“能源”这一词汇在未来的中国发展上将会越来越多的出现,能源科技将会成为未来科技的支助之一。
构建安全、可持续能源供应体系无疑需要解决许多科学技术问题,尤其是能源具有投资大、周期长、惯性强、关联多的特点,一旦方向选错或技术落后,将会在几十年的时间中处于技术受制于人的被动局面。
按照中国科学院党组的统一部署,由30多位专家构成的中国科学院能源领域战略研究组,从体现战略性、方向性和可操作性要求出发,以2008~2020年、2021~2035年、2036~2050年等3个不同发展时期为时间节点,按照能源发展需求→重要能源科技问题→重要能源技术方向→技术发展路线图→创新能源技术总体部署→保障体系建设的逻辑构思编制了《中国至2050年能源科技发展路线图》。
在能源重要技术方向和路线选择上研究组遵循了五项基本原则:第一,对于通过自主研发、但在时间上已经无法跟上需求的技术,选择引进消化吸收的路线;第二,对于未来有良好的应用前景、但还没有进入规模化应用的技术,选择关键技术攻关与重点突破的路线;第三,对于未来具有重大需求,但目前尚处于科学研究、探索阶段的前瞻性技术,选择完全自主创新的研究路线;第四,已经成熟、或已规模化产业应用的技术,如水力发电,在本次路线图中不作选择;第五,对于影响能源科技路线选择的多种因素,按照资源性—贡献度—环境性—技术性(自主创新度)—实现度—经济性的优先顺序选择。
《中国至2050年能源科技发展路线图》报告最终凝练出了10个旨在引领我国能源科技发展、造就中国特色新型能源工业、满足经济社会发展需求的重要技术方向,包括高效非化石燃料地面交通技术、煤的洁净和高附加值利用技术、电网安全稳定技术、可再生能源规模发电技术、生物质液体燃料和原材料技术、深层地热工程化技术、氢能利用技术、天然气水合物开发与利用技术、新型核电与核废料处理技术、具有潜在发展前景的能源技术。根据对能源需求、技术选择和各种技术路线的研究,我们认为:至2050年,中国能源科技需要分不同阶段突破各种关键技术难题,力争经过40余年努力,使中国的能源科技创新能力大幅提升,改变目前能源技术和装备主要依赖进口的现状,保障我国能源安全。中国能源科技创新近中远期发展的阶段目标是:
2020年前后,突破新型煤炭高效清洁利用技术,初步形成煤基能源与化工的工业体系;突破轨道交通技术、纯电动汽车,初步实现地面交通电动化的商业应用;在充分开发水力能源和远距离超高压交/直流输电网技术的同时,突破太阳能热发电和光伏发电技术、风力发电技术,初步形成可再生能源作为主要能源的技术体系和能源制造业体系。逐步提高核能、可再生能源和新型能源占总能的重。
2035年前后,突破生物质液体燃料技术并形成规模商业化应用,突破大容量、低损失电力输送技术和分散、不稳定的可再生能源发电并网以及分布式电网技术,电力装备安全技术和电网安全新技术比重将达到90%,初步形成以太阳能光伏技术、风能技术等为主的分布式、独立微网的新型电力系统;突破新一代核电技术和核废料处理技术(ADS),为形成中国特色核电工业提供科技支撑。实现核能、可再生能源和新型能源的大规模使用。
2050年前后,突破天然气水合物开发与利用技术、氢能利用技术、燃料电池汽车技术、深层地热工程化技术、海洋能发电等技术,基本形成化石能源、核能、新能源与可再生能源等并重的低碳型多元能源结构。
学科交叉和研发工程化要求路线图的实现需要在时序上,基础理论和技术应用的衔接上,技术竞争力和制造业的协同发展上全面积极推进,还必须调动科技人员的积极性和创造力,促进全社会能源科技资源的高效配置和综合集成,形成以政府主导、市场配置资源、产学研结合的能源技术创新体系,大幅度提高我国能源技术、能源产品、能源装备的自主创新能力。作为路线图实现的保障措施,必须加强政策、规则、标准的研究制定,加强人才队伍、科技平台以及大科学装置的建设,保障必要的科技投入,促进能源科技发展保障体系的创新。
能源科技的进步将为科技和工业提供新鲜的血液,给未来的发展注入新的活力!
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