能源电力科技重大突破预判研究报告

2021 年3 月，习近平总书记在中央财经委员会第九次会议上指出“要着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统”。在技术上，构建新型电力系统真正意义进入了国际的“无人区”，需要找准中远期有望实现重大突破、助力新型电力系统构建的重要方向，尽快进行技术与产业的研发部署。近年，华能集团提出“开启二次创业新征程”的发展新要求，全力打造新能源、核电、水电三大支撑点，“十四五”期间将重点在风电、光伏等新能源方向发力，打造原创技术策源地，争当产业链链长，发挥央企引领作用。结合华能集团已有技术产业基础，梳理在新能源及相关方面潜在的重大突破，预判产业发展趋势，提出产业化发展思路与保障措施，为华能集团实现“领跑中国电力、争创世界一流”战略愿景，为发电领域相关企业在“十四五”乃至“十五五”期间奋力构建新型电力系统伟大工程建设提供重要参考。通过本书编写者的研究，结论如下：首先，以构建低碳绿色新一代能源系统为核心的能源转型已成为全球能源发展方向，到2035 年，我国可再生能源将实现高效率规模化发展；储能系统效率不断提升，将达到世界领先水平；氢能实现全产业链贯通及终端应用产业化；核能及配套的先进核燃料循环核心关键技术取得重大突破；燃煤发电及超低排放技术进入整体国际领先；建成满足高比例可再生能源友好并网和大规模输送的现代电网体系；建成全面支撑可再生能源低成本多样化利用的综合能源系统；能源技术实现数字化、智能化、标准化。其次，为支撑我国2030 年风电、光伏总装机将达到12 亿kW 以上，实现发电央企清洁能源装机占比超50%的宏伟目标，发电央企可充分发挥在风电、光伏、储能、氢能、CCUS、综合能源等多个方面的技术积累与产品布局优势，由科技项目、应用市场为相关先进技术培育、孵化提供保障，以期在“十四五”期间得到重大突破，同时积极探索商业化路径，逐渐从技术走向产品、从产品走向产业，勇当产业链链长。最后，为实现重点技术、产业的突破，需要发电央企从科技政策、市场机制、金融资本等方面提供支撑。一是建议各发电央企尽快构建科技创新体系、产品创新体系、开放合作体系、知识产权标准体系和科研人才发展体系；二是建议加强发电央企市场支持力度、探索体制机制改革；三是建议坚持“科技引领，金融支持”的发展原则，搭建专业化、市场化运营平台。本书第一章为能源电力科技领域发展现状与2035 年发展趋势研判，由高丹、张衡负责资料整理与撰写；第二章为能源电力科技发展重点方向及可能出现的重大突破预判，由刘鑫（风电）、郭雨桐（风电）、赵志国（光伏）、彭文博（光伏）、田鸿翔（光伏）、秦校军（光伏）、陈雄飞（光伏）、王建星（储能）、刘承皓（储能）、赵珈卉（储能）、孙悦（储能）、张畅（氢能）、郭东方（CCUS）、刘蓉（CCUS）、郑棹方（CCUS）、王焕君（CCUS）、钟迪（综合能源）、王会（综合能源）等负责资料整理与撰写；第三章为保障实现技术与产业突破相关建议，由张小锋、秦晔、司纪朋、栗楠、桂原等负责资料整理与撰写。全书由朱勇负责统稿校正。本书中相关英文资料由武华慧翻译整理。

本书编写团队对能源电力关键技术产业进行梳理，聚焦以风电、光伏为主的新能源，以及储能、氢能等支撑产业，寻找可能存在的重大技术突破方向。同时，结合华能集团自身发展需求，从突破性技术、产品、产业化发展布局上，层层剖析，为企业发展提出建议。此外，为支撑突破性技术从实验室走向市场，本书还从国家到发电央企、从科技到金融等多个层面，提出保障建议。

中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司专家，长期从事新能源发电、储能技术等领域的研究。

前言
引言 1
第一章　能源电力科技领域发展现状与2035年发展趋势研判 3
第一节　国内外能源电力科技发展现状与需求 4
一、世界能源电力科技发展现状和趋势 4
二、我国能源电力科技发展现状和需求 20
第二节　面向 2035年能源电力科技发展趋势研判 37
一、可再生能源将实现高效、低成本、大规模发展 38
二、核能利用实现安全、高效和废物最小化 39
三、储能实现经济、安全和可持续发展 40
四、氢能形成完整的供应链和产业体系 41
五、燃煤发电实现高效、灵活和低碳发展 43
六、智能电网技术支撑实现高比例新能源消纳 44
七、综合能源系统支撑可再生能源多样化利用 44
八、能源技术实现数字化、智能化、标准化 46
本章小结 46
第二章　能源电力科技发展重点方向及可能出现的重大突破预判 49
第一节　风电技术 50
一、重点技术方向 50
二、关键产品布局 54
三、产业化发展路径 56
第二节　光伏技术 56
一、重点技术方向 56
二、关键产品布局 61
三、产业化发展路径 62
第三节　核电技术 63
一、重点技术方向 63
二、关键产品布局 63
三、产业化发展路径 63
第四节　储能技术 64
一、重点技术方向 64
二、关键产品布局 65
三、产业化发展路径 66
第五节　氢能技术 67
一、重点技术方向 67
二、关键产品布局 69
三、产业化发展路径 73
第六节　CCUS技术 75
一、重点技术方向 75
二、关键产品布局 77
三、产业化发展路径 79
第七节　综合能源利用 80
一、重点技术方向 80
二、关键产品布局 86
三、产业化发展路径 88
本章小结 93
第三章　保障实现技术与产业突破的相关建议 95
一、科技政策支持 96
二、市场机制保障 98
三、金融资本支撑 99
本章小结 99
第四章　结论与建议 101
一、研究结论 102
二、发展建议 102
参考文献 103

本书编写团队对能源电力关键技术产业进行梳理，聚焦以风电、光伏为主的新能源，以及储能、氢能等支撑产业，寻找可能存在的重大技术突破方向。同时，结合华能集团自身发展需求，从突破性技术、产品、产业化发展布局上，层层剖析，为企业发展提出建议。此外，为支撑突破性技术从实验室走向市场，本书还从国家到发电央企、从科技到金融等多个层面，提出保障建议。

中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司专家，长期从事新能源发电、储能技术等领域的研究。