聚力高水平科技创新 赋能高质量电力发展

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2023-7-05 22:56

4 月 27 日,首届电力行业科技创新大会在京召开。大会征集了 82 项电力行业科技创新先进成果,并重点发布了 6 项成果,受到与会嘉宾的高度评价。与会人士一致认为,电力科技创新的累累硕果,体现了电力行业全面贯彻党的二十大精神,以能源电力战略发展需求为导向,凝聚行业创新驱动发展共识,履行高水平科技自立自强的使命担当。

凝聚智慧、创新发展,电力行业充分发挥原创技术策源地和现代产业链“链长”作用,坚持企业科技创新主体地位,坚决打赢关键核心技术攻坚战,为保障能源安全、促进能源转型提供持续动能,为建设现代化科技强国贡献电力力量。

勇担使命 打赢关键核心技术攻坚战

“构建新型电力系统,保障能源电力安全是电力行业推进科技创新的重中之重。构建新型电力系统是党中央做出的一项重大决策部署,是一项极具挑战性、开创性的系统工程,没有现成的经验可以借鉴。许多传统理论将出现革命性、颠覆性的变化,电力行业迫切需要勇闯科技创新的无人区,着力攻克重大基础理论和关键前沿技术,开辟创新发展的新天地。”中国电力企业联合会理事长,国家电网有限公司董事长、党组书记辛保安在会上表示。

在全球竞争不断升级的形势下,科技创新时不我待,电力科技人以百折不挠的意志和敢为人先的精神,走最难的路,啃最硬的骨头,取得了诸多具有战略标志意义的技术突破和创新成果。本次大会发布的 82 项成果涵盖了发电及电网关键核心技术、自主三代核电技术、重大电力装备制造、自主高端工业控制系统、电力建设施工技术、绿色低碳环保技术、清洁能源综合开发利用等领域,展示了当前行业科技创新的先进水平,引领了行业科技创新的发展方向。

柔性直流电网关键技术是电力领域最具前沿性的重大成果之一。受制于资源分布,我国新能源富集地多位于电网薄弱的偏远地区,消纳送出困难,该技术首次实现了直流从“线”到“网”的质变,有效助力新能源“并得上、送得出、可消纳”。国家电网建造的世界首个柔性直流电网工程——±500kV 张北柔性直流电网试验示范工程筑起 2022 年北京冬奥绿电输送的主通道,为推动能源转型、保障能源安全和构建新型电力系统提供了全新的技术手段。

“预计中东部 2060 年用电需求约达 9.4 万亿千瓦时,跨区输电在 2030 年和 2060 年分别约 2.7 亿和 6 亿千瓦,跨区输电规模将扩大 4 倍以上,‘西电东送’能源战略格局仍将长期存在。随着未来跨省跨区电力流逐渐增大、由单向互济变为双向互济,提高电网跨区调剂互济和柔性互济能力,是未来加强电网结构的重要发展方向。”中国工程院院士汤广福说。

水电是能源清洁转型的中坚力量。随着我国经济社会发展进入新时代,以及“双碳”战略的加快布局,当务之急是研发更大容量机组,来匹配中国水资源开发进程。目前除中国外,世界最大单机容量水轮发电机组为 70 万千瓦。中国三峡集团通过产学研用攻关模式,联合行业优势企业、研究机构等,成功研发了世界单机容量最大的水轮发电机组——百万千瓦水轮发电机组,形成了百万千瓦水轮发电成套关键技术。机组各项性能参数达到世界领先水平,可以更加充分地利用水能资源,发挥电站效益,实现了世界水轮发电机组的重大突破和巨大跨越,进一步夯实了中国水电的引领地位。

科技部原党组成员、秘书长,国际欧亚科学院院士张景安表示,要进一步发挥能源示范工程造就能源新技术、新模式、新业态崛起的作用,依托我国能源市场空间大、工程实践机会多等优势,在先进可再生能源、新一代核能、高效低成本储能、新型电力系统等领域建设一批创新示范工程,依托示范工程推进科技创新示范任务落地,促进与科技创新之间的良性循环,科学引领能源产业高质量发展。

自主创新 实现高水平科技自立自强

科技高水平自立自强是国家强盛之基。张景安表示,党的十八大以来,我国科技实力跃上新的大台阶,但也面临许多新挑战。一方面,面对新一轮科技革命和产业变革,各类颠覆性技术层出不穷;另一方面,虽然全球化进程不可阻挡,但也遭遇了一些不利因素,科技创新全球化受阻,国际科技经济合作充满较多不确定性。

“未来的发展充满了挑战,单枪匹马不可持续,单个企业很难应对,因此需要协同创新,交叉融合,抱团取暖,共同迎接未来世界的巨大挑战。”张景安说。

多年来,电力行业深入实施创新驱动发展战略,坚定不移走自主创新道路,打造原创技术策源地,不断攻克“卡脖子”关键核心技术,实现能源电力科技高水平自立自强的新成就,赋能电力行业高质量发展。

芯片是现代电网装备的核心器件。随着新型电力系统的发展建设,以往通用主控芯片在规模化新能源接入及电力数字化背景下,难以满足电网实时工业控制、海量数据采集、广泛设备链接、可控安全保障和多样性应用部署等特定需求,制约了电力数字化、能源安全发展建设。为提升电网装备自主可控水平,推动电网装备数字化技术升级和发展,南方电网布局研发了首款采用国产指令集、国产内核的电力专用芯片“伏羲”,可满足电力系统发电、输电、变电、配电等场景控制、保护、自动化、边缘计算应用需求,有效支撑电力二次设备核心元器件国产化。南方电网率先提出了芯片化电力控制装备的技术路线,获得了国产芯片发展的主动权,实现了电力工控芯片从“进口通用”向“自主专用”的转变,推动了电力工控装备数字化技术的发展,对于保障国家电力能源安全、工控领域科技自立自强具有重大意义。

被誉为“中国核电之光”的中国自主三代核电技术“华龙一号”,是中国核电走向世界的名片。“华龙一号”首创了能动与非能动相结合的核安全设计理论,突破了材料、制造、软件等技术瓶颈,打破了国外核电技术的垄断,标志着我国核电技术水平和综合实力跻身世界第一方阵,“华龙一号”首堆工程成功商运使我国跻身世界核电强国行列。

此外,重型燃气轮机是发达国家长期以来实施严格技术封锁的关键设备,东方电气集团的重型燃机研制及商业化应用为清洁能源领域提供自主可控全链条式的“中国方案”,标志着我国在自主重型燃气轮机领域完成了从“0”到“1”的突破;中国华能集团成功开展全国产 DCS 系统在百万千瓦超超临界二次再热机组的示范应用,使我国大型发电工控系统彻底摆脱对国外软硬件产品的依赖,从根本上消除了发电工控领域的重要安全隐患,将我国电力基础设施国产自主可控工作推向崭新阶段。

“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。要加大攻关力度,坚持原始创新、集成创新、开放创新一体设计、有效贯通,集聚力量进行原创性引领性科技攻关。”辛保安指出。

科技引领 赋能电力行业高质量发展

今年是全面贯彻落实党的二十大精神的开局之年,辛保安表示,电力行业要坚持“四个面向”,坚持目标导向、问题导向和需求导向,以科技创新引领电力行业高质量发展。

“随着世界进入大科学时代,学科交叉融合不断发展,在能源革命和数字革命双重驱动下,‘大云物移智链’与传统能源技术交织叠加、快速迭代,能源电力领域新技术大量涌现,产业升级需求更加凸显。电力行业迫切需要准确把握能源革命新趋势、规划建设新型能源体系新要求,一体推进技术创新、产业创新、体制机制创新,推动形成产学研用高效协同深度融合的创新体系,抢占能源电力科技制高点。”辛保安表示。

我国能源转型窗口期短、任务重,无论是现有技术的升级迭代,还是新型技术、变革性技术的自主研发,对于肩负“双碳”重任的能源领域而言,皆是一场不小的挑战。

以发挥煤炭的“兜底保障”作用为例,在未来较长时期内,煤炭仍是我国的主导资源。能源安全、绿色、经济之间的“不可能三角”难题待解。对此,汤广福提出了四项建议:首先,要开展化石能源高效开发与清洁利用技术,加快开发煤炭高效燃烧和灵活调峰、煤炭与绿氢耦合转化制油气、非常规和深地油气勘探开发、低成本二氧化碳捕集封存等关键技术,保障我国能源安全,为实现“双碳”目标提供技术支撑;其次,持续深化大规模清洁能源开发技术,力争在变革性光伏发电、深远海大容量风力发电机组、先进核能技术、清洁能源广域时空互补等关键技术方面进一步取得突破,支撑清洁能源的大规模开发和高效互补利用;第三,加强多能流柔性传输与安全运行技术研发,开发新型电力系统形态构建、先进输电技术与装备、源传输系统安全防御、油气氢电多能流转换和柔性传输等关键技术,大幅提升系统柔性传输和资源灵活调配能力,实现大规模新能源安全可靠消纳,保障能源传输安全;最后,创新多能融合与能效提升技术,开发多元用户大规模供需互动、多能源协同高效利用、能源系统数字化赋能、工业流程再造节能减排等关键技术,实现源网荷储之间的协调互动,同时大幅度提升终端能效水平。

中国科学院工程热物理研究所研究员吕清刚表示,中国科学院在 2022 年 3 月发布“科技支撑双碳行动计划”,围绕能源领域的化石燃料、可再生能源、储能和核能等几大方面部署任务,开展基础研究、技术攻关和集成示范全链条研发。“当前,我们的能源科技创新的布局分为三大主线,一是化石资源高效清洁利用与耦合替代,二是清洁能源多能互补与规模应用,三是低碳化多能战略融合。通过化石燃料、可再生能源和核能融合发展的路线,构建低碳、清洁、高效、安全的新型能源体系。”吕清刚表示。

辛保安指出,科学技术具有世界性、时代性,是人类共同的财富。要丰富合作方式,积极参与“一带一路”科技创新行动计划、国际科技联合攻关,充分利用亚太电协大会、能源电力转型国际论坛等国际平台加强学术交流。要推动标准走出去,建立重大科技项目与标准化工作联动机制,加强标准研究、制订和应用推广,大力推进中外标准互认,积极参与国际标准制修订。

科技创新无止境。辛保安表示,在新时代新征程新使命的召唤下,电力行业将更加紧密地团结在以习近平同志为核心的党中央周围,全面贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想,锐意进取、开拓创新,凝心聚力、勇攀高峰,为强国建设、民族复兴贡献电力力量。

(图片来源:veer 图库)

来源 / 电联新媒

 
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