Tendencias de desarrollo de industrias emergentes de nuevas energías y contramedidas estratégicas para 2035

1. Prólogo

La innovación iterativa en tecnología energética ha promovido la transformación y el desarrollo de la industria energética global. Como el país en desarrollo más grande del mundo, el país más poblado y la segunda economía más grande, mi país es también el mayor productor y consumidor de energía. El desarrollo saludable de la industria energética está relacionado con el desarrollo sostenible de los recursos, el medio ambiente y la economía social de mi país. . En la actualidad, aunque la industria energética de mi país ha logrado logros notables en el desarrollo, enfrenta problemas igualmente importantes: ① El consumo total de energía es enorme y la estructura de producción y consumo de energía todavía está dominada por la energía fósil. En 2018, el consumo total de carbón de mi país fue de aproximadamente 2,74 109 tec, un aumento interanual de 1,0, lo que representa el 59,0% del consumo total de energía. El patrón general de desarrollo de las industrias emergentes estratégicas de mi país, la nueva industria energética o la. tendencia de desarrollo de un determinado campo energético segmentado Discutimos temas como la selección de caminos y la regulación de políticas de industrias emergentes estratégicas, y completamos un análisis en profundidad en las direcciones de los grupos industriales regionales, el diseño estratégico, las características de innovación y los modelos de desarrollo. Sin embargo, en lo que respecta al desarrollo futuro de las industrias emergentes en el campo energético de mi país, especialmente la investigación a nivel estratégico sobre el posicionamiento de la industria, las vías de desarrollo y las medidas específicas, el contenido relevante aún está en blanco.

Sobre la base de la definición de las características y la connotación industrial de las nuevas tecnologías energéticas de mi país, este artículo clasifica las tendencias cambiantes y las tendencias de desarrollo del patrón de competencia global de las nuevas tecnologías energéticas y las industrias emergentes, y estudia la desarrollo de las industrias emergentes de nuevas tecnologías energéticas de mi país en 2035. dirección, especialmente los objetivos de desarrollo y las tareas clave durante el período del "14º Plan Quinquenal" aclarar la dirección específica del desarrollo de la innovación tecnológica y presentar sugerencias para la ciencia y la tecnología de la ingeniería; proyectos de investigación, proyectos importantes y construcción de zonas de demostración, y políticas relacionadas.

2. Características y connotación industrial de las nuevas tecnologías energéticas

(1) Características de las nuevas tecnologías energéticas

Las nuevas tecnologías energéticas tienen características revolucionarias.

(2) Objetivos y tareas de desarrollo industrial durante el período del "14º Plan Quinquenal"

Según las 9 subindustrias cubiertas por las industrias emergentes de nuevas tecnologías de nueva energía, cada una industria durante el período del "13.º Plan Quinquenal" Sobre la base del desarrollo, analice más a fondo los objetivos de desarrollo específicos y las tareas clave que cada industria debe esforzarse por lograr durante el período del "14.º Plan Quinquenal".

1. Utilización limpia y eficiente de la industria del carbón

Objetivos de desarrollo: El consumo medio de carbón para el suministro de energía de las unidades de generación de energía alimentadas con carbón es inferior a 300 gce/(kW·h). , y la intensidad de las emisiones de carbono se esfuerza por reducirse a 825 g./(kW·h); realizar el proyecto de demostración de una central eléctrica de gasificación de carbón (IGFC) de 5 a 10 MW; construir una ingeniería ultrasupercrítica de 600 MW; proyecto de demostración; construir un proyecto de demostración de captura, desplazamiento y almacenamiento de CO2 de un millón de toneladas.

Tareas clave: ① Mejorar integralmente la eficiencia y el nivel de control de emisiones contaminantes de las unidades de generación de energía alimentadas por carbón y desarrollar una tecnología de captura, utilización y almacenamiento de carbono eficiente y de bajo costo; ② Desarrollar tecnologías alimentadas por carbón altamente flexibles; ③ Investigar y desarrollar tecnología de generación de energía inteligente con importantes características digitales, de autoaprendizaje, adaptativas e interactivas; ④ Acelerar la implementación de grandes proyectos de "utilización limpia y eficiente"; de carbón" y aumentar la inversión en I+D del IGCC/IGFC (sistema de generación de energía de ciclo combinado con gasificación integrada del carbón, denominado IGCC).

2. Industria de desarrollo y utilización de gas natural no convencional

Objetivos de desarrollo: la producción de gas de esquisto alcanza 3 1010 ~ 5 1010 m3, y la producción de extracción de metano en capas de carbón superficial alcanza 1,3 1010 m3; mirando Diseñar la industria de los hidratos de gas natural, fortalecer la exploración de recursos de hidratos de gas natural y esforzarse por lograr nuevos avances en la tecnología de pruebas mineras.

Tareas clave: ① Acelerar la construcción de bases de desarrollo comercial de gas de esquisto en Sichuan y Chongqing para lograr un rápido crecimiento de la producción de gas de esquisto; ② Acelerar la construcción de nuevos tipos de áreas de demostración de gas de esquisto, como las de presión normal y profundas; capa y facies continentales, y promover la producción de gas de esquisto. La industria del gas de roca se está expandiendo a múltiples regiones y campos. ③ Continuar promoviendo la construcción de dos bases de industrialización de metano en capas de carbón en la cuenca de Qinshui y el borde oriental de la cuenca de Ordos; Acelerar el desarrollo de nuevas áreas y nuevas formaciones como el Pérmico en el Sur y el carbón de bajo rango en la Cuenca de Ordos para formar una nueva base de industrialización de metano en yacimientos de carbón (5) desarrollar tanto la tierra como el mar, desplegar proactivamente el hidrato de gas natural; y acelerar la evaluación de recursos y la investigación y el desarrollo de tecnología.

3. Internet energético y la industria de servicios energéticos integrales

Objetivos de desarrollo: construir un Internet de las cosas poderoso y ubicuo y formar inicialmente un sistema de construcción de primera clase, gobernanza de primera clase y win-win de primera clase El ecosistema energético de Internet lidera la transformación de la producción y el consumo de energía, logrando una tasa en línea del 90% para los negocios relacionados con la electricidad.

Tareas clave: ① Investigar nuevos sistemas de infraestructura para ciudades inteligentes que se adapten a las características de desarrollo de la Internet energética global; ② Actualizar y transformar las líneas de transmisión para adoptar gradualmente tecnología de transmisión superconductora; ③ Percepción integral y profunda; del funcionamiento y estado de los equipos de fuente, red, carga y almacenamiento e información ambiental, centrándose en mejorar el nivel de energía distribuida compatible con la red y la proporción de capacidad controlable de la red a través de plantas de energía virtuales y métodos complementarios de energía múltiple ④ Uso optimizado; despacho para lograr un control coordinado entre el envío y la recepción y realizar un control interprovincial centralizado basado en las transacciones del mercado de energía y transacciones intraprovinciales distribuidas para promover el consumo de energía limpia ⑤Desarrollar sistemas avanzados de almacenamiento de energía con múltiples tipos, gran capacidad, Bajo costo, alta eficiencia y larga vida.

4. Industria de la energía nuclear

Objetivos de desarrollo: construir una capacidad instalada de energía nuclear de 9,4 107 ~1 108 kW; construir un reactor de agua a presión con una capacidad operativa de 7,2 106 ~9,6; 106 kW; construir un reactor avanzado. Capacidad operativa 6 106 kW.

Tareas clave: ① Tecnología de energía nuclear de reactores de agua a presión independientes de tercera generación para realizar el desarrollo del espectro y la construcción de lotes; ② Tecnología de reactores nucleares pequeños de usos múltiples para ampliar el alcance y los campos de aplicación de la energía nuclear; -generar tecnología avanzada de energía nuclear y coordinar el desarrollo de reactores de agua a presión y crear un modelo de desarrollo sostenible ④ Desarrollar tecnología de fusión nuclear estable, eficiente, segura y práctica;

5. Industria de la energía eólica

Objetivos de desarrollo: La capacidad instalada acumulada alcanza los 3,5 108 kW, de los cuales la energía eólica marina es 2 107 kW. Los proyectos de energía eólica terrestre han finalizado la licitación; Internet y los proyectos de energía eólica marina han alcanzado un nivel El costo estandarizado de la electricidad se ha reducido significativamente.

Tareas clave: ① Optimizar el diseño del espacio industrial y acelerar el desarrollo de la energía eólica distribuida en tierra; ② Promover de forma activa y ordenada la construcción de energía eólica marina; ③ Fortalecer la utilización local y cercana e implementar y resolver el consumo; problemas ④ Fortalecer la base* Realizar investigaciones tecnológicas innovadoras para formar un sistema completo de I + D y fabricación para el desarrollo industrial ⑤ Fortalecer el mecanismo de competencia del mercado y promover activamente la integración de la industria de la energía eólica y el sistema financiero;

6. Industria solar fotovoltaica

Objetivos de desarrollo: La capacidad instalada acumulada de generación de energía solar fotovoltaica es cercana a los 400 GW, y la capacidad instalada acumulada de generación de energía solar térmica es de 5 GW .

Tareas clave: ① Desarrollar vigorosamente la generación de energía fotovoltaica distribuida; ② Mejorar el mecanismo de garantía de consumo para garantizar el consumo y la capacidad instalada; ③ Mejorar aún más la eficiencia de las células y componentes solares y reducir el costo de la electricidad; desarrollo La tecnología de torre de sales fundidas con largas horas de almacenamiento de calor reduce aún más el costo y el precio de la electricidad de las centrales eléctricas con tanques de aceite térmico ⑤ desarrollar tecnología de calefacción solar con almacenamiento de calor durante todas las estaciones ⑥ participar activamente en el mercado global;

7. Industria de la energía de biomasa

Objetivos de desarrollo: la generación de energía mediante incineración de residuos logra un funcionamiento limpio y ocupa una posición dominante en la generación de energía de biomasa; la utilización anual de combustible de briquetas de biomasa es de 4 107 t; , el coste de la generación de energía y la calefacción a partir de biomasa se acerca al coste de la generación de energía y la calefacción a partir de carbón.

Tareas clave: ① Establecer una base de datos sobre la distribución de recursos de biomasa y sus propiedades físicas y químicas; ② Investigar y desarrollar cogeneración de biomasa de alta eficiencia, cogeneración multiproducto de calor y energía y tecnología de producción combinada de múltiples productos para incineración de residuos limpios y generación de energía; ③ El combustible moldeado de biomasa se centra en la investigación y el desarrollo de tecnologías clave para la producción industrial de combustible moldeado y su utilización eficiente y limpia. ④ El combustible de transporte de biomasa se centra en promover la industrialización de la fibra de etanol, estableciendo una etapa madura; modelo de operación empresarial para el biodiesel y el desarrollo de tecnología eficiente de conversión de biomasa.

8. Industria de la energía geotérmica

Objetivos de desarrollo: la nueva área de calefacción (refrigeración) con energía geotérmica es de 1 109 m2; la capacidad instalada de nueva generación de energía geotérmica es de 500 MW de utilización anual de energía geotérmica; a 1 108 tec.

Tareas clave: ① Priorizar la exploración y evaluación del potencial de recursos geotérmicos; ② Promover activamente la calefacción (refrigeración) geotérmica, mejorar la estructura de calefacción y satisfacer la demanda de energía limpia; ③ Fortalecer la tecnología para diferentes tipos de almacenamiento de calor; ④ Fortalecer la investigación sobre la tecnología de generación de energía geotérmica y promover la utilización eficiente de la energía geotérmica; ⑤ Desarrollar vigorosamente la utilización en cascada y la "geotermia" para mejorar la competitividad del mercado de la energía geotérmica;

9. Industria de la energía del hidrógeno y las pilas de combustible

Objetivos de desarrollo: mejorar la producción de hidrógeno, la hidrogenación y otras infraestructuras de apoyo, construir más de 300 estaciones de hidrogenación y lograr un equilibrio básico entre el suministro de hidrógeno. y la demanda; la tecnología de producción por lotes de componentes centrales clave se ha mejorado enormemente y la tecnología central de la cadena de la industria de la energía del hidrógeno se ha dominado básicamente y se han diversificado los escenarios de aplicación de la energía del hidrógeno urbano;

Tareas clave: ① Planificación general y diseño racional de la infraestructura energética del hidrógeno, construcción estandarizada y promoción a gran escala; ② Fortalecer la integración del sistema de pilas de combustible ③ Desarrollar tecnología de captura y almacenamiento de CO2 como subproducto; parques industriales (CCS), estaciones de hidrogenación y demostraciones de vehículos de carga con pilas de combustible; ④ Llevar a cabo aplicaciones de demostración de producción de hidrógeno electrolítico con energía renovable, estaciones de hidrogenación y autobuses y autobuses con pilas de combustible en ciudades costeras; ⑤ Aplicaciones de demostración de pilas de combustible para vehículos de transporte especiales; ⑥ Llevar a cabo aplicaciones de centrales eléctricas distribuidas de pila de combustible de 100 kilovatios en ciudades periféricas y empresas industriales y mineras.

(3) Dirección de innovación y apoyo a la tecnología de ingeniería para 2035

1. Dirección tecnológica clave

Investigación y juicio integrales sobre las nuevas tecnologías energéticas de mi país para 2035 La dirección de desarrollo de tecnologías clave en industrias emergentes se muestra en la Tabla 1. Hay 41 tecnologías específicas.

Tabla 1 Direcciones clave de desarrollo tecnológico de las industrias emergentes de nuevas energías de mi país

(Continuación de la tabla)

2. Establecer proyectos de investigación en ciencia y tecnología de ingeniería

Apoyar y promover el establecimiento de proyectos de investigación en ciencia y tecnología de ingeniería a nivel nacional (ver Tabla 2), llevar a cabo investigaciones concentradas en las principales tecnologías clave que sean prospectivas, pioneras y exploratorias en el campo de la energía, mejorar las tecnologías niveles y capacidades de innovación independientes, y luego apoyar eficazmente a China en el desarrollo a largo plazo de nuevas tecnologías e industrias energéticas.

Tabla 2 Proyectos de investigación en ingeniería y tecnología relacionados con el desarrollo de nuevas energías e industrias emergentes

3. Establecimiento de grandes proyectos multienergéticos complementarios de energía distribuida

Doméstico Apoyo a una tecnología energética única La investigación sobre microrredes y su control está relativamente madura, pero falta tecnología de aplicación integrada para múltiples tecnologías energéticas, así como investigación sobre cuestiones teóricas básicas y prácticas de ingeniería de microrredes basadas en energía distribuida [13]. El sistema de suministro de energía distribuida es una importante dirección de desarrollo de los futuros sistemas energéticos. Es respetuoso con el medio ambiente, económico, descentralizado, confiable y flexible, y puede satisfacer las necesidades de interconexión multienergética en industrias de alto consumo de energía, así como en parques industriales y públicos. Edificios, edificios comerciales y civiles. Tiene un enorme espacio para la mejora tecnológica y el potencial de mercado. Establecer proyectos importantes y construir sistemas de suministro de energía distribuido complementarios de múltiples energías basados ​​en demostraciones es una tarea importante en la construcción de un sistema de energía inteligente "Internet" que ayudará a mejorar las capacidades de coordinación del suministro y la demanda de energía y promoverá la producción de energía limpia y el consumo de energía renovable cercana. . para mejorar la eficiencia global del sistema energético.

Tareas de ingeniería: ① Optimizar el diseño y la construcción de la infraestructura del sistema de suministro de energía distribuido; ② Llevar a cabo investigaciones sobre la teoría básica, la tecnología central y la integración del sistema del suministro de energía distribuido; ③ Desarrollar convertidores de microrredes independientes de alto nivel; y controla equipos clave como generadores; ④ realizar un suministro coordinado de múltiples energías y una utilización en cascada de energía a través de la integración de sistemas de microrredes independientes y tecnologías clave de gestión de eficiencia energética; ⑤ formar un sistema de suministro de energía distribuido complementario de múltiples energías adecuado para usuarios finales y grandes bases de energía; ⑥ proporcionar servicios urbanos, las islas (arrecifes), las regiones polares y las áreas remotas brindan soluciones energéticas generales.

Tareas clave: ① Sistema de suministro de energía distribuida complementario multienergía para las terminales centrales y orientales; ② Sistema de suministro de energía distribuido complementario multienergía para grandes bases energéticas.

4. Establecimiento de una zona de demostración para la innovación integrada de nuevas tecnologías energéticas

(1) Zona de demostración para la innovación integrada de nuevas tecnologías energéticas en el nuevo distrito de Xiongan, provincia de Hebei

Nuevo distrito de Xiongan, provincia de Hebei y El nivel de desarrollo existente de sus áreas circundantes es relativamente bajo, con un amplio espacio de desarrollo y las condiciones básicas para un punto de partida alto y un desarrollo y construcción de alto nivel. Centrándonos en el nuevo distrito de Xiong'an en la provincia de Hebei, construiremos una zona de demostración de innovación integrada de nuevas tecnologías energéticas para ayudar a construir una nueva ciudad verde inteligente, crear una ciudad ecológica, desarrollar industrias de alta tecnología e impulsar el desarrollo del sur. Hebei e incluso el interior del norte de China, y construir una civilización ecológica que sea compatible con los requisitos de desarrollo verde y con un modelo de desarrollo bajo en carbono.

Tareas de ingeniería: ①Construir una plataforma integral de servicios de energía inteligente en el nuevo distrito de Xiongan, Hebei; ②Completar el plan maestro de calefacción para la nueva planta de energía nuclear y el reactor de calefacción de baja temperatura tipo piscina; energía eólica y la construcción de redes eléctricas de apoyo Desarrollo coordinado; ④ Acelerar el desarrollo coordinado de toda la cadena de la industria solar regional; ⑤ Promover proyectos eficientes y limpios de conversión de residuos en energía y construir proyectos de biorrefinería de biogás y etanol como combustible de plantas enteras de maíz y trigo; ⑥ Desarrollar tecnología y equipos de integración de redes de energía renovable distribuida a gran escala; ⑦ Incrementar los esfuerzos de exploración y centrarse en la utilización integral del almacenamiento térmico hidrotermal multicapa en la Nueva Área de Xiongan [14]; Diseñar toda la cadena industrial, incluida la producción de hidrógeno; transporte de hidrógeno, hidrogenación, almacenamiento de hidrógeno y construcción para el uso de hidrógeno.

(2) Zona de demostración de innovación integrada de nuevas tecnologías energéticas en las zonas costeras del sur de China "Esquema del plan de desarrollo para la Gran Área de la Bahía de Guangdong-Hong Kong-Macao" "Plan de implementación para la zona piloto de civilización ecológica nacional (Hainan)", "Acerca del apoyo a Shenzhen en la construcción de una sociedad con características chinas", "Opiniones sobre la zona de demostración de los pioneros del socialismo" plantean requisitos para el desarrollo de industrias verdes y bajas en carbono. Sobre la base de las buenas ventajas regionales, las ventajas políticas y la base de la industria energética, construiremos una zona de demostración de innovación integrada de nuevas tecnologías energéticas en las zonas costeras del sur de China, principalmente en el suroeste de Guangdong (incluido Hainan), para proporcionar un ejemplo de referencia para el desarrollo. de una economía baja en carbono en las zonas costeras.

Tareas de ingeniería: ① Construir una plataforma de servicios de operación energética integral "Internet" interregional; ② Completar la construcción de unidades de energía nuclear existentes y seleccionar sitios para nuevos proyectos de energía nuclear; ③ Promover activa y ordenadamente el desarrollo; y construcción de energía eólica terrestre y marina; promover el consumo y la utilización local y cercana de energía eólica; ④ la industria fotovoltaica complementa otras industrias y desarrolla la energía solar fotovoltaica en diversas formas; ⑤ promueve proyectos eficientes y limpios de conversión de residuos en energía; proyectos de biorefinería de biogás de etanol y biogás de materia prima múltiple como combustible de bagazo/paja de arroz; ⑥Explorar recursos geotérmicos y características de distribución, y construir proyectos de demostración de utilización geotérmica; ⑦Centrarse en avances en tecnología y equipos de conexión a redes de energía renovable distribuida a gran escala [14];⑧Construir un sistema de energía inteligente para realizar la conversión mutua de diferentes formas de energía y mejorar la eficiencia energética Eficiencia de utilización general ⑨ Construir "Hainan verde" donde se integren la energía (energía de hidrógeno, energía eléctrica) y el transporte, y crear un transporte inteligente sin emisiones en la isla de Hainan; Zona Franca de Demostración.

5. Contramedidas y sugerencias

Mi país tiene una buena base para el desarrollo de industrias emergentes de nuevas energías. Sin embargo, como industria emergente estratégica, su desarrollo y crecimiento aún enfrenta múltiples desafíos. como el costo, el mercado y los factores políticos [15]. Para promover el desarrollo de alta calidad de las nuevas industrias energéticas emergentes de mi país, es urgente fortalecer el diseño y la planificación de alto nivel para 2035.

(1) Redefinir el alcance y el posicionamiento de las industrias emergentes en el campo energético y ajustar la "industria de nueva energía" a la "industria de nueva tecnología energética" en los planes estratégicos de desarrollo de industrias emergentes emitidos por los gobiernos en todos los niveles. La industria del ahorro de energía es independiente de la "industria de protección del medio ambiente y ahorro de energía" y está integrada en la "industria de nuevas tecnologías energéticas" para trazar con precisión la dirección de desarrollo de las nuevas tecnologías e industrias energéticas.

(2) Enderezar los mecanismos institucionales de gestión de la industria energética, fortalecer la construcción de sistemas estadísticos para las nuevas industrias energéticas emergentes, mantener la coherencia, continuidad y eficacia de los objetivos y políticas de planificación energética, y evitar "industriales". "Múltiples puertas" y ajustes demasiado frecuentes a los objetivos de planificación, garantizan la autoridad de la planificación relacionada con las nuevas industrias de tecnología energética y mejoran las políticas de acceso al mercado energético [7].

(3) Conceder gran importancia y evaluar con precisión los "planes de implementación" de proyectos de ciencia y tecnología o proyectos importantes en el campo de la energía para garantizar la viabilidad y operatividad de la implementación del proyecto. Fortalecer el papel principal de las empresas en la toma de decisiones sobre innovación en tecnología energética, la inversión en I+D, la organización de la investigación científica y la aplicación de resultados. Aumentar significativamente la inversión en investigación y desarrollo de nuevas tecnologías energéticas, fortalecer la investigación de tecnologías centrales clave y el establecimiento de proyectos, y diseñar con precisión los principales proyectos y la construcción de zonas de demostración.