我国能源供需矛盾将持续紧张局面。目前国内外的专家普遍认为,2020年我国的能源消费将达到45亿吨标准煤以上,相应的能源科学技术支撑的任务繁重,我国能源科技发展仍任重道远,主要表现在:

化石能源的现代化开发技术和低碳排放的化石能源技术亟待开发。在今后相当长的时期内,化石能源仍是我国乃至世界能源供应的支柱,由于气候变化的主观(也许是客观的)要求,开发利用低碳化石能源和化石能源的低碳化利用是能源科技的主攻方向建筑沙浆基本性能实验方法 JGJ70⑼0之一,其中包括:深层煤炭开发技术、非常规天然气(主要是页岩气、煤层气和天然气水合物技术等)开发利用技术、深海油气开发与环境保护技术、大型燃气轮机技术、整体煤气化联合循环技术、碳捕获与封存技术(CCS)等,这些技术我国尚处于起步阶段,需要大量的投入。

可再生能源规模化利用技术水平亟待提高。世界各国都把可再生能源技术作在市场、竞争对手感觉还不明朗的时候为今后20、30年内,应对气候变化和减少温室气体,保障能源供应安全和能源来源多元化,脱贫和促进经济发展的重要措施,在可靠、稳定、大容量风电装备技术,低成本太阳能光伏发电技术,带有储能系统的太阳能热发电技术以及低成本、低排放的生物液体燃料技术等方面需要巨额投入。我国是风能、太阳能利用大国,在这些技术领域也需要有战略部署,抢占发展先机。

安全可靠的核电装备制造与运行管理技术仍需有重大突破。我国核电技术虽有所进展,但仍落后于核电装备制造大国,甚至与韩国也有巨大差距。需要在设计安全、经济、环保型的新型核电技术装备方面重点部署,争取有重大突破,为核电装备的规模化制造和大批核电站安全运行提供科技支撑,尤其是在部署加速第3代核电技术发展的同时,需要对快堆等第4代核电技术的发展进行超前部署。

强大的智能电发展亟需科技支撑。美国早就提出了打造智能电的发展目标。我国与美国的国情相似,都是超大型的能源系统、都有远距离的能源输送问题。但是我国发展水电、太阳能发电和风力发电等可再生能源发电的任务更加艰巨,尤其是太阳能光伏发电和风电的大规模发展,对远距离、大容量、间歇式电力输送装备技术,可再生能源分布式入、运行管理和储能技术都提出了明确的技术要求。需要在一些重大技术问题上有所突破。

建立低碳能源消费体系需要能源科技的支撑。发展绿色经济、循环经济,实现低碳发展,首先是建立低碳的能源消费体系,需要一大批工业、建筑、交通、农业等产业发展节能技术,低碳的工业发展模式、低碳建筑与社区发展模式,发展低碳交通和低碳农业等,这些都需要低碳发展的概念和技术。目前我国的低碳发展,还仅仅是停留在媒体的宣传层面上,在技术研发方面部署很少。不适应低碳发展对科技支撑的要求。

纵观美国、欧洲、日本等世界发达国家和地区,除了在能源科技有巨额投入之外(美国2009年初8750亿美元救市计划中安排了1170亿美元的基础研发,550亿用于可再生能源和智能电研发),在建立国家能源科研体系方面也都独具匠心。例如美国建立了以国家能源实验室、大学研究院所、科技型企业和装备制造业四位一体的能源科研体系,国家实验室和大学研究院所负责基础性和超前技术研发,企业参与;科技型企业和装备制造企业负责技术创新,大学和国家实验室参与,形成了分工明确、长期稳定的能源科技研发体系,形成了研究与创新分工合作、同步发展的良性机制。建国以来,特别是改革开放以来,我国在能源科技体系建设方面做出了一些努力,但是总体看来,远不尽如人意,主要表现在以下几点:

缺乏国家能源科技研发体系。经过历次科技体制改革,我国国家和企业的能源科技研发体系,受到了极大的冲击,大型的能源科研院所基本划归企业所有,例如中国电力科学院、中国石油科学院、中国煤炭科学院、核能研究院等都划归企业所有,不仅不能站在国家的高度,超前研究能源领域的重大科技问题,也不能为同行企业提供技术支持。

缺乏社会化的能源科技支撑体系。虽然我国部署安排了若干国家级的能源科技中心、工程中心等,但是这些中心都放在企业和大学之中,而这些大学和企业都是技术创新和装备制造,乃至装备应用的主体,各个中心之间相互保密、掣肘,不能在重大能源科技问题研究上形成合力。

国家整体能源科技的部署难以落实。由于缺乏能源科技研发的公共平台和社会化服务的体系,国家整体能源科技部署往往成为郭教授告知企业和大学划分势力范围的牺牲品,化整为零。即使部分保留了一些整体性的项目,也往往被企业所垄断,几个五年计划的研究基础,往往成为少数几个企业发展的基础,不能成为整个国家能源工业发展的科技支撑。

国家投入过低,尤其是人才队伍建设投入过低,不能形成持久的研发力量。我国近几年来虽然在能源科技投入上有所增加,但是与大多数能源科技强国比差距很大,我国一个拥有8万亿元财政收入、13亿人口的大国, 十一五 期间,中央财政在能源科技的整体投入,还不及美国联合技术、杜邦、GE等一家企业的投入,在可再生能源技术研发方面的投入还不及挪威一个不到500万人口国家的投入。出现了投入少、产出低的现象不足为奇。

建立清洁、高效和安全的能源体系需要相应的能源科技体系的支撑,根据国外的经验,无非是 修庙请神 撒苗播种 ,为此建议:

恢复建立国家能源科技队伍。将中国电力、煤炭、石油科学院以及核能研究院所,从现有的企业隶属,重新划归国家所有,建立类似美国国家能源实验室的研发体系,成立国家能源科学研究院。

建立独立于企业的国家能源科技咨询委员会,把握国家能源科技的研究方向和战略部署,确保国家863、973等能源高科技的战略部署与国家能源发展战略的部署相一致。

支持建立一批服务于社会的可以提供整体解决方案的能源科技型企业,例如像西门子、GE、联合技术等能源科技型企业。我国曾有一批这样的企业,但是在历次的改革中迷失了方向,比如中核总可以作为很好的核电技术服务企业、核安全技术服务企业,而不是核电运营企业。

加大能源科技投入,尤其是增加人力投入的财政支持,吸引一批国际、国内优秀人才及技术投入,吸引国内外一大批社会研究机构的积极参与,大撒苗广播种,不愁秋天没有好收成。

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