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(dòng)能

　　本報(bào)記者 張保淑 《 人民日報(bào)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(dòng)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(shí)，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(huì)發(fā)展提供更加澎湃的動(dòng)力；同時(shí)，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(bào)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(gè)應(yīng)用場景，推動(dòng)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(gè)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(shí)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(shí)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(gè)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(gè)滿足電力研究協(xié)會(huì)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(shí)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(gè)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(huì)上推出。在風(fēng)電科技推動(dòng)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(dòng)“可再生能源技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)申報(bào)，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(dòng)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?dòng)系統(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(gè)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(shí)，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(jià)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(gè)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(shí)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(dòng)汽車和能源公司特斯拉在上海啟動(dòng)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(shí)，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(dòng)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(gè)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(dòng)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(gè)，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(huì)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(dòng)能源科技創(chuàng)新成果“走出去”，服務(wù)國際社會(huì)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”巴基斯坦恰希瑪核電站5號機(jī)組破土動(dòng)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(dòng)，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(huì)高度評價(jià)，“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(gè)新方向。美國環(huán)保協(xié)會(huì)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(dòng)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(huì)能源主題日上，該組織主席辛保安向與會(huì)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(dòng)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(huì)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(dòng)能源轉(zhuǎn)型和節(jié)能減排。