青海省科学技术厅关于印发《科技助力国家清洁能源产业高地建设行动方案(2023-2030年)》的通知
发布时间: 2023-10-12
各有关单位:
为深入贯彻落实《青海打造国家清洁能源产业高地行动方案(2021-2030年)》《以构建新型电力系统推进国家清洁能源产业高地建设工作方案(2022-2025年)》要求,在广泛征求相关单位意见和专家论证的基础上,省科技厅牵头组织编制了《科技助力国家清洁能源产业高地建设行动方案(2023-2030年)》,经2023年第9次厅务会审议通过,现印发给你们,请结合实际,认真贯彻落实。
2023年9月
科技助力国家清洁能源产业高地建设行动方案
(2023-2030年)
2016年,习近平总书记在青视察时作出“使青海成为国家重要的新型能源产业基地”的重要指示。2021年全国“两会”期间,习总书记参加青海代表团审议提出“加快打造国家清洁能源产业高地”要求。青海省委省政府全面贯彻落实习近平总书记重要指示,高度重视青海清洁能源高质量发展。青海清洁能源发展多项指标处于全国领先地位,新能源技术可开发量占全国15%以上。截至2023年7月,全省清洁能源装机达到4273万千瓦,占比达91.65%,新能源装机占比达63.34%。为充分发挥科技创新引领作用,支撑“碳达峰、碳中和”目标落地,根据《青海打造国家清洁能源产业高地行动方案(2021-2030)》和《以构建新型电力系统推进国家清洁能源产业高地建设工作方案(2022-2025年)》要求,结合青海省“十四五”科技创新规划和工作实际,特制定本行动方案。
一、总体要求
(一)指导思想
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的二十大精神和习近平总书记关于科技创新重要论述,深入落实习近平总书记“使青海成为国家重要的新型能源产业基地”“打造国家清洁能源产业高地”重要指示精神和“构建以新能源为主体的新型电力系统”能源安全新战略,立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局、统筹发展和安全,坚持把创新作为引领发展的第一动力,坚持目标导向和问题导向,面向国家重大战略需求,集聚力量进行原创性、引领性科技攻关,坚决打赢关键核心技术攻坚战,加快布局一批具有全局性、前瞻性的重大科技项目,强化国家战略科技支撑力量,加强科技创新平台建设,推动科技成果转化应用,构建清洁能源技术创新体系,为打造国家清洁能源产业高地和建设省域零碳电力系统提供科技支撑。
(二)基本原则
创新驱动,绿色发展。坚持绿色发展理念,优先支持涉及生态修复治理、清洁电能替代等技术攻关和应用,驱动清洁能源成为实现生态价值的主要产业,以科技创新推动清洁能源产业高质量发展。
立足需求,攻坚克难。面向国家重大战略需求,以服务全国“碳达峰、碳中和”目标为己任,科学布局前瞻性引领性科技项目,深化应用基础研究和重大技术攻关,打造全方位、多层级的清洁能源创新平台。
聚焦优势,服务全局。贯彻创新驱动发展战略,立足青海产业优势和资源禀赋,攻克能源转型面临的瓶颈难题和关键技术,探索“新能源+”产业创新融合发展模式,推动产业“四地”建设与青海经济社会高质量发展相结合。
开放共享,协同攻关。协同推进重大技术研发、重点工程示范、重要标准制定及成熟技术产品推广应用,坚持自主创新和联合攻关紧密结合,鼓励能源行业上下游企业和高校、科研院所协同攻关,构建开放共享的创新生态。
(三)发展目标
1.总体目标
按照《青海打造国家清洁能源产业高地建设行动方案(2021-2030年)》中“加强清洁能源技术创新标准化和平台建设,提高自主创新能力和高新技术转化应用能力,形成清洁能源技术创新转化应用体系和标准体系”的工作部署,面向清洁能源科技前沿和产业共性关键技术需求,加强清洁能源生产、消费、存储各环节关键技术攻关和技术创新,大幅提高清洁能源利用技术和产业技术。加强科技创新平台建设,筹建“多能互补绿色储能全国重点实验室”,支持省级重点实验室、工程技术研究中心、技术创新中心、企业中试基地等多层次科技创新平台建设,推动产学研用深度融合。围绕清洁能源全产业链,深入实施科技型企业、高新技术企业和科技“小巨人”企业培育计划,全面落实惠企政策,打造高质量创新主体。加快构建完善新型电力系统技术标准体系,促进科技创新与标准创制互动,以标准研制促进科技成果转化。努力使青海成为清洁能源科技创新的策源地、清洁能源技术应用示范地和清洁能源人才培养聚集地,支撑清洁能源产业高质量发展。
2.阶段目标
到2025年,攻克一批制约清洁能源产业发展关键核心技术,推动青海清洁能源高效开发利用。研发零碳园区综合能源系统运行管理平台,试点建设零碳园区综合能源系统。打造以清洁、高效、低碳为导向的新型电力系统示范工程。推进送端电网柔性直流输电关键技术的攻关和示范应用,探索大型新能源基地可再生能源智能外送新途径。推进多能互补绿色储能全国重点实验室筹建,建设青海省新型电力系统技术创新中心。在清洁能源领域形成国内领先及以上成果15项,形成系列标准20项。支撑清洁能源装机规模达到8200万千瓦以上。
到2030年,建成国际互认的光伏、风电、储能、氢能实证研究测试公共平台,制定结构优化、先进合理的清洁能源标准体系。通过“省外大规模输送、省内高水平转换消纳”双轮驱动,全面提升电网新能源消纳能力,构建青海跨省跨区“绿电走廊”。在清洁能源领域建成科技示范工程6项,形成国内领先及以上成果30项,形成系列标准50项。支撑清洁能源装机规模达到1.4亿千瓦以上。
二、技术创新体系与重点研究方向
(一)技术创新体系建设
清洁能源领域基础研究与应用。紧跟能源行业科学前沿及产业发展的需求,鼓励自由探索与目标导向相结合的具有战略性、基础性和前沿性研究,开展原创性应用基础研究,对基础研究重点项目、重点团队、科研基地和重点实验室提供长期稳定支持,为青海打造国家清洁能源产业高地奠定科学基础。
清洁能源高效利用关键技术攻关。针对全省清洁能源发展现状和消纳需求,结合清洁能源发展基础和潜力,有序开展技术攻关,重点解决清洁能源产业先进装备制造、高比例可再生能源与电力电子装置电力系统协调控制、清洁能源稳定消纳外送、新兴能源开发利用等重大技术的“卡脖子”问题,推动清洁能源产业高质量发展。
特色实战型科技人才队伍建设。引进培养并举,强化专业型科技人才队伍建设。依托科技项目资助和各类创新平台,培育带动吸纳一批能源产业中高端人才,努力攻克新能源产业高质量发展关键核心技术。依托省昆仑英才-高端创新创业人才计划,鼓励清洁能源领域高端人才在企业技术创新重要岗位任职,协助解决企业重大技术问题。发挥省部会商、科技援青等机制,强化引才引智,注重高端专业人才引进与培养,进一步完善人才服务管理体系,营造良好人才交流环境,夯实人才考评激励机制,拓展人才创新创业渠道,使科技人才“引得来、留得住、发展好”。
全方位科技创新平台建设。依托清洁能源领域重点实验室、工程技术研究中心和技术创新中心等科研平台,聚集省内外优势资源,吸纳高水平科研机构力量,打造集基础研究、研发示范、标准引领、成果转化、推广应用、技术培训“六位一体”的创新平台,支撑清洁能源产业高地科技创新能力和产业核心竞争力稳步提升。
高水平创新成果的转移转化。加强产学研用合作,鼓励优势企业、高等院校、科研院所组建产业技术创新战略联盟,攻克一批制约清洁能源发展的关键核心技术难题。依托示范区建设和示范项目实施,鼓励企业、高等院校、科研院所建设开放共享的中试基地,以研发共性技术、开展工程化验证、制定技术标准等方式促进技术转移与扩散,助力解决青海清洁能源发展面临的实际问题。
(二)重点研究方向
坚持能源资源开发与产业培育并举,把青海清洁能源资源优势转化为产业发展优势。从源网荷储全环节研判清洁能源产业高地建设亟需突破的核心技术,提出实施路径,为国家清洁能源产业高地建设提供科技支撑。
1.清洁能源产业关键技术
聚焦光伏、风电、储能等清洁能源产业基础零部件、关键基础材料、先进基础工艺与基础软件方面的短板,开展产业化核心技术攻关。加强锂电产业相关基础研究和产业化关键技术研究,推动正负极、隔膜、电解液等核心零部件研发,促进锂电产业与储能产业协同发展。开展新材料、新装备、新工艺优化升级关键技术研究,研究高效低成本光伏电池技术,持续提升光伏生产效率和转换效率,突破高海拔低风速大功率风机关键技术。推动光伏组件、退役电池、退役风电机组回收处理技术研发和相关产业发展,实现清洁能源产业全生命周期绿色发展。
2.清洁能源发电与应用技术
聚焦大规模高比例清洁能源开发利用,研究更高效、更经济、更可靠的水能、风能、太阳能等清洁能源发电及综合利用技术,支撑清洁能源产业高效开发利用。在保证能耗双控和机组安全稳定运行的前提下,加快火电机组灵活性改造技术研发,提升火电机组深度调峰能力和惯量支撑能力。开展偏远地区可再生能源利用技术研究与示范,突破区域源网荷储协同调控和分布式热电联供技术,定制化设计偏远地区绿氢-热-电联产系统。开展零碳园区综合能源系统协同规划与优化运行技术研究及示范,支撑园区综合能源系统智慧低碳运行。开展清洁能源产业与生态、盐湖化工、交通建筑、农牧业、数字经济等行业融合发展模式探索和技术研究,促进形成协同共进的产业循环互促发展模式。
3.基于清洁能源的智能电网技术
统筹“保供电、保安全、保消纳”实际需求,围绕“源网荷储”各环节开展技术攻关。开展清洁能源并网与消纳技术研究,突破新能源发电主动支撑关键技术。研究新能源发电与制氢系统协同控制技术,推进氢电耦合技术示范应用。开展高比例清洁能源电力系统安全稳定技术研究,研究电力系统关键设备精细化建模和交直流混联电网高效仿真技术,推进送端电网柔性直流输电关键技术的攻关和示范应用。研究高比例电力电子接入电力系统的安全稳定运行技术,提高新能源机组的暂、稳态性能。开展高海拔极端环境下的输变电装备研制及运维技术研究,打造高原型新装备、新工艺、新材料的试验验证基地。突破全清洁能源供电技术瓶颈,建立源网荷储灵活可调、多层级调度协同控制的新一代智能调度技术支持系统。研究促进可再生能源消纳、多能互补和灵活互动的交易机制,支撑能源互联网背景下电力市场的高效运作。
4.多元储能技术与应用
科学规划储能布局,协同推进抽水蓄能、新型储能技术研究与示范,构建多元互补储能体系。研究抽水蓄能电站水泵启动及变频控制技术,支撑梯级储能工厂建设,考虑各类型储能技术经济优势,提出抽水蓄能与新型储能的最优配比。加快新型储能技术研究与示范,开展安全高效低成本的新型锂离子电池、液流电池、钠硫电池、钠离子电池、固态锂离子电池、金属空气电池等电化学储能技术研发。加强储能安全关键技术研究,积极推广“新能源+电化学储能”模式应用。开展兆瓦级飞轮储能阵列与百兆瓦级压缩空气储能系统设计和示范,开展超导、电介质电容器等电磁储能关键技术攻关。
5.新兴能源开发利用技术与应用
立足青海资源优势和能源禀赋,研究干热岩、氢能、生物质、核能、天然气水合物等新兴能源开发利用技术。加强干热岩发电关键技术攻关,突破高温钻井装备仪器瓶颈,研究地热资源发电、供热(冷)一体化梯级利用技术。聚焦氢能产业“制储输用”全产业链条的新材料、新技术、新装备的开发、制造与应用,开展大规模可再生能源制氢、高压气态/液化/有机液体/固态储氢、纯氢/掺氢/天然气管道输送、氢燃料电池及车载动力系统集成、氢电耦合等关键技术攻关和示范应用。研究生物质炼厂、解聚与转化制备等关键技术,开展规模化生物质发电示范。试验性开展天然气水合物勘探开发技术研究,推进天然气水合物工程化技术攻关和示范工程落地。开展核能相关技术研究,稳妥推进核能开发利用。
6.标准体系研究与平台建设
研究新型电力系统标准需求和现有标准的适应性,构建完善新型电力系统技术标准体系,加强关键技术领域标准建设,为构建新型电力系统省域示范区提供标准支撑。强化科技创新平台建设,聚集国内外优势资源,积极推动多能互补绿色储能全国重点实验室筹建,组建青海省新型电力系统技术创新中心,并积极争取纳入国家技术创新中心序列,支持企业牵头建设高水平的省级重点实验室、工程技术研究中心、技术创新中心、企业中试基地等科研平台,推动“产学研用”深度融合,加速关键共性技术创新。整合国内技术研究与开发、设计和试验的专业人才队伍,打造高水平科技创新要素聚集、高端人才培养和高水平技术研发的创新平台,支撑打造国家清洁能源产业高地。
三、重点任务
(一)清洁能源产业关键技术
1.锂电产业技术研发与应用
针对大规模电化学储能应用中的关键问题,加大对现有锂电池关键材料、电芯生产装置和工艺的技术改造力度,重点突破锂电池安全性能、循环性能、生产成本、能量密度等技术瓶颈。布局新型锂电池开发,加强适应电源侧、电网侧应用的新型电池及其核心工艺技术研发,推进锂电池储能规模化、低成本应用。发挥青海锂资源开发、关键材料研发、锂离子电芯制备和储能电站规划及建设等优势,提升百兆瓦级成套电池装备制造能力,支撑锂电池储能装备产业化发展。
专栏1.锂电产业技术研发与应用
锂离子电池产业优化技术。重点突破低成本、高比能、高安全、宽温域、超长寿命锂电池关键材料制备及产业化关键技术,优化锂电池正负极材料、隔膜材料、电液材料等产业化核心技术。
新型锂电池及核心工艺技术研发。研发适应新能源电站应用的锂硫电池、金属空气电池、固态电池等新体系电池。加强氧化物和磷酸盐等正极材料、硅碳和金属锂等负极材料、高功率电池材料、大容量电池制造工艺、智能电池管理系统、锂电池高效梯次回收利用等技术研究。
百兆瓦级锂离子电池储能系统装备制造技术。加强锂资源提取、原材料加工、新型正负极材料、电解液研发、电芯制备等产业技术攻关,优化生产工艺,研发低成本、长寿命、高安全锂离子电池产品,推进电网侧百兆瓦级锂离子电池储能系统示范。
2.光伏产业装备制造技术
深入研究高效率、低成本晶体硅电池产业关键技术,研发关键配套材料和生产工艺,推进电池设备及原材料国产化。研究新型高效太阳能电池产业化关键技术,研发钙钛矿电池、钙钛矿/晶体硅叠层电池制备及产业化技术,推动钙钛矿电池组件生产及应用示范。开展光伏组件回收处理与再利用关键技术研究,促进光伏产业绿色循环发展。
专栏2.光伏产业装备制造技术
高效、低成本晶体硅电池产业化技术。开展TOPCon、HJT、IBC等晶体硅电池产业化制造技术研究,突破硅颗粒料制备、连续拉晶、N型与掺镓P型硅棒制备、超薄硅片切割等低成本规模化应用技术。
钙钛矿电池制备及产业化技术。研究钙钛矿电池量产工艺,开发高可靠性组件级联与封装技术,研究晶体硅/钙钛矿、钙钛矿/钙钛矿等高效叠层电池制备及产业化生产技术研究。
光伏组件回收处理与再利用技术。研发晶硅光伏组件低成本绿色拆解、高价值组分高效环保分离技术装备,开发光伏组件的环保处理技术和实验平台,高效回收和再利用退役光伏组件中银、铜等高价值组分。
3.风电产业装备制造技术
研发适用于高海拔地区的风电系统成套技术,攻克高海拔地区风电机组关键技术,加强大功率风机关键零部件及大容量变流器研发,提升风能捕获和利用效率。研究废弃风电机组材料的无害化处理与循环利用关键技术,支撑风电产业绿色可持续发展。
专栏3.风电产业装备制造技术
风电系统成套技术研发及利用。开展适用于高海拔地区的大功率风电机组研发,突破超长叶片、大功率发电机、大型结构件、大容量变流器、主轴轴承、主控制器等关键部件设计制造及集成技术。
废弃风电机组材料的无害化处理与循环利用技术。研究退役风电机组整机回收与再利用工艺,重点突破叶片低成本破碎、有机材料高温裂解、玻纤以及巴莎木循环再利用等技术。
4.新型储能产业装备制造技术
研发新一代高性能、低成本的全钒、铁铬液流关键材料,开展液流电池储能系统的示范应用。研制适用于高海拔条件的不同种类物理储能关键设备,推进大容量物理储能系统集成应用。研究退役储能电池修复、梯次利用、回收与再生关键技术,强化储能电池产业绿色安全技术应用。
专栏4.新型储能产业装备制造技术
液流电池开发利用技术。研究液流电池制备、集成等关键技术,开展关键材料、核心部件及系统自主化研制,开展适用于青海高原环境的液流电池成套工艺研究与示范应用。
物理储能技术关键设备研制。加强大功率飞轮材料、高速轴承等关键设备研制,研究适用于高海拔条件下的大功率飞轮储能集成技术,分析大功率飞轮储能的紧急支撑能力;开发压缩空气储能热交换或燃烧室、压缩机、膨胀机等关键技术与设备,研究空气压缩储能系统的集成技术,实现百兆瓦级空气压缩储能系统的集成与示范。
退役储能电池梯次利用和回收利用技术。研究低成本可修复再生的新型储能电池回收产业关键技术,研究退役电池健康状态与剩余价值评估、单体电池自动化拆解和材料分选技术。
5.清洁能源产业与其他产业融合应用技术
加大清洁能源产业与生态、盐湖化工、建筑交通、农业、数字化等行业融合。坚持生态优先发展理念,探明各类清洁能源开发对生态环境的影响机理,研究清洁能源开发利用与生态修复协同发展技术,推进清洁能源与生态环境治理协同发展。加强盐湖化工、建筑交通等领域电能替代关键技术和设备研制,支撑社会各领域绿色低碳用能。加快清洁能源数字化智能化转型,构建能源数字化生态环境,打造清洁能源数字经济平台。
专栏5.清洁能源产业与其他产业融合应用技术
清洁能源与生态融合应用技术。研究光伏治沙及土壤生态恢复技术,探索不同条件下光伏治沙实施方案。研究清洁能源开发与生态环境协同互动机制,探索用于治理滩涂、盐碱地、污染场地、矿山等生态环境保护技术。开展基于绿色能源生产的碳减排评估技术研究,分析评价全省能源结构与清洁能源利用潜力,对利用清洁能源生产的碳足迹进行评估,提出基于多能互补开发利用的碳减排技术和路径。
清洁能源产业与盐湖化工产业融合应用技术。推进清洁能源与盐湖化工融合发展,研究绿色低碳盐湖提锂、提镁关键技术。探索太阳能发电直接用于熔盐电解制备金属镁或镁合金的系统集成技术,研究熔盐电解的过程中电力补偿与电力平稳供应技术,推进化工行业电能替代。
清洁能源产业与建筑行业融合应用技术。推广光伏发电与建筑一体化技术研究应用,加快推动建筑用能电气化和低碳化,研究面向高寒高海拔地区建筑需求的住宅供暖、生活热水和炊事等高效电气化替代技术和设备。开展“清洁能源+装配式+超低能耗”的高原绿色建筑技术研发及推广应用,探索建设集光伏发电、储能、直流配电、柔性用电于一体的“光储直柔”建筑。
清洁能源产业与交通行业融合应用技术。研究新能源交通运输装备和设施设备、氢燃料、LNG和生物质燃料等应用技术。研究高速公路服务区绿色供电供能解决方案,采用新能源制热技术替代原有油气管道加热装置,开展典型服务区绿色供能示范。加快新能源汽车性能监控与保障、交通能源互联网等技术研究。探索研发交通自洽能源系统的多能变换与控制系统、交通自洽能源系统高效能与高弹性技术等。
清洁能源产业与农牧业融合应用技术。聚焦“光伏+”产业,因地制宜开发“农光一体”、“渔光一体”、“林光一体”等光伏发展模式,实现光伏产业与农业产业以及农民生活的有效结合。积极探索风能、生物质、地热能在农牧业中的应用。
清洁能源产业与数字化产业融合应用技术。研究清洁能源5G网络替代和新一代数字智能巡检、安防、信息安全等技术,实现新能源电站降本增效。建设能源大数据中心,开展清洁能源数据资源的集成和安全共享技术研究,实现清洁能源和传统能源智慧管理及广域能源共享。依托新能源云接入风、光、水、储等能源数据,打造清洁能源数字经济平台。
(二)清洁能源发电与应用示范技术
6.太阳能发电与应用示范技术
研究大规模光伏直流组网技术,提升光伏电站系统运行效率,研究光伏电站智能运维关键技术,提升光伏电站智能化运维水平,实现光伏电站降本增效,研究光伏电站主动支撑技术,提升光伏电站对电网频率和电压的支撑能力。研究大型光热电站系统开发、集成和协同控制技术,提出大型光热电站的规划布局方案。研究光热与超临界二氧化碳循环发电融合技术,研究光热电站参与电网调节及主动控制技术,提升光热电站发电效率和友好接入水平。
专栏6.太阳能发电与应用示范技术
光伏电站运行效率提升关键技术。研究大规模光伏直流并网发电系统关键技术,研发大功率中压全直流光伏发电系统与大功率直流升压变换器;研究智能光伏电站设计、集成与数智化运维关键技术,研究光伏电站运行效率提升技术,推进电站智能化与无人化管理;开展光伏电站主动支撑电网频率调节和电压稳定技术研究。
大型光热电站关键技术研究与集成应用。开展大型光热电站集热系统、热传输系统、储热系统、发电系统等系统集成和协调控制技术研究,研究定日镜及大型定日镜场技术、塔式电站大型镜场在线检测技术、大型吸热器技术及大型高效熔盐储换热技术。研究光热参与电力系统调峰、调频、调压技术,探索形成光热替代常规支撑电源的发展模式。
7.风力发电与应用示范技术
针对高海拔、低空气密度运行环境,研究高空风能资源探测、模拟和评估技术,开展大功率风电机组整机设计和控制系统开发及示范应用。研究高海拔极端环境下大功率风机设备防护及维护方法,提高风电机组的可靠性和利用小时数。利用云计算、大数据等技术,研究风电大数据收集及分析、风电场优化协调控制等技术,提升风电场涉网性能。
专栏7.风力发电与应用示范技术
大功率风电机组设计与优化关键技术。研究大功率风电机组整机一体化优化及轻量化设计技术;研究大功率机组叶片、载荷与先进传感控制集成一体化降载优化技术,大功率风电机组电气控制系统智能诊断、故障自恢复免维护技术。
高海拔环境下风机防护及设备维护技术。分析高海拔环境对风机设备的影响机理,提出风机系统设计、电气设备选型及防护方法。研究风电机组防腐蚀、防雷、去覆冰及关键设备运行维护技术。
风电场运行优化及智能运维技术。研究基于物联网、云计算和大数据综合应用的风电场智能化运维、无人化运维关键技术,以及适合风电场优化协调控制、实时监测和电网适应性等关键技术。开展基于AI大模型的高准确度风光功率预测研究,加大分区域、分地貌、分时段数据源的分析、优选和融合等关键技术研究。
8.传统电源高效清洁利用技术研究
研发基于风光水储多能互补、容量优化配置的清洁能源评估与规划技术,提升水电与新能源协同开发水平。加快煤电“三改联动”相关技术研究。开展火电机组灵活改造技术研究,提升火电机组深度调峰能力和惯量支撑能力,充分发挥火电机组“调节器”作用。
专栏8.常规电源发电与应用示范技术
黄河上游水电资源再评估与新能源协同运行技术。研究分析黄河干流水电受综合利用要求影响下的水能资源与可开发量再评估,提出发电侧水能资源开发潜力、储能等评价成果。研究常规水电、混合式抽水蓄能、储能泵站与新能源协同开发运行技术,以及基于水电与新能源协同开发运行基础上的特高压直流外送技术。
火电机组“三改联动”技术。开展节能降碳技术研究,降低度电煤耗和二氧化碳排放,推进供热改造技术研究;研究常规热电联产机组储热技术,推进煤电机组高效节能利用。研究火电机组与高比例新能源电网的相互支撑机理和深度调峰技术,最大化发挥其调节作用。
火电机组碳排放管理技术。研究电源侧火电CCUS(碳捕获、利用与封存)应用技术,降低火电碳排放量,实现能源供给近零排放。
9.零碳园区综合能源系统关键技术与应用示范
立足零碳园区资源禀赋、零碳规划需求,优化园区综合能源系统配置,提出综合能源系统最优运行策略。开发适应不同运行场景的零碳园区综合能源系统管理平台,研究零碳园区数据采集、分析、管理方法,支撑园区零碳化运行。探索开展零碳园区100%绿电供应技术研究,研究零碳园区绿电交易方案和绿电溯源认证技术。
专栏9.零碳园区综合能源系统关键技术与应用示范
零碳园区综合能源系统规划及运行关键技术。研究零碳园区运行模拟技术,研究零碳园区的综合能源系统规划配置方法,提出最优综合经济性电源配比方案。利用基于特征融合的多元负荷预测方法,提出零碳园区综合能源系统优化运行策略。
零碳园区综合能源系统运行管理技术。研究零碳园区全绿电供应技术,针对不同工业园区负荷需求情况,研究省内及省间绿电交易+绿证、区块链技术等的绿电交易方案和绿电溯源认证技术。研究“能源+碳”的数据安全规范归集、共享和应用等技术,研发综合能源系统管理平台。
10.偏远地区热电联供关键技术与示范
研究高原环境下热电联供系统规划技术,提出考虑青海不同地区资源差异的热电联供系统规划设计成套体系。研究偏远地区多能互补热电联供技术,研发适用于高海拔地区的能源耦合关键设备。研究风电、光伏、储能、氢能等系统集成设计及协调控制技术,构建清洁高效稳定的热电联供系统,为偏远地区用电用热提供有效解决方案。
专栏10.偏远地区热电联供关键技术与示范
太阳能热电联供技术研究。研究不同聚光吸热的太阳能热电联供系统长周期蓄热材料、部件和系统,研究多元储能装置参与的太阳能热电联供系统协同控制策略和关键装置研制,建设太阳能热电联供系统集成示范。
光伏制氢热电联供技术研究,研发光伏电解制氢与燃料电池热电联供系统,研究光伏制氢、燃料电池热能循环利用技术,开发提出光伏制氢热电联供控制系统和运行策略。
(三)基于清洁能源的智能电网技术
11.清洁能源并网与消纳技术
研究新能源及储能电站主动支撑技术,突破新能源参与电网调节的自同步控制、主动控制、宽频振荡及构网型储能、构网型变流器等关键技术,提高新能源及储能友好并网能力。开展新能源储能一体化系统发电预测及协调控制关键技术研究,提升新能源消纳水平。开展氢电耦合关键技术与应用示范,研究氢电耦合系统规划配置方案,提出协调控制策略。研究适应新能源发展的价格体系、交易机制和结算体系,支撑新能源参与电力市场的交易机制及储能成本疏导机制建设。
专栏11.清洁能源并网与消纳技术
新能源并网主动支撑技术。研究具备自主支撑电压、频率调节能力的新能源发电新型拓扑结构,提出主动支撑型新能源与储能电站的控制优化方法及策略。研究主动支撑型新能源故障穿越、宽频振荡抑制等关键技术,掌握含主动支撑新能源发电的新能源集群组网及协同运行方法。攻克主动支撑型新能源发电继电保护、系统控制等关键技术。
构网型变流器关键技术。研究构网型储能功能需求及应用场景,研究构网型储能配置原则、接入方案。研究构网型储能主电路拓扑及参数设计方法、控制保护技术,实现构网型储能内部能量均衡控制。开展大规模构网型储能示范应用。研究储能型串/并联构网变流器及电容型构网变流器控制技术及特性。研究电化学储能型串/并联构网变流器主电路拓扑、控制策略及关键参数。研究电容型构网变流器在电网应用关键技术。研究大型构网型储能场站变流器串并联稳定机理及协调控制方法。研制串/并联构网变流器协调控制装置。开展构网型光储发电设备的研制,实现电压源光储系统接入电网,提高电网稳定性及可靠性。
氢电耦合技术。研究适应新型电力系统发展的制氢技术应用策略。研究适合新型电力系统建设的氢电耦合系统典型接入方案和容量优化配置技术。研究支撑大规模新能源消纳的氢电耦合系统源网荷互动协调与运行控制策略。提出氢-电耦合系统运行效率与性能测试的关键指标和测试方法。
促进新能源消纳的市场机制研究。开展促进灵活调节资源参与系统调节的各类辅助服务模型和关键技术研究。研究高比例新能源参与电力市场交易模式,开发支撑多元交易业务的电力市场交易管理软件。开展适应储能、氢能等市场主体参与的中长期交易市场、现货电能量市场及辅助服务市场机制研究。开展新型储能成本分摊路径及价格机制研究。
12.高比例清洁能源电力系统安全稳定技术
研究大规模新能源电站多层级建模及含高比例新能源、高比例电力电子设备的交直流混联大电网安全稳定仿真技术,研究影响新型电力系统稳定性的主/次要因素,研究弱送端电网特高压柔性直流输电、全电力电子新型构网、新能源柔性并网发电技术,研究极端天气环境下的出力预测技术,研究基于新型MCR+的无功电压支撑等关键技术,研究特高压柔性直流输电技术,提高大电网安全稳定运行水平。
专栏12.高比例清洁能源电网安全稳定技术
新型电力系统仿真分析技术。搭建新能源并网全电磁仿真平台,研究新能源、储能设备的机电建模、封装建模和标准结构化建模方法,建立含新能源、特高压直流、交流输电及控保设备的机电、电磁、全电磁暂态模型。
高比例电力电子接入电网安全稳定技术。研究“双高”新型电力系统失稳机理本质及新型电力系统稳定性的主/次要因素,研究支撑高比例新能源稳定运行的全电力电子新型构网方式。研究极端天气环境下的出力预测技术。研究电力电子闭环接线方式及闭环运行控制技术。研究不依赖电源特性的超高速继电保护技术,增强系统自愈性。
特高压柔性直流输电技术。研究高海拔地区多端柔性直流汇集输电技术可行性。研究柔直汇集、柔直外送及交流汇集、柔直外送网架构建方案的拓扑结构。研究基于高比例新能源的弱送端电网柔性直流输电技术控制策略。研究高海拔地区特高压柔性直流设备应用关键技术。
13.新型电力系统运行关键技术
开展支撑新能源供电主体的电源协同优化技术研究,研究风光水储一体化联合发电技术、风光互补发电系统并网运行总体控制技术。开展支撑新能源高效消纳的负荷侧协调运行技术,实现区域负荷与新能源的协调运行,提高新能源的就地消纳水平。研究大容量储能电站参与电网调峰与常规调峰电源的协调优化策略。研究基于源网荷储高效协同的新能源供电主体电网运行控制技术,研发基于源网荷储高效协同的新一代调度技术支持系统。研究高海拔极端环境下的输变电运维技术,研究高原型新装备、新工艺、新材料,开展试验验证。
专栏13.新型电力系统运行关键技术
新型电力系统调控运行关键技术。研究支撑以新能源为供电主体的电源协同优化技术,实现多类型新能源优化配置及布局。开展基于源网荷储高效协同的全清洁能源电网运行控制技术研究,研究全清洁能源的电源结构下电网新型电力调度系统运行方式。研究支撑新能源高效消纳的负荷侧协调运行技术。
高海拔环境下电气设备运行维护关键技术。开展地质灾害区段输电线路杆塔变形及基础沉降监测预警研究,优化完善地质灾害区段输电杆塔基础的设计和运维策略。开展无人机智能巡检技术研究及应用,推动传统人工作业向信息化、智能化转变。开展高原型输变电设备开发与验证研究。
(四)多元储能技术与示范
14.新型储能应用与安全技术
研究以新型电化学储能电池为主体的大规模储能电站集成及智能化管控技术,充分利用储能充放电能力和容量,缓解局部断面卡口问题。研究面向大规模新能源接入的物理储能系统网储协同控制技术,加快大规模物理储能系统的示范应用。研究构网型储能主动支撑弱送端系统新能源送出能力与优化协调控制技术。研究多点布局的储能聚合控制技术,发挥多点布局储能的聚合优势。研究储能电站智慧调控技术和安全技术,提升储能电站整体可靠性及安全性。
专栏14.新型储能应用与安全技术
电化学储能应用技术。研究电池储能系统动态监控、电池集成及管理技术。实现吉瓦级锂离子电池、百兆瓦级全钒/铁铬液流、十兆瓦级钠硫电池储能系统的示范应用。
物理储能应用技术。开展压缩空气储能储气库选型、系统集成及其与电力系统的耦合控制技术研究,形成百兆瓦级压缩空气储能示范工程。研究飞轮储能单机总装与阵列安装、应用运行、安全防护等技术,研究飞轮储能参与电网调频控制策略。探索适应本地地理环境、系统需求的重力储能技术,开展大功率电动/发电机及其运行控制、重力储能系统集群运行与控制、重力储能系统的稳定性和全天候适应性等研究。
构网型储能技术。研究构网型储能变流器与电网间的交互影响,研究基于构网型储能电磁仿真模型的关键参数及控制策略优化技术,研究基于构网型储能支撑的新能源高渗透率电网安全稳定技术,开展构网型储能对区域电网的主动支撑能力测试与评估。
储能智慧调控技术。攻关规模化储能系统集群智能协同控制关键技术,研究分布式储能系统协同聚合技术。依托大数据、云计算、物联网、人工智能、区块链等技术,开展储能多功能复用、需求侧响应、虚拟电厂、储能云、市场化交易等领域关键技术研究。
储能安全技术。研究储能电池智能传感技术、储能电池热失控阻隔技术及电池本质安全控制技术。开展基于大数据的故障诊断和预警技术研究,研发清洁高效灭火技术。
15.多元储能协同规划与运行关键技术
研究储能与新能源场站融合技术,充分发挥储能平滑支撑能力。研究抽水蓄能电站的智能化运维关键技术,提出风光储及抽水蓄能协调互补的运行策略。研究调节性水电与多元储能的协同运行,分析各类型储能技术经济优势,开展区域电网多元储能协同规划配置和运行控制技术研究,实现多类型储能优化配置。
专栏15.多元储能协同规划与运行关键技术
多元储能与新能源场站融合技术。研究多元复合储能系统灵活性评价模型与指标研究,研究适用于调频调峰能力分析的多时间尺度多元复合储能系统场景模拟与随机性量化方法,开发各类新型储能技术的调节特性与经济成本量化模型。
抽水蓄能电站控制及运维技术。研究基于水电梯级综合高效利用的多能联供、多能联储技术,加大大型储能泵和变频控制技术研究,研究特殊环境下新型抽水蓄能电站的建设和运维技术。
多元储能协同规划与控制技术。研究新型电力系统下储能和抽蓄电站的最优配比,研究储能和抽水蓄能的联合运行控制方案和策略。开发抽水蓄能结合光伏、风电、新型储能联合运行协同控制运行技术。
(五)新兴能源开发利用技术与示范
16.干热岩开发利用技术研究与示范
研究干热岩资源在风、光、水等多种能源电力系统中的协调互补性,提出干热岩资源的综合利用策略。研究干热岩能量获取关键技术与关键设备,降低干热岩资源开发成本。结合工、农业及民生对能源需求特点,提出干热岩规模化综合开发技术路径与开发利用模式,提升干热岩等地热资源与新能源高效互补利用水平。探索适应热资源利用的应用场景,提升地热资源供暖效率和低温发电技术水平。
专栏16.干热岩开发利用技术研究与示范
干热岩开发利用技术与示范。开展干热岩规模化综合开发利用技术研究,评估干热岩资源不同利用方式的可行性、经济性,提出干热岩开发利用技术路径。开展高温岩体破碎机理等基础性研究,加快高温硬岩钻井技术攻关。开展干热岩闭式取热技术研究,加强共和盆地深井钻探、强制对流闭式取热、井组及井网取热3D仿真模型开发、取热-应用一体化工质开发应用和新型地热发电循环等关键技术研究,力争突破干热岩勘探、取热、发电等核心技术,突破最佳取热储层精准定位、高效传热工质应用、地表高效换热等关键技术。
17.氢能综合利用技术研究与示范
研究可再生能源电解制氢、氢气高效储运、氢气加注、燃料电池设备及系统集成等关键技术,突破氢能制、储、输、用环节“卡脖子”技术难题。加强绿氢化工产业应用关键技术研究,拓展绿氢化工应用场景。积极探索氢能在光伏园区、零碳产业园、氢储能等领域应用模式,开展多应用场景可再生能源-氢能的综合能源系统示范。发挥青海省盐湖镁资源以及铝业优势,瞄准前沿技术,开展镁基、铝基储氢材料研发。
专栏17.氢能综合利用技术研究与示范
可再生能源制氢技术。研究低成本、高效率、长寿命的质子交换膜电解制氢成套工艺技术,突破高效、大功率碱性电解槽制氢技术。研究固体氧化物电解池(SOEC)、固体聚合物阴离子交换膜(AEM)、太阳能光催化制氢、电光催化制氢等前沿高效制氢技术。
氢能高效储运技术。开展安全、低能耗的低温液氢储运,高密度、轻质固态氢储运,长寿命、高效率有机液体储运氢等技术研究。研发35MPa、70MPa及以上高压储氢材料、设备。开展高海拔、低温环境下中低压纯氢与掺氢燃气管道输送技术研究。开展镁基、铝基储氢材料研发。
加氢站关键技术研究。研究多级储存压力下的加氢站氢气储存技术和高原加氢站建设技术,研究高原环境下加氢站高低压阀门、管件、电器元件等选型及影响因素,开展加氢站加氢机、压缩机等关键设备性能评价、控制及寿命快速测试等技术研究,建成加氢站示范工程。
氢燃料电池设备及系统集成技术。开展电堆结构设计、富氧增效等关键技术研究,提高燃料电池系统发电效率。研究系统集成优化设计技术与控制系统,开发大功率、高效率氢燃料电池发电系统,开展氢燃料电池发电固定式发电及分布式供能示范应用。
绿氢化工产业应用关键技术。发挥青海省电力资源优势,开展“绿氢化工+”技术研究,重点突破绿氢化工产业应用中的核心关键技术,提升系统集成技术,拓展绿氢化工应用场景。研究以绿氢为原料合成绿色航空煤油、绿氨、甲醇、乙二醇、碳酸二甲酯(DMC)、三烯三苯等清洁基础化工技术。
18.其他新兴能源开发利用技术研究与示范
开展天然气水合物勘探开发关键技术研究,统筹基础理论研究、核心技术攻关和重大装备研制,支撑天然气水合物开发工程化技术攻关,促进天然气水合物商业化开采利用。研究青海发展核电与环境保护、新能源外送消纳之间的影响关系,适时开展小堆供热等核能利用前期研究工作,稳妥推进核能开发利用。
专栏18.其他新兴能源开发利用技术研究与示范
其他新兴能源开发利用技术。研究天然气水合物勘探目标预测评价技术、钻井及井筒工艺技术、高效开采和复合开采技术、安全控制技术、开采环境监测技术,建设天然气水合物开采示范工程,掌握有效开采技术,实现天然气水合物安全高效开发。综合考虑环境保护、自然灾害、人口分布、电力需求等因素,开展核电建设可行性和必要性分析,适时开展小堆供热等核能利用前期研究工作,稳妥推进核能开发利用。加强核知识、核电利用等科普宣传,去除公众对内陆核电站建设安全方面的担忧。
(六)标准体系研究与平台建设
19.标准体系研究
研究建立支撑新型电力系统建设的标准体系,结合新型电力系统建设需要,持续完善涵盖分析认知、规划设计、运行维护、故障防御、协调控制等标准体系框架。重点围绕特色优势技术和未来技术需求,梳理分析现有技术标准适用性和标准建设需求,制修定一批相关技术标准。有力支撑清洁能源并网运行和消纳利用,促进标准与技术创新和产业发展良好互动。
专栏19.标准体系研究
新型电力系统标准体系研究和标准建设。围绕新型电力系统研究和建设,开展新型电力系统标准体系研究,形成标准体系框架和行动路线图。研究新型储能、新能源消纳、电碳监测、绿电认证交易、双碳大数据、调相机运维、高海拔特高压等领域标准建设需求,研制一批具有重要引导作用的技术标准,搭建技术标准符合性分析评价平台,开展技术标准的试验验证,支撑清洁能源技术标准框架体系研究工作高效开展。推动新型电力系统建设及相关产业发展,结合新型电力系统示范工程开展标准化示范。
20.科研平台建设
筹建多能互补绿色储能全国重点实验室,重点开展多能互补储能系统集成技术与应用、大规模电化学储能、物理储能、热储能、氢储能和退役光伏组件及电池绿色回收等研究。建成青海省新型电力系统技术创新中心,立足中心+基地的研发模式,为青海清洁能源领域成果培育、人才培养提供高质量协同创新服务平台。加强产学研用深度融合的运行机制,依托科技计划项目资助和各类创新平台,注重高端专业人才引进与培养,聚集国内外优势资源,以科技项目实施为抓手,构建更开放、更有效的创新人才引进与培养机制,着力打造高水平科技创新要素聚集、高端人才培养和高水平技术研发的科研平台。
专栏20.科研平台建设
推进多能互补绿色储能全国重点实验室建设。着眼黄河流域清洁能源高质量发展和支撑服务国家“双碳”战略,形成引领能源革命技术的支撑性、战略性产品体系,促进我国储能技术领域科技创新、工程技术人才培养和学术交流,建立一支产学研用一体化深度融合的高水平人才队伍,为打造国家清洁能源产业高地、实现我国在多能互补绿色储能等重大科学研究和科技自立自强提供保障。
新型电力系统技术创新中心建设。优化青海省新型电力系统技术创新中心“中心+基地”的研发模式,统筹开展新型电力系统源、网、荷、储(氢)、大数据等全要素先进技术、装备、材料的科研攻关和示范验证,破解新型电力系统建设中的“卡脖子”技术难题,支撑国内重大示范项目建设,打造创新成果示范样板,服务我省清洁能源产业高地建设和我国“双碳”目标实现。
创新人才平台建设。依托能源领域重点实验室、工程技术研究中心和技术创新中心等平台力量,积极开展柔性人才引进,通过共同研发、兼职等多种途径,协同研发攻关、共享科研成果。建立以项目为导向的人才流动和人力资源融合新模式。搭建首席科学家、学科带头人、青年科学家、托举人才等多层次科研技术人才体系,实现人才“梯队式”培养。
四、保障措施
(一)加强组织领导
在省委省政府统一领导下,加强与省发展改革委、省能源局及省内有关企业、科研机构等单位的协同联动,跟踪督导工作落实,协调解决有关问题。加强资源整合与统筹配置,引导人才、技术、资本、信息等创新要素有序集聚,支撑清洁能源产业实现高质量发展。
(二)统筹推进科研攻关
坚持“围绕产业、聚焦瓶颈、重点突破”,整合优质创新资源,持续推进清洁能源关键技术攻关。积极推动新型电力系统构建基础理论、核心技术和关键装备等技术研究纳入国家科技布局。加强战略性技术储备,针对影响清洁能源产业发展的“卡脖子”难题,优先支持行业龙头企业牵头承担重大重要科技项目。全方位、多途径吸引国内外优势科研力量共同参与清洁能源技术攻关,科技助力打造国家清洁能源产业高地。
(三)优化创新平台
围绕清洁能源产业链部署创新链,依托省内外高校、科研院所、企业科技创新资源优势,优化布局清洁能源领域重点实验室、工程技术研究中心、技术创新中心等科技创新平台。建立协同创新共同体,加强相关专业学科建设,培养创新人才,强化特色实战型科技人才队伍建设,为清洁能源产业发展集聚高水平研发团队和优质创新资源。健全“政产学研用”科技创新体系,提高自主科技创新能力和核心竞争力。
(四)推动成果转移转化
强化清洁能源产业科技成果信息汇集与精准对接,鼓励企业、科研机构大力引进和转化先进成熟技术成果。支持高校、科研院所建立专业化技术转移机构,通过技术转让、技术许可、作价投资等多种形式有效推进清洁能源产业科技成果转化。加快标准更新升级,扎实推进标准研制,构建清洁能源技术标准体系,推广应用一批前景广阔、成熟度高的技术产品,为实现碳达峰、碳中和目标贡献青海力量。

图 清洁能源产业发展、关键技术及研究方向框架图