11月11日,吉林省能源局发布吉林省能源科技装备“十四五”规划,文件指出,光伏装备,依托已经成形的产业规模,吸引上下游产业逐步形成聚集;发挥我省大型国有企业多的优势,支持老工业基地传统制造业转型,形成光伏玻璃、边框、支架等辅材装备的配套能力,逐步形成以满足省内需求为主,覆盖东北和华北部分地区市场的光伏装备制造生产能力;力争到“十四五”末期,形成光伏专精分链。
针对白城市风电装备产品同质化等问题,建设具有核心部件研发、制造和生产的风机制造工业园区,优化产业结构和空间布局,推进产业升级和技术创新,将提高产业层次和增强产业核心竞争力作为发展重点,重点支持风电装备企业的技术升级和改造,提升风电装备成套能力;拓展风电、太阳能装备产业链,激发产业集群创新。建设风光储联合示范工程,探索风电就地消纳的途径,加快调峰电源建设,将白城打造成为风能开发基地、风电装备生产基地和国家级“绿氢”规模化供应基地。
吉林省能源科技装备“十四五”规划
习近平总书记提出的能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命、能源体制革命和加强国际合作的能源安全新战略,深刻揭示了世界能源发展的总趋势,指明了我国新时代能源发展的大方向,是我们在新时代做好能源工作、推动能源事业高质量发展的根本遵循。科学编制《吉林省能源科技装备“十四五”规划》,是紧跟世界能源技术革命新趋势,推动能源科技装备自主创新,落实党中央、国务院决策的重要举措,是推进能源技术革命的重要内容,也是适应时代要求和推动吉林全面全方位振兴的必然选择,对实现“双碳”目标、加快绿色转型、保障能源安全具有重要意义。
依据国家《“十四五”能源领域科技创新规划》、《关于推动吉林省能源高质量发展的实施方案》、《吉林省能源发展“十四五”规划》及《中国制造 2025》制定本规划,规划期为2021—2025年。
第一章 发展基础及背景
第一节 基本情况
1、资源禀赋
吉林省有丰富的风能、太阳能、生物质能和油页岩资源,开发潜力大。
风能资源。吉林省风能潜在开发量约2亿千瓦时,可装机容量约6900万千瓦,主要分布在白城、松原、四平双辽等地区。
太阳能资源。吉林省太阳能资源总体属于二类,西部地区太阳能资源最为丰富,年日照时数为2800—3000小时;地面光伏电站潜在开发容量为9600万千瓦,可装机容量约为4600万千瓦。
生物质能资源。吉林省农作物秸秆产出量约为4500万吨/年,可收集量约为3500万吨/年,可能源化利用的资源总量约为1200万吨/年;林业剩余物资源为1000万吨/年,可能源化利用量约为400万吨/年;垃圾量约为540万吨/年,可能源化利用量约为400万吨/年。
油页岩资源。吉林省油页岩查明储量1086亿吨,占全国查明储量80%以上,主要分布在松原、延边和吉林地区。
水电资源。吉林省水资源丰富,主要分布在东部松花江、鸭绿江、图们江各水系,抽水蓄能理论蕴藏量装机容量1610万千瓦;可开发常规水电装机容量574.4万千瓦,目前已开发480.5万千瓦。
地热能资源。吉林省浅层地热资源主要分布在长白山天池温泉群、抚松县、临江市、长春双阳区、四平伊通县等地;中深层地热资源普遍分布于吉林省各个市州,但勘察程度不高。
2、地理区位
吉林省区位优势明显,地处由中国东北地区、朝鲜、韩国、日本、蒙古和俄罗斯东西伯利亚构成的东北亚地理中心位置,在联合国开发计划署积极支持的图们江地区国际合作开发项目中居于重要地位,是“一带一路”建设的重要节点,是东北对外开放的重要门户,在国家区域发展战略中地位优越。
3、优势产业
吉林省属于东北老工业基地,工业系统发展较为完备,具有较强的工业基础。近年来,东北老工业基地振兴战略的实施为能源装备制造产业的振兴积聚和释放了发展动能。在氢能产业方面,吉林省已经十余家企业在“氢能走廊”建设的节点地区,可以为制氢、用氢提供发展需求。在石油装备制造方面,吉林省石油钻采设备产品覆盖国内各油田并出口至美国、哥伦比亚、俄罗斯、中亚等20多个国家和地区。在燃料乙醇产业方面,吉林省是我国处于世界三大黄金玉米带的省份,玉米单产多年稳居全国第一,玉米质量优于其他省份,现拥有年生产能力30万吨以上的乙醇生产企业共4家。在生物质产业方面,已形成完整生物质供热产业链,签约生物质成型燃料供热面积超过2000万平方米;试制的秸秆连续炭化成套设备及开发的秸秆炭化的自动化控制系统已实际运行。
4、科研力量
吉林省拥有吉林大学、中国科学院长春应用化学研究所等多所科研机构,拥有一流的科技人才和科研成果、丰富的技术和科研资源。“十三五”期间,参与能源科技装备研发项目的科研人员逾1000人,研发专利数逾300项。吉林省能源科技装备企业中,共34家企业拥有研发中心,其中国家级4家,省级15家,市级6家,有研发能力的企业9家。部分企业拥有独立的科研团队,科研人员逾240人,获得多个省级和国家级奖项,申请专利逾550项,为吉林省能源科技装备的发展提供了人才和技术支撑。
第二节 主要成绩
“十三五”时期,吉林省能源科技、装备制造业取得长足发展。截止2020年末,吉林省能源装备制造业规模以上企业总产值为61.75亿元。
1、能源科技发展
传统能源与新能源领域齐头并进,紧跟国内外发展步伐,向智能化高水平发展,部分科技水平达到国际先进水平,以吉林大学、东北师范大学、中国科学院长春应用化学研究所等为代表的一批重点高校和科研机构陆续完成了一系列关键技术的突破,达到国际先进水平(详见附图1、附图2)。
(1)传统能源领域发展现状
煤炭开采向智能化、高水平发展。吉林省煤炭开采技术智能化已达到国内先进水平;智慧化矿山建设相关工作开始全面布局,实现采、掘、通、排、压、提、运各生产环节的智慧化协调管控;自主研发的KT325矿用无线通信系统填补了国内相关领域的空白,未来有待向“5G+智慧矿山”发展。
多项油气勘探开采技术填补领域内空白。吉林省油气勘探开采技术总体位于国内领先水平;油、气、水浸试验检测系统关键技术攻关、设备功能及技术指标达到了国际先进水平,具有完全自主知识产权,目前已经进入推广应用阶段;开展了井下安全阀试验检测系统关键技术攻关,设备功能和指标通过了美国石油质量体系API14-A认证;创新发展了陆相沉积低渗透油藏CO2驱油理论,在CO2驱油与埋存技术领域达到国内甚至国际领先水平,形成了四项主体技术,一是形成了保混相、控气窜、提效果的注采调控技术,二是形成了CO2驱钻井、井筒、地面全过程防腐技术,三是形成了高气液比油井正常生产技术,四是形成了CO2全流程地面工程技术,实现了安全平稳生产和CO2零排放;自主研发的原位裂解提取油页岩油技术处于国际先进、国内领先水平,油页岩原位转化高效加热方法以及油页岩原位体积压裂工艺研究达到国内领先水平,全国成立的9个油页岩开采技术研发分中心有3个落户吉林省;开展时间域直升机航空电磁探测系统关键技术及应用研究,成功开发了国内首套吊舱式时间域直升机航空电磁勘查系统,填补了国内空白。
城市电力系统率先完成网络智能化建设。吉林省电力科技在大数据、云计算、电力物联网和能源大数据中心等方面紧跟国内发展步伐;大数据体系建设完备,全面完成数据中台8.0版本升级部署工作;云计算研究已经完成国网云平台8.0版本部署和存量资源纳管验证,并在云平台部署物联管理平台,实现统一物联管理和终端标准化接入;构建了以电力数据为核心的能源大数据应用平台;在新能源优化调度和消纳技术方面,构建了完备的新能源技术支撑体系,部分成果达到国内先进水平。
(2)新能源领域发展现状
风电、核电等重大技术研发进展顺利。风力发电机组玻璃钢件真空袋压无痕成型工艺填补了国内的空白,轴向分裂变压器低压绕组一体绕制箔式线圈结构及工艺、内置磁屏蔽变压器器身压板技术和焊接等工艺均处于国内领先水平;核电装备制造技术总体处于国内领先水平,其中主管道热弯成型工艺处于国内领先水平,一体化供热堆处于国际领先水平,示范项目计划在“十四五”期间落地。
生物质能源综合利用向多元化和智能化进展明显。成功研制了秸秆连续炭化成套设备,并开发了秸秆炭化的自动化控制系统;突破秸秆碳化的燃气回收再燃烧技术难点,解决了秸秆碳化的能量再利用问题;开发的生物质类流化床气化技术、沼气生产和利用设备得到推广;玉米燃料乙醇和生物质能供热的部分技术接近或达到国内先进水平。
“中国北方氢谷”建设初见成效。依托自身发展氢能的资源、产业和技术优势,率先谋划“中国北方氢谷”。风电制氢示范项目启动实施,东北地区首条氢燃料电池公交线路在白城市正式投运,已建示范加氢站4座;电解水制氢方面,兆瓦级固体聚合物电解质电解水制氢技术达到国际领先水平,纳米催化剂、超声喷涂制备超薄膜电极技术、优化的电解电堆流场设计等获得了相关的知识产权,30千瓦级利用闲置风电水电解制氢系统样机成功研制;太阳能制氢方面,太阳能光催化耦合生物质制氢技术取得重要突破,转换效率显著提升。
锂电池技术不断取得突破。开发了超低温锂离子动力电池和锂离子高安全隔膜,全固态锂电池、水系磷酸铁锂电池、湿法隔膜制造工艺等相关技术达到国内先进水平。
地热能勘探开发技术国内领先。地热能勘探开发科技领域创造多个全国第一,研发了我国首台具有万米钻深能力的“地壳一号”科学钻探装备;建立了干热岩探查技术指标体系;提出了我国第一部干热岩靶区定位行业规程;首次研制了大型干热岩水力压裂实验室模拟系统;研发了高温(200℃)水力压裂液和新型化学压裂刺激剂;形成了一套地层降温压裂工艺;构建了地热储层改造效果验证评价技术体系。
2、能源装备制造
吉林省现有规模以上能源科技装备制造企业40家,主要涉及油气勘探开采、煤炭采掘洗选加工、核电装备制造、电力装备制造、风电装备制造、光伏设备制造、储能设备制造、生物质能装备制造和非标压力容器(换热器)制造9个类别。除了生物质能装备制造(09),其他8个装备制造类别都属于《中国制造2025——能源装备实施方案》中提到的重点类别(如图1.1所示)。
图1.1 吉林省现有能源装备制造行业类别
吉林省能源装备制造企业主要分布在吉林省中部和西部地区,以长春、吉林为中心点呈向西北部和南部辐射状发展(如图1.2所示)。
图1.2 吉林省能源装备规模以上企业分布图
吉林省各地市能源装备制造产业受所在地区资源禀赋、能源市场等因素影响,呈现出不同的行业地域特征(详见附表3)。长春市主要生产电网装备、生物质能装备等;吉林市主要生产生物质能装备、电网装备、核电装备等;四平市主要生产煤化工装备、电网装备、生物质能装备等;辽源市主要生产煤炭采掘洗选装备、储能装备等;通化市主要生产石油装备;白城市主要生产风电装备和太阳能发电装备等;松原市主要生产石油装备、风光装备等;白山市主要生产太阳能发电装备。
3、原料来源与产品输出概况
(1)传统能源装备制造发展现状
油气勘探开采装备制造与国内领先水平看齐。油气勘探开采装备制造业与高校开展各类新型设备的研制工作并取得积极成果,产品逐渐向智能化、环保化转变;带压作业机产品已经形成系列化产品并获得多项国内外专利;智能超长冲程抽油机产品实现了冲程、冲次的任意调整,拥有体积小、重量轻、动载小、零冲程损失、调参方便、节能等优点,产品出口到阿曼、哥伦比亚、委内瑞拉、哈萨克斯坦等国家,获得国家发明专利授权,并被评获2019年吉林省科技进步三等奖。
煤炭采掘洗选加工装备制造处于国内中等。采掘洗选加工设备制造业产品逐渐向特有、独有机型转变;针对极薄煤层采煤机、采煤机(掘进机)智能化及远程控制技术与装备等方面开展一系列研究并取得重大进展,获得30余项新型国家专利;采煤机、掘进机、刮板运输机等装备制造与国内同类装备制造水平较高的地区(如北京、山西、陕西等)相比还存在一定差距。
部分煤化工装备非标压力容器装备制造填补国内空白。煤化工装备非标压力容器(换热器)装备制造目前处于全国领先水平;开发了大型闭式循环水冷却器、可拆式宽流道板式换热器、新型高效板式换热器、主泵滑油冷却器、高NTU值可拆式板式换热器等新型换热设备和多项新技术产品,先后完成了六代板式换热器的更新换代,填补了国内换热器技术空白,提高了我国重大项目装备换热产品国产化配套的水平。
部分电力装备制造达到国际先进水平。以电炉变压器为代表的部分输变电装备制造达到国际先进水平,电炉变压器国内市场占有率超过70%,大型电炉变压器市场占有率超过95%;铁合金炉变压器HTDFPZ-45000/110、黄磷炉变压器HKSSPZ-30000/110获“2016年度中国工业首台(套)重大技术装备示范项目”;140MVA电弧炉变压器及电抗器是国内最大容量(全球第三大容量)的首台套电弧炉变压器,为我国大型炉变国产化开创了新纪元电力装备。
(2)新能源装备制造发展现状
风电装备制造稳步发展。风机叶片、塔筒机舱罩等风电装备制造取得多项进展,对风场的适应性范围增加,制造工艺总体处于国内先进水平,发电机组装配处于国内中等水平;研发系列叶片,有效解决低风速长叶片的叶根连接问题,适用于IEC/GLB类风场,为国内同款叶片开发时间最早、技术最成熟的产品,性能优良、质量稳定。
核电主管道热弯成型工艺达到全国领先。核电装备制造实现了多项技术突破,核电主管道热弯成型工艺水平为全国第一;承担“十三五”期间国家科技重大专项《大型先进压水堆和高温气冷堆核电站》的子课题研制工作以及国家核电华龙一号主管道研制工作,完成了第三代先进压水堆核电站核安全I级主管道和波动管的研制和批量生产。
生物质能设备制造向环保化、智能化方向拓展。以玉米秸秆压块设备、粮食烘干系统等为代表的装备制造水平达到国内领先。
储能设备性能大幅提升。240AHA、125AHA铝壳锂离子电池新产品,拥有质量能量密度更高、电性能更优、成本更低、安全性和绝缘性进一步加强的特点,技术水平达到国内领先;成功开发了5微米、7微米超薄单层隔膜与动力用高孔陶瓷涂层膜,技术达到国内领先,改变高端湿法隔膜国外(日韩)垄断现状,被誉为“中国湿法第一膜”。
(3)原料来源与产品输出概况
原料来源。吉林省装备制造企业原材料主要来自于省外,大多数为集团统一采购,省内原料主要来源于长春市,如图1.3所示。
图1.3吉林省能源装备企业省外来源
产品去向。目前,吉林省能源装备销往国内28个省份,国企集团销售辐射范围更广,省内企业全国市场占有率不高;吉林省产品出口国家主要有日本、韩国、朝鲜、泰国、印度、蒙古、伊朗、朝鲜、俄罗斯、美国、哥伦比亚和沙特阿拉伯等国家,如图1.4和图1.5所示。
图1.4吉林省能源科技装备企业产品省外客户所在地
图1.5吉林省能源科技装备企业产品国外客户所在地
第三节 存在问题
“十三五”期间,吉林省能源科技与能源装备制造业得到长足发展并取得许多成果,但与国外能源科技装备强国和国内能源科技装备强省相比、与能源革命的要求相比,吉林省能源科技创新和能源装备制造还存在明显差距。
1、能源科技发展
创新基础不扎实。吉林省创新优势和产业优势相互转化能力不强,优势产业核心技术受制于人的局面没有得到根本性改变,前沿性和战略性技术研发能力不足,产业创新链尚未形成;科技创新机制不优,创新链、产业链、资金链、政策链之间相互衔接不顺畅;能源科技研发资金投入严重不足,财政科技支出总量偏低、投入机制不健全,难以推动吉林省全社会创新创业向纵深发展。
成果转化率不高。产学研结合不紧密,成果转化机制不健全,技术链难以延伸、产业链难以壮大、价值链难以提升;部分成果转化成本高,竞争力不强;部分成果与企业联系不紧密,缺乏市场需求,造成了智力资源的极大浪费,影响了高端技术的深入研发和科技创新的全面发展。
协同创新契合度不紧密。能源装备制造企业各自为战的现象普遍,企业分工合作不明确、资源共享不足,缺少产业发展战略规划,缺乏完善统一的创新体系来协同企业科技创新发展;企业在科技创新资源上重复投入,企业之间存在恶性竞争,导致资源浪费和效率偏低。
2、能源装备制造
产品市场竞争力弱。部分企业装备制造与南方发达省份相比水平不高,拥有高技术含量和高附加值的关键零部件制造能力的企业不多,缺乏自主创新能力,对外来技术的依赖程度较大;能源装备产品方面表现为一般种类产品多,而专特产品少;粗、低加工度、低附加值产品多,精细、高加工度、高附加值产品较少。产品在整个行业的产业链上的竞争力偏弱。
产业链较短。吉林省能源科技装备产业缺乏完整的、具有区域特色的产业链接;能源装备整体呈现出单机、零配件产品多,重大、成套产品少的特点;上下游产业孤立发展,无法形成特色产业链,产业总体上停留在较低层次的简单集聚上;产业创新链尚未形成,产学研结合不紧密,成果转化机制不健全,技术链难以延伸、产业链难以壮大、价值链难以提升。
装备类别不齐全。吉林省现有能源装备制造类别较少,在《实施方案》中提到的15个类别中,吉林省仅涉及其中的煤炭绿色智能采掘洗选装备、风电装备、太阳能发电装备等8个类别,且并非关键能源装备;油气储运和输送装备、水电装备等其他7个类别的装备制造在吉林省尚未开展。
第四节 面临形势
近年来,全球能源科技创新空前密集活跃,传统能源产业逐渐向数字化智能化转型,风能、太阳能和氢能等新能源的开发利用带来了新一轮科技革命和产业变革,全球能源结构版图重新构建,以清洁高效可持续为目标的新能源技术的加速发展和碳达峰碳中和战略的推进引发全球能源变革,正在深刻影响国家发展和国际竞争。推动能源科技装备实现高水平高质量发展,把关键技术、关键装备牢牢地把握在自己手里,谋求能源产业健康发展及强化对经济社会发展的支撑能力已成为新一轮科技革命和产业变革趋势,如何赢得创新发展主动权已成为世界各国保障国家能源安全的必然选择。
1、国内外能源科技发展形势
当前,全球新一轮科技革命和产业变革方兴未艾,能源科技创新也进入持续、高度活跃期,可再生能源、非常规油气、核能、氢能等一大批新兴能源技术正以前所未有的速度加快迭代,智慧能源和储能技术成为全球能源向绿色低碳转型的核心驱动力,推动能源产业从资源资本主导向技术主导转变,必然对世界地缘政治格局和经济社会发展带来重大而深远的影响。
(1)世界能源科技发展现状及趋势
世界各国家和地区近年来纷纷将科技创新视为推动能源转型的重要突破口,积极制定各种政策措施抢占发展制高点,美国积极部署发展新一代核能、页岩油气、可再生能源、储能、智能电网等先进能源技术,突出全链条集成化创新,借助科技创新基本实现“能源独立”;欧盟率先提出构建碳中和经济体的战略目标,突出可再生能源在能源供应中的主体地位,抢占绿色低碳发展制高点,争当全球绿色低碳转型领头羊;日本着力推进颠覆性能源技术创新,加快发展可再生能源,提出全面系统建设“氢能社会”。总的来说,全球能源技术创新主要呈现以下新动向、新趋势。
一是可再生能源和新型电源系统技术被广泛认为是引领全球能源向绿色低碳转型的重要驱动,受到各国高度重视。面对日益严重的能源资源约束、生态环境恶化、气候变化加剧等重大挑战,各国纷纷加快了低碳化乃至去碳化的能源体系发展步伐。国际能源署预测,可再生能源在全球发电量中的占比将从当前的25%攀升至2050年的86%。为有效应对可再生能源大规模发展给能源系统可靠性和稳定性带来的新挑战,美国、欧洲各国积极探索发展包括先进可再生能源、高比例可再生能源友好并网、新一代电网、新型储能、氢能及燃料电池、多能互补与供需互动等新型电力系统技术,开展了一系列形式多样、场景各异的试验示范工作。
二是非常规油气技术掀起席卷全球的页岩油气革命,拓展了油气发展新空间,颠覆了全球油气供应格局。美国从20世纪70年代开始布局页岩油气技术攻关,经过数十年的持续探索,成功发展了旋转导向钻井水平井、分段压裂等系统化的页岩油气开发技术,支撑美国油气自给率持续提升,改变全球油气供应格局,推动非常规油气技术成为世界各国竞争的焦点。全球非常规油气资源占油气资源总量的80%,可采资源量超过80%,分布于北美、亚太、拉美、俄罗斯四大地区。在各相关国家的大力支持和推动下,全球非常规油气技术不断取得新突破,技术成熟度持续提升,正在推动全球油气产业从常规油气为主到常规油气与非常规油气并重的转变。
三是新一代核能技术以更安全、更高效、更经济的特征成为全球核能科技创新的主要方向。核能技术作为典型的战略高技术,历来是世界各国抢占未来发展先机的战略前沿。美、俄、法等核电强国凭借长期技术积累,瞄准更安全、更高效、更经济的未来核能发展方向,不断加大研发投入和政策支持。在三代和新一代核反应堆、模块化小型堆、核能供热等多元应用、先进核燃料及循环、在役机组延寿和智慧运维等方面开展了大量技术研发和试验示范工作,为引领全球核能产业安全高效发展奠定了坚实基础。
四是能源、信息、交通等领域的技术交叉融合,孕育了新技术、新模式、新业态。美、欧、日等发达国家和地区近年来在能源交叉融合技术方面开展了大量探索和实践。大数据、云计算、物联网、移动互联网、人工智能、区块链等为代表的先进信息技术与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场等环节深度融合,持续催生具有设备智能、多能协同、信息对称、供需分散、系统扁平、交易开放等特征的智慧能源新技术、新模式、新业态;电动汽车及其网联技术、氢燃料电池车等低碳交通技术,推动能源、交通、信息三大基础设施网络互联互通融合发展,正在开启能源、交通、信息领域新的重大变革。
五是氢能产业逐渐成为各国能源战略布局重要组成部分。各国家和地区纷纷提高应对气候变化自主贡献力度,进一步催生可再生能源大规模阶跃式发展新动能,推动可再生能源成为全球能源低碳转型的主导方向。新一代信息技术、新材料技术为可再生能源高效发展提供有力支撑,储能技术、精准天气预测技术、柔性输电技术、可中断工业负荷技术等持续进步,可再生能源与信息、交通、建筑等领域交叉融合,为可再生能源发展开辟了更加广阔的前景。以风电、光伏发电为代表的新能源呈现性能快速提高、经济性持续提升、应用规模加速扩张态势,全球能源转型进程明显加快。随着氢能产业的兴起,全球迎来“氢能社会”发展热潮,美国、德国、韩国和日本等国均出台相应政策,将发展氢能产业提升到国家能源战略高度。氢能全产业链核心技术趋于成熟,燃料电池及氢气制取等核心技术不断取得突破,新型储能和氢能有望规模化发展并带动能源系统形态根本性变革,构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统蓄势待发。
六是碳捕集技术成为能源领域实现低碳转型的新手段。美国是应用CO2驱油试验最早、最广泛的国家,其Enchant能源公司与拉法基霍尔希姆公司正部署CCUS以提高原油采收率;加拿大韦本项目是目前世界上最大的CO2驱油与封存项目之一,年注CO2量为160-200万吨;阿尔伯塔碳干线、巴西石油公司均以年百万吨级的CO2捕集量提高原油采收率;新西兰部署年捕集量约为100万吨CO2的波瓦凯项目、英国正开发的亨伯Saltend制氢项目,均以相对低廉的成本生产商用规模清洁氢气。实现如水泥、钢铁和化工等高耗能行业的深度脱碳、规模化低碳制氢、提供可调度的低碳电力,CCUS具有重要的战略地位。
(2)我国能源科技发展现状及趋势
目前,我国是世界上最大的能源生产、消费和碳排放国。现代化强国建设的深入推进对能源供给、消费提出了更高的要求。在生态文明建设、“六稳六保”和“碳达峰、碳中和”目标等总体要求下,我国能源产业面临保安全、转方式、调结构、补短板等形势,对科技创新的需求比以往任何阶段都更为迫切。经过前两个五年规划期,我国初步建立了重大技术研发、重大装备研制、重大示范工程、科技创新平台“四位一体”的能源科技创新体系,按照“三个一批”即:集中攻关一批、示范试验一批、应用推广一批的路径,能源技术革命取得阶段性的重要进展,有力支撑了重大能源工程建设,对保障能源安全、促进产业转型升级发挥了重要作用。
一是聚焦可再生能源高质量开发利用。风电、光伏技术总体处于国际先进水平,风机、光伏电池产量和装机规模世界第一,发电量占比稳步提升,成本快速下降;10MW海上风电机组完成吊装;晶硅电池薄膜电池最高转换率多次创造世界纪录,量产单多晶电池平均转换效率分别达到22.8%和20.8%;太阳能热发电技术进入商业化示范阶段,水电工程建设能力和百万千瓦级水电机组成套设计制造能力领跑全球;全面掌握1000千伏交流、±1110千伏直流及以下等级的输电技术;柔性直流输电技术占领世界制高点,全球电压等级最高的张北±500千伏柔性直流电网示范工程、乌东德水电送出±800千伏特高压多端支流示范工程已投产送电。我国已经进入更高效、更经济、更可靠的水能、风能、太阳能、生物质能、地热能以及海洋能等可再生能源先进发电及综合利用技术集中研发利用的关键时期;氢能及燃料电池技术迭代升级持续加速,推动氢能产业从模式探索向多元示范迈进。
二是推进油气领域关键技术攻关突破。常规油气勘探开采技术达到国际先进水平,在国际油气资源开发中具有明显比较优势。非常规和深海油气勘探开发技术取得较大进步,建成一批国家级页岩气开发示范区,页岩气年产量超过200亿方,支撑我国成为北美之外首个实现页岩气规模化商业开发的国家;我国自主研发建造的全球首座10万吨级深水半潜式生产储油平台“深海一号”投运,“南京一号”钻井平台在南海神狐海域成功试采可燃冰;油气长输管线技术取得重大突破,电驱压缩机组、燃气压缩机组、大型球阀和高等级线钢等核心装备和材料实现自主化,有力保障了西气东输、中俄东线等长输管线建设;千万吨级LNG项目、千万吨级炼油工程成套设备已实现自主化。“十四五”期间,将集中攻关陆上常规油气勘探开发、非常规油气勘探开发、油气工程、管输与炼化等核心技术,建设完善勘探开采、净化储备、输运炼化、产品研发整个体系,增强油气安全保障供应。
三是推广新技术在煤炭开发利用中的应用。年产1000万吨以上特厚煤层综采与综采放顶煤开采装备、重介质选煤技术等煤炭开发利用技术装备实现规模应用;具有自主知识产权的神华宁煤煤炭间接液化(400万吨/年)等一批煤炭深加工重大示范工程建成投产;采用具有自主知识产权G115高温合金材料的630℃超超临界二次再热机组、66万千瓦超超临界循环流化床发电机组正在建设,国际首创的135万千瓦高低位布置超超临界二次再热机组投入运行,煤电超低排放水平进入世界领先行列;具有完全自主知识产权的50MW燃气轮机已实现满负荷稳定运行;聚焦煤炭绿色智能开采、重大灾害防控、分质分级转化、污染物控制等重大需求,形成煤炭绿色智能高效开发利用技术体系;更高效率、更加灵活、更低排放的煤基发电技术,以及燃气轮机设计、试验、制造、运维检修等瓶颈技术正在集中有序地攻关与突破。
四是促进核电技术优化升级。形成了较完备的大型压水堆核电装备产业体系,主要设备均可立足国内,自主成套能力达到10套每年左右;自主研发“华龙一号”和“国和一号”百万千瓦级三代核电,主要技术和安全性能指标达到世界先进水平;自主研发的具有四代特征的高温气冷堆商业示范堆已装料,即将投产发电,快中子堆示范项目已开工建设。“十四五”期间,将重点提升核电技术装备水平及项目经济性,开展三代核电关键技术优化研究,支撑建立标准化型号和型号谱系;模块化小型堆、海洋核动力平台等先进核反应堆技术正在抓紧攻关和示范;研究放射性废物处理处置、核电站长期运行、延寿等关键技术,支撑核能全产业链上下游可持续。
五是推动储能和新型电力系统持续完善。部分储能技术总体达到世界先进水平;电化学储能、压缩空气储能技术进入商业化示范阶段,基本实现了关键材料和设备的国产化;能源基础设施智能化、能源大数据、多能互补、储能和电动汽车应用、智慧用能与增值服务等领域创新十分活跃,各类新技术、新模式、新业态持续涌现,对能源产业发展产生深远影响。“十四五”期间,将集中攻克高效氢气制备、储运、加注和燃料电池关键技术;加快战略性、前瞻性电网核心技术攻关,支撑建设适应大规模高比例新能源友好并网的先进电网;突破储能本体及系统集成关键技术和核心装备,满足能源系统不同应用场景储能发展需要;能源领域用数字化、智能化共性关键技术的研究,正推动煤炭、油气、电厂、电网等传统行业与数字化、智能化技术深度融合。
六是探索能源领域碳捕集技术应用。国内矿场试验起步较晚,年注气规模一般小于50万吨,处于先导试验及扩大阶段,吉林油田以捕集天然气中CO2为基础的CCUS示范工程(35万吨/年)、东北分公司以捕集天然气中CO2为基础的CCUS示范工程(4万吨/年)、延长石油以石油化工与煤化工耦合副产品CCUS示范工程(5万吨/年);齐鲁石化—胜利油田CCUS项目是我国首个百万吨级CCUS项目,标志着我国CCUS项目达到了国际先进水平。“十四五”期间,我国将成立CCUS创业技术创新战略联盟、CCUS专委会等专门机构,持续推动低浓度碳捕集技术研发、CO2驱油与封存应用领域拓展等相关技术的进步与成果转化。
2、国内外能源装备制造形势
(1)世界能源装备制造现状及趋势
高技术、高附加值装备将成为未来发展重点,随着能源装备行业产能过剩的加剧,未来全球市场竞争将更趋激烈,低端产品将逐渐被淘汰出局;成套化、尖端化装备将成为未来发展趋势,全球产业结构调整趋于废物减量化、无害化和资源化,节能环保技术将在能源装备行业广泛应用;新能源装备将成为未来能源装备发展的重点方向,太阳能发电装备、风力发电装备以及生物质能发电装备发展前景广阔。
能源装备制造呈通用化发展。能源装备作为全球新兴战略性产业,基于各国自主研发能力的逐步提升,逐渐呈现出通用化的特点。在传统能源领域,油气开采技术和装备开始逐渐取代传统钻采技术方法,包括液压驱动、智能化技术、人工自动化技术和交流变频技术等,基本可以满足不同地质环境与钻采条件的要求;在新能源领域,新能源发电设备已经进入或接近产业化发展阶段,适用的条件越来越广泛。
能源装备制造标准化程度越来越高。在全球化发展的背景下,能源装备产业技术体系标准化特点突出。在传统能源领域,国际上钻井、采油装备已经呈现出标准化、系列化、配套齐全的特点;液化天然气运输装备在部分国家已经形成完整的技术标准体系。
能源装备产业产品呈多样化发展。随着世界高新技术产业的发展以及新材料、新工艺、新技术的不断融合,能源装备产业产品逐渐呈现出多样化的特点。
能源装备趋于高效化。随着世界能源需求日趋紧张和环保要求的不断提高,发达国家积极开发高效率、低能耗、低污染、低造价的能源装备和技术,呈现出高效化的特点。在传统能源领域,全球火电设备主要以大容量超临界火电机组为主;煤机装备在自动化、智能化控制等方面具有先进性、高效性。在新能源领域,全球水电设备以混流式水轮机为主;非晶质(薄膜)太阳能发电装备逐渐兴起;风力风力发电装备将以变桨变速的双馈异步发电型、低磁永磁同步发电型为主,将朝着大容量、低风速、高效率的机型发展,带动碳纤维复合材料以及大丝束碳纤维拉挤成型工艺打开市场。
(2)我国能源装备制造现状及趋势
党的十八大以来,能源科技装备作为制造强国战略、保障国家能源安全的重点领域,能源装备对国民经济发展的支撑引领作用显著增强,创新发展显著提升,取得一系列瞩目成就。
石油天然气钻井设备与技术水平向国际看齐。我国一些主要石油天然气钻井设备已经基本实现国产化,如修井机、井口装置、古井压裂设备、成套钻机等,基本接近国外水平。钻机装备研发、制造和服务一体化能力不断提升,自动化水平逐渐提高,以国外差距不断减小,已经具备生产1000~9000米系列成套能力,形成机械、直流、交流变频、复合驱四大系列。
高端采煤装备国产化进程实现突破。8.8米超大采高综采智能装备的已经成功研发,是我国高端采煤装备国产化进程的重要突破之一,填补了国内乃至世界特厚煤层综采工作面一次性采全高的技术空白。
液化天然气(LNG)用大型开架式气化器达到国际领先水平。我国LNG用大型开架式气化器的成功自主研制,打破了国外技术垄断,实现了国家重大装备的自主研发,成为继日本之后的第二个拥有此项装备生产能力的国家,其总体性能达到国际领先水平。
7MW级风电机组整机和部件的关键技术全面突破。实现了7MW级风电机组整机和部件关键技术的全面突破,能够实现低成本规模化风电开发,使得大功率风电机组及其关键部件的设计开发技术进入国际先进水平行列。
太阳能热发电储能系统取得新突破。成功攻克了太阳能热发电中高温蓄热设备的技术,并在10MW塔式光热发电站的基础上,研发出有效储热时间超过两小时的塔式光热熔盐储热系统,成为我国首座具备熔盐储热的太阳能发电站,太阳能热发电储能技术达到国内领先水平。
3、能源高质量发展对科技和装备的需求
当前,全省正处在深入实施“三个五”战略、扎实推进“六新”引领、加快构建“一主六双”产业空间布局的重要时期,能源系统正在大力推行一条主线、三个强化、五路协同、五大支撑(即“1355”工作思路)和一个基地、一条通道、一条产业链,两张网、两个园区,七大工程建设(即“111227”能源发展重点任务)。在此背景下,吉林省能源高质量发展对能源科技装备发展的需求比以往任何时候都更为迫切,风电、光电、制氢、储能、碳纤维、智慧能源等新能源领域相关科技装备要不断开拓与创新,在传统能源领域,油气勘探、煤炭采掘、煤化工、地热能开发、电力装备等传统能源领域相关科技装备要不断优化与提升。
第二章 指导思想与发展目标
第一节 指导思想
坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻落实党的十九大和十九届历次全会精神,聚焦“碳达峰、碳中和”目标,牢固树立新发展理念,以全面落实“四个革命,一个合作”为发展战略,以改善能源需求结构为战略驱动,以保障国家能源安全促进吉林省能源高质量发展为宗旨,以资源开发驱动能源科技装备发展转型为主线,坚持创新发展在能源发展中的核心地位,立足吉林省能源科技装备现状,把握国家大力推进装备制造业创新发展和振兴东北老工业基地的历史机遇,按照问题导向、补齐短板、强化基础、优化布局、有所作为、构建优势的要求,加强能源科技研发,提升能源装备制造水平,贯穿新能源产业链条,构建新型产业生态,夯实能源安全基础,研发、引入、推广一批水平领先的技术装备,支撑“中国北方氢谷”和“陆上风光三峡”等重点项目建设,为吉林省能源事业和经济社会高质量发展做出贡献。
第二节 基本原则
1、锻造长板,引领未来。牢牢把握能源技术革命趋势,以绿色低碳为方向,布局前瞻性、颠覆性技术创新,锻造长板技术新优势,带动产业优化升级。
2、依托示范,务求实效。依托重大能源工程推进科技创新成果示范应用,加快推动科技成果转化为现实生产力,切实发挥能源项目建设对科技创新的带动作用。
3、补强短板,支撑发展。紧紧围绕国家和吉林省能源重大战略需求,加强能源领域关键技术攻关,补强产业链、供应链短板,逐步化解能源关键技术装备受制于人的局面。
4、协同创新,形成合力。与吉林省能源、科技等总体规划以及各相关专项规划统筹衔接,强化产业上下游联合,加强各方支持政策协同,形成能源科技创新合力。
第三节 发展目标
以能源科技装备产业振兴为吉林省实现“碳达峰、碳中和”目标助力赋能。充分发挥吉林省“大学、大院、大所”优势,谋划实施能源领域重大科技专项,开展关键核心技术攻关,以科技创新促进吉林省能源科技装备制造产业高质量发展;推进资源开发、产业发展、园区建设“三位一体”协同发展,吸引能源企业的头部装备制造落户吉林省,以产业提升促进吉林省能源装备产业多方位发展。到2025年,能源科技创新体系进一步健全,先进可再生能源发电及综合利用、适应大规模高比例可再生能源友好并网的新一代电网、新型大容量储能、氢能及燃料电池等关键技术装备全面突破,推动电力系统优化配置资源能力进一步提升,提高可再生能源供给保障能力;能源科技装备制造产业活力更强、发展动力更足、创新生态更优、发展水平更高,成为具有影响力的产业创新中心和创新型省份。为此,从总量目标、结构目标、产业目标、创新目标等方面确定吉林省能源科技装备发展规划目标。
1、总量目标
产业总量目标:到2025年能源装备制造业实现产值800亿元。
2、产业目标
加快产业集聚,到2025年培育特色鲜明、重点突出的能源装备制造集中地和产业集聚区,全省以风电、光伏、氢能、储能等为代表的新能源装备制造产业实现跨越式增长,重大项目有序推进,配套基础设施初步完善,产业链布局基本形成,促进形成产业创新区、产业优化区、产业提升区和产业拓展区能源装备产业的发展与升级。到2035年,争取全省新能源产业在国内达到领先地位,基本形成风电、光伏、氢能和储能的全产业链竞争优势,产业整体技术水平与国际同步,成为我国新能源产业发展的重要创新策源地;氢能交通体系和氢能物流运输体系基本成型,形成以长春为中心,辐射全省的氢能基础设施网络;绿色化工、氢储能电站、输氢管网成熟应用;建成以氢能等为代表的具有全国影响力的新能源产业高地。
3、科技创新目标
到2025年,建设20个以上具有自主设计和自主制造能力的国家级、省级企业研发机构(国家级、省级技术中心),重点骨干企业的研发投入占营业收入的比重达到5%以上,建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的能源行业技术创新体系,构建“核心+基地+网络”模式,力争产出战略性、关键性的重大能源科技成果。
4、结构目标
发挥“五个联盟”作用,建设一批具有较强竞争力的大型能源装备制造企业集团和一批参与国内、国际分工的“专、精、特、新”专业化装备生产企业,推动新的装备、新的技术在能源领域中的应用,促进吉林省能源科技向智能化、高水平发展,接轨国内外先进技术;推动企业信息系统和公共数据互联开放共享,全力推动吉林省能源装备制造产业做大做强,推动能源事业高质量发展。
第四节 发展思路
1、打造“一点两轴”的空间新格局
在落实吉林省委省政府打造“一主六双”区域协调发展格局的基础上,立足各地市现有的研发制造条件与资源禀赋,建立以长春为一点,以吉林—长春—松原—白城新能源装备发展、四平—辽源—梅河口—通化—松原传统能源发展为两轴的空间发展布局,以能源科技装备发展助力“1355”能源工作思路和“111227”能源发展重点任务。
一点:规划以长春强经济圈、高技术圈、强智力圈为一点,发挥好这“一点”对吉林省能源科技装备发展的经济拉动、高技术引领、智力支撑、金融支持的综合作用。
两轴:打造“吉林—长春—松原—白城”生物质能和风电科技装备发展组合的“北轴”;打造“四平—辽源—梅河口—通化—松原”油气勘探开采装备、煤化工装备、电力装备等传统能源装备发展“南轴”。
图2.1“一点两轴”空间格局图
2、创建“三个新园区”
申报国家油页岩原位转化松原先导试验示范区。立足区域油页岩资源基础优势,以创新示范和开放协作的模式搭建试验示范平台,汇集多方资金、技术、人才,集中优势开展油页岩原位转化技术攻关,为油页岩工业化生产奠定基础。
风电装备制造园区。立足西部地区风电资源优势,积极引进整机头部企业落户我省并形成产能,利用风电头部企业聚集效应,培育壮大一批行业龙头企业和科技领军企业,聚合下游装备制造产业,着力打造风力发电装备制造集群,建成覆盖东北三省及蒙东地区的风电装备制造全产业链基地。
氢能装备制造区。立足西部地区风力、光伏资源优势和长春市智库与装备制造优势,重点引入国际影响力大、产业链辐射广的氢能相关优势企业,依托系统级核心装备企业,实现后续上下游产业链企业的自然集聚;在长春、白城、延边等地引导和培育集技术研发、项目孵化、氢能服务和综合示范于一体的专业园区。
3、推进“四个区域升级”
依据吉林省能源科技装备发展现状,将吉林省划分为产业创新区、产业优化区、产业提升区、产业拓展区。
依托吉林省资源禀赋和老工业基地产业基础,以科技创新为引领,发展“产业创新—产业优化—产业提升—产业拓展”的全方位、多层次、阶梯式的四大产业发展模式,促进能源科技装备制造业提质发展。
图2.2吉林省四大产业发展模式分布图
产业创新区。依托长春市和吉林市科研力量和产业基础,大力发展氢能汽车、储能电池、生物乙醇和输变电装备,推动形成具有完整产业链的产业集群;拓展核电装备服务链;积极开展光伏建筑一体化建设,建立储能设施数据库,探索“互联网+服务平台”的智能管控模式,拓展能源科技装备产业发展新空间;围绕“两大基地,一条走廊”建设,将长春打造成氢能产业创新研发、装备制造、商业应用基地。
产业优化区。针对白城市风电装备产品同质化等问题,建设具有核心部件研发、制造和生产的风机制造工业园区,优化产业结构和空间布局,推进产业升级和技术创新,将提高产业层次和增强产业核心竞争力作为发展重点,重点支持风电装备企业的技术升级和改造,提升风电装备成套能力;拓展风电、太阳能装备产业链,激发产业集群创新。建设风光储联合示范工程,探索风电就地消纳的途径,加快调峰电源建设,将白城打造成为风能开发基地、风电装备生产基地和国家级“绿氢”规模化供应基地。
产业提升区。立足四平市、通化市、松原市以及辽源市产业基础,依托国家油页岩原位转化松原先导试验示范区建设等项目,整合有效资源以推动装备制造产业升级;引导企业向产业链上下游延伸,支持企业间分工协作,加强配套产业发展,形成产业集群优势;将单纯的产能扩大模式转变为技术升级改造与产能扩大有效结合的新发展模式,建设以换热器装备、电力装备、石油装备和煤炭采掘洗选装备为主的、面向东北亚地区的能源装备制造基地。
产业拓展区。立足白山市、延边朝鲜族自治州现有的资源、区位优势,依托长春市、吉林市的科技人才力量,抓住国家大力发展抽水蓄能等时机,力争“十四五”期间实现该区域能源科技装备制造业的从无到有、从有到多。
4、推动建立“五个联盟”
新能源科技联盟。立足吉林省人才和技术优势,整合省内创新资源,逐步建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的新能源行业技术创新体系,推动能源结构转型。创建吉林省新能源产业联盟和科技研发平台,同时争取建立国家级重点实验室、国家工程技术中心等;重点攻克氢能全产业链相关技术,聘请相关科研院所专家学者,加快组建氢能产业创新研究院,合力搭建以氢能实验室为主的科研平台,着力解决氢制备、氢储运、氢加注、氢燃料电池及关键零部件、氢电安全等一批关键核心技术和产品,推动一批重要科技成果转化。
石油装备制造联盟。立足吉林省石油石化装备企业优势,推动通化市、松原市石油装备制造重点企业建立吉林省石油装备联盟,形成产业链接,在资源、市场、原材料等方面发挥联盟优势,降低行业发展成本,增加产品国内外辐射范围,促进行业整体规模扩大和快速发展。
油页岩产学研联盟。立足吉林省油页岩资源、技术、人才优势,建立油页岩联盟,利用吉林省油页岩原位技术已取得的领先优势,合力攻关,为吉林省油页岩开采做好技术储备、为工业化生产奠定基础。
换热器产业联盟。立足吉林省换热器产业优势,推动吉林省换热器产业形成互联网+智能制造的换热器产业联盟,推动企业信息系统和公共数据互联开放共享,全力推动吉林省传统换热器产业做大做强。
燃料乙醇产业联盟。立足吉林省燃料乙醇产业资源、技术、人才和区位优势,建立吉林省燃料乙醇联盟,积极推进吉林省生物燃料乙醇产业健康发展和纤维素燃料乙醇产业技术创新。
第三章 重点任务
第一节 能源科技发展重点任务
我省能源科技发展存在创新基础不扎实、成果转化率不高、协同创新契合度不紧密等问题,制约我省能源科技高质量发展。“十四五”期间,我省能源科技发展要围绕能源行业发展需求,落实“1355”能源工作思路和“111227”能源发展重点任务,聚焦能源智能化和安全绿色开发、新能源技术提升、新型电力系统构建等方面,补强能源科技发展短板,锻造能源科技发展长板,支持清洁低碳、安全高效的现代能源体系建设,以能源科技创新为吉林省“双碳”目标的实现助力赋能。
1、全面推进风光新技术、新装备引入推广用
积极推动分散式风电、分布式光伏综合开发利用,推动小型风电和光伏与5G基站的融合、试点高速公路与高铁沿线分布式光伏的利用等;加快风电机组大型化先进装备的引入和利用,推动风电发电机向大功率迈进;开发为大风机配套的6.0 MW、8.0 MW以上风力发电机舱罩所需的复合材料,开发智能塔内升压控制系统,扩大生产具有智能适配功能的风电机组升压变压器;推动高品质碳纤维复合材料在大功率风机叶片中的应用,研究叶片复合材料循环回收可再生利用技术及可再生产品的测试验证。通过技术创新,推动3个千万千瓦级新能源基地的顺利建设(即:省内消纳基地、外送基地和转化基地),形成吉林“陆上风光三峡”。
重点支持智能型塔内升压系统研发等2个风光技术研发项目,拟投资4300万元(详见附表2)。
2、加速推进抽水蓄能智能化建设
充分利用物联网、云计算和大数据等手段,推动抽水蓄能电站工程设计、建造和管理数字化、网络化、智能化;充分发挥科技创新、管理创新、先进建造技术示范推广等引领和支撑作用,建设高质量工程;加快推进敦化、蛟河等在建抽水蓄能电站建设,积极推进安图、和龙和靖宇抽水蓄能电站开展前期工作,积极推动中长期抽水蓄能规划项目建设实施,“十四五”期间,拟投资约77.9亿元。
表3.1吉林省“十四五”期间抽水蓄能规划项目概况
3、持续推进煤炭智能化开采和清洁高效利用
加快推动煤电超低排放改造、节能改造和灵活性改造等“三改联动”;强化企业与科研院所的联合,推动煤矿智能化技术开发和应用模式创新,提高企业的智慧化建设技术的核心竞争力;推进煤矿智能化开采,实现智能化由采掘工作面向矿井全系统延伸,实现井下危险区域、高危岗位少人或无人作业;开展煤矿智能装备和煤矿机器人的创新研发,探讨多网多系统融合条件下的数据协同与大数据深度开发利用技术,形成煤矿生产管理大数据专业服务平台;推进煤炭洗选和提质加工,完善煤炭洗选设施,提高原煤入选比重和煤炭质量,促进煤炭清洁高效利用。
4、有序推进油页岩原位开采装备技术研发试验
持续开展油页岩资源的详细勘查,建立油页岩资源勘查开发综合信息平台,为油页岩原位开发提供多参数的资源勘查及评价指标;开展油页岩原位转化基础及开采机理研究,研究制造不同加热方法的油页岩原位开采模拟装置,形成高效传热和提高采收率方法;在完成单井组野外试采试验的基础上,进一步扩大先导试验规模,开展多井组联采试验,完善油页岩原位开发技术体系,具备放大生产条件,初步评价采收率,验证技术经济可行性;针对高效的自动化井下工具检测技术开展科技攻关;研发和推广智能超长冲程抽油机技术、有效储层预测技术、低成本高效钻完井技术、油页岩压裂技术、油页岩地层耐高温固井技术、水平井钻完井技术、耐高温高压点火技术、耐高温高压地下温度监测技术、气层测井识别技术、高效低成本储层改造技术、气体分离和高效利用技术、油页岩原位开发环境保护和治理技术等油气勘探开发技术及装备研发;创建页岩油资源智慧选区地质评价体系,研制系列地球物理探测监测系统,开发高压脉冲智慧造缝和电加热裂解结合的绿色开采系统,形成一套陆相页岩油智能勘探与绿色开采方法技术体系,力争在吉林省陆相页岩油勘探开采中发挥显著作用。
重点支持油页岩原位转化开采机理与实现方法、油气勘探及开采技术攻关、松辽盆地东南隆起深部油页岩资源评价等13个项目,拟投资3.8亿元(详见附表2)。
5、稳步推进生物质能源多元化利用技术
因地制宜以长春、吉林、四平、白城、松原、通化等地为重点建设生物质热电联产项目;有序发展垃圾发电技术,在落实环保、选址、垃圾资源量即社会稳定风险评估等条件的前提下,稳步推进城镇生活垃圾发电项目;加快生物天然气工业化商业化开发建设,建立健全生物天然气产业体系与多元化消费体系,开拓生物天然气和沼气在城镇居民炊事取暖、并入城市燃气管网、发电、交通燃料、锅炉燃料、工业原料等领域的技术与应用;开发生物质户用小锅炉等新型环保实用技术及装备研发,促进乡镇零碳供热推进与落实;开发生物质液体燃料等技术,支持生物柴油、生物航空煤油等领域先进技术装备研发与推广使用。
重点支持燃煤粮食烘干塔系统改燃生物质等12个项目,拟投资16.5亿元(详见附表2)。
6、积极推进纤维素燃料乙醇技术攻关
积极发展纤维素等非粮燃料乙醇技术攻关,尤其是以玉米秸秆为原料的纤维素燃料乙醇技术,开展醇、电、气、肥多联产示范项目,推动燃料乙醇产业健康可持续发展。
重点支持生料发酵研发、纤维素乙醇技术开发等8个项目,拟投资3685.5万元(详见附表2)。
7、大力推进氢能技术落地生效
制氢方面,开展多技术路线制氢技术应用,逐步构建以可再生能源制氢为主体的多元化氢能供应体系,推动氢源供给从“浅蓝”到“深绿”转变,打造白城千万千瓦级“绿氢”规模化供应基地,建成“中国北方氢谷”;储氢、运氢方面,构建氢能产业基础配套设施,探索低温液态储运、液态有机储运、输氢管网运输等方式,形成高压气态储运为主、多种方式并存的氢能供应体系;用氢方面,推进氢能在交通、农业、储能、化工、钢铁、航空航天等领域的示范应用,发展绿色合成氨、绿色甲醇、绿色炼化等下游产业;搭建协同高效的氢能技术创新平台,创建国家级氢能产业创新中心,确立资源共享机制。
重点支持白城新建“新能源+PEM制氢+加氢站”一体化示范、“碱液制氢+加氢+充电”一体化示范等6个项目,拟投资67.2亿元(详见附表2)。
8、加快推进储能技术研发应用
论证氢储能电站的示范应用,解决省内电力消纳难,外送能力有限的问题,实现热电联供,推进北方清洁供暖;布局压缩空气储能、电化学储能、光热机组等大容量新兴储能项目建设;试点飞轮储能、大容量新型熔盐储能装置、超级电容储能等技术的研发与应用;推动电动汽车聚合利用等分散式储能示范;加速突破固态锂电池、铅碳电池核心技术,实现规模化生产,引领行业快速发展,助力完成我国“固态电池协同创新”重大任务。
重点支持氢储能发电、聚合物固态锂电池的研究与开发等2个项目,拟投资40亿元(详见附表2)。
9、超前推进CCUS技术的应用部署
继续聚焦能源领域CCUS(碳捕集利用与封存)技术,重点发展页岩油、致密气和非常规资源等领域;攻关老油田稳产、气田稳产、提高采收率技术和智能油田建设四项配套技术,规模应用物探、测井、钻井、压裂和地面五项工程技术;开展CO2驱油过程中的固相沉积伤害评价技术、CO2驱油全过程开发规律研究及不同阶段调控技术评价、CO2泡沫驱油提高采收率新技术研究与试验等CCUS技术研发。
10、协调推进数字化电力系统构建
优化电网结构,探索网源协调的发展模式,构建各级电网相互支撑、协调发展的目标网架,初步建成坚强智能的一流现代电网,显著提升供电保障能力和信息化水平,高效服务能源互联网建设;通过完善500千伏电网主网架,优化220千伏电网结构,提高吉林西部地区风电、光伏电源汇集能力,满足电源送出需求,助力国家碳达峰、碳中和目标,为“吉电南送”配套新能源送出做好强有力支撑;结合吉林西部能源基地发展目标,在吉林西部地区同步推进500千伏变电站新增布点工作,同步开展220千伏变电站和电网的优化和扩建工程;积极打造适应分布式电源发展的有源配电网;适度推进支持清洁供暖的农网升级改造。
重点支持松原市乾安县源网荷储一体化绿电园区示范等4个项目,拟投资210亿元(详见附表2)。
11、着力推进智慧能源共享共用
以“能源”“智慧”为主线,以吉林西部产业项目为载体,以综合利用为导向,通过产业互融、建管联动、创新协同等方式,打造“智慧能源示范基地”,形成从顶层设计到具体项目的“规划+技术+平台+场景+产业+进入”六位一体的发展模式,发挥吉林西部新能源产业优势,进行能源技术与产业创新集中应用;加强监管平台建设,运用“互联网+”、大数据、云计算等现代技术手段,实现横向互联、纵向互通的全过程协同监管,提高能源效率;建立信息技术网络平台,为新能源项目提供技术支持,为企业及时提供技术信息查询、数据存储和分析、网上办公和技术交流;建立新能源项目废弃物再利用和回收信息平台,满足循环经济产业发展。
第二节 能源装备制造重点任务
当前,我省能源装备制造产业发展整体不均衡,主要表现为传统能源装备制造产业市场竞争力较弱,拥有高技术含量和高附加值的关键零部件制造能力的企业不多;新能源装备制造业产业链较短,风电装备产业已经形成较为完整的产业链,光伏、储能和氢能装备产业链亟待进一步发展。“十四五”期间,“111227”能源发展重点任务的推进对我省能源装备制造的发展提出新的要求。在传统能源领域,要抓住能源绿色、低碳、智能发展的战略方向,推进智能化采煤和煤炭清洁高效利用、高效自动化油气勘探开采等先进技术装备的研发、优化与升级;在新能源领域,要紧抓大容量风机、高效太阳能发电、氢能制储运用等技术装备的研发、引进和应用,加快建立并完善以“风、光、储、氢”装备制造为重点的新能源装备产业体系。立足我省工业基础,以技术进步带动能源装备产业转型升级,为顺利完成我省能源发展重点任务以及“双碳”目标助力赋能。
1、风光装备
我省风电装备制造产业起步较早,主要以叶片、塔筒等装备制造企业为主。随着2019年风电红色预警解除,我省风电装备制造产业逐渐形成较为完整的产业链;光伏装备尚处于起步阶段,光伏电池、光伏组件等终端产品尚未形成产能。“十四五”期间,随着我省“陆上风光三峡”以及“中国北方氢谷”重点工程的推进,对风光装备的发展提出了新的要求。
风电装备,积极引进整机头部企业落地,推动主机厂家落户我省并形成产能,利用风电头部企业聚集效应,培育壮大一批行业龙头和科技领军企业,打造风力发电装备制造集群,建成覆盖东北三省及蒙东地区的风电装备制造全产业链基地;推进现有产能技术改造升级,利用松辽新能源基地开发建设的优势,持续吸引和培育产业链各环节的配套企业,推动本地装备制造产业升级。鼓励已投产项目开展装备制造产线技术革新,实现产业跃升,积极吸引叶片、塔筒、法兰、锚栓、机舱罩、箱变等主要部件装备制造企业落地建厂,适时引进齿轮箱、主轴、轴承等核心配套零部件企业,逐步完成产业链固长板、补短板、增强项、强弱项;力争到“十四五”末期,形成风电完整稳定的产业链。
光伏装备,依托已经成形的产业规模,吸引上下游产业逐步形成聚集;发挥我省大型国有企业多的优势,支持老工业基地传统制造业转型,形成光伏玻璃、边框、支架等辅材装备的配套能力,逐步形成以满足省内需求为主,覆盖东北和华北部分地区市场的光伏装备制造生产能力;力争到“十四五”末期,形成光伏专精分链。
重点支持新能源装备制造基地、智能风机装备产业链、吉林市年产500套高强度碳纤维风力发电机叶片等30个项目,拟投资288亿元(详见附表3)。
2、电力装备
随着风电、光伏、储能、制氢等新能源的大力开发,电力系统也将迎来新一轮变革,拥有自主知识产权的科技领先化、人工智能为方向的生产自动化、云计算大数据为趋势的管理科学化,已成为未来企业的重要标志,新动向、新趋势对电力装备制造企业提出了新的需求。一是以特高压、电力储能、新型水利发电、核电等新建企业和新开发的项目上起点要高;二是以电力散料装卸、磨煤机、变压器等为代表的传统装备制造升级要快;三是以电动汽车充电桩、绿色换电站建设等基础产业发展要实;力争“十四五”时期建设各类充电桩7000台,充换电站500座,以支撑充换电需求,城区新能源公交车替代率70%以上;结合换点设备与新能源,在一定程度解决弃风、弃光电量消纳问题。
重点支持环保型固体绝缘供电设备技术改造和产业项目、基于工业设备物联网料场设备的智能服务平台建设项目等17个项目,拟投资2.4亿元(详见附表3)。
3、核电装备
第四代先进核能技术不断突破,小型智能模块化反应堆和小型供热堆等技术、(超)高温气冷堆技术和钍基熔盐堆技术等新一代核电技术将在“十四五”期间取得长足进展,对我省核能装备制造业有了新的要求。“十四五”期间,继续推进压水堆核电站主管道技术升级,搭建水压和真空试验环境,完成主蒸汽管机械贯穿件和安全壳机械贯穿件的研制,形成超大型精密异形复杂管道的制造能力,争取获得国家核安全局颁发的生产许可并达到批量生产的能力。
重点支持反应堆机械贯穿件研制项目,拟投资1485万元(详见附表3)。
4、煤炭采掘洗选加工装备
在我省煤炭资源面临枯竭的背景下,推进煤炭智能化开采和清洁利用技术攻关,进一步优化煤炭供应保障成为行业的急需。“十四五”期间,煤炭采掘洗选加工装备在现有优势产品的基础上,进一步向特有、独有、智能化转变,做好薄煤层大功率采煤机技术方案储备,薄煤层大功率大牵引力采煤机、智能化及远程控制技术与装备等研发。
重点支持EBZ350智能化掘进机研制、MG2x250/1400—BWD型薄煤层采煤机研制等9个项目,拟投资2.1亿元(详见附表3)。
5、油气勘探开采装备
“十四五”期间,要以通化市和松原市为基点,筹建石油石化装备联盟,逐步形成集研发、制造、配件供应和工程服务的油气勘探开采产业集群;在现有优势产品的基础上,向信息化、自动化以及规模化方向转变;通过智能化物联网设备,采取关键数据传输至云平台,实现参数化和可视化的监控管理,提升石油工程技术服务水平;开展油页岩百吨级先导试验工程、千吨级示范试验工程和万吨级中试试验工程,形成原位开采油页岩的工程装备、设施技术规范和安全环保规范,建设下游炼油—石化—新材料产业、油品—化工产品的仓储、物流等配套产业,以及上游装备制造和开发等相关产业,进一步实现产业集聚和协同发展。
重点支持石油钻杆钻铤二期生产线、智能超长冲程抽油机研制等10个项目;支持油页岩原位开采野外试验和开采装备的研制开发工作并积极探索油页岩开发利用的行业标准的制定工作,力争完成中试并初步达到规模化工业生产的初级水平,为大规模开发利用奠定基础,拟投资19亿元(详见附表3)。
6、煤化工装备非标压力容器(换热器)
“十四五”期间,以企业转型升级驱动技术创新,建设“互联网+智能制造”的中国换热器工业互联网平台,实现工业数据的采集、分析和应用,整合工业数据、组织内数据资源,将多样化、碎片化的企业数据、工业数据及互联网数据,转换成标准化、结构化的高价值数据;通过搭建中国换热器工业互联网平台,推动企业信息系统和公共数据互联开放共享,加快工业数据整合,消除信息孤岛,提高数据资源应用价值,推动工业大数据创新供给和信息资源开放共享。
重点支持换热器工业互联网建设等3个项目,拟投资1.2亿元(详见附表3)。
7、生物质能装备
近年来我省生物质能设备制造不断向环保化、智能化方向拓展,“十四五”期间,生物质能源化利用对装备发展提出新的要求。加快建设中欧生物质创新园区和中韩产业园区,承接国外先进技术转移,重点孵化适应中国资源与市场的技术与装备;鼓励企业投入研发力量重点攻关,力争研发出一套可复制、可推广的粮食烘干系统和生物质能源综合改燃节能环保的系统解决方案;配合国家环保政策,积极推动能源结构转型,从用户侧推动清洁、可再生能源的综合利用,从而推动秸秆等农业废弃物利用的产业化发展。
重点支持燃煤粮食烘干塔系统改燃生物质、年产2000台秸秆自动拾捡打捆机等10个项目,拟投资3.9亿元(详见附表3)。
8、氢能装备
发展“新能源+制氢”模式,依托“陆上风光三峡”建设“中国北方氢谷”,创建国家级氢能及燃料电池示范区,培育氢能装备制造产业,打造制氢成套装备制造产业链,积极推动白城工业园区氢能产业园区示范项目,引进PEM电解水制氢、碱性电解水制氢、变压吸附(PSA)提纯制氢装置制造企业及关键零部件生产企业在省内落地,实现氢核心设备的本地化生产,加快形成制氢成套设备产业化能力;着眼“长白松氢能走廊”规模化用氢需求,跟进配套风光资源开发规模,推动新能源制氢发展;打造氢气储运、加注成套装备产业链,开发高压IV型储氢瓶,发展液氢储氢型加氢站等技术装备及建设与加氢站相关的设备产业,为氢能储运提高储能密度及降低成本;打造氢燃料电池汽车产业链,逐步建立氢燃料电池整车集成全产业链的国际竞争优势,通过引进国内外先进的氢燃料电池动力系统以及核心零部件企业,聚焦燃料电池动力系统的优化控制和能量管理,带动吉林省氢燃料电池技术突破;力争到“十四五”期末,形成氢能较为完整产业链。
重点支持中韩(长春)国际合作示范区PEM电解制氢装备研发制造项目、年产6万吨碳纤维材料基地等6个项目,拟投资356.8亿元(详见附表3)。
9、储能装备
积极推动新能源配套储能、共享储能产业落地,带动储能电池制造等上游产业发展,推广新技术在现有锂离子、铅炭动力电池产品、隔膜产品等方面的应用,支持10MW级超级电容器、高功率锂离子电池、兆瓦级飞轮储能系统设计与应用示范,进一步提升能量密度、容量、一致性、安全性等关键指标并降低成本;力争到“十四五”期末,形成储能完整产业链和多元分链。大力培育包括电芯、电池模组、电力转换系统、控制系统以及整机装备等在内的全产业链关键装备制造企业落户建厂并形成产能,引进具备储能技术和产业能力的头部企业落地,培育具有自主知识产权的本地企业,增强企业的核心竞争力,不断推动新型储能规模化发展。
重点支持年产500万kVAh铅碳电池、年处理20万吨废旧蓄电池综合利用等5个项目,拟投资29.5亿元(详见附表3)。
第四章 环境影响评价
第一节 环境影响
我省能源科技装备项目建设对生态环境的影响主要包括:土地的占用和扰动使原有地表植被和土地功能发生变化;重点工程在实施过程中也会产生一定的环境影响,如项目实施过程中带来的大气、地表水、噪声、固体废物等环境污染影响。
第二节 环保措施
严格执行环境保护相关法规和建设项目环境影响评价制度,各项重点工程在实施过程中应做好前期调研工作,工程前期审批程序应做到合法合规、手续完善,项目的规划及产业政策必须充分考虑是否符合国家及地方规划、产业政策要求;项目建成后应按照规范要求及时进行环保验收,确保项目的实施具有合法性。
第三节 环境效益
能源科技装备发展是我省能源高质量发展的重要支撑,对于减少化石能源消耗、降低温室气体与污染物排放、增加就业机会等方面起着重要且积极的作用。加快推进油页岩原位开采技术攻关、推进煤炭智能化开采和清洁化利用,有助于增强我省能源安全保障能力;加快风光新技术和新装备的引入与推广应用、拓展生物质能源多元化利用,有助于缓解我省化石能源严重短缺与能源需求持续上涨之间矛盾并优化电力供应体系;发展“新能源+制氢”模式有助于改变我省供需矛盾、解决电力消纳问题。
第五章 保障措施
第一节 突出规划引领
突出规划的引领性、指导性作用,加强能源科技装备创新发展规划与国土、环境保护、城乡建设、交通运输等发展规划的有效衔接,形成社会经济保障能源科技装备发展、能源科技发展促进区域社会经济增长的良性循环,创造更多的社会经济效益。
第二节 建立协调工作机制
建立由省政府主管领导牵头,省发展改革委、工信厅、科技厅、财政厅、国土厅等相关部门参与的协调工作机制,统筹协调能源装备制造业发展重大问题,研究制定和细化政策措施,提出具体工作计划和年度重点任务,具体衔接协调涉及能源装备产业发展的有关规划、政策、工程、专项等。
第三节 加强政府引导
针对重大装备自主创新示范项目,组织引导能源企业和装备制造企业对接,制定创新工作方案,协调和推进装备自主研制、试验鉴定和试验示范;组织引导主设备制造企业与关键零部件和材料制造企业对接,制定关键零部件和材料自主研发工作方案,加快形成重大能源装备成套能力。
第四节 加大资金支持
加强与国家相关部委的衔接,积极争取国家中央预算内资金对项目的支持;对装备制造业重大技术研究开发、成果产业化、技术改造等项目给予优先扶持;优先支持重点企业在境内外上市,发行债券、短期融资券、中期票据及上市再融资;协调金融机构对技术水平高、产品周期长的重大装备制造企业增加信贷支持额度;协调税务部门落实技术开发费用、实际使用符合企业所得税优惠目录的专用设备、高新技术企业认定、实施二三产业分离试点、新购机器设备所含增值税抵扣等各项税收优惠政策。
第五节 完善政策保障
加大政策引导力度,积极争取国家认定的企业技术中心建设、国家级能源研发实验中心和重大技术创新项目、国家能源装备自主化项目等资金支持;用足用好战略性新兴产业专项基金,支持吉林省能源装备制造重点项目和科技研发,对生产和使用首台(套)能源装备的企业和单位给予奖励和补贴。
第六节 强化创新驱动
建立完善科技创新体系,加快建立以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的技术创新体系,鼓励企业自主参与能源科技项目研发和产业化过程。加强能源人才队伍建设,通过多种方式和途径培养造就一大批经营管理人才和技术专家,通过强化不同层次、不同岗位员工的职业技能培训,提高职工的岗位技能;加强能源科技交流与合作,依托重大工程项目,推动先进技术和装备的引进、吸收和本土化工作,推动能源技术“引进来”和装备产品“走出去”。
第七节 促进国内国际合作
积极推进关联企业和省内、省外科研院所的深入合作,拓宽能源装备产品销路,进一步在省外打开市场。建立能源装备国际合作服务工作机制,引导能源企业、装备制造企业抱团出海。推动能源装备制造业从单纯技术引进向人才引进、对外并购、合作研发转变。
附件:附表1. 吉林省能源装备规模以上企业主要信息表
附表2. “十四五”期间能源科技重点投资项目规划表
附表3. “十四五”期间能源装备重点投资项目规划表