“十三五”能源新技术战略性新兴产业重点发展方向 | 十项定义2017年趋势的能源新技术
来源：科学出版社（ID:sciencepress-cspm），作者：彭苏萍等
能源革命是历史发展的重要驱动力，人类生产力每一次大的飞跃都伴随着一场能源生产和消费方式的革命。新一轮的能源革命已初露端倪，它将以具有颠覆性的能源新技术发展为主要标志，把人类社会推进到以高效化、清洁化、低碳化、智能化为主要特征的全新能源时代。全球金融危机爆发后，以美国为代表的西方发达国家已经开始敏锐地抢抓第三次工业革命的历史机遇，全力将能源新技术培育打造成新的经济增长点。以煤洁净利用、页岩油气开发、太阳能高效发电、智能电网深度融合等为代表的能源核心技术的连续突破，正在催生全球能源利用方式的巨大变革。
作为全球第二大经济体，同时也是最大的能源生产国和消费国，我国已形成了以煤炭为基础，石油、天然气、核能、可再生能源全面发展的能源供给体系，能源技术装备水平明显提高，生产生活用能条件显著改善。尽管我国能源发展取得了巨大成绩，但也面临着能源需求压力巨大、能源供给制约较多、能源生产和消费对生态环境损害严重、能源技术水平总体落后等挑战。对于长期处于主体地位的传统化石能源，其生产和消费过程的效率低、不清洁、不安全问题十分突出。无论从现实还是从未来看，极度依赖能源消耗的粗放型发展已经走到了尽头。同时，随着我国国力的增长和国际地位的提升，能源安全更加凸显。党的十八大报告指出，要推动我国能源生产和消费革命，控制能源消费总量，加强节能降耗，支持节能低碳产业和可再生能源发展，确保国家能源安全。这是在准确分析国内外能源形势的基础上做出的科学决策。
“十二五”以来，我国能源新技术与产业发展在国内外复杂环境中取得了显著成绩。
能源新技术的突破往往蕴藏着战略性新兴产业发展机遇。“十三五”时期，我国能源消费规模还将持续扩大，可再生能源将得到快速发展，在我国能源消费中占比正在逐步上升，但传统能源仍将是我国一次能源供应的主体，在保障能源安全中发挥基础性作用。预计未来较长时间内，我国将呈现化石能源与非化石能源“双速”增长的格局，但前者增速将低于后者。具体而言，光伏发电、风电、生物质能源、地热等可再生能源技术将持续突破，发电成本不断下降，智能电网、大规模储能、分布式能源系统等支撑配套技术进一步拉动可再生能源发展，提高其在能源结构中的份额。与此同时，传统能源的绿色低碳转型也是推进能源革命的重要内容。传统化石能源，特别是煤炭清洁高效利用新技术的研发应用，仍具有巨大的市场空间和实际应用价值。
未来5～10 年，伴随我国经济进入“新常态”，我国将着力贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，推动低碳循环发展，建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系，实施近零碳排放区示范工程，传统能源产业的转型升级将提速，能源新技术研发与产业化进程将不断提速，新一轮能源变革蓄势待发。发展战略性新兴产业，是实现能源革命的重要途径，“十三五”是打基础的关键时期，需在多个层面促进能源新技术战略性新兴产业的培育与发展。“十三五”能源新技术战略性新兴产业培育与发展规划研究课题组在全面评价“十二五”时期产业发展的基础上，着眼于“十三五”能源新技术战略性新兴产业发展规划，立足于国内外能源发展趋势与技术前沿，提出了加强顶层设计，调整能源新技术战略性新兴产业的范畴与定位（能源没有新旧之分，只有技术先进程度的差异），特别是着重强调正确判断能源新技术战略性新兴产业的内涵，同等重视化石能源和非化石能源新技术产业发展。在此基础上，明确了“十三五”战略性新兴产业涉及能源新技术相关规划的思考与判断，提出以构建符合我国国情和现代能源发展规律，煤、油、气、核、可再生能源协调发展，低碳、清洁、高效、智能的综合能源体系为目标，通过选择重点领域、重要方向与重大工程为依托，科学规划“十三五”煤炭清洁高效转化与利用产业、非常规油气产业、核能产业、智能电网产业和可再生能源产业（太阳能、风能、生物质能和地热能）战略性新兴产业发展，为能源生产和消费革命构建坚实的科技支撑与产业基础。
一、“十三五”能源新技术战略性新兴产业重点发展方向
煤炭清洁高效转化与利用产业
1. 煤炭清洁高效发电技术及产业化
1）先进的700℃超超临界燃煤发电技术及产业化
我国是国际上投运600℃超超临界机组最多的国家，为700℃超超临界机组的开发奠定了基础。2010 年7 月，国家能源局宣布成立国家700℃超超临界燃煤发电技术创新联盟。
700℃超超临界发电机组由于机组初参数的提高，需要使用镍基合金等高性能材料。目前镍基耐热合金主要用于航空、航天、化工等领域。掌握具有自主知识产权的700℃等级先进超超临界镍基合金制造方法，对于我国镍基合金材料产业无论是技术方面还是产能方面都是一次重大的挑战和发展机遇。
2）超低排放污染物控制技术及产业化
燃煤烟气污染物高效脱除与多种污染物协同控制是当前燃煤发电技术发展的趋势。集成开发NOx梯级高效脱除协同汞氧化技术、吸附剂喷射汞污染控制技术、高效除尘技术（高效电源、高效电除尘器、低低温电除尘器、电袋除尘器等）、湿法深度脱硫及湿式电除尘技术，形成煤烟气污染物高效协同控制超低排放技术，建立燃煤电厂超净排放清洁环保岛。重点突破大型燃煤电站超净排放制关键技术及建立工程示范，全面掌握大型燃煤电站污染物超低排放技术，初步建立配套装备制造能力，实现燃煤电站超低排放的经济性和规模化应用。
3）高效发电系统IGCC 和IGFC
当前整体煤气化联合循环发电技术IGCC 技术的开发重点是开发大容量的煤气化技术，开发适用于IGCC 的F 级以及H 级燃气轮机技术、低能耗制氧技术、煤气显热回收利用技术，进行高效、低成本IGCC 工业示范，掌握和改进IGCC系统集成技术，降低造价，积累IGCC 电站的实际运行、检修和管理经验。建设并示范5～6 座IGCC 电站，进行基于F 级燃机的400～500MW IGCC技术的示范，供电效率达到45%以上；示范基于褐煤气化的400～500MW IGCC 技术，供电效率达到43%以上；示范基于H 级燃机的600MW 的IGCC 发电技术，供电效率达到48%以上。
IGFC 系统效率可达60%以上，温室气体可以浓缩处理，达到近零排放。整体煤气化熔融碳酸盐燃料电池（integrated gasification molten carbonate fuel cell，IG-MCFC）包括的突破性技术有大面积MCFC 关键部件设计与制造技术、大容量电池堆组装与烧结运行技术、CO2 膜气体分离技术、IG-MCFC 系统集成技术。整体煤气化固体氧化物燃料电池（integrated gasification solid oxide fuel cell，IG-SOFC）包括的突破性技术有煤气化燃料SOFC 发电技术、透氧膜（oxigen transport membrane，OTM）供氧技术、SOEC 电解技术、IG-SOFC 系统集成与优化技术。到2020 年，建设IGFC 示范厂3～5 座，研制并示范运行50kW 的IG-SOFC 系统和100kW 的IG-MCFC 发电系统，为批量生产兆瓦容量等级的IGFC 电站做好技术准备。
2. 煤化工高效转化技术及产业化
1）低排放分级转化综合利用系统
低排放分级转化综合利用系统将煤的热解、气化和燃烧技术有机组合，实现了煤炭的分级转化，提高了煤转化效率和利用效率，降低了污染排放，实现了系统整体效益的提升，适用于我国丰富而复杂的煤种，对我国煤炭利用有重大意义。该类技术目前在国际上尚处于研发和局部的示范阶段。浙江大学开发的煤热解燃烧多联产系统已经完成了12MW 工业试验，目前正在建设300MW 示范项目。
目前重点应该突破的核心技术包括煤高效热解技术，高效油气分离和煤气净化及污染物综合利用，半焦高效燃烧和烟气中污染物综合协同脱除，中低温焦油的深加工技术等。
我国年产煤约30 亿吨，其中，50%作为发电用煤，若50%全国发电煤炭采用本项目提供的技术进行转化，则每年用该技术处理的原煤为7.5 亿吨，需要年处理200 万吨（除产油、产煤气外，可发电600MW）的成套装置约375 套，总投资为1.2 万亿元，每年可直接创造GDP 达6412 亿元。
2）煤化工合成煤基军用及航空特种燃料技术
煤基军用及航空领域特种燃料以高密度喷气燃料、火箭煤油、高闪点喷气燃料、高吸热碳氢燃料等为标志。煤制特种燃料具有以下优点：①使用方便，安全性好；②价格便宜，可以较大幅度地降低发动机的研制成本和运载火箭的发射费用；③液氧/煤油组合密度比冲高；④煤油资源丰富，储量极大，可满足长远的需要。
煤与煤衍生油共炼生产特种燃料的关键核心（突破性）技术包括新一代煤与煤衍生油共炼生产特种燃料技术，煤制特种燃油的中试平台的搭建与试验技术，煤基军用及航空领域特种燃料集成工艺技术。
计划2017 年底，首次尝试利用煤直接液化油品研究开发低凝点多功能军用柴油、大比重喷气燃料、火箭煤油、高闪点喷气燃料、高吸热碳氢燃料、军用特种润滑油等军用及航空领域特种燃料，开展相关台架试验。2018～2020 年，通过开展煤基军用及航空领域特种燃料的研究，掌握大规模工业化生产煤基军用及航空特种燃料的成套技术，开展煤制特种燃料大型工业化示范，形成标准化的生产工艺。到2020 年，建成首套百万吨级煤制特征燃料示范工程，为国防安全和民用航空发展提供高质量的液体燃料。
3. CO2 的利用和处理技术及产业化
1）CO2 捕集与封存
重点研发先进的低能耗碳捕集技术、CO2 大规模输送技术、规模化CCS 技术等，并进行工程规模的示范。发展目标是通过CO2 捕获、运输以及封存，降低CO2捕集能耗，使得装备CO2 捕集系统的燃煤电厂的供电煤耗与2010 年燃煤发电平均供电煤耗水平（333g/（kW·h））相当，建设该系统的成本降低到对应电站投资成本的1/4 以下。
2）CO2 用于提高石油采收率
CO2 用于驱采原油时，可使原油体积膨胀、黏度下降，还可以降低油水间的界面张力。与其他驱油技术相比，CO2 驱油具有适用范围大、驱油成本低、采油率提高显著等优点。据不完全统计，目前全世界正在实施的CO2 驱油项目有近80个，美国每年注入油藏的CO2 量近3000 万吨。重点研发具有广泛适用性的CO2驱油/封存供应链技术，研究适合中国地质特点的CO2 大规模管道输送过程中液体输送和超临界输送的主要原理特征、技术经济性及实施方案；根据不同高浓度CO2气体纯化方法的主要原理与应用实例，评价几种分离方法在CO2 驱油/封存供应链目标过程中的应用。
3）SOEC 制备合成气
IGFC 系统副产高浓度CO2，可利用太阳能、风能、生物质能、地热能等可再生能源发电所产生的电，或者输电中峰谷富余的电，通过SOEC 电解还原IGFC副产的CO2 和H2O，制取合成气和O2，以合成气为基础合成化学品。重点研究CO2 和H2O 在高温固体电解池的共电解技术，进行CO2 减排、资源化利用以及电厂发电调峰的技术经济分析，完成CO2 重整煤炭的技术经济可行性研究。
4）CO2 重整煤（半焦）制CO
国内外都还没有与SOFC 发电系统相关CO2 相结合的提法，因此，需要迫切开展研究工作。重点进行高温CO2 重整各种煤焦过程中的能量平衡和物质平衡计算，研究高温CO2 对煤焦气化过程的影响，以及加入部分O2 对实现自热CO2 重整煤焦的可能性。
4. 煤燃烧后固体废弃物综合利用技术及产业化
高铝粉煤灰资源化利用技术与产业示范。燃煤产物的资源化利用重点是从传统的建材建工利用向协同提取有效组分的方向转化。例如，针对准格尔煤田伴生较高品位铝资源的情况，经过科技攻关与产业化探索，神华集团研究突破了一步酸溶法工艺，中国大唐集团公司研发了预脱硅-碱石灰烧结法，蒙西集团研发了石灰石烧结法，华电集团和开元生态铝业研发了硫酸铵法等四种高铝粉煤灰提取氧化铝工艺技术路线，这几种工艺路线具有各自不同的粉煤灰适应类型与技术特点。
“十三五”重点突破的关键核心（突破性）技术如下：酸法工艺方面，建立100 万吨级酸法提取氧化铝示范生产线配套工艺技术，重点突破耐酸材料与装备大型化技术、氧化铝的提纯与电解技术、副产品的资源化利用技术，形成针对循环流化床锅炉高铝粉煤灰提取氧化铝的技术经济指标体系，为大规模产业化奠定基础；碱法工艺方面，进一步优化工艺技术，重点突破成渣量较高、副产品资源化利用等问题，建立粉煤灰年产50 万吨氧化铝工艺技术包，为大规模产业化推广提供技术支撑。预计2016～2020 年完成产业示范，2020 年后为规模化发展阶段。
以高铝粉煤灰提取氧化铝为核心，结合特高压外送电源建设，将高铝煤炭资源就近定点燃烧，可构建我国特色的“煤炭-电力-有色冶金-建材”的循环经济产业布局，可有效缓解铝土矿过度依赖进口的局面。初步测算，1 亿吨高铝煤炭资源产业链综合开发利用可实现产值1500 亿元，使高铝煤炭资源增值近10 倍；实现利税300 亿元，同时直接增加就业3 万人，带动产业链发展就业3 万人，减少煤炭外运6000 万吨，实现资源价值的最大化。
非常规油气产业
1. 页岩气
一是加强符合我国地质条件的页岩气“甜点区”评价技术攻关；通过攻关实现多类型页岩的新区块、新层系新的商业发现。
二是加强页岩气“井工厂”开发技术攻关，加快形成适宜我国复杂地表的“工厂化”开采模式，实现低成本效益发展。
三是加强深层、超深层水平井分段压裂技术，超前开展无水、少水压裂技术攻关，为页岩气产业的持续发展提供技术保障条件。
四是加强绿色、环保技术攻关，实现页岩气产业的绿色发展。
2. 煤层气
1）煤层气地质、地球物理综合勘探评价技术重点开展煤层气成藏地质过程和成藏效应研究；煤储层主要物性参数识别的地球物理精细处理、解释技术；构造煤和低煤阶煤层气勘探与综合选区评价技术。
2）煤层气钻完井技术
快速、有效、低成本仍将是钻完井技术的发展方向。重点开展高效低成本水平井、水平分支井钻井技术、裸眼系列完井技术、多分支水平井套管分段射孔压裂技术，以及集欠平衡技术、直井技术于一体的千米车载钻机设备等的攻关与研制。
3）低阶煤、构造煤煤层气单井增产与规模性开发技术
低阶煤重点发展煤层气含气性高精度采样与探测技术、低成本高效增渗与促进解析、单井排采大面积突破技术、煤层气地面井规模性开发技术；构造煤重点解决多煤层和构造煤区煤层气地面井原位抽采技术、多煤层煤层气地面井单井增产技术。
核能产业
1. 大型先进压水堆核电技术实现规模化和走出去
（1）持续优化大型先进压水堆核电技术自主创新体系建设。结合示范项目建设运行经验反馈，验证设计及装备制造能力，进一步提高安全性、经济性与设备国产化率，使我国核电型号设计、设备制造、工程建造和电站运行技术实现跨越式发展，达到世界领先水平。
（2）将自主压水堆核电技术标准体系上升为国家标准。结合我国核电的发展方向和技术路线，立足于自主机型的研发成果、设计经验总结和示范工程实践经验反馈，研究并建立适应我国工业基础和技术体系的、技术先进的、科学合理的、完整统一的技术标准体系，并通过法定程序和渠道将系列的技术规范及要求上升为国家标准。
（3）实际消除大量放射性物质释放的可能性。为实现核安全规划中“‘十三五’及以后新建核电机组力争实现从设计上实际消除大量放射性物质释放的可能性”，需进一步研究堆芯熔融机理，优化完善事故预防与缓解的工程技术措施；开展保障安全壳完整性研究，包括安全壳失效机理、失效概率计算以及预防与缓解措施；着力开发具有固有安全性、良好的抗严重事故能力的耐事故燃料，从而从根本上消除氢爆、堆芯熔化、大规模放射性释放。
2. 自主快堆及配套核燃料循环技术及示范工程
为实现国家核能利用三步走战略中的第二步，需要奠定快堆设计建设和设备制造的技术基础，实现中大型自主快堆示范工程、混合氧化物（mixed oxide，MOX）燃料制造厂建设，以及配套的压水堆乏燃料后处理示范工程建设，为快堆规模化建设提供快堆装料和换料的核材料。开展高放废物玻璃固化研究，玻璃固化的工业装备研制，以及高放废物深地质处置研究。
3. 高温气冷堆及模块化小型堆技术与示范工程，探索核能多用途利用
建议在国家重大专项框架下，围绕高温气冷堆热电联产和超高温气冷堆领域攻克关键技术，解决高温关键材料、高性能燃料、氦气轮机、工艺热应用、高温制氢等关键技术和设备方面问题，推动市场应用和技术进步。
模块化小型堆可以满足多样化能源需求，是海洋开发、城市供热的重要选项，建议予以政策支持推动示范工程建设。为满足现有孤岛和海上石油开采所需能源，浮动式核能发电是理想的能源替代方式，并且所产生的热水、超临界蒸汽可以用于稠油热采。浮动式核电站能够满足渤海湾石油开采的能源需求，并作为南海深水远程补给基地的原油开采和孤岛能源供给。重点研究方向包括先进的一体化设计、长周期燃料以及在港或者海洋换料等技术。
4. 先进铀资源开发利用技术，支撑核能规模化发展
随着核能的快速发展，对天然铀保障提出了更高的需求，深地找铀采铀将成为铀资源勘查开发的主攻方向；开发非常规铀资源将成为铀矿业未来的重要发展趋势；发展“互联网+”“智能化+”等现代勘查采冶技术，形成铀矿山基础信息数字化、生产过程自动化和智能化，建设数字化绿色矿山，形成新一代采铀技术，为保障天然铀可持续供给，以及促进铀矿采冶技术进步提供支持；推动核燃料产业园建设，突破核燃料转化、富集、元件烧结、锆材和包壳制造、元件检测等关键技术，加强产能建设，与核能规模化发展配套，与核电产业共同走出去。
5. 稳步启动内陆核电示范工程的建设
建议“十三五”期间，根据前期准备工作情况、厂址条件、当地能源需求紧迫性、公众接受度等因素，按决策程序，适时分别启动内陆核电站建设，总结设计建设的工程实践，将应对极端严重事故的工程措施作为规范要求列入相应的核安全文件，确保核电厂对放射性废液的储存、处理、封堵、隔离能力以及极端工况下的后果可控，不会对周围环境造成污染。
智能电网产业
1. 储能技术与产业
“十三五”储能产业的主要发展方向是寻求储能技术的重大突破，提高性能、降低成本，为其大规模应用奠定基础。应该重点发展和培育若干具有突破潜力并有重要应用前景的储能新技术，如先进铅酸电池、先进锂离子电池、先进飞轮储能系统和熔融盐蓄热技术等。
2. 柔性直流输配电技术与产业
在国内，要实现商业化运行和产业化发展，还需继续突破的重大关键技术方向包括如下几项。
（1）基础技术与材料：电力电子器件、海缆材料（目前部分依赖进口）。关键是切实提高工艺水平和持续发展能力，引领器件和材料的更新换代。
（2）装备关键技术：电力电子阀组及变换器、直流断路器、直流海缆、柔直变压器等。关键是量产、降低成本和提高可靠性。
（3）控制关键技术：阀组控制、变换器控制与系统控制。关键是控制性能、可靠性、标准化和模块化。
（4）工程关键技术：柔性直流及其与交流电网的广域控制系统，柔性直流海缆的敷设与监控技术，海上或陆上集群风电与柔直输电集成技术。培育出掌握这些关键工程技术的大型企业（集团）。
3. 能源互联网技术与产业
能源互联网的关键技术构成包括如下几项：能源互联网的建模、仿真与分析技术；能源互联网信息基础设施—数据中心网络；能源互联网的传输—柔性输电技术；能源互联网的控制—电力电子技术；能源互联网的缓存—大规模储能技术；能源互联网的调度—新一代能量管理系统；能源互联网的核心设备—能源路由器；能源互联网标准体系。其中部分关键技术已经列为“十二五”和“十三五”规划发展的重点技术方向。
“十三五”期间，能源互联网的主要技术方向包括能源互联网的核心设备——能源路由器，能源互联网的建模、仿真与分析技术，数据中心网络，以及新一代能量管理系统等。
4. 分布式能源与微网技术与产业
分布式能源与微网产业发展中的关键技术包括如下几项。
（1）能源转换设备（如微型燃气轮机、光伏系统、小型燃料电池发电系统等），运行与控制装备，以及余压、余热高效发电技术。
（2）以家庭和社区为对象的天然气、可再生能源互补型微网运行管理技术、工业园区综合能源系统运行管理技术。
可再生能源产业
1. 太阳能产业
太阳能光伏产业主要发展方向如下：规模化高效节能低成本太阳能级多晶硅材料的清洁生产技术和太阳电池关键原料（如高纯硅烷、锗烷）与配套材料（如封装材料、背板材料等）批量国产化制备技术；太阳能级半导体材料（如碲化镉）的批量国产化技术；高效、低成本晶硅及薄膜电池制备技术；染料敏化太阳电池和有机太阳电池等的中试技术，包括钙钛矿太阳电池、量子点太阳电池等的新型太阳电池实用化技术；百兆瓦级电池组件成套关键技术及装备；太阳电池整线成套装备研制及集成技术等。
太阳能热发电与热利用产业主要发展方向如下：太阳能热发电站集成技术、高温储热换热、低成本聚光器、高效能吸热器、太阳能设备生产线专用设备、建立技术标准和规范，以及核心材料、装备和系统性能检测平台。针对不同形式的太阳能热发电技术及不同品位太阳能热利用需求，仍然需要在新型聚光形式、聚光系统优化设计、适应于不同形式热发电技术、不同工质类型和运行温度的吸热器技术、储热材料与储热系统、系统集成与控制技术、高效热电转化技术等领域予以持续的基础研究及应用性研究项目支撑，推进我国太阳能热发电技术向高参数-高效率-基本电力负荷方向发展，拓展太阳能中高温热利用技术领域。
2. 风能产业
风能产业主要发展方向如下：大型陆上风电机组，重点开发大容量智能化风电机组，发展新型风力发电系统技术，提高风电机组电网友好性与并网协调性，提升风电场风功率预测水平，推进风电场精细化与智能化运营进程，进一步降低发电和维护/维修成本；大型海上风电机组，重点开发超大容量、高可靠海上风电机组，发展海上风电机组基础技术，提升海上风电施工与安装技术能力，提高海上风电场在线监测诊断、大数据处理、运维等技术水平。突破海上风电机组关键零部件高可靠性设计与高精度制造的瓶颈。技术发展的重点包括叶片新技术、新型风力发电机、大功率电子器件、海上风电输送与能量管理技术。发展分散式风力发电技术，发展风力发电与太阳能等其他可再生能源多能互补技术，依托产学研科技攻关、国际合作和规模化示范工程建设，推动风力发电系统集成技术的产业化应用。
3. 生物质能产业
生物质能源产业主要发展方向如下：新型生物质能资源开发和利用技术与产业化，涵盖能源植物、光合微生物和城镇有机废弃物；生物质能生化转化技术与产业化，通过微生物或酶将生物质转化成乙醇、柴油、燃气等液体或气体燃料；生物质热化学炼制技术与产业化，包括直接液化、气化合成和糖平台转化等热化学转化制液体燃料。技术发展重点包括能源植物培育与规模种植技术、原料预处理和水解技术、生化转化微生物与反应器技术、生物质气化合成液体燃料技术和生物质能-化学品联合炼制技术，以及高附加值化学品联产技术。
4. 地热能产业
大力推进中低温地热发电，应重点突破的关键技术如下：闪蒸发电与双工质底部循环技术相结合的新型发电技术和设备，精细设计的双工质循环电站技术，油田伴生地热资源发电技术，以及与其他能源联合发电技术。
稳步推进高温地热发电，突破干热岩发电关键技术，包括人工储层建造技术、高温钻探技术、CO2 工质取热技术、梯级综合利用技术等，适时启动干热岩发电示范项目。
本文摘编自彭苏萍等编著《“十三五”能源新技术产业培育与发展规划研究》前言及第四章，内容有删减。
十项定义2017年趋势的能源新技术
来源：油气经纬（ID:petro-insight）
编译：刘远
《石油经济学人》杂志专集《2017展望》列出了能够定义2017年影响能源发展趋势的10项新技术，并指出在这些先进技术中，新的天然气使用方法将在今后日益凸显。
1.浮式LNG
该技术已现身有几年了，过去18个月的成绩引人注目。这项技术能否起飞，取决于先行者的成功。例如，马来西亚的PLNG-1项目，这个项目已在沙捞越建成；壳牌在澳大利亚的Prelude浮式LNG项目，产能360万吨/年，也接近竣工。如果这些项目生产稳定，证明浮式结构技术可行，随后还会有更多类似项目，目前在东非和西非有几个浮式项目正等待最后投资决定，还有Golar公司正在将LNG船改造为浮式LNG装置。
2.小型LNG
大型LNG项目的获批和启动艰难，但较小型的LNG项目可自行建造。从发电到交通运输业对此都有需求，而且可用于条件较差的气藏开发。小型LNG装置是个模块化工厂，一般产能小于100万吨/年，因此建造快、成本不高。壳牌现在正加速制造以LNG为燃料的运输装置，而成本仅为几年前的三分之一。在发展中国家，小型LNG装置可以向环境闭塞无法得到管道气的发电厂和较小的电厂提供天然气。小型LNG装置还可以向卡车供应LNG燃料，或经过汽化提供压缩天然气，尤其是在北美。在欧洲和北美，滨海建造的小型LNG厂还可向船队提供燃料。
3.遥感应用
随着油气勘探的投资高启，业界谋求通过改进遥感技术削减勘探成本，并获得对地下构造更好的了解，从而提高费用昂贵的钻井准确度。比如，飞机搭载的全张量梯度测量（FTG）技术，可测量因地层地质原因造成的地重力场变化，其最新迭代技术通过测量重力场变化，可以探测地层中10米高的潜山。目前已有贝尔地球空间（Bell Geospace）、洛克西德马丁（Lockheed Martin）和勒奥斯（Neos）等公司提供此项技术，勒奥斯称，正在开发的传感器灵敏度和带宽，分别是现有重力测量装置的20倍和10倍，此项技术将给石油勘探带来革命性的变化。
4.太阳能提高采收率
老技术也有新潜力，为了从老油田和稠油油藏中获得更多石油，全球的石油公司都在努力开发提高采收率技术，以获得更大经济效益。2017年阿曼启动的玛拉（Miraah）太阳热项目，投资6亿美元，生产超热蒸汽注入稠油油藏，增加油流动性。利用太阳能可减少工艺过程成本，目前还有大量项目处于实验阶段。比如，在优先开展老油田提高采收率技术的苏格兰，斯特拉斯克莱德（Strathclyde）大学和凯维塔斯（Cavitas）能源公司正在开发的井下装置，可在井筒中产生热、流体和蒸汽，这样能降低成本。
5.LNG船用燃料
欧盟和美国严格的水运排放法规，促使开发以LNG作为船用燃料。与石油船用燃料相比，LNG没有硫氧化物排放，氮氧化物排放可减少90%。欧盟、亚洲、北美都在开发改进型LNG引擎技术，如双燃料技术可在海上用石油燃料，进入排放限制区再改用LNG。欧盟各国政府对此给予财政及政策上的支持，鼓励基础设施建设，增加LNG加注设施，LNG生产商和航运公司也承诺加大技术利用。在卡塔尔，壳牌与马士基（Maersk）航运集团建立了合资公司，要把卡塔尔打造成全球LNG船用燃料加注中心。
6.电动汽车
电动汽车数量在全球车队中仍占很小比例，不过随着汽车价格下降，充一次电的行驶里程增加，中国消费者已在电动汽车方面领先，而且发展非常迅速。2016年上半年，全球电动汽车保有量增加了50%，2017年会更快增长。特斯拉（Tesla）最新车型显示，用现有电池技术，充一次电可行驶200英里以上，预计将得到推广。特斯拉的车价格昂贵，但日产、通用汽车和其他汽车生产商的产品较为便宜，特斯拉称，面向大众的车型不久也能达到上述行驶里程。作为应对气候变化的措施，全球携手减少石油消费，将使充电设施建设进一步推广。
7.小型核电装置
小型模块反应堆（SMR）的功率小于300兆瓦，是替代饱受争议的大型核电厂的一种装置。开发者保证，这是一种安装快速、便于扩展、运行安全的发电装置，而且是采用单位发电量成本较低的标准化设计。美国福陆（Fluor）公司正在开发50兆瓦的轻水反应堆，长65英尺、宽9英尺，可用卡车运输。罗尔斯罗伊斯（Rolls Royce）公司称，旗下两个220兆瓦电厂启动成本约23亿美元，此后价格会下降。开发商能否在2017年取得新进展还是问题，真正的商业装置可能还要10年，但由于大型核电项目先期长、问题多，小型核电装置对那些谋求减少排放的国家来说具有吸引力。
8.装备退役技术
北海地区油田老化、投资锐减，对生产商来说是个坏事，但对处理退役装备的行业来说却是提振。这个行业几十年来拆解上游报废的基础设施，仅在北海，未来几十年就将有250个以上固定基础设施、250个水下生产系统、3000条管线、5000口生产井，需要相继拆解，估计2019-2026年还将有近150个平台需要搬迁。用于提升水下装置的浮力材料，更易于封堵立管的钻井配套工具，清理管柱中冰泥浆避免地层污染的清管器，这些已经用于食品工业和水务行业的技术，正处于不同的开发阶段。
9.电池技术
大电池的成本正在下降，这对电动汽车使用者和电力行业都是福音，因为业界都在研究，光伏和风电这类间歇式可再生能源在非高峰期所生产电量的存储问题。在英国，作为海洋风电的引领者，国家电网最近将共约200兆瓦储电能力的项目，给了选定的8个供应商，由他们分别提供10～49兆瓦储电能力，每个成本8600万美元。中国和美国的公司在建造高能电池阵列方面领跑，用于替代调峰天然气发电厂。爱依斯（AES）公司正在研发的电池由1.8万个锂电池组成，可提供1万千瓦时电量，2021年将在加州投用。成本下降使电池可用于家庭光伏发电存储，2017年，如果家里屋顶上安置了太阳能板，就能在车库里装一个廉价的电池。
10.潮汐能技术
2017年潮汐发电将上头条新闻，研发者已使这项技术达到商业规模，如果能按预期发展，潮汐涡轮几乎可以像风机一样无所不在，利用潮汐和洋流转动涡轮。试验项目正在进行中，最大的一个是在苏格兰的朋特兰湾（Pentland Firth），MeyGen潮汐发电项目已于2016年9月启动。政府支持的这个项目初期，将在海床上安装4个1.5兆瓦涡轮，每个高达15米。开发商亚特兰蒂斯（Atlantis）资源公司打算最终安装260多个潮汐涡轮，在发电高峰期能供应400兆瓦电力。
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