近日,山東省能源局等三部門聯合印發《山東省能源科技創新“十四五”規劃》(以下簡稱《規劃》),《規劃》提出,著力實施“四大提升工程”、打造“四大創新高地”、建設“三大支撐平臺”,以科技創新點燃山東能源行業高質量發展“新引擎”。
發展目標
圍繞全面建設清潔低碳、安全高效的現代能源體系總體目標,重點突破“卡脖子”關鍵技術與核心裝備,引領戰略性、前瞻性能源技術快速興起,實現能源自主創新能力大幅提升、能源產業競爭力顯著增強、能源技術創新體系進一步健全。
——健全適應能源高質量發展科技創新體系。到2025年,創建國家級創新平臺5個左右、省級創新平臺20個左右,培育國家級首臺(套)重大技術裝備20個以上。
——引領以新能源為主體的能源體系建設。到2025年,新建、在役煤電純凝機組穩燃情況下最小技術出力分別達到額定容量20%和30%,新建、在役煤熱電聯產機組穩燃情況下最小技術出力分別達到額定容量30%和40%,為全省可再生能源電量占比提升到19%左右提供支撐。
——推動傳統能源綠色低碳高效開發利用。到2025年,電網綜合線損率下降到3.5%,煤電機組平均供電煤耗下降到300克/千瓦時。
——促進能源產業智能化智慧化改造升級。到2025年,煤礦智能化開采量達90%以上,油氣管道人員密集型高后果區視頻動態監控覆蓋率達100%,10千伏線路智能終端覆蓋率、配電自動化覆蓋率基本達100%。
重點任務
實施“443”工程,即實施四大提升工程、打造四大創新高地、建設三大支撐平臺,支撐全省清潔低碳、安全高效現代能源體系建設。
四大提升工程。按照集中攻關一批、示范試驗一批、應用推廣一批分類推進思路,加快關鍵核心技術裝備研發和推廣應用,提升能源科技創新能力。
——新能源技術提升工程。加快太陽能、風能、生物質能、抽水蓄能、地熱能、海洋能、核能、氫能等新能源和可再生能源發電及綜合利用技術研發及應用。
太陽能。突破高效低成本硅基、鈣鈦礦、低成本配套材料等新型太陽能電池產業化關鍵技術,開發關鍵配套材料,開展電池組件生產及示范。
風能。開展7兆瓦及以上大型風電機組和低風速風電機組示范,實施深遠海海上風電柔性直流集中送出工程,示范試驗海上風電與海洋牧場、海上制氫綜合開發利用技術。
生物質能。示范試驗低熱值高水分垃圾清潔焚燒、二惡英等污染物超低排放和飛灰無害化資源化利用等新型技術,開展縣域生物天然氣、沼氣綜合利用等技術推廣應用。
抽水蓄能。開展海水抽水蓄能發電新技術研究,加強中小型抽水蓄能電站關鍵技術研究,研究廢棄礦坑抽水蓄能發電新技術。
地熱能。研究中深層無干擾地熱供暖、U型和EGS型井下換熱等技術,示范試驗地熱多能融合的熱能發電、供熱(冷)、熱泵一體等綜合梯級利用技術。
海洋能。攻關先進波浪能、潮流能、溫差能等利用與實驗室仿真關鍵技術,開展海洋能與海上風能、太陽能等多能互補發電及海水淡化、海洋牧場綜合利用等技術示范。
核能。攻關大規模核能供熱及核電站重要備品備件國產化關鍵技術,示范試驗水熱同產同送和長距離清潔供暖技術,開展核能海水淡化、制氫、海上浮動堆等技術研究和示范應用。
氫能。開展工業副產氫純化技術研究與規模化應用,開發高壓氫氣壓縮機、高壓大容量集裝箱管束等關鍵裝備,開展管道輸氫、天然氣摻氫及加氫站示范。
——新型電力系統技術提升工程。圍繞構建以新能源為主體新型電力系統,推動多種能源方式互聯互濟、源網荷儲深度融合,提升電力系統靈活調節能力,促進新能源大規模高比例并網及消納。
電網。開展交直流混合主動配電網技術研究;推廣新能源場站送出等場景的柔性直流技術;研究智能調度控制技術,構建省地縣配一體化的智能調度管控體系。
電力調節。開展省外來電送電曲線方案優化研究,推廣智能燃燒優化控制、富氧燃燒、高加旁路變負荷調節等煤電機組深度調峰技術及熱電解耦技術。
燃氣輪機。開展50兆瓦及以下功率等級國產輕型燃氣輪機研發,研究燃氣輪機壓氣機部件、燃燒室、控制系統等關鍵技術,開發燃氣輪機整機試驗技術和運維技術。
儲能。示范試驗固態鋰電池、鈉電池集成、“虛擬電廠”等技術,突破鋰電池、低成本多價離子電池、動力薄膜電容工藝裝備,推廣鹽穴壓縮空氣儲能等技術。
——能源智能化技術提升工程。圍繞煤炭、油氣、電力等能源產業數字化智能化升級,加快云計算、大數據、物聯網、區塊鏈等先進技術應用,支撐全省能源體系效率提升與質量變革。
基礎智能技術。研究數據智能采集、大數據分析、云計算等技術應用,開展能源優化調度、數字孿生、泛能源大數據等理論研究,促進能源生產、轉化、傳輸、存儲等全鏈條智能化水平提升。
電網智能化。開展智能電網高級分析與優化運行研究,推動智能配電網與數字、通信技術深度融合。推廣智能監測高壓電氣設備、信息安全技術等技術應用,構建新型智能裝備體系及運維平臺。
油氣管網智能化。開展油氣管網智能化監測預測、分析控制研究,突破油氣管道智能控制、數字化恢復與智能運行優化等關鍵技術,構建油氣管道智能化技術創新平臺。
發電廠智能化。開展煤電機組深度調峰運行優化與智能控制攻關,研究電力企業安全生產、經濟環保運行等技術,示范試驗智慧電廠數字孿生技術,推廣智慧電廠管控平臺應用。
煤礦智能化。開展煤炭裝備工業設計、制造工藝和質量控制等關鍵技術研究,推廣應用礦井智能通風、開采、掘進等技術,搭建礦用5G智能傳輸基礎網絡平臺。
綜合智慧能源。開展太陽能、風能、儲能等能源綜合高效利用技術攻關,研究多能協同綜合能源網絡控制裝備技術、智能用能終端、智能監測與優化調控等技術及核心裝備。
“四流一體”新型能源互聯網。研究融合物質流、能量流、信息流、價值流于一體的“四流一體”新型能源互聯網技術,開發“四流一體”融合、分析、計算關鍵技術,打造“四流一體”新型能源互聯網。
——能源安全綠色開發技術提升工程。圍繞能源安全綠色生產和清潔高效利用,加強關鍵技術攻關,強化示范引領帶動,加快先進裝備應用,提升能源利用效能。
煤炭安全綠色開采。攻關煤炭開采隱蔽致災因素探查、重大災害綜合治理、采動損傷監測與控制等技術。示范試驗煤體應力隨鉆感知及遠程智能鉆孔卸壓技術、煤礦災害智能監測預警等技術。推廣高效充填開采、保水開采與地下氣化等綠色開采技術。
石油天然氣。聚焦深海、深層、非常規等油氣資源開采,攻關老油田三次和四次采收率提升。突破鉆修井裝備、壓裂成套設備、連續油管作業車等油氣開發高端裝備核心技術。開展先進煉化一體化關鍵技術、重劣質油清潔高效深度轉化利用等技術研究,突破新一代原油直接裂解制材制備等關鍵技術。
清潔煤電。突破煤電耦合生物質、超臨界二氧化碳發電技術。研究煤電機組節能降耗改造、供熱改造、靈活性改造制造等技術。探索高溫亞臨界綜合升級改造技術。研究源網融合智慧供暖、遠程節能診斷與運行優化、燃料靈活性等技術。推廣汽輪機冷端、煙氣余熱深度利用等綜合節能技術。
煤炭清潔轉化利用。開展煤炭液化與熱解、煤炭分級分質轉化、新型煤油共煉等新技術研究,突破大型高效煤炭氣化、煤氣凈化、煤與生物質或天然氣共氣化等關鍵技術。研制新一代煤制氫、煤制天然氣、煤制乙醇等清潔燃料,研發新一代煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制高端潤滑油等成套技術裝備。
碳捕集利用與封存。研究新一代高效低能耗二氧化碳吸收和捕集新材料,開展煤炭燃燒前、富氧燃燒和燃燒后的碳捕集技術研究,突破二氧化碳生物、化學、電化學轉化及大規模碳封存及長期監測等新技術,開展全流程碳捕集、利用與封存項目示范。
高分辨碳足跡核算。研究基于空間信息與技術、全生命周期分析方法的高分辨碳足跡計算模型與方法,建立本土化碳核算基礎數據庫和標準體系,開發碳核查、碳核算工具與平臺。
四大創新高地。加快先進技術研發、成果轉化及產業化步伐,全力打造國內領先四大科技創新高地,助力千萬千瓦級海上風電、膠東半島核電、魯北風光儲輸一體化等基地建設。
——海上風電科技創新高地。依托打造千萬千瓦級海上風電基地和千億級山東半島海上風電裝備制造產業基地,重點攻關適合山東海域特點的大功率海上風電機組,提升海上風電裝備關鍵部件自主化水平,實現“十四五”海上風電技術重大突破。
海上風能利用關鍵設備。攻關7兆瓦等級及以上大功率海上風電機組技術,提升大尺度葉片、發電機、齒輪箱等關鍵部件自主化水平和配套能力,突破一批“卡脖子”技術。
智慧服務。研發海上風電場集群運控并網系統,研究風電機組在線監測、故障診斷、遠程監控、智能運維等技術,支撐海上風電資源高效、大規模、可持續開發利用。
遠距離輸電。研發高壓大容量柔性直流海上換流平臺輕型化關鍵技術,研制換流器、直流海纜、海上平臺等關鍵裝備,開展大容量海上風電機組并網技術研究。
漂浮式風電。攻關漂浮式海上風電機組裝備關鍵技術,研究適用于深遠海域半潛式基礎平臺等關鍵技術,開展遠海大型風電場設計建設、風電運輸、運維成套設備等技術研發。
——核能開發科技創新高地。依托國和一號、高溫氣冷堆、華龍一號等核電項目建設,圍繞核級材料與核心裝備、核電運營和數據管理、核能綜合利用等七大領域,全力打造立足山東、全國領先的核電產業技術創新高地。
核級材料與核心裝備。圍繞三代核電機組建設,聚焦材料服役性能評價與預測,以長期工況下核電關鍵材料服役性能、主管道性能優化工藝為研發方向,研發核電環境溫濕度精密控制、核電設備實時冷卻為核心的熱管理系統關鍵技術和裝備。
核電運營和數據管理。以滿足核安全為方向,開展核電大數據綜合利用與系統集成相關研究,支撐國和一號、高溫氣冷堆、華龍一號等先進核電技術創新。
核能綜合利用。面向清潔供暖需求,開展核電余熱熱泵供熱技術、熱電聯產技術等研究,提升核電機組運行效率。開展核電間接空冷系統應用、常規島余熱利用、大型海水冷卻塔等關鍵技術研究,推動科研成果工程化、產業化。
核安全與輻射防護。開展核電輻射防護與監測核心設備研發。研究核電非能動消防、應急電源系統等技術和裝備。開展核電設備及工程項目檢驗、檢測、認證等研究。
環境保護與三廢處理。開展核電放射性廢水處理、多能耦合集成海水淡化、蒸汽重整核廢物、工程模擬裝置等技術研發。
非動力核技術應用與產品研發。結合農業、醫療、工業CT、公共服務等需求,開展非動力核技術應用和裝備研發。
小型堆及海上清潔能源綜合供給平臺。開展熱電聯產低溫供熱堆、泳池式低溫供熱堆及海上清潔能源綜合供給平合等技術研發。
——多能互補科技創新高地。聚焦魯北鹽堿灘涂地千萬千瓦級“風光儲輸一體化”基地和魯西南煤炭沉陷區百萬千萬級光伏基地,重點開展大規模、低成本、高效率可再生能源技術研發和多種能源協調利用融合發展,打造具有山東特色的風光儲輸一體化科技創新高地。
多能協調利用。開展風光資源精細化評估、多時空尺度出力特性等技術研究,構建投資優化決策和運行模擬交互運行一體化平臺。突破大電網柔性互聯技術,研究滿足分布式新能源高效并網消納的交直流配電網與智能微網技術。研究適應“雙高”特征的電力系統并網、輸電、調節、控制及需求響應技術,提高電網防御能力和新能源消納能力。
儲能。研究支撐大規模新能源柔性并網和分布式新能源開放接入的儲能配置、系統集成與調控、源網荷側多類型儲能應用等技術,突破固態鋰電池、鐵鉻液流電池、鈉電池、低成本多價離子電池等關鍵工藝和裝備,完善儲能安全監管和經濟運行技術,推動新能源儲能平臺基地建設。
多能互補集成。研究橫向“電、熱、冷、氣、水”等多能互補、縱向“源、網、荷、儲、控”能源多環節的一體化智慧能源技術,推動能源互聯網綜合集成技術創新。
——氫動走廊科技創新高地。圍繞培育壯大“魯氫經濟帶”、打造山東半島“氫動走廊”,實施“氫進萬家”科技示范工程,形成濟南、青島、淄博、濰坊等氫能相關裝備產業集群,打造全國氫能示范樣板,助力山東省新舊動能轉換和氫能高質量發展。
氫能關鍵技術。聚焦大規模氫能制、儲、運、用一體化技術,開展工業副產氫純化、可再生能源電解水制氫、管輸摻氫、管輸輸氫、高壓快速加注等制儲運加關鍵技術研發。開發燃料電池用低鉑催化劑、質子交換膜、炭紙和高壓氫瓶用碳纖維等關鍵材料,突破長壽命、高功率膜電極和電堆關鍵技術。
氫能產品研發。研發兆瓦級電解水制氫裝置、加氫站用氫氣壓縮機等關鍵裝備。開發模塊化大功率燃料電池發動機、高壓氫瓶等設備,實現中長途重載車輛批量應用。開發燃料電池專用空壓機、氫氣循環泵等燃料電池系統關鍵部件,突破高壓儲氫系統減壓閥、氫管理等關鍵部件核心技術并實現應用。
“氫進萬家”科技示范工程。發揮濟南重型商用車研發、制造基地優勢,打造氫能產業創新研發、裝備制造高地;發揮青島物流樞紐優勢,打造氫能車輛、船舶制造、熱電聯供等綜合應用基地;布局以淄博、濰坊為龍頭燃料電池及關鍵材料產業集群,以濟寧、聊城為龍頭燃料電池整車及氫能制儲裝備產業集群。
三大支撐平臺。集聚各類創新要素,構建覆蓋能源科技創新全過程的高等級科技創新平臺,夯實能源科技創新基礎。
——建設能源科技創新平臺。聚焦國家能源安全、能源可持續發展及能源重大工程建設對科技創新需求,組織省內能源領域具有較強應用基礎研究、前沿技術開發、重大裝備研制及工程化、能源科技戰略研究等骨干企業、科研院所、高校爭創國家能源研發創新平臺,打造“政產學研金服用”能源科技創新聯合體;聚焦能源重點領域和發展方向,發揮科技成果轉化、新舊動能轉換等基金的引導作用,凝聚高層次科研人才,構建省級能源科技創新平臺,組織實施省重點技術研發項目,建立全省自主知識產權體系。
——建設能源智能化平臺。以智能煤礦、智能管網、智能電網為核心,推動傳統能源與信息技術深度融合,實現傳統能源綠色低碳、清潔高效。
煤礦智能化平臺。成立山東省煤礦智能化新型研發機構,做好新技術開發與集成、首臺(套)裝備研究推廣和成果轉化。開展煤炭工業互聯網產業研究,推動新一代信息技術與煤炭產業的融合應用,打造煤炭工業互聯網公共服務平臺。
油氣管網智能化平臺。鼓勵重點油氣企業,聯合高校、科研院所、專業協會等,打造油氣領域重點實驗室等創新平臺,創建油氣管網數字化智能化平臺,推進油氣管網新型智能技術與裝備的研發,實現油氣管網的智能化。
電網智能化平臺。推進電力機器人、海上風電、儲能、先進配電與能源互聯網等省部級重點實驗室建設,加強山東省智能電網技術創新中心建設,建立新型電力系統能源互聯網創新聯盟,凝聚科技力量和創新資源,推動關鍵核心技術取得新突破。
——建設能源大數據平臺。集成“四流一體”新型能源互聯網技術與“三端一體”(邊端、霧端、云端)工業互聯技術,打造“四流三端”的新型能源工業互聯網平臺;結合大數據、人工智能等技術,實現企業邊端智能運行、霧端智慧學習、云端智慧決策;研發泛能源智慧系統架構、碳足跡核算與管理、碳達峰碳中和路徑科學設計等,賦能政府科學智慧決策、企業綠色低碳發展;整合全省能源行業數據資源,依托山東省能源大數據中心及現有能源系統,構建“1+N”能源數據監控平臺,實現對電力、煤炭、油氣實時運行數據和重大能源項目精細化管理,確保全省能源安全平穩有序運行。
保障措施
科技創新是一項系統性、長期性工程,離不開堅強有力的保障支撐體系。山東出臺一系列引領性、撬動性政策措施,調動激發創新主體活力,打造全國具有核心競爭力的科技創新高地。
加強政策支持。整合財政、稅收、科技等政策,推動重點領域項目、基地、人才、資金一體化配置。發揮財政資金引導作用,加大對能源重大共性關鍵技術和產品研發支持力度,促進新技術、新產品、新模式和新業態不斷涌現。
健全創新體系。積極開展國家、省部級創新平臺和企業技術中心等培育與建設工作,建立健全梯次銜接的能源科技創新平臺體系。完善科技評價激勵制度,落實攻關任務“揭榜掛帥”等機制,推動科研力量優化配置和資源共享。
優化發展環境。出臺能源行業科技成果管理辦法,發揮科技獎勵在促進科技成果資本化、產業化中激勵作用。拓寬融資渠道,開展銀企對接,支持能源科技創新。弘揚科學家精神和工匠精神,加強科普工作,營造崇尚科技創新的社會氛圍。
深化示范應用。建立健全首臺(套)評價標準,堅持“凡有必用”原則推進能源首臺(套)技術裝備示范應用。完善能源產業技術裝備推廣指導目錄,通過政策和市場相結合,開展首臺(套)技術裝備示范驗證,推進自主化技術裝備應用。
健全標準體系。完善能源行業標準體系,強化核能、氫能、儲能和綜合智慧能源等新技術標準制定。創新標準宣貫模式,建立能源行業標準實施信息反饋渠道,不斷完善科技創新績效評價標準體系,強化標準實施情況分析處理和監督檢查。
強化交流合作。聚焦關鍵技術領域,加強國際、國內科技交流合作,開展聯合研究,強化先進技術消化、吸收和再創新,解決關鍵技術難題。創辦山東能源綠色發展論壇,鼓勵創新主體走出去,打造有國際影響力的高端對話交流平臺。
加強人才培養。創新人才引進培養模式,對接國家級人才工程,依托全省人才引進“一事一議”和人才工程,加快“高精尖缺”人才在山東匯聚,打造齊魯能源科創高端智庫和能源工匠高地。
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