中國新能源技術創新面臨的挑戰及發展趨勢

• 劉明月 2023年9月27日 來源：中研研究院 790 48
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新能源技術創新提高新能源利用率，確保新能源發電接得上、送得出、用得穩。新一代新能源功率預測系統可以接收近千個新能源場站上報的預測數據，并據此預測新疆電網的新能源功率，調度部門可根據預測結果安排第二天的發電計劃，并開展日內電力調度控制。

數據顯示，“新能源+”系列成果已納入新疆維吾爾自治區在獨立儲能、新能源產業協同發展等方面的6項政策文件。該公司全面實施大電網穩定控制等5項國家級重點項目，聯合高校及科研單位申報全電力電子電力系統構建與穩定運行等9項國家級重點項目;聯合中國電科院、南瑞集團等單位，開展新能源友好支撐等21項省部級課題攻關;新一代新能源功率預測系統等12項成果獲省部級科技獎。

新一代新能源功率預測系統可以接收近千個新能源場站上報的預測數據，并據此預測新疆電網的新能源功率，調度部門可根據預測結果安排第二天的發電計劃，并開展日內電力調度控制。

新能源發電的波動性為電網調節、調度帶來較大挑戰。電力系統需要提高感知能力，做到新能源技術創新全面可觀可測可控。為此，國網新疆電力搭建了能源大數據中心。該中心融合了風光發電實時出力、新能源發電功率、新能源內供外銷電量等數據，并自主開展數據分析。

能源大數據中心還可以預測風帶路徑，輔助調度等部門提前安排火電機組停機、申報日前現貨交易、調整疆電外送計劃，根據當日實際情況，通過火電深度調峰、儲能站充電、啟動自備電廠替代交易等方式消納新能源電量，新能源技術創新提高新能源利用率，確保新能源發電接得上、送得出、用得穩。

中研研究院出版的《2023-2028年中國新能源行業發展前景及投資風險預測分析報告》顯示

中國新能源技術創新面臨的挑戰及發展趨勢

目前我過發展新能源技術和項目。新能源技術創新的迅速發展及政府對國產設備的支持，推動風電設備制造業迅速崛起。風電設備每年增長率均在30%以上，風電設備的技術水平大幅提升，目前我國1.5兆瓦以下風機從整機到零配件全部能實現國產化，3兆瓦風機已經實現系列化并已投入運行，5-6MW風電機組樣機已下線，而且我國風機廠商已經開發出自己的7兆瓦風機。行業技術進步迅速。

根據能源局、發改委印發的《以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點的大型風電光伏基地規劃布局方案》，第二批風光大基地在“十四五”時期規劃建設裝機量為200GW，“十五五”時期規劃建設裝機量為255GW，合計455GW。再加上千鄉萬村馭風行動帶來的分布式風電裝機，將有力的支撐風電裝機量長期內較快速的增長，新能源技術創新進而帶動整個行業的上行。

經過近十年的飛速發展，我國新能源裝機量和裝備制造能力位居世界第一。但新能源發電設備利用小時數偏低和新能源效率較低的問題逐步凸顯，具體表現在消納矛盾日益突出。隨著國家可再生能源補貼政策支持力度持續減弱，新能源發電陸續邁入平價甚至低價時代。

1.光伏和風力發電及制氫

當前我國工業建設電力主要來自于煤炭燃燒，環境污染嚴重，同時也對能源行業帶來危機，面對生態環保要求及“碳達峰，碳中和”對CO2排放的巨大壓力，全球正在考慮采取新的方式進行電力供應。光伏和風力發電與煤炭發電相比，原料利用可再生資源太陽能和風能，具有清潔無污染、投資和維護費用低的特點，越來越顯示巨大的潛力。

煤炭價格的大幅上漲導致火力發電成本大幅上漲，我國光伏市場相關報道顯示，國內的火力發電廠每度電的成本已接近3.5元，甚至有的發電廠還要更高一些，相比之下國內風力發電和光伏發電的成本約為1.8元，已開始明顯優于火力發電。通過以上量化的數據，結合光伏和風力發電的成本優勢以及對CO2減排的優勢，傳統的石化能源未來將逐漸失去優勢，取而代之的光伏和風力發電必將有巨大發展空間。

2.開發CO2利用新技術，制備甲醇和乙醇

在當前“碳達峰、碳中和”背景下，實現高效轉化制高值化學品具有重要的戰略意義。將CO2轉化為甲醇和乙醇等綠色清潔能源，形成低碳運輸燃料，醇類燃燒后又變成CO2，又可以重復利用，實現了資源的再生循環利用。

由中國科學院上海高等研究院Li等研究了氮摻雜的介孔碳(N-carbon)材料用于電催化CO2轉化過程，通過調控優化N-carbon的孔道結構和表面活性位構型，發現在-0.56V(vs.RHE)電壓下電催化CO2轉化生成乙醇的電流效率達到77。此項研究工作為設計創制高活性和高選擇性生成多碳產物的電催化體系提供了新思路，隨后中國科學院上海高等研究院與中國海洋石油青島公司、中國成達工程有限公司合作開發了CO2加氫制甲醇關鍵技術。并進行了中試放大研究，于2020年7月建成5000t/a規模工業試驗裝置，通過了中國石化聯合會組織的現場72h考核。評估專家組認為該項目率先建成了全球最大規模CO2加氫制甲醇工業試驗裝置，與國內外同類技術相比，主要技術指標先進，對于我國CO2資源化利用、減少溫室氣體排放具有重要意義。

當前利用CO2加氫制已醇和乙醇工業化核心問題是開發高選擇性和轉化率的催化劑及配套的工藝技術。國際上許多技術專利商如托普索(Topse)和魯奇公司(Lurgi)等均在攻關高效催化劑并進行相應的工藝技術開發工作。

3.城市生活垃圾制氫

目前我國城市垃圾處理方式主要是填埋或者焚燒，垃圾焚燒的主要設備循環流化床具有投資大和運行成本高的特點，同時焚燒過程中產生飛灰，對環境污染嚴重，因此開發新型的生活垃圾處理技術勢在必行。熱解氣化技術作為一種新型的生活垃圾處理技術，可以有效降低化合物生成量并減少飛灰排放量，有機物分解為簡單的氣體分子形成CO和H2，通過用PSA或膜分離后作燃料或化工原料使用，實現生活垃圾處理的無害化和資源化處理，在碳達峰碳中和背景下，伴隨著我國低碳清潔能源大規模應用需求，生活垃圾處理制氫經濟環保效益顯著。

在全球“碳達峰碳中和”目標的影響下，實現低碳能源轉型和現代能源體系重構是實現此目標的重要保證，新能源技術是應對全球氣候變化、推動后疫情時代全球經濟“綠色復蘇”的必然選擇。面對全球越來越嚴格的碳減排和環保要求，光伏風力發電及制氫、CO2加氫制備甲醇和乙醇、城市生活垃圾制氫技術，其經濟和環保效益顯著，在碳中和方面必將得到大力發展和應用。

到2030年，向低碳電力過渡將有助于各國減少資本支出達2萬億美元，這是因為發展新能源可以減少對煤炭、天然氣萃取和運輸的成本、減少化石燃料企業運營成本，而這一程度完全抵消了發展新能源的經營成本，尤其是對石油進口量大于產品的國家和地區而言，例如中國、美國、歐洲和印度等。

未來，在國家不斷解決新能源消納難題背景下，我國新能源技術裝備有望迎來新一輪增長。同時，新能源技術創新發展是未來主要方向和重點工程，能源結構也將持續進行調整，所以新能源技術裝備有望占據主流，利于行業進一步升級發展。因此，新能源產業維持中高速增長，將帶動新能源技術裝備壯大變強，前景向好。

為實現“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要，我國風電、光伏等新能源需要保持合計年均1億千瓦以上的大規模發展，以持續快速地推動能源供給側清潔化、低碳化發展。

為推動新能源技術創新實現產業和技術升級，中國要推進新能源產業實現智能化、綠色化發展，并實現關鍵技術突破和升級;加大對新能源產業智能制造和數字化升級支持力度，實現新能源產業與信息技術深度融合;推動退役風電機組、光伏組件回收處理技術和新產業鏈發展，實現新能源技術創新產業鏈全生命周期閉環式綠色發展;推進關鍵技術突破，加快推動關鍵基礎材料、設備、零部件等技術升級;瞄準新型電力系統、安全高效儲能、氫能、新一代核能體系、二氧化碳捕集利用與封存、天然氣水合物等前沿領域，實施一批具有前瞻性、戰略性的國家重大科技示范項目。

中國新能源技術創新行業市場的發展現狀，通過公司資深研究團隊對市場各類資訊進行整理分析，行業研究報告可以幫助投資者合理分析新能源技術創新行業的市場現狀，為投資者進行投資作出行業前景預判，挖掘投資價值，同時提出行業投資策略和營銷策略等方面的建議。

中國新能源技術創新行業的內外部環境、行業發展現狀、產業鏈發展狀況、市場供需、競爭格局、標桿企業、發展趨勢、機會風險、發展策略與新能源技術創新投資建議等進行了分析。

據了解，該行業發展空間極大，未來新能源技術創新市場現狀如何呢?請查看，中研研究院出版的《2023-2028年中國新能源行業發展前景及投資風險預測分析報告》。

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