杜忠明：聚焦碳达峰、碳中和战略目标，以科技创新为能源转型保驾护航

　　创新是引领发展的第一动力。党的十八大以来，习近平总书记把科技创新摆在了全局发展的核心位置，多次在重要讲话中做出部署和指示。“十四五”是能源革命和科技革命交汇的重要战略机遇期，也是我国实现碳达峰、碳中和的关键窗口期，科技创新是支撑我国能源健康快速发展的不竭动力，对扎实推进“四个革命、一个合作”能源安全新战略，积极推动我国能源绿色低碳转型具有重要意义。

　　近期，国家能源局、科学技术部联合印发了《“十四五”能源领域科技创新规划》(以下简称《规划》)，《规划》围绕我国能源发展重大需求和能源技术革命发展趋势，以科技创新作为着力破解制约“十四五”时期我国能源高质量发展难题的有效途径，对未来一段时期内能源创新任务进行了全方位部署，提出了2025年前能源科技创新的总体目标，是能源领域科技创新发展的“指南针”。

　　一、围绕科技自立自强，科学合理制定发展目标

　　从国内能源科技发展形势看，我国已经从“跟跑、并跑”为主，向“领跑、主导”加速转变。经过“十二五”、“十三五”两个五年规划期，我国能源技术革命取得了阶段性成果，创新能力显著提升，已经取得了多个“世界第一”和“国际首个”，掌握了一批具有自主知识产权的关键核心技术、建设了一批具有先进技术指标的精品能源示范工程、推广了一批具有国际竞争力的清洁高效能源装备产品，已经建立了较为完备的清洁能源装备制造产业链，能源供应链产业链供应链安全保障水平不断提高。

　　从国际能源科技发展形势看，应对气候变化已经成为国际共识，能源格局正在发生深刻变革，以科技创新为主线的能源转型加速推进。政策引导上，世界主要能源强国以体制机制为主要抓手，积极部署以能源科技创新发展为主线的能源战略顶层设计;能源格局上，积极推进主体能源由化石能源主导到可再生能源主导的更替，绿色低碳和多元融合将是很长一段时间内世界能源科技发展的主旋律;技术布局上，国际能源产业链正在呈现区域化和多元化发展的趋势，各国从保障本国能源安全和抢占产业发展先机的角度考虑，着力提升新兴能源领域的产业竞争实力。

　　一方面，从实现能源强国、引领世界能源科技发展前沿的要求出发，我国在能源技术创新和创新体系建设方面仍然有待加强;另一方面，国际能源发展形势严峻复杂，全球能源格局的深刻调整重塑，叠加大国博弈、地缘政治、新冠肺炎疫情的影响，要求我国必须“牢牢抓住能源的饭碗”，增强科技自立自强能力。然而，我国能源科技发展仍然面临着诸多挑战：一是能源创新发展驱动力不强，能源领域科技创新发展不平衡、不充分的问题较为突出，推动能源转型的绿色低碳能源技术创新有待加强、新兴战略性能源技术创新有待布局;二是能源产业链仍然存在堵点、断点、痛点，部分关键核心技术仍然面临受制于人的风险，亟需通过能源创新进一步补短锻长，进行补链、强链、延链工程;三是虽然我国部分能源创新技术已经进入国际先进行列，但产业化程度不高，基础研发和工程需求脱节，创新链和产业链缺乏有效衔接融合和良性互动。

　　正是针对能源科技发展存在的问题和不足，《规划》提出了主要发展目标，在“十四五”时期，能源领域现存的主要短板技术装备基本实现突破，形成一批能源长板技术新优势，能源科技创新体系进一步健全，能源科技创新有力支撑引领能源产业高质量发展。同时，《规划》在以新能源为主体的新型电力系统建设、核电、化石能源开发利用、能源产业数字化智能化等技术方向提出了具体发展目标，科学引导各产业学研用创新主体将科研力量和优势资源聚集到重点能源技术创新领域。

　　二、锚定新形势新目标，统筹优化构建创新领域

　　能源科技规划构建的创新发展路径及部署的重点任务是必须与同时期能源发展需求及要求高度契合承接的。在不同能源发展阶段中，能源科技创新规划的历史使命不尽相同，其目标、任务、内容亦有所差异，但最终指向都将是通过科学合理规划能源创新路径，实现能源发展阶段性目标。“十二五”和“十三五”两个规划期是我国能源发展从粗放扩张到集约高效的加速换挡期，编制这两个五年能源科技规划时，紧紧抓住制约能源转型的关键瓶颈和能源发展的深层次矛盾，以提高自主创新水平、增强能源供给能力、优化调整能源结构、提升资源利用效率、降低污染物排放水平为核心，按照能源生产和消费产业链供应链技术环节的相关性和相近性布局重点技术创新领域。

　　“十四五”时期是我国能源高质量发展的新阶段，能源安全保障能力进一步增强，绿色低碳发展水平进一步提高，新型电力系统加快构建，能源产业链现代化水平显著提升，预计到2025年，非化石能源消费比重提高到20%左右，非化石能源发电量比重达到39%左右。面对新形势、新目标，《规划》在构建创新路径时，没有延续“十二五”和“十三五”的编制思路，而是充分衔接配合“十四五”时期能源发展特点，打破《规划》专题研究的专业局限，聚焦亟需突破的技术创新难题，分类设计划分技术创新领域。

　　一是以能源重大发展需求为导向，统筹各能源分系统在能源体系中的地位和作用。可再生能源大规模化、多元化发展是实现双碳战略目标的直接路径，《规划》聚焦大规模高比例可再生能源开发利用，将水能、风能、太阳能、生物质能、地热能以及海洋能等划分为入“先进可再生能源发电及综合利用技术”中。传统化石能源开发利用是托底保障我国能源安全的现实要求，也是防范化解电力安全保供风险的重要举措，因此，以保障油气供应安全和聚焦煤炭绿色低碳高效利用为主线，《规划》划分设置了“绿色高效化石能源开发利用”技术创新领域。我国已经提出了构建以新能源为主体的新型电力系统，从结构特征看，在新型电力系统中绿色电源将成为主体电源、新能源提供可靠电力支撑。从形态特征看，新型电力系统源网荷融合互动，“大电源、大电网”与“分布式系统”兼容互补。从技术特征看，新型电力系统各环节全面数字化，调控体系高度智能化。因此，从传统电力系统过渡到新型电力系统，还有大量涉及到材料装备、系统设计、运行机制相关的基础理论研究及工程实践有待开展，是一项庞大的需要系统深入研究的重大课题。此外，储能是提供可靠容量支撑、保障新能源消纳，实现跨季节长时间尺度能量转移的关键环节，是保障新型电力系统安全稳定运行的重要元素。因此，《规划》围绕大规模新能源开发并网和先进储能技术，划分设置了“新型电力系统及其支撑技术”。

　　二是指向明确、精准聚焦，对智慧能源技术集中化、分层次布局。随着数字化产业蓬勃发展，能源行业与新一代信息技术融合已然大势所趋，成为推动传统能源产业转型升级的关键载体，也是催生能源行业新技术、新模式、新业态的重要动能。《规划》对能源系统数字化智能化技术”技术领域的划分布局主要考虑以下三方面：一是当前我国能源数字化基础仍然相对薄弱，亟需构建适用于能源行业的智能化共性关键技术体系;二是我国能源行业与数字化融合程度不高，制约了能源产业链要素的有序合理流动和高效协作，限制了全产业链总体资源配置效率，应积极构建数字化与能源行业深度融合的发展体系;三是数字化手段是赋能传统产业链高端化发展的重要途径，近年来涌现了基于数字化、智能化发展体系下的综合智慧能源服务、虚拟电厂、供需互动等能源发展新模式、新业态，这些都将在未来成为我国能源产业新的增长极，也将是传统能源产业链高端化发展的重要支点。因此，《规划》将可再生能源、煤炭、油气、核电、电力系统涉及到数字化智能化的内容统筹到“能源系统数字化智能化技术”技术领域中，按照基础共性、行业智能升级、智慧系统集成三个维度分层布局且单独成章。

　　三是找准氢能在现代能源体系中的定位，以相关创新领域布局科学引导发展方向。氢能作为一种清洁能源载体，一方面应用广泛，可以实现能源与交通、工业、建筑行业的互补融合，实现各行业融合互联以及协调、高效、低碳发展，另一方面氢能可以实现可再生能源跨时间、跨空间转移，破解可再生能源间歇性、波动性带来的消纳难题。但是，氢能发挥以上两方面重要作用有一个重要前提，就是氢的来源必须由可再生能源制得，而当前，受制于技术成熟度和经济性的原因，氢的主要来源仍然是传统化石能源。“十二五”和“十三五”时期，氢能主要作为战略新兴产业的定位鼓励发展，随着近年来氢能的能源属性逐渐凸显，其在现代能源体系中的地位和作用进一步明确，《规划》将“氢能和燃料电池技术”重点任务部署在“先进可再生能源发电及综合利用技术”技术领域中，这充分说明由可再生能源制得的绿氢是氢能在制、储、运、用各产业链环节开展技术创新应用的重要前提。

　　三、立足新定位新要求，梯次衔接规划创新路径

　　“重点任务”章节明确了“十四五”期间鼓励创新的细分技术领域，是能源领域技术创新的“实施方案”。在架构框架上，《规划》延续了“十二五”和“十三五”技术创新规划，按照“三个一批”实施路径，以集中攻关、示范试验、推广应用三个层次为科研成果转化维度部署重点任务，按照“两个节点”时间轴，以2025年、2030年为时间衡量维度，制定各领域技术发展路线图并预测技术发展阶段。

　　一是鼓励绿色低碳“潜力股”技术开展集中攻关研究。针对契合我国能源转型方向但距离工程示范还有一定阶段的创新技术，“集中攻关一批”重点任务鼓励开展科研攻关。从充分挖掘可再生能源资源利用潜力的角度出发，《规划》布局了新型海上风电、光伏发电、太阳能热化学储能、生物航空及交通运输燃料、水/干热型地热能资源开发利用、高效波浪能转换等技术的集中攻关;从多元化构建氢能应用体系的角度出发，《规划》布局了高温固体氧化物电解水等前沿氢气制备技术、液氢储运技术的集中攻关;从加快战略性、前瞻性新型电力系统核心技术储备的角度出发，《规划》布局了高精度预测新能源功率、新能源并网主动支撑技术、交直流混合配电网灵活规划运行、新型电力电子装备的集中攻关;从支撑新型电力系统稳定运行的角度出发，《规划》布局了针对电网削峰填谷、集中式可再生能源并网、增强电网调频、平滑间歇性可再生能源功率波动以及容量备用等多元化应用场景的集中攻关。此外，《规划》针对第四代核电技术、非常规油气及海洋油气勘探开发、燃气轮机技术、能源领域智能化智慧化技术等均提出了明确的集中攻关任务。

　　二是依托示范试验，开展“临门一脚”技术工程验证。针对“十四五”时期有望进入工程示范阶段且属于支撑双碳战略迫切需要的创新技术，“示范试验一批”鼓励开展工程示范验证。可再生能源的高效、低成本、多元化利用是降低碳排放最直接有效的途径，《规划》在不同的可再生能源品类均布局了开发利用示范试验工程;“十四五”是氢能从示范试验走向规模化应用的关键期，也是应用场景和商业模式探索的窗口期，《规划》从氢气制备、储运、加注和燃料电池不同的环节均布局了示范试验工程;鉴于源网荷储一体化和多能互补一体化是新型电力系统发展的重要路径，《规划》布局了源网荷储一体化和多能互补集成设计及运行技术示范试验;在储能技术方面，《规划》鼓励“十四五”期间进行规模化、多应用场景的示范试验。此外，《规划》还在核电、油气、煤炭、煤电、能源智慧化领域均布局了一定数量的示范试验重点任务。

　　三是推动成熟可靠的先进能源技术走向市场推广应用。“应用推广一批”主要针对已经具备一定成熟度和经济性、但有必要进一步推动应用及鼓励创新升级的能源技术。在双碳战略下，我国仍需保留一定容量的火电机组以保障电力系统的安全稳定运行，提升火电灵活调节能力是保障清洁能源消纳、提高可再生能源消费占比的重要路径，是未来火电技术的重要发展趋势之一。《规划》提出了因地制宜应用推广低压缸零出力、加装蓄热装置、火-储联合调频等火电灵活性提升改造技术，正是统筹考虑了火电在新型电力系统中的重要作用，推动火电机组由主体性电源向调节性电源转变。

　　四、多措并举保障落实，充分激发创新主体活力

　　《规划》的保障措施主要聚焦在四条主线。一是以协同创新为主线。在行政主管层面，建立国家与地方、能源与科技等不同管理层级和不同管理口径的协同联动工作机制;在实施主体层面，一方面，按照“揭榜挂帅”原则鼓励跨领域、跨学科的创新联合体，鼓励产、学、研、用各环节创新主体联合攻关，形成合力，另一方面，“十四五”期间，依托能源优势企业围绕重点科技创新领域设立一批能源研发创新平台，继续优化完善能源研发创新平台的运行、管理和评估机制。

　　二是以成果转化为主线。《规划》重点任务将按照“攻关有主体、落地有项目、进度可追踪”的落实原则进行跟踪评估，以能源技术装备首台(套)政策作为配合《规划》各项重点任务走深走实的重要抓手，在确保安全的前提下按照“凡有必用”的原则推进示范应用。此外，《规划》还提出了将研究建立能源产业技术装备推广指导目录，推广先进能源技术装备。

　　三是以企业为主线。能源央企在推动我国能源科技创新方面一直发挥领军带头作用，是我国重大能源创新工程实施的主导者。《规划》提出要充分发挥能源领域中央企业技术装备短板攻关主力军、原创技术策源地和现代产业链“链长”作用，推动各领域优势企业强强联合，突破制约提升能源产业链现代化水平的关键核心技术。

　　四是以资金支持为主线。《规划》提出，一方面将进一步争取支持各类财政支持，加大资金投入力度，另一方面，以《规划》重点任务为导向，引导企业创新基金和社会资本投入，鼓励参与能源行业各环节科技创新。

　　此外，《规划》还在技术标准、国际合作、人才培养等方面提出了具体保障措施。

　　结语：　创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，也是中华民族最深沉的民族禀赋。在国内外能源发展形势正在发生深刻变革的当下，我们应当以《规划》为能源领域科技创新的行动指南，按照《规划》提出的发展要求和重点任务部署开展能源创新工作，以科技创新支撑构建清洁低碳，安全高效的现代能源体系。