“碳”索可持續發展 創新驅動能源轉型——《21世紀·綠色低碳轉型關鍵技術及解決方案》正式發布

9月7日，世界環境與可持續發展大會在上海召開，2023世界環境與可持續發展大會能源可持續發展平行分論壇同步召開。

(資料圖片)

“雙碳”目標下，綠色低碳工程發展方興未艾。21世紀經濟報道新能源課題組（下稱課題組）注意到，綠色低碳技術的發展雖然在政策力度上持續獲得加碼。但最終的考驗依然來自于技術進步本身和技術應用的最終效果。在此背景下，課題組面向社會征集了優秀的低碳技術應用案例，階段性呈現當前我國綠色低碳技術應用的發展與進步。

在本次分論壇上，課題組正式發布了《21世紀·綠色低碳轉型關鍵技術及解決方案》研究報告，并公布了入選案例。

報告由三部分構成：政策支持、典型技術以及案例分析。

圖片來源：視覺中國

自我國提出“雙碳”目標后，涉及技術層面的政策文件主要有三份。

2021年11月，國家能源局和科技部聯合印發《“十四五”能源領域科技創新規劃》，覆蓋了我國能源領域目前所有主流的技術，并結合“十四五”能源發展和項目布局，部署了相關示范工程。

2022年6月，科技部、國家發展改革委、工業和信息化部等9部門正式印發《科技支撐碳達峰碳中和實施方案（2022—2030年）》，將目前技術類別分成六類：能源綠色低碳轉型支撐技術；低碳零碳工業流程再造技術；城鄉建設與交通低碳零碳技術；CCUS、碳匯與非二氧化碳溫室氣體減排技術；前沿和顛覆性低碳技術；低碳零碳技術示范應用。

2023年8月，國家發展改革委、住房和城鄉建設部等10部門聯合印發《綠色低碳先進技術示范工程實施方案》，著重強調了“經驗推廣”的重要性。

課題組以能源類技術為主體，梳理和分析當前的主流先進技術。

1.化石能源類技術

化石類能源由于具有高碳屬性，其低碳化技術研究幾乎圍繞碳排放處理環節展開，涉及清潔高效煤電與新能源發電綜合調節、煤電機組快速啟停及深度調峰、大型燃氣機組國產化及靈活調峰、大型煤電機組耦合生物質和低碳燃料摻燒發電、煤礦瓦斯高效抽采和利用、油氣管網節能降碳、低碳（近零碳）油氣田示范等。正確處理煤電轉型與能源安全、低碳發展的關系，是“十四五”期間保障電力供應安全的重要課題。

2.非化石能源類技術

（1）風電

①超大型風機技術。風電機組大型化是平價時代最被看好的技術發展方向。深遠海域海上風電開發更需要超大型風機技術的支撐，包括：突破多風輪梯次利用關鍵技術，顯著提升風能捕獲和利用效率等。

②退役風電機組回收與再利用技術。主要包括，突破葉片低成本破碎、有機材料高溫裂解、玻纖以及巴莎木循環再利用等技術。

（2）光伏

當前，在P型向N型過渡的背景下，陸續涌現出了先進的電池技術，包括隧穿氧化層鈍化接觸（TOPCon）、異質結（HJT）、背電極接觸（IBC）等新型晶體硅電池技術研發，基于溶液法與物理法的鈣鈦礦電池量產工藝制程設備的研究，以及包括以薄膜技術為代表的輕量化的光伏電池組件技術研發。

此外，光伏組件回收技術，也在不斷地推進之中，這也是光伏發電作為綠色能源的代表，形成產業上的低碳閉環。

（3）氫能

我國未來的綠色低碳能源體系中，氫能也是重要的角色，但在一些核心關鍵技術上的攻克，仍有待突破。其低碳技術研發方向包括低成本（離網、可中斷負荷）可再生能源制氫示范，先進安全低成本氫儲存、運輸裝備研發制造與示范應用，氫燃料電池研發制造與規模化示范應用，純燒、摻燒氫氣燃氣輪機研發制造與示范應用，氫電耦合示范應用等。

3.新型電力系統關聯技術

隨著更高比例的可再生能源接入電網，需要儲能幫助調節包括光伏、風電等具有波動性和不穩定性的電源出力，并為電網的安全穩定運行保駕護航。課題組認為，在我國用電剛性增長需要以及新能源可靠替代能力還有待提升的情況下，新型電力系統加速轉型期的建設，還需要穩住煤電電力供應基本盤，推動煤電靈活低碳發展，同時也要加快提升新能源安全可靠替代能力，從源網荷儲各環節推動新型電力系統構建的重大技術攻關突破。

《21世紀·綠色低碳轉型關鍵技術及解決方案》案例征集涵蓋各個領域。截至報告發布時，《21世紀·綠色低碳轉型關鍵技術及解決方案》案例征集活動共計收集來自隆基綠能、通威集團、協鑫科技、晶澳科技、東方日升、科陸電子、TCL光伏科技等數十份案例。征集到的案例主要來自光伏、儲能、氫能、新能源汽車以及智慧電網等領域，既包括先進技術，也包括應用場景，多層次展現了綠色低碳技術所帶來的降碳效果。

通過評估，本次報告正式發布如下典型案例，來展示“‘碳’索可持續發展 創新驅動能源轉型”的意義。

（1）技術類

①隆基綠能新一代HPDC高效光伏組件技術

點評 ：當前，光伏行業電池技術正在由P型向N型過渡，涌現出了TOPCon、HJT、BC等技術。根據光伏第一性原理，任何技術的更新迭代的最終效果是促進光伏發電降本增效，因而追求更高的產線效率、更低的返工率和更低的度電成本，是光伏行業技術創新變革的主要方向。我們認為，隆基綠能目前推出的N型HPDC技術產品從轉換效率、功率溫度系數以及可靠性層面，均表現出了一定的突出性。

②協鑫硅烷流化床法顆粒硅規模化低碳生產技術

點評 ：隨著協鑫科技對顆粒硅技術的全押注，顆粒硅整體的規模在近兩年來迅速攀升。低成本、高品質是硅料環節的重要參考和應用推廣指標，我們可以看到顆粒硅技術在成本和品質上的提升速度，以及認可度不斷提高。在降碳減碳方面，顆粒硅技術表現出的優勢讓人眼前一亮。特別是在當前海外碳關稅趨勢漸成之下，這一技術帶來的低碳化競爭優勢或能幫助其更快提升市場占有率。

③愛旭股份的新一代N型ABC電池技術

點評 ：光伏組件更高的效率意味著在單位面積下光伏系統裝機功率更高，從而為終端提供更高、更可靠的清潔能源。此外，在當前全球光伏市場需求處于高速增長階段，目前其他晶硅電池技術仍采用銀漿方案，未來光伏行業耗銀量勢必會大幅增長。而銀在消費電子、化工等多個行業都有廣泛應用，但銀作為貴金屬，總體供應有限，一旦下游需求在短期內迅速提升，將導致供需失衡。因此，除了高效率電池及組件對于更高發電量、產生更多清潔能源的促進，無銀化技術對于行業的可持續發展亦有重要意義。

④捷氫科技基于可變截面膨脹機的全工況高效能燃料電池系統

點評 ：燃料電池作為氫能應用的“心臟”，是氫能高效利用的關鍵技術。捷氫科技的基于可變截面膨脹機的全工況高效能燃料電池系統，能夠通過節省系統功耗、優化能量回收環節實現降低運營成本和提高能源使用效率。該系統在可持續能源領域具有廣闊的應用前景，并對促進清潔能源的推廣和使用具有積極作用。

（2）應用類

①通威集團漁光一體發展模式

點評 ：通威集團的漁光一體發展模式是一個非常有創新性和可持續性的項目，實現了農光互補的規模化推廣。柔性支架系統的應用使得魚塘具備更好的通風、透光和溶氧條件，有利于喜陰魚類和藻類的生長。這種方式在有限的空間內充分實現了光伏發電和魚塘養殖的雙重功能，考慮了生態系統的保護，同時也提高了發電效率，還能夠帶來經濟和環境的雙重效益。相比傳統的單一功能利用方式，具有更好的可持續性和經濟效益，為類似項目提供了有益的借鑒和啟示。

②東方日升中國能建“風光水火儲”綜合能源基地69.66MW光伏項目

點評 ：該項目通過多能互補，例如光伏發電和風力發電可以在白天和夜晚、晴天和陰天分別發揮優勢，實現全天候的能源供應。該項目通過在空地上布置光伏組件，實現了土地立體化增值利用。同時，這樣做不僅可以最大限度地減少對耕地和自然生態環境的干擾，還能保護植被、動物棲息地和生態系統的完整性。綜上，我們認為該項目在環境保護、生態恢復，以及能源綜合管理及利用方面具有示范效應。

③晶澳科技突泉欣盛20萬千瓦荒漠沙化土地治理+光伏儲能發電項目

點評 ：該項目兼具環境效益、社會效益和經濟效益。通過高效光電轉換的光伏技術能夠實現清潔能源發電；該項目在荒漠地區建設光伏發電設施，可以有效改善土地環境，減緩荒漠化進程，對于保護生態環境具有積極的意義。尤其是在幫助當地貧困人口脫貧方面，改善了當地居民的生活條件，推動了當地經濟的發展，具有典型性、實踐性和經濟性。

（3）電網類

①科陸海豐AGC調頻項目

點評 ：該電站采用的領先調頻技術，使得電網運行更加穩定和可靠，提高了電力系統的供電質量，減少了供電中斷和電力負荷波動的風險。同時，減少了對傳統火電機組的依賴，進一步推動了清潔能源的應用和發展，為多能互補和能源轉型提供了示范和經驗。

②神馬電力新型復合橫擔塔緊湊型輸電方案

點評 ：在城市化、電氣化轉型及“雙碳”政策背景下，未來輸電線路土地獲取越發困難，單位輸電碳排放存在下降壓力，用戶對供電可靠性、經濟性將更為敏感。隨著運營商努力減少二氧化碳排放，同時滿足對可再生能源不斷增長的需求，輸電網正面臨挑戰。外絕緣是電力系統的核心部件之一，主要包括輸電線路外絕緣和變電站外絕緣，其在電網中承擔著機械支撐與電氣絕緣的作用，直接決定著整個電網運行的安全可靠性。CICA等創新技術正在成為這些問題的可行解決方案，并有助于分銷網絡的升級。

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