能源科技持續創(chuàng )新，為“中國號”巨輪破浪前行提供了強勁動(dòng)力。在“雙碳”目標背景下，2023年，中國廣大能源科技工作者不僅在煤炭、石油、天然氣、核電、水電等傳統能源領(lǐng)域科技創(chuàng )新取得突出成就，而且在風(fēng)電、太陽(yáng)能等新興能源科技領(lǐng)域獲得諸多新突破，進(jìn)一步提高了綠色能源在整體能源結構中的比重。在推進(jìn)能源生產(chǎn)科技和節能科技創(chuàng )新的同時(shí)，中國發(fā)力促進(jìn)儲能、能源傳輸和配置領(lǐng)域的科技創(chuàng )新，進(jìn)一步提高能源利用效率，為中國經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展提供更加澎湃的動(dòng)力；同時(shí)，大力促進(jìn)國際能源科技合作，倡導建設全球能源互聯(lián)網(wǎng)，為世界能源轉型貢獻中國方案。
打造“大國重器”
傳統能源捷報頻傳
煤炭、石油、天然氣、核電、水電等通常被稱(chēng)為傳統能源，中國在這些領(lǐng)域科技創(chuàng )新基礎雄厚。今年，相關(guān)科技創(chuàng )新均取得較大突破，有些創(chuàng )新成果已應用于生產(chǎn)實(shí)踐并取得良好效益。
煤炭在中國能源結構中占據主導地位，推進(jìn)煤炭科技創(chuàng )新一直是能源領(lǐng)域工作的一大重點(diǎn)。2023年，煤炭科技創(chuàng )新成果集中體現在采煤硬件裝備和軟件平臺取得的重大突破。在硬件建設方面，中國煤炭科工集團在3月初和8月下旬接連推出“大國重器”：煤科威龍”智能化礦用巖巷φ3660全斷面組合式盾構掘進(jìn)裝備、高智能化高端采煤機MG1250/3430-WD系列采煤機。前者為全球首創(chuàng )、掘進(jìn)速度比現有同類(lèi)機械提升超過(guò)3倍，把巖巷掘進(jìn)速度從月進(jìn)尺100米提至300米—500米以上，減少人工作業(yè)60%以上，實(shí)現安全、高效、智能、綠色、環(huán)保掘進(jìn)。后者為全球首臺套最大功率采掘機械，創(chuàng )世界采掘機械發(fā)展新紀錄，集智能感知、智能控制、智能診斷與智能通信于一體。在軟件建設方面，11月中旬，煤炭科學(xué)研究總院深地科學(xué)院發(fā)布了國內首套數字巖石力學(xué)開(kāi)放平臺，融合了傳統巖石力學(xué)理論和數字技術(shù)，能夠支撐巖石力學(xué)基礎研究、煤礦災害工程防控等多個(gè)應用場(chǎng)景，推動(dòng)煤炭行業(yè)數字化轉型。
在油氣勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，11月15日，位于新疆塔里木盆地的“深地一號”躍進(jìn)3-3XC井完鉆井深達9432米，刷新亞洲陸上最深井紀錄，為進(jìn)軍萬(wàn)米超深層提供重要技術(shù)和裝備儲備，探索形成超深層油氣優(yōu)快鉆井技術(shù)體系，實(shí)現了由“打不成”到“打得快、打得準”的重大跨越。目前，“深地一號”順北油氣田基地鉆探深度超過(guò)8000米的井達108口，連續6年獲得油氣重大突破，已落實(shí)4個(gè)億噸級油氣區。
2023年是中國核電技術(shù)創(chuàng )新成果應用豐收之年，中國自主第三代核電技術(shù)品牌“華龍一號”“國和一號”項目工程、第四代核電工程項目都迎來(lái)重要時(shí)間節點(diǎn)。3月25日，西部地區首臺“華龍一號”核電機組——中國廣核集團廣西防城港核電站3號機組完成168小時(shí)試運行試驗，正式商運。5月5日，“華龍一號”全球首堆示范工程——福建福清核電五、六號機組通過(guò)竣工驗收，標志著(zhù)中國已經(jīng)形成了一套完整的、自主的第三代核電型號標準體系。12月6日，中國第三代核電技術(shù)另一個(gè)品牌“國和一號”的數字孿生核電站一期工程第一階段在山東榮成正式投用，這是世界首個(gè)滿(mǎn)足電力研究協(xié)會(huì )標準的數字孿生核電站。在同一天同一座城市，全球首座第四代核電站——榮成石島灣高溫氣冷堆核電站商業(yè)示范工程圓滿(mǎn)完成168小時(shí)連續運行考驗，正式商運，標志著(zhù)中國在第四代核電技術(shù)研發(fā)和應用領(lǐng)域達到世界領(lǐng)先水平。
水電科技工程領(lǐng)域佳音頻傳。9月和11月，黃河流域最大水電站即黃河拉西瓦水電站工程、世界第二大水電工程白鶴灘水電站工程，陸續完成竣工驗收和竣工安全鑒定。這表明，中國水電科技工作者近年來(lái)開(kāi)展的壩工科技創(chuàng )新、水輪機組科技創(chuàng )新等經(jīng)受住了工程實(shí)踐的嚴苛考驗，成為認識和改造世界，造福人類(lèi)的驕人成就。以此為基礎和支撐，中國水電事業(yè)繼續大步向前。臨近年末，總裝機容量2400兆瓦、雅礱江流域在建國內裝機規模最大的水電站孟底溝水電項目主體工程正式開(kāi)工建設。
推進(jìn)綠色轉型
新興能源加速發(fā)展
風(fēng)能、太陽(yáng)能被認為是發(fā)展潛力巨大的新興綠色能源，近年來(lái)在國家能源轉型中扮演著(zhù)日益重要的角色。2023年，中國風(fēng)能、太陽(yáng)能科技創(chuàng )新持續推進(jìn)，特別是在大功率風(fēng)機研制方面。
11月10日，由東方電氣集團聯(lián)合中國華能研制的全新一代18兆瓦海上直驅風(fēng)電機組下線(xiàn)，這是目前已下線(xiàn)的全球單機容量最大、葉輪直徑最大的海上直驅風(fēng)電機組，可抵御超強臺風(fēng)。該機組在年平均每秒10米的風(fēng)速下，單臺機組每年可輸出7200萬(wàn)度，可滿(mǎn)足4萬(wàn)戶(hù)普通家庭1年的生活用電。在此約1個(gè)月前，全球最大陸上風(fēng)電機組——三一重能15兆瓦風(fēng)電機組在2023北京國際風(fēng)能大會(huì )上推出。在風(fēng)電科技推動(dòng)下，中國2023年風(fēng)電裝機規模將有望完成約4.3億千瓦的目標。
風(fēng)電科技創(chuàng )新永無(wú)止境。2023年，國家重點(diǎn)研發(fā)計劃啟動(dòng)“可再生能源技術(shù)”重點(diǎn)專(zhuān)項申報，其中包括“新型高空風(fēng)力發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)及裝備”項目，旨在探索新型高效高空風(fēng)力發(fā)電實(shí)現機理，提出大功率新型高空風(fēng)力發(fā)電解決方案。11月底，總投資約10億元的“40兆瓦級風(fēng)電機組電氣及動(dòng)力學(xué)六自由度實(shí)驗平臺”在廣東汕頭開(kāi)始建設，該平臺是支撐風(fēng)電前沿研究的重大科研基礎設施，建成后，將成為國際最大、全球領(lǐng)先的海上風(fēng)電機組地面傳動(dòng)系統試驗研究平臺，填補業(yè)內空白。
33.9%！11月3日，由一家中國企業(yè)自主研發(fā)的晶硅—鈣鈦礦疊層光伏電池創(chuàng )下了光電轉化效率新的世界紀錄。就在幾個(gè)月前，該企業(yè)另一款光伏電池轉化效率進(jìn)入世界前三。轉化效率提升的同時(shí)，光伏材質(zhì)也在創(chuàng )新。7月23日，銀河航天靈犀03衛星發(fā)射入軌，其配備的“太陽(yáng)翼”就帶火了柔性光伏，其輕、薄、柔、可彎曲等特點(diǎn)決定了其擁有空前廣闊的應用前景。
光伏技術(shù)創(chuàng )新促進(jìn)光伏產(chǎn)品性能提升、價(jià)格下降、產(chǎn)業(yè)應用擴大和振興。據統計，在光伏組件全球排名前十的企業(yè)中，中國企業(yè)占據7席。2023年，中國光伏繼續快速增長(cháng)，前10個(gè)月，新增裝機容量達1.43億千瓦。到6月底，光伏發(fā)電累計裝機規模約4.7億千瓦，超過(guò)水電成為中國裝機規模第二大電源。據初步估算，中國光伏裝機總量到今年底將超過(guò)5.5億千瓦。
加強示范引領(lǐng)
儲能發(fā)展蔚為大觀(guān)
儲能是指通過(guò)介質(zhì)或設備把能量存儲起來(lái)，在需要時(shí)再釋放的過(guò)程。通過(guò)儲能可以調節電力需求和供給的平衡，提高電力系統的穩定性和可靠性；促進(jìn)新能源的大規模并網(wǎng)和高效消納，降低碳排放和環(huán)境污染；支撐微電網(wǎng)的建設和運行，提升分布式能源的綜合效益。2023年，中國儲能科技應用諸多領(lǐng)域如電池儲能、壓縮空氣儲能、光熱儲能等非?；钴S，大事頻仍。
12月初，美國電動(dòng)汽車(chē)和能源公司特斯拉在上海啟動(dòng)了其在海外的首座儲能超級工廠(chǎng)建設。根據特斯拉于今年4月發(fā)布的信息，該超級工廠(chǎng)計劃生產(chǎn)特斯拉超大型商用儲能電池，規劃儲能規模約40吉瓦時(shí)，相當于4000萬(wàn)度電。中國企業(yè)紛紛加入或者擴大電池儲能“賽道”，有超過(guò)100家在今年完成了投產(chǎn)，其中既包括比亞迪、鵬輝能源、億緯鋰能等一批電池儲能頭部企業(yè)，也有來(lái)自其他行業(yè)的新入局者。
12月1日，湖北應城300兆瓦級壓縮空氣儲能電站示范工程全面進(jìn)入調試階段，為機組整套啟動(dòng)和并網(wǎng)發(fā)電奠定了堅實(shí)基礎。該工程投產(chǎn)后將成為世界上首個(gè)投入商業(yè)運行的300兆瓦級非補燃壓縮空氣儲能電站并將在非補燃壓縮空氣儲能領(lǐng)域實(shí)現單機功率、儲能規模、轉換效率3項世界領(lǐng)先。值得一提的是，該項目所用的全球首套300兆瓦級壓縮空氣儲能系列化大容量電機為中國企業(yè)自主研制。10月28日，山東泰安肥城市經(jīng)濟開(kāi)發(fā)區10兆瓦鹽穴壓縮空氣儲能?chē)沂痉峨娬鹃_(kāi)始運行發(fā)電，這是繼全球首座非補燃式壓縮空氣儲能電站即江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站投產(chǎn)后，中國在此領(lǐng)域又一家投入運行的企業(yè)。此外，在山東濟寧、河南平頂山等地，一些壓縮空氣儲能電站新項目完成簽約，相關(guān)項目將陸續投建，有更多采空的礦區將華麗轉身為新的能源中心。
光熱儲能發(fā)電也被稱(chēng)作聚焦性太陽(yáng)能熱發(fā)電，即通過(guò)大量反射鏡以聚焦方式將太陽(yáng)能直射光聚焦起來(lái)，加熱工質(zhì)并產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，以此驅動(dòng)汽輪機發(fā)電。今年，中國光熱儲能發(fā)電技術(shù)應用獲得大發(fā)展，據不完全統計，全年開(kāi)工或招標項目超過(guò)10個(gè)，其中包括“輸電入渝”新疆哈密410萬(wàn)千瓦新能源項目、中國廣核集團西藏阿里雪域高原“零碳”光儲熱電示范項目。
提升國際合作
能源網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)互通
2023年3月，在位于贊比亞首都盧薩卡以南約90公里的卡富埃河上， 由中國企業(yè)承建的中贊合作“一號工程”——下凱富峽水電站舉行五號機組并網(wǎng)發(fā)電儀式，標志著(zhù)下凱富峽水電站所有發(fā)電機組全部投產(chǎn)運行。該電站總裝機容量為750兆瓦，將為贊比亞經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展提供強有力支撐。
下凱富峽水電站工程是中國促進(jìn)國際能源科技合作，推動(dòng)能源科技創(chuàng )新成果“走出去”，服務(wù)國際社會(huì )的典型代表。2023年，中外能源科技和項目合作亮點(diǎn)頻現，為促進(jìn)經(jīng)濟增長(cháng)、民生改善，應對氣候變化，實(shí)現可持續發(fā)展做出了應有貢獻。
在核電科技應用方面，7月14日，“華龍一號”巴基斯坦恰?，敽穗娬?號機組破土動(dòng)工，這是中國該核電品牌在海外建設的第三臺機組，中國核電技術(shù)“出?！庇纱诉~出新步伐。在新能源科技應用方面，中國于9月推出“非洲光帶”項目，利用自身的光伏產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，助力非洲國家實(shí)施一批小規模、聚焦民生和社區需求的“小而美”新能源合作項目。11月，中國—非盟能源伙伴關(guān)系框架下的中非能源創(chuàng )新合作加速器項目在深圳啟動(dòng)，旨在遴選和推廣助力非洲能源轉型的創(chuàng )新案例和創(chuàng )新技術(shù)解決方案，促進(jìn)更多“小而美”能源項目落地非洲。
中方的上述努力贏(yíng)得國際社會(huì )高度評價(jià)，“一帶一路”綠色發(fā)展國際聯(lián)盟聯(lián)合主席馬可·蘭博蒂尼說(shuō)，較小規模的基礎能源合作項目對非洲及世界其他欠發(fā)達地區解決能源問(wèn)題非常重要，這是“一帶一路”綠色發(fā)展的一個(gè)新方向。美國環(huán)保協(xié)會(huì )負責全球氣候合作的副總裁曼迪·拉姆哈蘿絲認為，這些小項目可以有針對性地解決非洲國家偏遠地區的實(shí)際需求，更易落地、推進(jìn)和實(shí)施。
10月在北京舉行的第三屆“一帶一路”國際合作高峰論壇，為中外能源科技合作注入新的動(dòng)力，在論壇形成的務(wù)實(shí)合作項目清單中，有一批與能源有關(guān)，比如建立中國—巴基斯坦小型水電技術(shù)“一帶一路”聯(lián)合實(shí)驗室、中國政府與烏茲別克斯坦政府簽署援烏方風(fēng)電站項目立項換文、在伊拉克建設750兆瓦光伏項目、在羅馬尼亞建設拉特什蒂154兆瓦光伏項目。
中國一直致力于推進(jìn)國際能源互聯(lián)互通，打造融合智能電網(wǎng)、特高壓電網(wǎng)、清潔能源等為一體的全球能源互聯(lián)網(wǎng)，并發(fā)起成立了全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織。在近日舉行的《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第二十八次締約方大會(huì )能源主題日上，該組織主席辛保安向與會(huì )各國代表闡釋了打造全球能源互聯(lián)網(wǎng)的重大意義。他指出，作為新型能源體系的重要組成部分，全球能源互聯(lián)網(wǎng)將促進(jìn)能源生產(chǎn)清潔化、能源消費電氣化、能源配置廣域化、能源業(yè)態(tài)數字化，有效統籌安全與轉型、發(fā)展與減排、存量與增量的關(guān)系，為推動(dòng)全球能源包容、公正、韌性轉型提供了中國方案。這一方案引起與會(huì )聯(lián)合國官員的共鳴和熱烈討論，紛紛表示，支持全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設，促進(jìn)能源基礎設施互聯(lián)互通并以此加快各國清潔能源開(kāi)發(fā)，降低能源服務(wù)成本，推動(dòng)能源轉型和節能減排。