世界能源正在全面加快轉(zhuǎn)型，推動能源和工業(yè)體系形成新格局，綠色低碳發(fā)展提速，能源產(chǎn)業(yè)信息化、智能化水平持續(xù)提升，能源生產(chǎn)逐步向集中式與分散式并重轉(zhuǎn)變，經(jīng)濟的綠色復蘇正在能源、制造、科技和消費等多個領域催生了價值鏈的重構。
當前，我國正在積極推進“雙碳”戰(zhàn)略，深入推進能源革命，清潔能源占比顯著提升。清潔能源裝備作為清潔能源的載體，將在能源革命中發(fā)揮重要作用。
建設新型能源體系
2023年召開的中央經(jīng)濟工作會議提出，加快建設新型能源體系，加強資源節(jié)約集約循環(huán)高效利用，提高能源資源安全保障能力。
在建設新型能源體系方面，中國正加速發(fā)展核能、氫能和生物質(zhì)能。
由中國核能行業(yè)協(xié)會聯(lián)合中核戰(zhàn)略規(guī)劃研究總院、中智科學技術評價研究中心共同主編的《中國核能發(fā)展報告2024》藍皮書近日發(fā)布。藍皮書顯示，2023年，中國新開工核電機組5臺，核電工程建設投資完成額949億元，創(chuàng)近5年最高水平。截至2023年底，在建核電機組26臺，總裝機容量3030萬千瓦，均保持世界第一。
藍皮書顯示，2023年，中國商運核電機組繼續(xù)保持安全穩(wěn)定運行。全年新增商運核電機組2臺，數(shù)量達到55臺，額定裝機容量5703萬千瓦；全年核電設備平均利用小時數(shù)為7661小時，核電發(fā)電量4334億千瓦時，位居全球第二，占全國累計發(fā)電量的4.86%，年度等效減排二氧化碳約3.4億噸。2023年，共有33臺機組在世界核電運營者協(xié)會的綜合指數(shù)達到滿分，滿分比例和綜合指數(shù)平均值位居世界前列。
堿水制氫、PEM（質(zhì)子交換膜）制氫、高壓氣態(tài)儲氫……近年來，中國氫能產(chǎn)業(yè)不斷涌現(xiàn)新的技術突破和應用場景，核心技術加速攻關，應用市場不斷優(yōu)化。
國家能源局科技司有關負責人介紹，中國氫能專利位居全球第一，關鍵核心技術加快突破。目前，中國單氟制氫能力穩(wěn)步提升，能耗持續(xù)下降；35兆帕智能快速加氫機和70兆帕加氫站技術逐步突破，200千瓦以上燃料電池堆逐步投向市場。
“在科技研發(fā)、產(chǎn)能建設等多個領域，中國的氫能產(chǎn)業(yè)都位居全球第一。”工信部相關負責人表示，接下來要以科研項目為依托，加快工業(yè)領域的氫能關鍵核心技術攻關，加強薄弱環(huán)節(jié)的技術研發(fā)和創(chuàng)新，提升產(chǎn)業(yè)整體技術水平。
近日，秦嶺腹地首個生物質(zhì)發(fā)電項目——松巖灣垃圾電站在陜西省商洛市商州區(qū)建成投運。該電站發(fā)電總裝機2.5萬千瓦，日處理生活垃圾1200噸，年發(fā)電量1.2億千瓦時。項目通過對商洛市商州區(qū)、丹鳳縣等周邊區(qū)縣生活垃圾的無害化處理，實現(xiàn)了生活垃圾的資源化、效益化，其所生產(chǎn)的綠色清潔電能，通過110千伏線路接入了國家電網(wǎng)。
松巖灣垃圾電站是中國發(fā)展生物質(zhì)能的一個縮影。當前，中國生物質(zhì)能的利用方式主要有生物質(zhì)發(fā)電、沼氣和生物天然氣、生物質(zhì)清潔供熱、生物液體燃料等，其中生物質(zhì)發(fā)電是最主要的利用方式。截至2023年9月底，全國可再生能源裝機約13.84億千瓦，同比增長20%，其中生物質(zhì)發(fā)電裝機0.43億千瓦。
中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會副會長兼生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)分會會長鄭朝暉認為，未來中國生物質(zhì)能將充分發(fā)揮其可再生特性，構建農(nóng)業(yè)—環(huán)境—能源—農(nóng)業(yè)的低碳循環(huán)可持續(xù)發(fā)展模式。“生物質(zhì)來自于農(nóng)業(yè)廢棄物，經(jīng)過能源化和資源化利用，再重新回到農(nóng)業(yè)，反哺農(nóng)業(yè)、農(nóng)村。”鄭朝暉說。
積極發(fā)展清潔能源
當前，積極發(fā)展清潔能源，推動經(jīng)濟社會綠色低碳轉(zhuǎn)型，已經(jīng)成為國際社會應對全球氣候變化的普遍共識。中國正在順勢而為、乘勢而上，積極發(fā)展清潔能源，建設新型能源裝備。
在東北，國內(nèi)在運最大陸上風電基地全容量投產(chǎn)發(fā)電；西南長江干流，6座梯級水電站組成的世界最大清潔能源走廊全力頂峰保供；東南蔚藍大海，全球首臺超大容量16兆瓦海上風機并網(wǎng)發(fā)電……2023年，中國可再生能源總裝機突破14億千瓦，占全國發(fā)電總裝機比重超過50%，歷史性超過火電裝機。
以水電為例，2023年，世界最大清潔能源走廊發(fā)電量就超2760億千瓦時，同比增長5.34%，相當于節(jié)約標準煤約8300萬噸，減排二氧化碳超2億噸，可滿足超2.9億人一年的生活用電需求。
世界最大清潔能源走廊由長江干流烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩、三峽和葛洲壩6座梯級電站共同構成，總裝機容量達7169.5萬千瓦。
國際能源署發(fā)布的《2023年可再生能源》年度市場報告顯示，中國是全球可再生能源領域的領跑者。2023年中國風能新增裝機容量比上年增長66%，2023年中國太陽能光伏新增裝機容量相當于2022年全球太陽能光伏新增裝機容量。報告稱：“中國對全球?qū)崿F(xiàn)可再生能源增加兩倍目標發(fā)揮著至關重要的作用。”
近年來，中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速并保持國際領先。目前，全球光伏產(chǎn)業(yè)近90%的產(chǎn)能在中國；光伏組件全球排名前十的企業(yè)里，中國企業(yè)占7家。中國企業(yè)在降本增效的同時，還加大研發(fā)力度，努力攻關新一代光伏電池技術。
中國的風電設備出口也呈快速增長態(tài)勢。據(jù)相關統(tǒng)計，目前全球市場上約六成風電設備產(chǎn)自中國。從2015年起，中國風電設備出口裝機容量復合年均增長率超50%。中企承建的阿聯(lián)酋首個風電項目日前正式投入運營，項目總裝機容量117.5兆瓦；中企投資承建的孟加拉國首個集中式風電項目也在前不久并網(wǎng)發(fā)電，每年可為當?shù)靥峁?.45億千瓦時的綠色電力……中國在實現(xiàn)自身綠色發(fā)展的同時，也為更多國家發(fā)展可再生能源提供支持，助力實現(xiàn)全球氣候目標。
能源電子產(chǎn)業(yè)的融合升級，也為中國的綠色低碳發(fā)展提供了新方案。
天臺上綠草如蔭，透光薄膜光伏組件在防曬又不影響樓下中庭采光的同時，源源不斷將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，為核心辦公區(qū)供電；一樓停車場，“車網(wǎng)互動”標牌映入眼簾，新能源汽車可在此將車載閑余電能返送電網(wǎng)……
近日，在廣東省深圳市的南方電網(wǎng)深圳福田供電局，記者走進了一棟樓齡近“40歲”的建筑，這里是南方電網(wǎng)首個集新型能源技術、數(shù)字化平臺于一體的近零碳排放示范區(qū)。通過“光儲直柔”、車網(wǎng)互動、超充、碳排放監(jiān)測管理等技術應用，每年可節(jié)約42萬千瓦時電，減少二氧化碳排放約189噸，相當于植樹1萬棵。
“直流電較交流電而言有降低電力傳輸損耗的優(yōu)勢。我們建設‘光儲直柔’新型配電系統(tǒng)，通過復用天臺既有的遮陽棚支架搭建光伏，實現(xiàn)綠色用能和直流供電。”深圳供電局電力科學研究院總工程師趙宇明對記者說，光伏自發(fā)自用，余電自動儲存，夜間通過儲能系統(tǒng)再對大樓進行供電。光伏與充電樁、直流空調(diào)、直流照明等連接起來，提升光伏發(fā)電利用率，直接降低10%的建筑碳排放。
近年來，深圳供電局在做好自身項目建設的同時，全力服務深圳積極打造近零碳項目的落地。
在大梅沙社區(qū)，深圳鹽田供電局聯(lián)合相關部門打造碳管理和監(jiān)控功能平臺，動態(tài)監(jiān)控各類排放數(shù)據(jù)，并推動儲能等領域的國家重點研發(fā)計劃項目成果用于生物圈三號·大梅沙萬科中心碳中和實驗園區(qū)。由深圳供電局新興業(yè)務企業(yè)新能院投資建設的光伏發(fā)電系統(tǒng)，每年可為該園區(qū)提供約90萬千瓦時的綠色電能，約占園區(qū)電能需求85%。
在深圳北站，深圳龍華供電局定制差異化節(jié)能降碳減排方案，在光伏項目建設、規(guī)劃設計、運維、并網(wǎng)等方面提供支持，助力該站達到降碳40%的目標。
在深圳首個零碳公園——龍崗零碳公園，深圳龍崗供電局針對項目“光儲直柔”技術特點，提供電力圖紙設計、技術指導等服務，助力公園建成能源監(jiān)控系統(tǒng)。
加大研發(fā)清潔能源裝備
“十四五”及以后一段時期，全球能源將加速向低碳、零碳方向演進，水能、核能、風能、太陽能等清潔能源將逐步成長為應對氣候變化、支撐經(jīng)濟社會發(fā)展的主力能源。根據(jù)我國能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，“十四五”期間全國清潔能源新增裝機容量將超過7億千瓦，其中預計新增水電裝機容量8600萬千瓦、風電裝機容量2.1億千瓦、光伏發(fā)電裝機容量3.3億千瓦，直接拉動清潔能源裝備市場需求擴大到2萬億元以上，為清潔能源裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了廣闊空間和巨大市場。
作為清潔能源開發(fā)利用的物質(zhì)和技術基礎，清潔能源裝備發(fā)展正處于重要戰(zhàn)略機遇期，同時也面臨著巨大挑戰(zhàn)。
清潔能源裝備是指發(fā)電不排放污染物、能夠直接用于生產(chǎn)生活的能源裝備，是綠色能源技術的載體，是為能源工業(yè)提供技術裝備的戰(zhàn)略性、基礎性、朝陽性產(chǎn)業(yè)，是裝備制造業(yè)的重要組成部分。
按照《綠色產(chǎn)業(yè)指導目錄（2023年版）》劃分：新能源與清潔能源裝備制造包括風力發(fā)電裝備制造、太陽能發(fā)電裝備制造、生物質(zhì)能利用裝備制造、水力發(fā)電和抽水蓄能裝備制造、核電裝備制造、燃氣輪機裝備制造、地熱能開發(fā)利用裝備制造、海洋能開發(fā)利用裝備制造、非常規(guī)油氣勘查開采裝備制造、海洋油氣開采裝備制造、新型儲能裝備制造、燃料電池裝備制造、氫能“制儲輸用”全鏈條裝備制造、智能電網(wǎng)產(chǎn)品和裝備制造。
按照能源產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈劃分，清潔能源裝備包括“源、網(wǎng)、荷、儲”四個方面。“源”包括水電裝備、風電裝備、核電裝備、燃氣輪機、太陽能發(fā)電裝備、生物質(zhì)發(fā)電裝備、地熱能裝備、海洋能裝備、燃料電池、清潔高效燃煤發(fā)電裝備等；“網(wǎng)”包括特高壓輸變配電裝備、智能電網(wǎng)裝備、能源互聯(lián)網(wǎng)裝備等；“荷”包括工業(yè)節(jié)能裝備、電能替代裝備、充換電裝備、新能源交通裝備、智能家電等；“儲”包括電化學儲能裝備、機械儲能裝備、氫氣儲能裝備、熱儲能裝備、壓縮空氣儲能裝備等。
技術壁壘和競爭是清潔能源裝備發(fā)展要解決的首要問題。清潔能源裝備產(chǎn)業(yè)技術要求較高，涉及多個領域的綜合應用。新技術的研發(fā)和應用需要跨越電力、機械、材料、控制等多個學科領域，因此需要打破不同學科之間的技術壁壘。清潔能源裝備產(chǎn)業(yè)的投資規(guī)模較大且周期較長，投資的不確定性和風險相對較高，未來可能會影響投資者的信心和意愿。國際市場不確定性因素增加，能源技術開發(fā)與合作、能源市場開拓都面臨較大的不確定性。因此，要激發(fā)清潔能源裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?jié)摿Γ€需在政策和制度層面進行全方位、多維度的努力。
首先，要不斷優(yōu)化清潔能源裝備產(chǎn)業(yè)結(jié)構。目前我國光伏裝備和風電裝備技術較為成熟，二者產(chǎn)業(yè)規(guī)?？偤驼记鍧嵞茉囱b備產(chǎn)業(yè)比重超80%，氫能裝備仍在發(fā)展初期，地熱能裝備、生物質(zhì)能裝備、海洋能裝備等技術較為滯后，總體占比較小。積極優(yōu)化我國清潔能源裝備產(chǎn)業(yè)結(jié)構可有效激發(fā)多種細分產(chǎn)業(yè)潛力。
其次，應構建完備的清潔能源裝備產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈體系。我國清潔能源裝備產(chǎn)業(yè)鏈較為完善，但部分環(huán)節(jié)仍較為薄弱，應依據(jù)清潔能源裝備產(chǎn)業(yè)基礎、特點和長短板，統(tǒng)籌對清潔能源裝備產(chǎn)業(yè)鏈上下游進行布局，對供應鏈前后端進行規(guī)劃，構建配套完善的產(chǎn)業(yè)鏈。
最后，要加大創(chuàng)新研發(fā)力度，突破清潔能源裝備產(chǎn)業(yè)關鍵零部件和關鍵技術。圍繞清潔能源裝備的發(fā)展重點和重大需求，加強基礎研發(fā)，超前部署前沿技術，加快引領性、顛覆性技術突破，注重產(chǎn)學研用深度融合，共建具有共性技術研發(fā)、試驗檢驗、產(chǎn)品檢測等一系列功能的創(chuàng)新平臺，注重協(xié)同創(chuàng)新，加快重大技術攻關突破，加速研發(fā)成果轉(zhuǎn)換，在市場上以技術為核心形成競爭優(yōu)勢。
原標題：如何共赴未來“綠色”之約？中國能源“清”裝上陣，有“備”而來！
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