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能源行業(yè)科技創(chuàng)新路線圖浮出水面,薄弱環(huán)節(jié)亟須突破

企業(yè)觀察報發(fā)布時間:2022-04-12 12:10:12

  中國與其他國家的差距主要體現(xiàn)在三個方面:一是關(guān)鍵零部件、專用軟件、核心材料等大量依賴國外進(jìn)口;二是能源領(lǐng)域原創(chuàng)性、引領(lǐng)性、顛覆性技術(shù)偏少,綠色低碳技術(shù)發(fā)展難以有效支撐綠色低碳轉(zhuǎn)型;三是重大能源科技創(chuàng)新產(chǎn)學(xué)研“散而不強”,重大技術(shù)攻關(guān)、成果轉(zhuǎn)化、首臺(套)依托工程機(jī)制、容錯以及標(biāo)準(zhǔn)、檢測、認(rèn)證等公共服務(wù)機(jī)制尚需完善。

  近年來,隨著太陽能、風(fēng)能等非傳統(tǒng)可再生能源技術(shù)水平的提高和成本的下降,世界多國和地區(qū)都加快了可再生能源發(fā)展的步伐。

  如何建設(shè)能源強國?能源科技如何創(chuàng)新?日前,國家能源局、科學(xué)技術(shù)部印發(fā)了《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》(下稱“《規(guī)劃》”),為中國能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新指明了方向。

  五大路線

  《規(guī)劃》從可再生能源、新型電力系統(tǒng)、安全高效核能、綠色高效化石能源開發(fā)利用、能源數(shù)字化智能化等方面,確定了相關(guān)集中攻關(guān)、示范試驗和應(yīng)用推廣任務(wù),部署了相關(guān)示范工程,并為“十四五”時期能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新制定了技術(shù)路線圖。

  在先進(jìn)可再生能源發(fā)電及綜合利用技術(shù)方面,《規(guī)劃》提出研發(fā)可再生能源先進(jìn)發(fā)電及綜合利用技術(shù),攻克高效氫氣制備、儲運、加注和燃料電池關(guān)鍵技術(shù),推動氫能與可再生能源融合發(fā)展。

  在新型電力系統(tǒng)及其支撐技術(shù)方面,《規(guī)劃》提出加快電網(wǎng)核心技術(shù)攻關(guān),支撐建設(shè)適應(yīng)大規(guī)模關(guān)鍵技術(shù)、核心裝備,滿足能源系統(tǒng)發(fā)展需要。

  在安全高效核能技術(shù)方面,《規(guī)劃》提出開展三代核電關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化研究,開展小型模塊化反應(yīng)堆、(超)高溫氣冷堆、熔鹽堆等新一代先進(jìn)核能系統(tǒng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)。

  在綠色高效化石能源開發(fā)利用技術(shù)方面,《規(guī)劃》提出開展常規(guī)油氣和非常規(guī)油氣勘探開發(fā)、輸運和煉化領(lǐng)域相關(guān)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),形成煤炭綠色智能高效開發(fā)利用技術(shù)體系。

  在能源系統(tǒng)數(shù)字化智能化技術(shù)方面,《規(guī)劃》提出推動煤炭、油氣、電廠、電網(wǎng)等傳統(tǒng)行業(yè)與數(shù)字化、智能化技術(shù)深度融合,引領(lǐng)能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

  現(xiàn)狀

  縱觀全球能源技術(shù)發(fā)展趨勢和各國推動能源科技創(chuàng)新的舉措,可知綠色低碳是能源技術(shù)創(chuàng)新的主要方向,具體應(yīng)用集中在化石能源清潔高效利用、新能源大規(guī)模開發(fā)利用、核能安全利用、大規(guī)模儲能、關(guān)鍵材料等重點領(lǐng)域。世界主要國家均把能源技術(shù)視為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的突破口,制定各種政策措施搶占發(fā)展制高點,并投入大量的資金予以支撐。

  國際能源署(IEA)發(fā)布的《IEA成員國能源技術(shù)研發(fā)示范公共經(jīng)費投入簡析2020》顯示,在過去40年里,IEA成員國能源技術(shù)研究、開發(fā)和示范公共投入領(lǐng)域變得日益多樣化。1974年,核能在能源技術(shù)投入總額中占比最高,達(dá)到75%。此后逐年下降,在2019年已降至21%,與能源效率(21%)、可再生能源技術(shù)(15%)和交叉技術(shù)(23%)的RD&D(研發(fā)投入強度)相當(dāng)?;剂贤度胝急仍?0世紀(jì)90年代達(dá)到頂峰,2013年之后逐步下滑至當(dāng)前的9%。2019年,美國和日本是IEA所有成員國中對RD&D公共投入最多的兩個國家,兩國的RD&D公共投入合計占到成員國總投入的近一半(47%)。緊隨其后的是德國、法國、英國、加拿大、韓國、意大利和挪威。除了日本外(投入下滑2%),其他成員國RD&D公共投入均有顯著增加。得益于“地平線2020”研發(fā)創(chuàng)新框架計劃,2019年歐盟能源技術(shù)RD&D公共投入總額位列全球第三,僅次于美國和日本。

  據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù),2021年中國R&D經(jīng)費投入達(dá)27864億元,與GDP之比達(dá)到2.44%。

  針對中國能源科技創(chuàng)新布局,強國創(chuàng)新智庫首席科學(xué)家趙剛認(rèn)為,目前還存以下幾個薄弱環(huán)節(jié):

  一是缺乏國家層面的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。在能源科技領(lǐng)域,國家集中力量辦大事的優(yōu)勢還沒有完全發(fā)揮出來。過去有國家重點實驗室,多是依托大學(xué)、企業(yè)科研院所等,基本都不是獨立的法人機(jī)構(gòu),在人才、資金和技術(shù)的協(xié)調(diào)上存在一些問題。所以專家們一直呼吁建立能源領(lǐng)域的國家級實驗室,如新型電力系統(tǒng)國家實驗室等,打破體制機(jī)制的限制,薪酬不封頂,以此來聚合國內(nèi)外優(yōu)秀人才。

  二是基礎(chǔ)研究投入不足。目前中國在關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域還存在很多“卡脖子”難題,凸顯中國基礎(chǔ)研究環(huán)節(jié)的薄弱?!?020年全國科技經(jīng)費投入統(tǒng)計公報》里的數(shù)據(jù)顯示,中國科技經(jīng)費投入強度(與GDP之比)為2.44%,其中基礎(chǔ)研究占科技投入的比重為6.09%,這與發(fā)達(dá)國家基礎(chǔ)研究占科技投入的比重為15%-25%相比,還有很大差距。關(guān)鍵核心技術(shù)依賴國外的狀況不得到根本轉(zhuǎn)變,難言科技自強自立,對基礎(chǔ)研究的重視度和投入度必須要加強。

  三是人才隊伍比較分散。目前中國能源領(lǐng)域高水平的技術(shù)人才主要分散在國家科研院所、高校和國企中,人才流動受到一些制約,收入無法用市場化機(jī)制來衡量,這就導(dǎo)致相似的研究課題和研究方向沒有形成統(tǒng)一的科研力量。怎么讓各機(jī)構(gòu)的人才隊伍既能夠合作,又能夠共享科技成果和利益,是中國現(xiàn)在需要思考和解決的難題。

  四是國企和民企聯(lián)動不夠?,F(xiàn)在國家強調(diào)建立創(chuàng)新聯(lián)合體,以大企業(yè)為龍頭,讓中小企業(yè)圍繞大企業(yè)或者圍繞某一項產(chǎn)品、技術(shù)、裝備來開展配套研發(fā)。創(chuàng)新聯(lián)合體是由代表市場需求的創(chuàng)新型企業(yè)牽頭組織、各類科技創(chuàng)新相關(guān)利益方組建而成,將需求側(cè)與供給側(cè)緊密結(jié)合,兼具市場主導(dǎo)與政府引導(dǎo),有助于促進(jìn)中國從漸進(jìn)式技術(shù)創(chuàng)新向顛覆性技術(shù)創(chuàng)新升級。目前能源領(lǐng)域已在探索這方面的聯(lián)合體,需要國家層面進(jìn)一步出臺相應(yīng)政策,鼓勵政府和大企業(yè)采購中小企業(yè)的新技術(shù),發(fā)揮中國市場強大的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。

  機(jī)遇與挑戰(zhàn)

  中金公司發(fā)布的《創(chuàng)新:不滅的火炬》報告認(rèn)為,能源技術(shù)創(chuàng)新是形成中國未來更高效、更低成本的能源制造業(yè)發(fā)展的核心動力,也將為推動中國完成能源轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)能源安全發(fā)揮重要作用。

  從歷史來看,綠色能源創(chuàng)新是以漸進(jìn)式創(chuàng)新為主,激進(jìn)式創(chuàng)新為輔。綠色能源科技創(chuàng)新以激進(jìn)式創(chuàng)新為代際標(biāo)志,體現(xiàn)為光伏、新能源電池產(chǎn)品在效率、性能上呈現(xiàn)躍進(jìn),但初期成本不一定占優(yōu),需借助漸進(jìn)式創(chuàng)新,通過設(shè)備國產(chǎn)化、材料單耗下降等小步快跑的技術(shù)迭代,形成成本優(yōu)勢、主導(dǎo)市場。

  能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來商業(yè)模式的創(chuàng)新,以數(shù)字化、智能化的方式打通各要素,產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益,為綠色能源賦能。通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新,光伏、新能源電池在技術(shù)上與海外不存在代差,同時成本具備競爭優(yōu)勢,帶來光伏、新能源電池產(chǎn)業(yè)鏈全球配套份額的提升,頭部企業(yè)獲取到超額利潤;而能源互聯(lián)網(wǎng)/能源數(shù)字化帶來了增量市場空間收益和對于基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)節(jié)的外部性激勵。創(chuàng)新的來源主要為研發(fā)、技術(shù)融合和商業(yè)模式創(chuàng)新等。

  從光伏、鋰電過去發(fā)展的成功經(jīng)驗來看,政府政策扮演著舉足輕重的角色,通過補貼培育需求、引導(dǎo)需求升級,再到“示范項目”促進(jìn)行業(yè)技術(shù)不斷進(jìn)步,為產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)?;a(chǎn)、成本下降提供了試錯平臺。企業(yè)間則是通過激烈的競爭給行業(yè)帶來了從“量變”到“質(zhì)變”的漸進(jìn)式升級。

  《規(guī)劃》為促進(jìn)氫能、儲能、碳捕集與封存、化石能源的清潔化利用等其他綠色能源的加速發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。

  此外,中國綠色能源行業(yè)在激進(jìn)式創(chuàng)新方面仍較為薄弱,人才和科研體制仍需進(jìn)一步完善增強,同時更好地對知識產(chǎn)權(quán)進(jìn)行保護(hù)將促進(jìn)企業(yè)創(chuàng)新動力,并需要對產(chǎn)能無序擴(kuò)張加以關(guān)注。

  從R&D投入來看,中國R&D投入總量具有優(yōu)勢,但與世界其他科技強國相比仍然存在一定差距。《規(guī)劃》指出,中國與其他國家的差距主要體現(xiàn)在三個方面:一是關(guān)鍵零部件、專用軟件、核心材料等大量依賴國外進(jìn)口;二是能源領(lǐng)域原創(chuàng)性、引領(lǐng)性、顛覆性技術(shù)偏少,綠色低碳技術(shù)發(fā)展難以有效支撐綠色低碳轉(zhuǎn)型;三是重大能源科技創(chuàng)新產(chǎn)學(xué)研“散而不強”,重大技術(shù)攻關(guān)、成果轉(zhuǎn)化、首臺(套)依托工程機(jī)制、容錯以及標(biāo)準(zhǔn)、檢測、認(rèn)證等公共服務(wù)機(jī)制尚需完善。

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