近日國家能源局印發了《能源技術創新“十三五”規劃》,規劃指出,圍繞由能源大國向能源強國轉變的總體目標,瞄準國際能源技術發展的趨勢,立足我國能源技術發展現狀及科技創新能力的實際情況,從 2016 年到 2020 年集中力量突破重大關鍵技術、關鍵材料和關鍵裝備,實現能源自主創新能力大幅提升、能源產業國際競爭力明顯提升,能源技術創新體系初步形成。全文如下:
國家能源局關于印發《能源技術創新“十三五”規劃》的通知
各省、自治區、直轄市及計劃單列市、新疆生產建設兵團發展改革委(能源局)、各有關中央企業:
為踐行能源“四個革命、一個合作”的戰略思想,貫徹能源發展規劃總體要求,進一步推進能源技術革命,發揮科技創新在全面創新中的引領作用,國家能源局組織編制了《能源技術創新 “十三五”規劃》,現印發你們,請認真組織實施。
附件:能源技術創新“十三五”規劃
國家能源局
2016年12月30日
能源技術創新“十三五”規劃
前 言
《能源技術創新“十三五”規劃》(以下簡稱《規劃》)按照《國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》、《能源發展“十三五”規劃》要求,旨在發揮科技創新的引領作用,增強能源自主保障能力,提升能源利用效率,優化能源結構,推進能源技術革命。《規劃》分析了能源科技發展趨勢,以深入推進能源技術革命為宗旨,明確了 2016 年至 2020 年能源新技術研究及應用的發展目標。按照當前世界能源前沿技術的發展方向以及我國能源發展需求,聚焦于清潔高效化石能源、
新能源電力系統、安全先進核能、戰略性能源技術以及能源基礎材料五個重點研究任務,推動能源生產利用方式變革,為建設清潔低碳、安全高效的現代能源體系提供技術支撐。
本《規劃》是《能源技術革命創新行動計劃(2016-2030 年)》在“十三五”期間的階段性目標,是未來五年推進能源技術革命的重要指南,按照應用推廣一批、示范試驗一批、集中攻關一批的要求,針對能源技術創新中亟需突破的前沿技術規劃了重點任務。
一、能源科技發展形勢
隨著新一輪工業革命興起,應對氣候變化日益成為全球共識,能源技術正在成為引領能源產業變革、實現創新驅動發展的源動力。尊重能源科技創新規律,把握世界能源技術發展趨勢,重視能源科技創新體系的建立和完善,提高能源技術創新能力和裝備制造水平,通過能源技術革命促進能源生產和消費模式的轉變已成為我國能源產業歷史性選擇。
(一)世界能源科技發展現狀與趨勢
當前,以新興能源技術為代表的新一輪科技革命和產業變革正在興起,正在并將持續改變世界能源格局。非常規油氣和深水油氣、化石能源清潔高效利用、可再生能源、智能電網、安全先進核能等一大批新興能源技術正在改變傳統能源格局。
傳統能源的清潔高效開發、轉化、利用成為主要發展趨勢。在勘探開發領域,頁巖油氣和致密油氣等非常規油氣資源成為油氣產量的新增長點,復合開采成為整個石油開采的主要方向,深水油氣勘探開發向海底化、智能化方向發展。在加工利用領域,劣質原油提質技術、清潔燃油生產技術、煤基多聯產技術、煤氣化技術、煤制化學品正成為能源科技主攻方向。火力發電技術正朝著清潔、高效、
節能、節水的方向發展,主要國家均在開展 700℃超超臨界燃煤發電技術研發,整體煤氣化聯合循環技術、碳捕集與封存技術、富氧燃燒技術正在快速發展。
可再生能源發電與現代電網的融合是世界能源可持續轉型的核心。
太陽能光伏發電技術繼續沿著高效率、低成本方向持續進步,太陽能熱發電技術開始規?;痉?;
風力發電繼續向大型化、智能化和高可靠性方向發展,遠海和高空風能開發開始提上日程;可再生能源綜合利用技術朝著多能互補、冷熱電聯產綜合利用方向發展?,F代電網向著智能化、混合化的方向發展,呈現大電網和微型電網并行發展的格局,融合分布式可再生能源的微電網技術、直流電網模式及交直流混合電網模式成為未來電網形態的重要趨勢,大容量柔性直流輸電技術、直流電網技術和超導直流輸電技術等均得到快速發展,先進電力電子裝置在可再生能源發電和智能電網建設方面發揮關鍵性作用,多種儲能技術已進入應用階段但還需提升經濟性。
核能利用的關鍵是安全。不斷完善的第三代核電技術逐漸成為新建核電機組的主流,第四代核電技術、模塊化小型堆技術、先進核燃料及其循環技術正在快速興起,對在役核電機組進行延壽也是核電發展的重要環節。
能源基礎材料是能源技術發展的基石。燃煤發電機組和燃氣輪機對高溫材料、大型構件用金屬材料提出了更高要求,安全先進核電的發展需要更可靠的核級材料,對可再生能源高效利用的需求促使新型高分子材料、新型電池材料不斷涌現,能源轉換和傳輸形式的發展帶動了新型儲能材料、高效催化劑材料、先進電力電子器件的創新。
在戰略層面,主要能源大國均制定政策措施加強技術創新,積極部署發展清潔能源技術,著力通過提升能源產業結構開辟新的經濟增長點。歐盟通過制定《2050 能源科技路線圖》提出太陽能、風能、智能電網、生物能源、碳捕集與封存、核聚變以及能源效率等為主攻方向的發展思路,突出可再生能源在能源供應中的主體地位。日本先后出臺《面向 2030 年能源環境創新戰略》和《能源基本計劃》,提出能源保障、環境、經濟效益和安全并舉的方針,繼續支持發展核能,推進節能和可再生能源,發展儲能技術,規劃綠色能源革命的發展路徑。美國發布了《全面能源戰略》,并陸續出臺提高能效、發展太陽能、四代和小型模塊化核能等清潔電力新計劃。
縱觀全球能源技術發展動態和主要能源大國推動能源科技創新的舉措,可以得到以下結論和啟示:一是能源科技創新進入高度活躍期,新興能源技術正以前所未有的速度加快對傳統能源技術的替代,對世界能源格局和經濟發展將產生重大而深遠的影響。二是綠色低碳是能源科技創新的主要方向,重點集中在傳統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、能源互聯網和大規模儲能技術、先進能源裝備及關鍵材料等領域。三是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,增強國家競爭力并保持領先地位。
(二)我國能源科技發展現狀與趨勢
“十二五”期間,我國能源技術自主創新能力和裝備國產化水平顯著提升,部分領域達到國際先進水平,但還需緊跟能源產業轉型升級步伐,集中力量突破重大關鍵技術瓶頸,為全面構建我國安全、綠色、低碳、經濟和可持續的現代能源產業體系提供技術支撐。
非常規和難開采油氣勘探開發應用總體上達到國際先進水平,基本形成適合我國陸相儲層的有效致密氣勘探開發技術,初步掌握淺層海相頁巖氣成套開發技術和致密油開發關鍵技術,高煤階煤層氣勘探開發技術基本成熟,3000 米深水半潛式鉆井船等裝備實現自主化,建立了淺層超稠油油藏經濟高效開發技術體系。煤炭綠色開采和高效利用快速發展,年產千萬噸級綜采成套設備、年產 2000 萬噸級大型露天礦成套設備實現國產化,智能工作面技術達到國際先進水平。煤制清潔燃料和化學品技術、低階煤分級分質利用得到快速發展,煤炭氣化、液化、熱解等已實現產業化。具有完全自主知識產權的千萬噸級煉油技術,劣質油加工技術取得突破。
生物質能源替代化石能源初見成效。超超臨界機組實現自主開發,大型循環流化床發電、大型 IGCC、大型褐煤
鍋爐已具備自主開發能力,CO2利用技術研發和 CO2封存示范工程順利推進。燃氣輪機設計體系基本建立,初溫和效率進一步提升,天然氣分布式發電開始投入應用。
可再生能源發電技術已顯著縮小了與國際先進水平的差距,光伏、風電等產業化技術和關鍵設備與世界發展同步。晶體硅太陽電池產業化技術取得重大突破,形成晶體硅太陽電池產業化技術體系;太陽能熱發電技術取得了長足進步。建立了大功率風電機組整機設計制造技術體系,3~6MW 的海上風電機組實現示范應用,大型風電場運行管理等關鍵技術開始實際應用。
電網的總體裝備和運維水平處于國際前列。電網技術與信息技術的融合不斷深化,特高壓輸電技術處于引領地位,掌握了 1000kV 特高壓交流和±800kV 特高壓直流輸電關鍵技術。已建成多個柔性直流輸電工程,智能變電站全面推廣,電動汽車、分布式電源的靈活接入取得重要進展,電力電子器件、儲能技術、超導輸電獲得長足進步。
核電技術與世界先進水平保持同步。三代核電技術研發和應用走在世界前列,四代核電技術、模塊化小型堆、海洋核動力平臺、先進核燃料與循環技術取得突破,可控核聚變技術得到持續發展。
“十二五”期間我國能源技術創新為打造新型能源產業奠定了堅實基礎,但與新時期推動能源生產和消費方式革命的戰略目標還有較大差距,突出表現為:創新模式有待升級,引進消化吸收的技術成果較多,與國情相適應的原創性成果不足;創新體系有待完善,創新投入的低收益問題仍較為突出;部分關鍵核心技術裝備仍受制于人,重大能源工程依賴進口設備的現象仍較為普遍,技術“空心化”和技術“對外依存度”偏高的現象尚未完全解決。
“十三五”時期是我國大力推動能源產業轉型升級,實現“四個革命、一個合作”的關鍵時期,通過不斷創新發展思路,不斷健全能源科技創新體系,不斷夯實能源科技創新基礎,集中力量突破重大關鍵技術瓶頸,以科技為先導,引領能源生產和消費方式的重大變革,按照應用推廣一批、試驗示范一批、集中攻關一批的發展路徑推動能源技術革命,重點發展清潔高效化石能源技術、新能源電力系統技術、安全先進核能技術、戰略性能源技術、能源基礎材料技術等,是未來五年我國能源科技創新的重大使命。
二、指導思想、基本原則和發展目標
(一)指導思想
全面貫徹黨的十八大和十八屆三中、四中、五中、六中全會精神,深入貫徹習近平總書記系列重要講話精神,踐行我國能源安全發展的“四個革命、一個合作”戰略思想,推動能源技術革命,帶動產業升級。圍繞《國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》、《能源生產和消費革命戰略(2016-2030)》和《能源發展“十三五”規劃》關于構建建設清潔低碳、安全高效的現代能源體系的要求,應用推廣一批相對成熟、有需求、有市場、成本低的技術,確?!笆濉碧岣吣茉葱?、調整能源結構目標的實現;示范試驗一批有一定技術積累,但工藝路線、經濟性和市場可接受性有待驗證的技術,探索技術定型、大批量生產的路徑,為“十三五”及今后的能源轉型提供技術支撐;集中攻關一批前景廣闊、但核心技術仍需突破、亟待集中力量攻關的技術,為 2030 年前實現能源技術革命奠定堅實基礎。
(二)基本原則
堅持自主創新。必須把自主創新擺在能源科技創新的核心位置,強化原始創新、集成創新和引進消化吸收再創新,以自主產權的關鍵技術重大突破,引領能源產業加快發展。
堅持市場導向。建立市場導向的技術創新機制,以企業為創新主體,以需求為創新指引,發揮市場在科研資源配置中的基礎性作用,提高科技成果轉化整體效能。
堅持重點突破。以國家能源安全和重大能源戰略為導向,充分發揮國家示范工程、科技重大專項的引領和帶動作用,以重點領域科技創新支撐新興產業發展。
堅持統籌協調。健全政產學研用協同創新機制,建立研發、應用、產業化緊密結合的創新鏈條,推動重大技術研發、重大裝備研制、重大示范工程和技術創新平臺“四位一體”協調發展機制,利用國際國內科技資源實現開放式發展。
(三)發展目標
圍繞由能源大國向能源強國轉變的總體目標,瞄準國際能源技術發展的趨勢,立足我國能源技術發展現狀及科技創新能力的實際情況,從 2016 年到 2020 年集中力量突破重大關鍵技術、關鍵材料和關鍵裝備,實現能源自主創新能力大幅提升、能源產業國際競爭力明顯提升,能源技術創新體系初步形成。
在清潔高效化石能源技術領域,促進煤炭綠色高效開發,實現致密氣、煤層氣和稠重油資源的高效開發,推動頁巖油氣、致密油和海洋深水油氣資源的有效開發。掌握低階煤轉化提質、煤制油、煤制氣、油品升級等關鍵技術。進一步提高燃煤發電效率,提高燃煤機組彈性運行和靈活調節能力,攻克多污染物一體化脫除技術,整體能效水平達到國際先進水平。
在新能源電力系統技術領域,重點攻克高比例可再生能源分布式并網和大規模外送技術、大規模供需互動、多能源互補綜合利用、分布式供能、智能配電網與微電網等技術,在機械儲能、電化學儲能、儲熱等儲能技術上實現突破,提升電網關鍵裝備和系統的技術水平;掌握太陽能、風能、水能等可再生能源為主的能源系統關鍵技術,開展海洋能、地熱能利用試驗示范工程建設,實現可再生能源大規模、低成本、高效率開發利用,支撐 2020 年非化石能源占比 15%的戰略目標。
在安全先進核能技術領域,建成自主產權的先進三代壓水堆示范工程,掌握大型先進壓水堆、高溫氣冷堆、快堆、模塊化小型堆關鍵技術,釷基熔鹽堆研究取得突破,深入研發先進核燃料技術、乏燃料及放射性廢物先進后處理技術,建立適合我國大型壓水堆核電廠延壽論證的技術體系。
在戰略性能源技術領域,掌握微型、小型燃氣輪機設計、試驗和制造技術,實現中型和重型燃氣輪機的設計、試驗和制造自主化;突破高能量密度特種清潔油品關鍵技術,建設煤制油、生物航空燃油等示范工程;超導輸電、儲能裝置達到國際先進水平;實現氫能、燃料電池成套技術產業化;可控核聚變、天然氣水合物(可燃冰)利用技術得到進一步發展,總體達到國際先進水平。
在能源基礎材料技術領域,研制出高溫金屬材料及核級材料,進一步提高光伏組件用高分子材料、儲能用電極材料等技術參數,大幅降低成本,實現新型節能材料走向市場應用;掌握多種高效低成本催化材料生產技術。
在能源生產、輸送、消費等各環節開展先進節能技術的研究,通過技術升級和系統集成優化實現能源利用效率明顯提升、單位能耗明顯下降。
三、重點任務
圍繞“十三五”期間我國能源產業發展重大需求,著眼推動能源技術革命,聚焦形成五個重大能源科技專題,每個技術領域按照應用推廣一批、示范試驗一批、集中攻關一批進行任務分類。本章節中,集中攻關類以 G 代表(共 70 項),示范試驗類以 S 代表(共 48 項),應用推廣類以 T 代表(共 31 項),重點任務共計 149 項。
(一)新能源電力系統技術
在可再生能源利用領域,研究 8MW-10MW 陸/海上風電機組關鍵技術,建立大型風電場群智能控制系統和運行管理體系;突破高效太陽能電池的產業化關鍵技術,發展新型太陽能電池技術,持續提高光伏發電系統的能量轉換效率、經濟性和智能化水平;完善大型太陽能熱發電站高效集熱和系統集成技術,實現可全天運行的 100MW 級電站商業化運行; 開展復雜條件下水電開發相關技術研究;開展海洋能、地熱能利用關鍵技術及裝置研發和示范工程建設。
在高比例可再生能源并網及傳輸領域,重點突破大型可再生能源基地和大量分布式可再生能源并網、特高壓直流與柔性輸電核心技術與裝備等關鍵技術;進一步提升電網和互聯網信息的相互融合,源網荷協同水平;在現代信息通訊技術的運用、新型電力設備制造及傳統電力設備的智能升級等方面持續取得進展。
立足于電力系統調峰和電能質量管理需要,推動壓縮空氣儲能、液流電池、鈉硫電池、鋰電池和飛輪儲能等多種儲能技術發展,在大容量儲能等技術上實現突破。推進能源互聯網建設,加強智能配電與用電網絡建設,促進分布式能源和多能互補式發電項目在微網中的利用,開展能源互聯系統運營交易技術研究。
本規劃在可再生能源利用、高比例可再生能源并網與傳輸、儲能與能源互聯網等領域部署 13 個集中攻關項目、15 個示范試驗項目、10 個應用推廣項目。
1.可再生能源高效利用
集中攻關類
新型高效低成本光伏發電關鍵技術
研究目標:研制出新型高效低成本光伏電池,突破大型光伏電站設計集成和運行維護關鍵技術,掌握 GW 級光伏電站集群控制技術。
研究內容:主要開展包括碲化鎘、銅銦鎵硒薄膜、硅薄膜等太陽能電池產業化技術研發、大面積柔性硅基薄膜電池組件的規模化生產工藝研發,以及Ⅲ-Ⅴ族化合物電池、鐵電-半導體耦合電池及鐵電-半導體耦合/晶體硅疊層電池、鈣鈦礦電池、染料敏化電池、量子點電池、新型疊層電池、硒化銻電池、銅鋅錫硫電池等新型電池的研究和探索,著力提高效率和降低成本;研究多類型分布式光伏系統設計集成技術及示范,開展大型光伏電站及光伏發電站集群的設計、控制、運維及并網技術研究。
起止時間:2016-2020 年
復雜條件大型水電工程關鍵技術研究
研究目標:掌握高地震烈度區、超深覆蓋層等復雜建設條件下超大型地下空間工程技術、地質災害防治技術。
研究內容:針對高地震烈度區、超深覆蓋層等復雜建設條件下水電工程,重點研究超大型地下洞室群工程技術,深埋長大輸水隧洞工程技術,高壓水道襯砌結構和高壓灌漿工程技術,高強度、大體積混凝土溫控和防裂技術,高地震烈度區、超深覆蓋層壩基處理工程技術,超高壩筑壩技術研究,高邊坡爆破開挖與支護技術,地質預報與防護技術、高外水壓力地下突涌水治理技術、超高地應力條件下施工技術等。
起止時間:2016-2020 年
流域梯級水電站綜合管控關鍵技術研究
研究目標:掌握流域梯級水電站安全運行、生態環境監測關鍵技術。
研究內容:研究流域梯級水電站安全與應急、防恐防暴關鍵技術,基于水文預報情況的流域梯級電站群多目標聯合優化調度關鍵技術,梯級水電站深度開發、改造、退役技術。研究基于陸氣耦合模式的流域梯級水庫群分布式水文預報系統關鍵技術,梯級水庫群防洪減災預警預報系統關鍵技術。構建流域環境監測體系和數據庫平臺,動態監控并掌握流域水電開發生態環境演變規律。
起止時間:2016-2020 年
水電工程環境保護與水土保持關鍵技術研究
研究目標:掌握水電環保關鍵技術、生態重建與修復技術。
研究內容:研究流域生態環境監測和生態調度技術,水溫、水生生境修復、過魚、庫區消落帶治理、珍稀特有魚類人工馴養繁殖、河流和水庫生態重建與修復等水電工程環境保護關鍵技術,以及高寒地區施工過程水土保持、施工結束場地清理與還原等水土保持關鍵技術。
起止時間:2016-2020 年
示范試驗類
8-10MW 等級及以上的超大型海上風電機組示范工程
研究目標:研制出具有自主知識產權的 8-10MW 等級及以上的海上風電機組及關鍵部件,并進行工程示范。
研究內容:研發 8-10MW 等級及以上海上風電機組的整機優化設計與制造技術、超大型海上風電機組關鍵部件設計制造技術,以及超大型海上風電機組基礎、塔筒設計及運輸、吊裝和電網接入等關鍵技術;開發超大型海上風電機組先進測試技術與測試平臺。
起止時間:2016-2025 年
大型太陽能熱發電關鍵技術研究與示范
研究目標:突破 100MW 級太陽能熱電聯供電站關鍵技術,掌握中高溫固體儲熱技術,實現太陽熱發電站的全天候運行。
研究內容:研究大型太陽能熱發電及熱電聯供電站設計技術與關鍵部件設計制造技術,研究太陽能熱電聯供高效梯級利用技術,研究大容量熔融鹽儲熱及儲熱混凝土和儲熱陶瓷、多模塊固體儲熱系統集成與優化運行技術
起止時間:2016-2025 年
生物質集中高效熱電聯產及多能互補技術示范
研究目標:開展 10MW 規模的分布式生物質熱解-氣化燃氣輪機發電技術的示范試驗,并突破生物質與太陽能、風能等可再生能源多聯供綜合利用關鍵技術,建成 10000 方/天級的大型生物質制氣工程和多能互補綜合利用示范工程。
研究內容:研究分布式燃料高效熱電聯產技術,主要包括熱解爐與氣化爐間的最佳配套技術、熱電聯產系統的清潔和環保技術。研究生物質能與多種能源互補利用技術,重點開展生物燃氣高效制備研制及其與太陽能綜合利用的關鍵技術。
起止時間:2016-2025 年
大型抽水蓄能電站關鍵技術示范與推廣
研究目標:掌握大型抽水蓄能機組設備制造與系統集成技術,并開展示范工程建設。
研究內容:重點研究高水頭、大容量抽水蓄能機組設備自主化,高水頭大 PD 值埋藏式鋼管和鋼岔管設計,大型可變速抽水蓄能機組關鍵技術,大型抽水蓄能機組配套設備與系統集成技術,海水抽水蓄能電站關鍵技術,抽水蓄能電站與新能源、核電等多能互補聯合運行技術。
起止時間:2016-2020 年
海洋能利用關鍵技術及示范工程
研究目標:研制波浪能、潮汐能、潮流能、溫差能利用裝置,建設波浪能、潮汐能、潮流能發電示范工程。
研究內容:研究波浪能利用關鍵部件設計制造技術、海上生存能力技術,研究高轉換率波浪能發電技術,研發波浪能發電裝置,開展百千瓦級波浪能發電示范工程建設。推進潮汐電站方案設計及優化、萬千瓦級低水頭大流量水輪發電機組設計與制造、潮汐能環境影響評價及預測、電站運行控制等關鍵技術研究,開展萬千瓦級潮汐能發電試驗示范工程建設。研發適合潮流資源特點的高效率葉輪,突破發電機組水下密封、低流速啟動、模塊設計與制造等關鍵技術,研發兆瓦級潮流能發電裝置,開展兆瓦級潮流能發電示范工程建設。研究溫(鹽)差能發電熱力循環技術,研制溫(鹽)差能實際海況試驗樣機。
起止時間:2016-2020 年
干熱巖開發利用技術示范工程
研究目標:掌握干熱巖開發關鍵技術,建成 100kW 級干熱巖發電示范。
研究內容:研究靶區定位和探測的技術設備、大體積壓裂技術設備及配套施工工藝;突破人工裂隙發育延伸控制技術及施工工藝、裂隙網絡優化技術、寬負荷耦合發電技術、干熱巖中高溫發電工藝,開發高效熱電轉換發電設備,建設小型干熱巖發電試驗裝置。
起止時間:2016-2020 年
應用推廣類
碳纖維復合材料風電葉片及其抗冰技術應用研究
研究目標:開發碳纖維復合材料風電葉片新產品,建立百套量級的碳纖維復合材料風電葉片和抗冰風電葉片生產線。
研究內容:開展大尺寸、大厚度碳纖維復合材料主承力件成型技術工程應用研究、碳纖維復合材料風電葉片熱載荷與力學載荷綜合作用研究、碳纖維復合材料風電葉片結構優化設計、碳纖維復合材料抗冰風電葉片系統優化設計,建立碳纖維復合材料風電葉片制造標準化平臺。
起止時間:2016-2020 年
5-6MW 等級大型海上智能風電機組應用推廣
研究目標:降低海上風電場的度電成本,實現大型海上風電機組安裝規范化和機組運維智能化。
研究內容:實現關鍵部件的國產化設計、制造與測試應用技術,完善高可靠性低度電成本海上風電機組整體優化設計技術,應用推廣大型海上風電機組的基礎工程設計和建造技術,以及大型海上風電場的智能化監控運行維護技術。
起止時間:2016-2020 年
高效、低成本晶體硅電池產業化關鍵技術研發及應用
研究目標:實現 HIT、IBC 等電池國產化,晶體硅電池效率≥23%,建成 HIT 電池和 IBC 電池的 25MW 示范生產線。
研究內容:開展低成本晶體硅電池國產化技術攻關,包括關鍵材料、工藝、裝備以及配套輔材的國產化;進行 HIT 太陽能電池產業示范線關鍵技術研究和示范,進行 IBC 電池產業示范線研究,并實現規范化、產業化;掌握產業化高透太陽能電池用玻璃制備技術。
起止時間:2016-2020 年
2.儲能與能源互聯網
集中攻關類
新型高效電池儲能技術研究
研究目標:開發出低成本、長壽命、高安全、高能量密度鋰電池,建立低溫化、高安全性和高性能的鈉硫儲能新體系,掌握高性能鉛炭電池制備關鍵技術;突破大型機械儲能關鍵技術,建立示范系統;研制出高能量密度、長壽命、低成本固態化學電池。
研究內容:研究水系鋰電池、凝膠鋰電池、固態鋰電池以及鋰硫電池技術的電極材料及規模制備技術,新型鈉、硫體系儲能系統的關鍵技術,低電阻、高可靠性鉛炭電池電極板的制備工藝技術,大容量機械儲能(如飛輪儲能、壓縮空氣儲能)的系統結構、控制、大功率高效電機及變流等關鍵技術,以及固態電化學儲能電池的關鍵材料匹配、電芯設計、電芯規模制造關鍵技術。
起止時間:2016-2022 年
大規模高滲透率分布式電源并網集成和控制技術
研究目標:突破滲透率 30%以上的大規模分布式電源規劃布局、并網集成和運行控制關鍵技術,實現用戶側多能源融合和高效利用。
研究內容:開展風光等資源監測和電源功率預測研究,開展大規模分布式發電及儲能與配電網交互影響研究,研究分布式發電系統新型變流控制技術、分布式電源群控群調關鍵技術、基于虛擬電廠的高滲透分布式電源消納技術,以及適應分布式電源、零售電等大規模應用的新型互動營銷技術。
起止時間:2016-2020 年
能源互聯系統運營交易關鍵技術研究
研究目標:建立能源流與信息流融合的協同控制技術,建立多元化能源商品交易平臺。
研究內容:研究多能融合能源系統的整體建模及分析技術,研究面向電網、氣網、熱網等的多物理量信息歸一化處理技術,研究多能源形態能量的量測、計算、預測及控制技術,研究多能融合能源系統中支持虛擬電廠及需求響應的動態平衡技術;研發支持多元交易主體、多元能源商品復雜交易類型的能源交易平臺,研究支持分布式、并發式交互響應的實時交易方式和能源期貨交易模式,研究互聯網虛擬能源貨幣認證、定價、流通、交易與結算等關鍵技術。
起止時間:2016-2025 年
示范試驗類
大容量長壽命鈦酸鋰儲能電池及裝置示范驗證
研究目標:掌握低成本長壽命儲能鋰離子電池關鍵技術,建成 20MW/10MWh 鈦酸鋰電池儲能示范系統,并投入示范運行,儲能系統循環壽命達到 10000 次,成本低于 3000 元/kWh。
研究內容:研究長壽命鈦酸鋰材料、儲能用鋰離子電池設計及工藝、電池系統集成等關鍵技術;研究開發鈦酸鋰電池模塊結構設計、系統結構、散熱設計方案、模塊成組及連接技術,以及低成本、高可靠性儲能系統管理控制設計技術;開展 20MW/10MWh 鈦酸鋰電池儲能示范系統的建設;研究儲能系統和電力系統聯合控制方法和控制策略。
起止時間:2016-2020 年
MW 級以上大容量鈉硫電池儲能裝置示范驗證
研究目標:掌握大尺寸陶瓷電解質的低成本制備與產業化放大、金屬/陶瓷/玻璃高溫多相封裝的產業化放大與穩定服役、MW 級以上大容量鈉硫電池儲能電站集成與運維技術,實現 1MW/8MWh 鈉硫電池系統制造和電站實地示范運行。
研究內容:研發 Beta″-Al2O3陶瓷電解質制備工藝和設備、金屬 /陶瓷/玻璃密封結合技術、連接技術以及批量化制備工藝和設備、高自動化精密激光焊接系統和標準工藝、鋁質殼體防腐蝕涂層量產制備專用設備和工藝;研究中試規模(2-5MW/年)的鋁質單體電池的批量制備的專用設備工具、工藝和檢測方法;研發大容量模塊設計與批量化裝配技術、模塊化集成技術、鈉硫電池儲能系統并網及監控技術、基于智能化管理模式設計技術;研發低溫鈉硫電池技術;開展不同應用領域的 MW 級儲能電站的設計、控制與運維技術研究、鈉硫電池運行性能評估等。
起止時間:2017-2020 年
10MW/100MWh 先進壓縮空氣儲能系統示范
研究目標:突破 10MW/100MWh 先進壓縮空氣儲能系統核心部件設計技術,建成系統工程示范,系統性能達到國際領先水平。
研究內容:研發 10MW/100MWh 先進壓縮空氣儲能系統中寬負荷壓縮機和高負荷透平膨脹機、緊湊式蓄熱(冷)換熱器等核心部件的流動、結構與強度設計技術,以及系統集成及其與電力系統的耦合控制技術和示范系統的調試與性能測試技術。
起止時間:2016-2020 年
適應多種發電形式和用戶主動影響的交直流配電網示范
研究目標:建設具備集成、互動、自愈、兼容的新形態交直流配電網示范工程。
研究內容:研發新型交直流變流裝置;研究適應分布式電源高滲透率接入和“即插即用”的交直流混合配電網運行控制技術、多場景優化調度技術、故障隔離與恢復技術;研究適應用戶主動影響的配電網需求側響應技術;研究小型化、低成本、快速可靠的適應多種發電形式和用戶主動影響的配電網測控終端。
起止時間:2016-2023 年
能源互聯網示范工程
研究目標:建設以智能電網為基礎,與熱力管網、天然氣管網、交通網絡等互聯互通,電、熱、冷、氫多種能源形態互相轉化的能源互聯網試驗示范工程。
研究內容:建設高靈活性的柔性能源網絡,接納高比例可再生能源、促進靈活互動用能行為和支持分布式能源交易;研究標準化、模塊化的不同能源網絡接口設備,支持多種能源形態靈活轉化、高效存儲;研究電網、氣網、熱網等智能網絡的協同控制調度技術;研究電、熱、冷、氫等不同能源形態的量化評價方法,構建不同形式能源的能量品位統一量化模型,提出多能互補系統能量優化方法;研發氣、熱、電多物理量智能終端高級量測系統;研究多能互補綜合能源網絡內不同類型儲電、儲熱、儲冷、儲氫裝置的優化協調控制方法,研發適用于多能源輸入和輸出的能源互聯網能量管理系統。
起止時間:2016-2020 年
應用推廣類
全釩液流電池儲能產業化技術
研究目標:實施百兆瓦以上級全國產化材料全釩液流電池儲能裝置示范應用工程;建造 300MW/年液流電池產業化基地,實現規模化生產。
研究內容:開展全釩液流電池用高性能、低成本非氟離子傳導膜的規?;苽?,開展 30kW 及以上級高功率密度電堆、高集成度集裝箱式 200kW 以上級的全釩液流電池模塊的工程化技術開發;制定全釩液流電池標準。
起止時間:2016-2020 年
多能互補分布式發電和微網應用推廣
研究目標:實現智能化分布式光伏應用、光伏微電網互聯、交直流混合微電網以及多能互補微網統一能量管理等的工程示范和推廣應用。
研究內容:掌握區域性高比例分布式光伏發電設計集成、直流并網、功率預測及智能化技術,研究微電網內的儲能系統及風、光、柴、水、燃氣輪機等微電源標準通信交互模型,研發基于微電網標準化信息模型的微電網監控平臺,形成典型的微電網網絡結構和信息流設計實用范例研究微電網通信網絡架構和通信方式,實現微電網標準化、模塊化集成。
起止時間:2016-2020 年
交互式智能用電與需求側響應
研究目標:構建電力負荷需求響應的技術標準體系。建設智能用電管理與服務平臺,實現智能家居、電動汽車等柔性負荷參與電網互動響應。
研究內容:基于大數據分析實現群體用電行為精細化描述;研究需求側資源動態響應特性及響應潛力評估技術,提出配用電側信息模型和用戶交互接口解決方案;結合智能用電接口標準研發適用于工商業用戶及電動汽車的需求響應智能控制終端,提出關鍵家庭用電設備、電動汽車充電設施的用電負荷特性及智能電器的標準接口。
起止時間:2016-2025 年
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