構(gòu)建新型能源體系促進(jìn)能源技術(shù)綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展

——“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃解讀之六

劉中民

相比“十三五”時(shí)期發(fā)布的《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016-2030年）》和《能源技術(shù)創(chuàng)新“十三五”規(guī)劃》，《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)劃》）首次由國(guó)家能源局與科技部共同編制，“協(xié)同創(chuàng)新，形成合力”的原則最為突出，將強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新鏈上下游聯(lián)合，極大提升能源科技的創(chuàng)新合力。本文結(jié)合《規(guī)劃》內(nèi)容，重點(diǎn)對(duì)能源綠色低碳發(fā)展，包括煤化工發(fā)展問(wèn)題，談一些認(rèn)識(shí)和體會(huì)。

一、構(gòu)建新能源體系要立足用好化石能源

（一）明確能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型初期的煤炭保底定位

“富煤、缺油、少氣”的化石能源資源稟賦決定了我國(guó)現(xiàn)階段以煤為主的能源生產(chǎn)與消費(fèi)格局。在“雙碳”目標(biāo)下，我國(guó)能源體系需發(fā)生根本性變化，這對(duì)我國(guó)能源領(lǐng)域科技發(fā)展提出了更高要求。要立足以煤為主的基本國(guó)情，抓好煤炭清潔高效利用，強(qiáng)調(diào)能源結(jié)構(gòu)的低碳化轉(zhuǎn)型應(yīng)以保障國(guó)家能源安全為底線，以促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色發(fā)展為目標(biāo)。現(xiàn)實(shí)情況下，我國(guó)石油、天然氣對(duì)外依存度持續(xù)上升，而國(guó)際形勢(shì)不穩(wěn)定、不確定性更趨復(fù)雜，煤炭是維護(hù)我國(guó)能源安全的最可靠資源。“十四五”時(shí)期是我國(guó)“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的初期階段，首先應(yīng)該用好化石資源，特別是煤炭資源，堅(jiān)持煤炭清潔高效利用道路，發(fā)揮好煤炭支撐我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，保障能源安全的壓艙石、穩(wěn)定器作用。

（二）我國(guó)煤炭轉(zhuǎn)化利用技術(shù)處于領(lǐng)先地位

煤炭轉(zhuǎn)化利用作為保證國(guó)家能源安全和產(chǎn)業(yè)鏈完整的支柱型產(chǎn)業(yè)，通常被認(rèn)為是“石油替代”，但隨著煤化工的發(fā)展，煤炭轉(zhuǎn)化利用更要與石油化工協(xié)調(diào)發(fā)展，促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步，形成更合理的工業(yè)結(jié)構(gòu)。

《規(guī)劃》指出，我國(guó)煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化利用處于國(guó)際領(lǐng)先地位。相比煤炭燃燒供能，利用相同數(shù)量的煤炭，轉(zhuǎn)化利用可產(chǎn)生更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值且大幅降低碳排放?！笆濉逼陂g，我國(guó)在煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化利用領(lǐng)域部署了一批重大項(xiàng)目。通過(guò)多學(xué)科、多領(lǐng)域交叉，提出新概念、發(fā)展新方法、創(chuàng)制新材料，為煤炭原料化利用拓寬了路徑。近期，煤制乙醇正在進(jìn)行工業(yè)化，以乙酸甲酯、甲氧基乙酸甲酯為平臺(tái)的含氧化合物產(chǎn)業(yè)鏈有望快速形成，合成氣直接制烯烴、芳烴等新技術(shù)正在快速突破中。

二、構(gòu)建新能源體系需要關(guān)注的問(wèn)題

（一）關(guān)鍵核心技術(shù)突破和行業(yè)耦合急需加強(qiáng)

雖然我國(guó)在能源領(lǐng)域掌握了大量核心技術(shù)，但具有領(lǐng)跑意義的先進(jìn)技術(shù)并不多，關(guān)鍵核心技術(shù)或部件對(duì)外依存度偏高現(xiàn)象仍較為普遍。從構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系頂層出發(fā)，選準(zhǔn)核心突破點(diǎn)，制定能源技術(shù)發(fā)展路線圖，并完善形成能持續(xù)推進(jìn)能源科技創(chuàng)新的政策機(jī)制十分重要。

當(dāng)然，由于能源問(wèn)題的復(fù)雜性、專(zhuān)業(yè)性等，制定跨行業(yè)跨領(lǐng)域的全局性能源技術(shù)路線圖比較困難。《規(guī)劃》中由國(guó)家能源局和科技部聯(lián)合制定的先進(jìn)可再生能源發(fā)電及綜合利用技術(shù)、新型電力系統(tǒng)及其支撐技術(shù)、安全高效核能技術(shù)、綠色高效化石能源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)、能源系統(tǒng)數(shù)字化智能化技術(shù)等5個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)清單和技術(shù)發(fā)展路線圖系統(tǒng)反映了近期科技界、產(chǎn)業(yè)界對(duì)能源科技創(chuàng)新體系劃分和關(guān)鍵技術(shù)需求的思考，為“十四五”時(shí)期能源科技創(chuàng)新指明了方向。

（二）構(gòu)建新能源體系需要新思維

我國(guó)以化石能源為主的能源結(jié)構(gòu)及以煤炭為主提供熱力的工業(yè)結(jié)構(gòu)，也相應(yīng)造成了我國(guó)碳排放量全球最高的現(xiàn)狀。因此，需要以綠色低碳的新視角來(lái)重新審視傳統(tǒng)能源利用方式的合理性，以新思維審視傳統(tǒng)能源生產(chǎn)與利用過(guò)程重塑的可能性及關(guān)鍵所在，通過(guò)新型能源體系的構(gòu)建，促進(jìn)工業(yè)結(jié)構(gòu)全面升級(jí)。

我國(guó)電力及高能耗工業(yè)產(chǎn)生的二氧化碳排放占總排放的80%左右，是需要重點(diǎn)關(guān)注的行業(yè)。另外，交通運(yùn)輸工具電動(dòng)化不僅為我國(guó)汽車(chē)行業(yè)提供新的發(fā)展機(jī)遇，而且有利于緩解石油不足的壓力。

（三）煤化工行業(yè)發(fā)展總體向好，但仍面臨挑戰(zhàn)

煤化工行業(yè)發(fā)展面臨新的挑戰(zhàn)。首先，現(xiàn)代煤化工行業(yè)面臨更激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。其次，資源環(huán)境安全約束加強(qiáng)，配套條件落實(shí)難度增大。早前中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議提出了原料用能不納入能源消費(fèi)總量控制的原則，將從政策上有利于煤化工的新一輪發(fā)展。

三、我國(guó)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展建議

發(fā)展能源綠色低碳技術(shù)，構(gòu)建清潔高效的能源新體系，應(yīng)加強(qiáng)全局系統(tǒng)化頂層設(shè)計(jì)。強(qiáng)化原始創(chuàng)新和關(guān)鍵技術(shù)突破，從能源生產(chǎn)與利用全鏈條出發(fā)，在保障能源安全和產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)定的前提下，推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進(jìn)工業(yè)結(jié)構(gòu)全面升級(jí)。通過(guò)在典型區(qū)域集中開(kāi)展多能融合示范，驗(yàn)證和完善新技術(shù)，探索局部能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的有效途徑，以點(diǎn)帶面促進(jìn)形成我國(guó)能源綠色低碳發(fā)展新格局。

（一）加強(qiáng)全局性頂層設(shè)計(jì)，構(gòu)建與“雙碳”目標(biāo)相適應(yīng)的中長(zhǎng)期能源發(fā)展科技路線圖

《規(guī)劃》指出，要與能源、科技等總體規(guī)劃以及各專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃統(tǒng)籌銜接，強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新鏈上下游聯(lián)合，形成能源科技創(chuàng)新合力，這體現(xiàn)了全局性思維和部署。鑒于“雙碳”目標(biāo)和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型任務(wù)的長(zhǎng)期性，建議在《規(guī)劃》基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加強(qiáng)全局性頂層設(shè)計(jì)，跨領(lǐng)域、系統(tǒng)化制定我國(guó)能源中長(zhǎng)期發(fā)展和工業(yè)升級(jí)技術(shù)路線圖，推進(jìn)跨領(lǐng)域綜合交叉，打破能源與其他行業(yè)、能源內(nèi)各分系統(tǒng)相互獨(dú)立分割局面，解決依靠單個(gè)領(lǐng)域科技發(fā)展難以突破的跨系統(tǒng)問(wèn)題。

中國(guó)科學(xué)院已建立專(zhuān)門(mén)的戰(zhàn)略研究團(tuán)隊(duì)，提出了以化石能源清潔高效開(kāi)發(fā)利用與耦合替代，可再生能源多能互補(bǔ)與規(guī)模應(yīng)用，低碳化多能融合與區(qū)域示范的能源科技發(fā)展總體思路，可為中長(zhǎng)期能源科技規(guī)劃提供參考。

（二）構(gòu)建多能融合能源新體系，促進(jìn)工業(yè)結(jié)構(gòu)全面升級(jí)

多能融合體系構(gòu)建，旨在結(jié)合我國(guó)資源稟賦特點(diǎn)，發(fā)揮國(guó)家體制優(yōu)勢(shì)，搶占能源技術(shù)戰(zhàn)略制高點(diǎn)，促進(jìn)整個(gè)能源系統(tǒng)全生命周期的低碳高效運(yùn)轉(zhuǎn)和生態(tài)循環(huán)。一是以合成氣/甲醇轉(zhuǎn)化等關(guān)鍵技術(shù)突破為基礎(chǔ)，重點(diǎn)發(fā)展石化相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)，大幅度降低過(guò)程能耗，減少碳排放，促進(jìn)石化基礎(chǔ)產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)升級(jí)換代和能源化工行業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展。二是以水/風(fēng)/光/地?zé)?生物質(zhì)等可再生能源大規(guī)模產(chǎn)電制氫、氫儲(chǔ)運(yùn)等關(guān)鍵技術(shù)突破為基礎(chǔ)，以氫為紐帶促進(jìn)多種清潔能源轉(zhuǎn)化過(guò)程的耦合及碳減排和資源化利用；同時(shí)，以大規(guī)模儲(chǔ)能、核能高效熱利用等關(guān)鍵技術(shù)突破為基礎(chǔ)，促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與火電、可再生電等新能源融合，促進(jìn)清潔能源多能互補(bǔ)與高效利用。三是在關(guān)鍵技術(shù)突破的基礎(chǔ)上，圍繞合成氣/甲醇、綠氫、儲(chǔ)能等關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點(diǎn)，結(jié)合化石能源清潔利用與可再生能源規(guī)模應(yīng)用，在典型區(qū)域推進(jìn)低碳化多能融合區(qū)域示范，為構(gòu)建低碳互補(bǔ)、多能融合的新能源體系提供系統(tǒng)性解決方案。

（三）強(qiáng)化原始創(chuàng)新，著力突破煤化工關(guān)鍵技術(shù)瓶頸

《規(guī)劃》指出，要鍛造長(zhǎng)板，引領(lǐng)未來(lái)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展和國(guó)家支持，我國(guó)在煤化工領(lǐng)域已形成一批核心技術(shù)，正處于完成工業(yè)示范并大規(guī)模推廣應(yīng)用的有利時(shí)期。需通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，加強(qiáng)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，通過(guò)延伸產(chǎn)業(yè)鏈，發(fā)展高附加值、精細(xì)化、差異化產(chǎn)品，重點(diǎn)以合成氣/甲醇轉(zhuǎn)化為平臺(tái)，耦合石油基原料（苯、甲苯、石腦油等），實(shí)現(xiàn)烯烴、芳烴和含氧化合物大宗化學(xué)品/燃料的合成技術(shù)變革，堅(jiān)持煤化工與石油化工的協(xié)調(diào)發(fā)展，構(gòu)建更加合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

從煤化工清潔化低碳化方面考慮，天然氣、煤層氣中富含甲烷，是富氫物質(zhì)，可考慮嘗試將天然氣利用與煤炭利用相結(jié)合，短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)煤化工行業(yè)減碳。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，建議加大對(duì)煤層氣、頁(yè)巖氣、可燃冰的開(kāi)發(fā)力度，一旦取得突破，整個(gè)國(guó)家的能源格局將會(huì)發(fā)生根本性改變。

（四）發(fā)揮典型區(qū)域綜合示范作用，以點(diǎn)帶面形成低碳發(fā)展新格局

我國(guó)能源應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜，無(wú)法用一套通用模式解決能源技術(shù)創(chuàng)新與落地面臨的所有問(wèn)題。建議國(guó)家統(tǒng)籌區(qū)域發(fā)展與控煤目標(biāo)，選取典型區(qū)域、針對(duì)典型問(wèn)題推進(jìn)跨領(lǐng)域集成示范，以點(diǎn)帶面形成低碳發(fā)展新格局。如西北煤炭資源富集地區(qū)是我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)難度最大、問(wèn)題最集中的區(qū)域。如果通過(guò)該區(qū)域的多種能源互補(bǔ)融合綜合示范，探索出一條既能引導(dǎo)地方政府、企業(yè)和社會(huì)資本投入，促進(jìn)大規(guī)模、系統(tǒng)性的技術(shù)示范落地，推動(dòng)區(qū)域產(chǎn)業(yè)升級(jí)，又能充分發(fā)揮高等院校及科研院所在原理創(chuàng)新、方法創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新等方面的作用，還能充分釋放國(guó)家政策紅利，激勵(lì)技術(shù)成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的高碳地區(qū)低碳化發(fā)展路徑，這將為全國(guó)煤炭實(shí)現(xiàn)盡早碳達(dá)峰目標(biāo)，提供可借鑒的系統(tǒng)解決方案。（作者系中國(guó)工程院院士）

責(zé)任編輯：蘇偉

關(guān)鍵詞： 科技創(chuàng)新 能源技術(shù)