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    能源行業科技創新路線圖浮出水面,薄弱環節亟須突破

    企業觀察報發布時間:2022-04-12 12:10:12

      中國與其他國家的差距主要體現在三個方面:一是關鍵零部件、專用軟件、核心材料等大量依賴國外進口;二是能源領域原創性、引領性、顛覆性技術偏少,綠色低碳技術發展難以有效支撐綠色低碳轉型;三是重大能源科技創新產學研“散而不強”,重大技術攻關、成果轉化、首臺(套)依托工程機制、容錯以及標準、檢測、認證等公共服務機制尚需完善。

      近年來,隨著太陽能、風能等非傳統可再生能源技術水平的提高和成本的下降,世界多國和地區都加快了可再生能源發展的步伐。

      如何建設能源強國?能源科技如何創新?日前,國家能源局、科學技術部印發了《“十四五”能源領域科技創新規劃》(下稱“《規劃》”),為中國能源領域科技創新指明了方向。

      五大路線

      《規劃》從可再生能源、新型電力系統、安全高效核能、綠色高效化石能源開發利用、能源數字化智能化等方面,確定了相關集中攻關、示范試驗和應用推廣任務,部署了相關示范工程,并為“十四五”時期能源領域科技創新制定了技術路線圖。

      在先進可再生能源發電及綜合利用技術方面,《規劃》提出研發可再生能源先進發電及綜合利用技術,攻克高效氫氣制備、儲運、加注和燃料電池關鍵技術,推動氫能與可再生能源融合發展。

      在新型電力系統及其支撐技術方面,《規劃》提出加快電網核心技術攻關,支撐建設適應大規模關鍵技術、核心裝備,滿足能源系統發展需要。

      在安全高效核能技術方面,《規劃》提出開展三代核電關鍵技術優化研究,開展小型模塊化反應堆、(超)高溫氣冷堆、熔鹽堆等新一代先進核能系統關鍵核心技術攻關。

      在綠色高效化石能源開發利用技術方面,《規劃》提出開展常規油氣和非常規油氣勘探開發、輸運和煉化領域相關關鍵核心技術攻關,形成煤炭綠色智能高效開發利用技術體系。

      在能源系統數字化智能化技術方面,《規劃》提出推動煤炭、油氣、電廠、電網等傳統行業與數字化、智能化技術深度融合,引領能源產業轉型升級。

      現狀

      縱觀全球能源技術發展趨勢和各國推動能源科技創新的舉措,可知綠色低碳是能源技術創新的主要方向,具體應用集中在化石能源清潔高效利用、新能源大規模開發利用、核能安全利用、大規模儲能、關鍵材料等重點領域。世界主要國家均把能源技術視為新一輪科技革命和產業革命的突破口,制定各種政策措施搶占發展制高點,并投入大量的資金予以支撐。

      國際能源署(IEA)發布的《IEA成員國能源技術研發示范公共經費投入簡析2020》顯示,在過去40年里,IEA成員國能源技術研究、開發和示范公共投入領域變得日益多樣化。1974年,核能在能源技術投入總額中占比最高,達到75%。此后逐年下降,在2019年已降至21%,與能源效率(21%)、可再生能源技術(15%)和交叉技術(23%)的RD&D(研發投入強度)相當?;剂贤度胝急仍?0世紀90年代達到頂峰,2013年之后逐步下滑至當前的9%。2019年,美國和日本是IEA所有成員國中對RD&D公共投入最多的兩個國家,兩國的RD&D公共投入合計占到成員國總投入的近一半(47%)。緊隨其后的是德國、法國、英國、加拿大、韓國、意大利和挪威。除了日本外(投入下滑2%),其他成員國RD&D公共投入均有顯著增加。得益于“地平線2020”研發創新框架計劃,2019年歐盟能源技術RD&D公共投入總額位列全球第三,僅次于美國和日本。

      據國家統計局數據,2021年中國R&D經費投入達27864億元,與GDP之比達到2.44%。

      針對中國能源科技創新布局,強國創新智庫首席科學家趙剛認為,目前還存以下幾個薄弱環節:

      一是缺乏國家層面的統一協調。在能源科技領域,國家集中力量辦大事的優勢還沒有完全發揮出來。過去有國家重點實驗室,多是依托大學、企業科研院所等,基本都不是獨立的法人機構,在人才、資金和技術的協調上存在一些問題。所以專家們一直呼吁建立能源領域的國家級實驗室,如新型電力系統國家實驗室等,打破體制機制的限制,薪酬不封頂,以此來聚合國內外優秀人才。

      二是基礎研究投入不足。目前中國在關鍵核心技術領域還存在很多“卡脖子”難題,凸顯中國基礎研究環節的薄弱?!?020年全國科技經費投入統計公報》里的數據顯示,中國科技經費投入強度(與GDP之比)為2.44%,其中基礎研究占科技投入的比重為6.09%,這與發達國家基礎研究占科技投入的比重為15%-25%相比,還有很大差距。關鍵核心技術依賴國外的狀況不得到根本轉變,難言科技自強自立,對基礎研究的重視度和投入度必須要加強。

      三是人才隊伍比較分散。目前中國能源領域高水平的技術人才主要分散在國家科研院所、高校和國企中,人才流動受到一些制約,收入無法用市場化機制來衡量,這就導致相似的研究課題和研究方向沒有形成統一的科研力量。怎么讓各機構的人才隊伍既能夠合作,又能夠共享科技成果和利益,是中國現在需要思考和解決的難題。

      四是國企和民企聯動不夠?,F在國家強調建立創新聯合體,以大企業為龍頭,讓中小企業圍繞大企業或者圍繞某一項產品、技術、裝備來開展配套研發。創新聯合體是由代表市場需求的創新型企業牽頭組織、各類科技創新相關利益方組建而成,將需求側與供給側緊密結合,兼具市場主導與政府引導,有助于促進中國從漸進式技術創新向顛覆性技術創新升級。目前能源領域已在探索這方面的聯合體,需要國家層面進一步出臺相應政策,鼓勵政府和大企業采購中小企業的新技術,發揮中國市場強大的產業優勢。

      機遇與挑戰

      中金公司發布的《創新:不滅的火炬》報告認為,能源技術創新是形成中國未來更高效、更低成本的能源制造業發展的核心動力,也將為推動中國完成能源轉型、實現能源安全發揮重要作用。

      從歷史來看,綠色能源創新是以漸進式創新為主,激進式創新為輔。綠色能源科技創新以激進式創新為代際標志,體現為光伏、新能源電池產品在效率、性能上呈現躍進,但初期成本不一定占優,需借助漸進式創新,通過設備國產化、材料單耗下降等小步快跑的技術迭代,形成成本優勢、主導市場。

      能源互聯網技術帶來商業模式的創新,以數字化、智能化的方式打通各要素,產生經濟效益,為綠色能源賦能。通過持續的技術創新,光伏、新能源電池在技術上與海外不存在代差,同時成本具備競爭優勢,帶來光伏、新能源電池產業鏈全球配套份額的提升,頭部企業獲取到超額利潤;而能源互聯網/能源數字化帶來了增量市場空間收益和對于基礎設施環節的外部性激勵。創新的來源主要為研發、技術融合和商業模式創新等。

      從光伏、鋰電過去發展的成功經驗來看,政府政策扮演著舉足輕重的角色,通過補貼培育需求、引導需求升級,再到“示范項目”促進行業技術不斷進步,為產業鏈規?;a、成本下降提供了試錯平臺。企業間則是通過激烈的競爭給行業帶來了從“量變”到“質變”的漸進式升級。

      《規劃》為促進氫能、儲能、碳捕集與封存、化石能源的清潔化利用等其他綠色能源的加速發展作出重要貢獻。

      此外,中國綠色能源行業在激進式創新方面仍較為薄弱,人才和科研體制仍需進一步完善增強,同時更好地對知識產權進行保護將促進企業創新動力,并需要對產能無序擴張加以關注。

      從R&D投入來看,中國R&D投入總量具有優勢,但與世界其他科技強國相比仍然存在一定差距?!兑巹潯分赋?,中國與其他國家的差距主要體現在三個方面:一是關鍵零部件、專用軟件、核心材料等大量依賴國外進口;二是能源領域原創性、引領性、顛覆性技術偏少,綠色低碳技術發展難以有效支撐綠色低碳轉型;三是重大能源科技創新產學研“散而不強”,重大技術攻關、成果轉化、首臺(套)依托工程機制、容錯以及標準、檢測、認證等公共服務機制尚需完善。

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