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从愿景到实景 科技创新绘就能源壮美画卷

□ 本报记者 吴 昊 焦红霞

能源是关系国计民生的基础产业,科技创新则是引领能源行业发展的第一动力。新中国成立七十年来,我国能源科技从“跟跑”到“并跑”,再到部分领域实现“领跑”,完成了质的飞跃。

从新中国成立初期,艰难起步一路披荆斩棘,到改革开放,实干进取不断逐梦前行,如今,我国能源科技装备在部分领域已具备国际竞争力,部分能源技术甚至达到世界领先水平,为保障国家能源安全和推动能源清洁低碳转型提供了有力支撑。

2018年,习近平总书记考察三峡水电站时表示,“真正的大国重器,一定要掌握在自己手里。核心技术、关键技术,化缘是化不来的,要靠自己拼搏。”我国能源科技的创新,正是靠着顽强的拼搏精神,一步步走向世界的前沿,把国之重器牢牢地握在了手里。

自主创新铸造“大国重器”

与大多数现代工业在我国的发展史相似,我国能源科技领域起步较晚。新中国成立之初,面对迫切的国民经济发展需求和落后的能源技术,我国选择了“引进吸收”的发展战略,从上游的发电领域,到中游的输电技术,都经历过从学习、引进到国产化的历程。

改革开放后,我国能源科技由弱渐强,在引进吸收的基础上,多措并举厚植创新沃土,坚持自主研发掌握战略主动。依托重大工程推动创新发展,是国家能源局在长期工作中总结形成的一项行之有效的“法宝”,这一点在输电技术领域尤为明显。

1981年,我国第一条500千伏超高压线路——平武线(河南平顶山-湖北武昌)竣工投运,工程所用的线路设备和技术分别从日本、法国、瑞典等6个国家择优引进。经过两年时间,我国在引进技术的基础上,结合国内实际需求再创新,大大提高了高压电气独立设计制造能力。随后,在东北元宝山-锦州-辽阳-海城输变电工程中,国产500千伏成套输变电设备大展身手,并开启了我国超高压、特高压时代电力技术装备迅猛发展的帷幕。

近10年来,我国自主研发、设计、制造并建设了世界上电压等级最高、输送距离最长、输送容量最大的晋东南-南阳-荆门、昌吉-古泉特高压输电工程,全面掌握了1000千伏交流、±1100千伏直流及以下等级的输电技术,关键技术、试验能力和设备研发水平领先世界。

而在上游发电领域,我国水电技术的突破最具代表性。据了解,在三峡工程建设前,我国水电机组生产能力仅为32万千瓦。1994年12月14日,举世瞩目的长江三峡水利枢纽工程正式开工,我国水电技术的发展就此掀开新的一页。

在三峡工程建设过程中,通过技术引进、消化吸收、再创新,我国水轮发电机组设计、研发和制造能力一举提高到70万千瓦。此后,溪洛渡、向家坝两座电站屡创世界纪录,并见证了我国大型水电机组从70万千瓦到80万千瓦的跨越。2017年,随着白鹤滩水电站全面开工建设,中国水电向世界上单机容量最大机组发起冲刺,开启了100万千瓦新纪元。

电网技术和水电开发的飞跃,是新中国成立以来我国能源行业不断攻坚克难的一个缩影。在70年的发展历程中,我国电力、能源领域在一个又一个关键节点迎难而上,不断取得新的突破,铸造了一个又一个“国之重器”的辉煌。

扬帆出海成就“国家名片”

伴随创新能力的提升,我国能源科技逐渐走出亦步亦趋的被动状态,在国际合作中从“引进来”转向“走出去”。其中,水电与核电成为我国能源行业“走出去”的排头兵。

随着三峡水利工程建设的推进,我国水电装备制造能力显著提升,并形成完整的产业体系。与此同时,中国水电不断发挥优势“走出去”,水电机组远销巴西、埃塞俄比亚、东南亚等国家和地区,年度出口最高达到350万千瓦。

近年来,中国水电服务“一带一路”建设硕果累累,我国企业相继建成了巴基斯坦NJ水电站、缅甸瑞丽江一级水电站、柬埔寨华能桑河二级水电站等等,形成了一批领先国际的水电开发技术,为“一带一路”沿线国家以最高标准打造出一个个所在国的“三峡工程”。

在核电领域,作为国家新名片,中国核电近年来在海外市场捷报频传,接连签下大单,截至目前,已出口7台核电机组共计458万千瓦。其中,我国自主研发的百万千瓦级三代核电“华龙一号”不仅成套出口巴基斯坦,并正在为进入英国市场接受英国政府通用设计审查。

能源技术装备出海,需要标准先行。国家能源局自成立以来,对能源行业标准化工作十分重视。近年来,在核电、水电、电网等重点领域主导修订了一批重点标准,针对储能等新兴领域研究建立了标准体系,并在岸电设施等领域新建了多个标准化技术委员会。一个统一、完善、符合国情的能源技术装备标准体系正在逐步形成。

转型升级助力“能源革命”

新中国成立七十年来,我国能源行业的卓越成就让世界为之惊叹。随着时代的进一步发展,能源的高质量发展和绿色清洁转型成为“新时代”赋予能源行业的使命,聚焦创新节能和降耗增效、发展新能源、提升电网技术解决可再生能源消纳,使能源行业成为绿色发展的脊梁。

据初步统计,作为全球最大的能源生产和消费国,2012年~2017年,我国煤炭、电力、石化三个领域累计实现节能量约2.8亿吨标准煤,减排二氧化碳7.4亿吨。近5年来,我国能源清洁低碳转型的步伐不断加快,累计退出煤炭落后产能8.1亿吨,淘汰关停落后煤电机组2000万千瓦以上。

2015年9月,国电泰州电厂100万千瓦超超临界二次再热机组项目正式投入商业运营,供电标准煤耗降至263克/千瓦时,远远低于国内平均水平,成为当时世界最大容量、效率最高的火电机组。

技术突破离不开政府的强力支持,泰州电厂被国家能源局列为国家燃煤发电示范项目,为保障项目的顺利实施,国家能源局领导曾亲赴国电集团现场办公协调工作,并主持了4次项目评审会。政策的大力推动,使泰州电厂成为能源革命大潮中,科技创新推动生态文明建设的一个缩影。

“十三五”期间,为推动能源革命的蓄力加速,国家发改委与国家能源局印制了《能源发展“十三五”规划》与《电力发展“十三五”规划》,其中提出深入推进煤电超低排放和节能改造的发展目标。依靠技术进步,我国煤电装备在数十年间实现了从高排放到低排放、从高耗低效到低耗高效的转变。超临界、超超临界、二次再热、循环流化床等先进技术得到推广应用,让煤电机组“脱胎换骨”,节能改造促进减排增效,让煤电产业“强筋壮骨”。

在推进节能和煤电超低排放的同时,我国清洁能源的发展速度也日渐加快,新能源发电技术创新呈现明显的后发优势,风电、光伏等产业化技术和关键设备与世界发展同步,为能源转型提供了有力的支撑。尤其在光伏领域,近年来,国家能源局通过专项行动、规划引导光伏产业实现技术创新、产品升级。凭借领先的技术水平,我国已站立在全球光伏产业发展的最前列。

数据显示,2018年我国光伏电池产量达到8720万千瓦,占世界总产量的73%;并网装机总容量达到1.74亿千瓦,占比超过全世界光伏总装机35%。先进晶体硅电池多次打破世界纪录,单晶PERC和多晶黑硅技术先进生产线电池转换效率已达到21.8%和19.2%。全球前10光伏电池生产企业中我国占据8席,国产光伏电池覆盖全球主要市场。

与此同时,为保障电力安全和促进清洁电力消纳,电网的转型升级也逐渐步入快车道。当前,我国电网技术装备和安全运行水平处于世界前列,国际领先的特高压输电技术开始应用,大电网调度运行能力不断提升,电网技术与信息技术的融合不断深化,智能变电站全面推广,多端柔性直流输电示范工程建成投运,主流储能技术总体达到世界先进水平。

当前及今后一个时期是我国大力推动能源产业转型升级,实现“四个革命、一个合作”的关键时期,我国能源科技正处于大有作为的重要战略机遇期,随着“新时代号角”的吹响,我国能源科技创新也将奏响不断奋进的乐章。