中国至2050年能源科技发展路线图
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中国至2050年能源科技发展路线图
能源作为人类生存和社会发展的公用性资源,是国家和地区经济社会发展的基本物质保障。能源是经济资源,也是战略资源和政治资源,能源可持续发展直接影响我国的国家安全和现代化进程。然而,大量化石能源消费造成的环境污染严重,化石能源资源快速减少,环境和能源资源问题给我国社会经济可持续发展和现代化建设带来重大的挑战。我国党和政府提倡要提高能源利用效率,调整能源结构,大力发展新能源与可再生能源,构建可持续能源体系,以此推动技术革命和社会进步。
构建安全、可持续能源供应体系无疑需要解决许科学技术问题,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。因此,为了保障我国经济和社会的现代化建设进程,必须建立符合中国发展需求和资源特色的能源科技创新体系,把握化石能源和新能源与可再生能源交替更迭的发展机遇,尽快缩短与国外先进能源科技水平的差距,进入世界能源科技前列,以支撑中国可持续能源体系和中国特色新型能源工业的形成。
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年三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》报告最终凝练出了十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,促进新型的形成。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比重。
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。
学科交叉多研发工程化要求高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,还必须调动广大能源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,加大必要的科技投入,执行,加快能源科技创新体系的建立。