2023年終中國科技盤點(diǎn)之能源科技篇

　　能源綠色轉(zhuǎn)型 澎湃發(fā)展動能

　　本報記者 張保淑 《 人民日報海外版 》（ 2023年12月18日 第 09 版）

　　能源科技持續(xù)創(chuàng)新，為“中國號”巨輪破浪前行提供了強(qiáng)勁動力。在“雙碳”目標(biāo)背景下，2023年，中國廣大能源科技工作者不僅在煤炭、石油、天然氣、核電、水電等傳統(tǒng)能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新取得突出成就，而且在風(fēng)電、太陽能等新興能源科技領(lǐng)域獲得諸多新突破，進(jìn)一步提高了綠色能源在整體能源結(jié)構(gòu)中的比重。在推進(jìn)能源生產(chǎn)科技和節(jié)能科技創(chuàng)新的同時，中國發(fā)力促進(jìn)儲能、能源傳輸和配置領(lǐng)域的科技創(chuàng)新，進(jìn)一步提高能源利用效率，為中國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供更加澎湃的動力；同時，大力促進(jìn)國際能源科技合作，倡導(dǎo)建設(shè)全球能源互聯(lián)網(wǎng)，為世界能源轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)中國方案。

　　打造“大國重器”

　　傳統(tǒng)能源捷報頻傳

　　煤炭、石油、天然氣、核電、水電等通常被稱為傳統(tǒng)能源，中國在這些領(lǐng)域科技創(chuàng)新基礎(chǔ)雄厚。今年，相關(guān)科技創(chuàng)新均取得較大突破，有些創(chuàng)新成果已應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐并取得良好效益。

　　煤炭在中國能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位，推進(jìn)煤炭科技創(chuàng)新一直是能源領(lǐng)域工作的一大重點(diǎn)。2023年，煤炭科技創(chuàng)新成果集中體現(xiàn)在采煤硬件裝備和軟件平臺取得的重大突破。在硬件建設(shè)方面，中國煤炭科工集團(tuán)在3月初和8月下旬接連推出“大國重器”：煤科威龍”智能化礦用巖巷φ3660全斷面組合式盾構(gòu)掘進(jìn)裝備、高智能化高端采煤機(jī)MG1250/3430-WD系列采煤機(jī)。前者為全球首創(chuàng)、掘進(jìn)速度比現(xiàn)有同類機(jī)械提升超過3倍，把巖巷掘進(jìn)速度從月進(jìn)尺100米提至300米―500米以上，減少人工作業(yè)60%以上，實(shí)現(xiàn)安全、高效、智能、綠色、環(huán)保掘進(jìn)。后者為全球首臺套最大功率采掘機(jī)械，創(chuàng)世界采掘機(jī)械發(fā)展新紀(jì)錄，集智能感知、智能控制、智能診斷與智能通信于一體。在軟件建設(shè)方面，11月中旬，煤炭科學(xué)研究總院深地科學(xué)院發(fā)布了國內(nèi)首套數(shù)字巖石力學(xué)開放平臺，融合了傳統(tǒng)巖石力學(xué)理論和數(shù)字技術(shù)，能夠支撐巖石力學(xué)基礎(chǔ)研究、煤礦災(zāi)害工程防控等多個應(yīng)用場景，推動煤炭行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

　　在油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域，11月15日，位于新疆塔里木盆地的“深地一號”躍進(jìn)3-3XC井完鉆井深達(dá)9432米，刷新亞洲陸上最深井紀(jì)錄，為進(jìn)軍萬米超深層提供重要技術(shù)和裝備儲備，探索形成超深層油氣優(yōu)快鉆井技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了由“打不成”到“打得快、打得準(zhǔn)”的重大跨越。目前，“深地一號”順北油氣田基地鉆探深度超過8000米的井達(dá)108口，連續(xù)6年獲得油氣重大突破，已落實(shí)4個億噸級油氣區(qū)。

　　2023年是中國核電技術(shù)創(chuàng)新成果應(yīng)用豐收之年，中國自主第三代核電技術(shù)品牌“華龍一號”“國和一號”項(xiàng)目工程、第四代核電工程項(xiàng)目都迎來重要時間節(jié)點(diǎn)。3月25日，西部地區(qū)首臺“華龍一號”核電機(jī)組――中國廣核集團(tuán)廣西防城港核電站3號機(jī)組完成168小時試運(yùn)行試驗(yàn)，正式商運(yùn)。5月5日，“華龍一號”全球首堆示范工程――福建福清核電五、六號機(jī)組通過竣工驗(yàn)收，標(biāo)志著中國已經(jīng)形成了一套完整的、自主的第三代核電型號標(biāo)準(zhǔn)體系。12月6日，中國第三代核電技術(shù)另一個品牌“國和一號”的數(shù)字孿生核電站一期工程第一階段在山東榮成正式投用，這是世界首個滿足電力研究協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)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(yè)示范工程圓滿完成168小時連續(xù)運(yùn)行考驗(yàn)，正式商運(yùn)，標(biāo)志著中國在第四代核電技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

　　水電科技工程領(lǐng)域佳音頻傳。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(xù)完成竣工驗(yàn)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(chuàng)新、水輪機(jī)組科技創(chuàng)新等經(jīng)受住了工程實(shí)踐的嚴(yán)苛考驗(yàn)，成為認(rèn)識和改造世界，造福人類的驕人成就。以此為基礎(chǔ)和支撐，中國水電事業(yè)繼續(xù)大步向前。臨近年末，總裝機(jī)容量2400兆瓦、雅礱江流域在建國內(nèi)裝機(jī)規(guī)模最大的水電站孟底溝水電項(xiàng)目主體工程正式開工建設(shè)。

　　推進(jìn)綠色轉(zhuǎn)型

　　新興能源加速發(fā)展

　　風(fēng)能、太陽能被認(rèn)為是發(fā)展?jié)摿薮蟮男屡d綠色能源，近年來在國家能源轉(zhuǎn)型中扮演著日益重要的角色。2023年，中國風(fēng)能、太陽能科技創(chuàng)新持續(xù)推進(jìn)，特別是在大功率風(fēng)機(jī)研制方面。

　　11月10日，由東方電氣集團(tuán)聯(lián)合中國華能研制的全新一代18兆瓦海上直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組下線，這是目前已下線的全球單機(jī)容量最大、葉輪直徑最大的海上直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組，可抵御超強(qiáng)臺風(fēng)。該機(jī)組在年平均每秒10米的風(fēng)速下，單臺機(jī)組每年可輸出7200萬度，可滿足4萬戶普通家庭1年的生活用電。在此約1個月前，全球最大陸上風(fēng)電機(jī)組――三一重能15兆瓦風(fēng)電機(jī)組在2023北京國際風(fēng)能大會上推出。在風(fēng)電科技推動下，中國2023年風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模將有望完成約4.3億千瓦的目標(biāo)。

　　風(fēng)電科技創(chuàng)新永無止境。2023年，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃啟動“可再生能源技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)申報，其中包括“新型高空風(fēng)力發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)及裝備”項(xiàng)目，旨在探索新型高效高空風(fēng)力發(fā)電實(shí)現(xiàn)機(jī)理，提出大功率新型高空風(fēng)力發(fā)電解決方案。11月底，總投資約10億元的“40兆瓦級風(fēng)電機(jī)組電氣及動力學(xué)六自由度實(shí)驗(yàn)平臺”在廣東汕頭開始建設(shè)，該平臺是支撐風(fēng)電前沿研究的重大科研基礎(chǔ)設(shè)施，建成后，將成為國際最大、全球領(lǐng)先的海上風(fēng)電機(jī)組地面?zhèn)鲃酉到y(tǒng)試驗(yàn)研究平臺，填補(bǔ)業(yè)內(nèi)空白。

　　33.9%！11月3日，由一家中國企業(yè)自主研發(fā)的晶硅―鈣鈦礦疊層光伏電池創(chuàng)下了光電轉(zhuǎn)化效率新的世界紀(jì)錄。就在幾個月前，該企業(yè)另一款光伏電池轉(zhuǎn)化效率進(jìn)入世界前三。轉(zhuǎn)化效率提升的同時，光伏材質(zhì)也在創(chuàng)新。7月23日，銀河航天靈犀03衛(wèi)星發(fā)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(diǎn)決定了其擁有空前廣闊的應(yīng)用前景。

　　光伏技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)光伏產(chǎn)品性能提升、價格下降、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用擴(kuò)大和振興。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在光伏組件全球排名前十的企業(yè)中，中國企業(yè)占據(jù)7席。2023年，中國光伏繼續(xù)快速增長，前10個月，新增裝機(jī)容量達(dá)1.43億千瓦。到6月底，光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)規(guī)模約4.7億千瓦，超過水電成為中國裝機(jī)規(guī)模第二大電源。據(jù)初步估算，中國光伏裝機(jī)總量到今年底將超過5.5億千瓦。

　　加強(qiáng)示范引領(lǐng)

　　儲能發(fā)展蔚為大觀

　　儲能是指通過介質(zhì)或設(shè)備把能量存儲起來，在需要時再釋放的過程。通過儲能可以調(diào)節(jié)電力需求和供給的平衡，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；促進(jìn)新能源的大規(guī)模并網(wǎng)和高效消納，降低碳排放和環(huán)境污染；支撐微電網(wǎng)的建設(shè)和運(yùn)行，提升分布式能源的綜合效益。2023年，中國儲能科技應(yīng)用諸多領(lǐng)域如電池儲能、壓縮空氣儲能、光熱儲能等非常活躍，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能超級工廠建設(shè)。根據(jù)特斯拉于今年4月發(fā)布的信息，該超級工廠計(jì)劃生產(chǎn)特斯拉超大型商用儲能電池，規(guī)劃儲能規(guī)模約40吉瓦時，相當(dāng)于4000萬度電。中國企業(yè)紛紛加入或者擴(kuò)大電池儲能“賽道”，有超過100家在今年完成了投產(chǎn)，其中既包括比亞迪、鵬輝能源、億緯鋰能等一批電池儲能頭部企業(yè)，也有來自其他行業(yè)的新入局者。

　　12月1日，湖北應(yīng)城300兆瓦級壓縮空氣儲能電站示范工程全面進(jìn)入調(diào)試階段，為機(jī)組整套啟動和并網(wǎng)發(fā)電奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。該工程投產(chǎn)后將成為世界上首個投入商業(yè)運(yùn)行的300兆瓦級非補(bǔ)燃壓縮空氣儲能電站并將在非補(bǔ)燃壓縮空氣儲能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)單機(jī)功率、儲能規(guī)模、轉(zhuǎn)換效率3項(xiàng)世界領(lǐng)先。值得一提的是，該項(xiàng)目所用的全球首套300兆瓦級壓縮空氣儲能系列化大容量電機(jī)為中國企業(yè)自主研制。10月28日，山東泰安肥城市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)10兆瓦鹽穴壓縮空氣儲能國家示范電站開始運(yùn)行發(fā)電，這是繼全球首座非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲能電站即江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站投產(chǎn)后，中國在此領(lǐng)域又一家投入運(yùn)行的企業(yè)。此外，在山東濟(jì)寧、河南平頂山等地，一些壓縮空氣儲能電站新項(xiàng)目完成簽約，相關(guān)項(xiàng)目將陸續(xù)投建，有更多采空的礦區(qū)將華麗轉(zhuǎn)身為新的能源中心。

　　光熱儲能發(fā)電也被稱作聚焦性太陽能熱發(fā)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(zhì)并產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，以此驅(qū)動汽輪機(jī)發(fā)電。今年，中國光熱儲能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用獲得大發(fā)展，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全年開工或招標(biāo)項(xiàng)目超過10個，其中包括“輸電入渝”新疆哈密410萬千瓦新能源項(xiàng)目、中國廣核集團(tuán)西藏阿里雪域高原“零碳”光儲熱電示范項(xiàng)目。

　　提升國際合作

　　能源網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通

　　2023年3月，在位于贊比亞首都盧薩卡以南約90公里的卡富埃河上， 由中國企業(yè)承建的中贊合作“一號工程”――下凱富峽水電站舉行五號機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電儀式，標(biāo)志著下凱富峽水電站所有發(fā)電機(jī)組全部投產(chǎn)運(yùn)行。該電站總裝機(jī)容量為750兆瓦，將為贊比亞經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供強(qiáng)有力支撐。

　　下凱富峽水電站工程是中國促進(jìn)國際能源科技合作，推動能源科技創(chuàng)新成果“走出去”，服務(wù)國際社會的典型代表。2023年，中外能源科技和項(xiàng)目合作亮點(diǎn)頻現(xiàn)，為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長、民生改善，應(yīng)對氣候變化，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展做出了應(yīng)有貢獻(xiàn)。

　　在核電科技應(yīng)用方面，7月14日，“華龍一號”巴基斯坦恰?，敽穗娬?號機(jī)組破土動工，這是中國該核電品牌在海外建設(shè)的第三臺機(jī)組，中國核電技術(shù)“出海”由此邁出新步伐。在新能源科技應(yīng)用方面，中國于9月推出“非洲光帶”項(xiàng)目，利用自身的光伏產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，助力非洲國家實(shí)施一批小規(guī)模、聚焦民生和社區(qū)需求的“小而美”新能源合作項(xiàng)目。11月，中國―非盟能源伙伴關(guān)系框架下的中非能源創(chuàng)新合作加速器項(xiàng)目在深圳啟動，旨在遴選和推廣助力非洲能源轉(zhuǎn)型的創(chuàng)新案例和創(chuàng)新技術(shù)解決方案，促進(jìn)更多“小而美”能源項(xiàng)目落地非洲。

　　中方的上述努力贏得國際社會高度評價，“一帶一路”綠色發(fā)展國際聯(lián)盟聯(lián)合主席馬可?蘭博蒂尼說，較小規(guī)模的基礎(chǔ)能源合作項(xiàng)目對非洲及世界其他欠發(fā)達(dá)地區(qū)解決能源問題非常重要，這是“一帶一路”綠色發(fā)展的一個新方向。美國環(huán)保協(xié)會負(fù)責(zé)全球氣候合作的副總裁曼迪?拉姆哈蘿絲認(rèn)為，這些小項(xiàng)目可以有針對性地解決非洲國家偏遠(yuǎn)地區(qū)的實(shí)際需求，更易落地、推進(jìn)和實(shí)施。

　　10月在北京舉行的第三屆“一帶一路”國際合作高峰論壇，為中外能源科技合作注入新的動力，在論壇形成的務(wù)實(shí)合作項(xiàng)目清單中，有一批與能源有關(guān)，比如建立中國―巴基斯坦小型水電技術(shù)“一帶一路”聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、中國政府與烏茲別克斯坦政府簽署援烏方風(fēng)電站項(xiàng)目立項(xiàng)換文、在伊拉克建設(shè)750兆瓦光伏項(xiàng)目、在羅馬尼亞建設(shè)拉特什蒂154兆瓦光伏項(xiàng)目。

　　中國一直致力于推進(jìn)國際能源互聯(lián)互通，打造融合智能電網(wǎng)、特高壓電網(wǎng)、清潔能源等為一體的全球能源互聯(lián)網(wǎng)，并發(fā)起成立了全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織。在近日舉行的《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第二十八次締約方大會能源主題日上，該組織主席辛保安向與會各國代表闡釋了打造全球能源互聯(lián)網(wǎng)的重大意義。他指出，作為新型能源體系的重要組成部分，全球能源互聯(lián)網(wǎng)將促進(jìn)能源生產(chǎn)清潔化、能源消費(fèi)電氣化、能源配置廣域化、能源業(yè)態(tài)數(shù)字化，有效統(tǒng)籌安全與轉(zhuǎn)型、發(fā)展與減排、存量與增量的關(guān)系，為推動全球能源包容、公正、韌性轉(zhuǎn)型提供了中國方案。這一方案引起與會聯(lián)合國官員的共鳴和熱烈討論，紛紛表示，支持全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，促進(jìn)能源基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通并以此加快各國清潔能源開發(fā)，降低能源服務(wù)成本，推動能源轉(zhuǎn)型和節(jié)能減排。