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下載手機(jī)APP 進(jìn)入2021年秋季，天然氣一躍成為2021年年內(nèi)漲幅最大的大宗產(chǎn)品。商場(chǎng)數(shù)據(jù)顯現(xiàn)，在2020年里，亞洲的液化天然氣價(jià)格暴漲近600%;歐洲天然氣漲幅更為驚人，世界動(dòng)力局勢(shì)正在發(fā)生深刻改動(dòng)，高度活潑的技能立異推動(dòng)了動(dòng)力開發(fā)運(yùn)用方式變革。各國(guó)從動(dòng)力戰(zhàn)略高度擬定動(dòng)力技能規(guī)劃，推動(dòng)動(dòng)力低碳化和綠色可繼續(xù)化展開。繼續(xù)盯梢全球動(dòng)力范疇顛覆性技能展開趨勢(shì)，及時(shí)把握動(dòng)力技能前沿、進(jìn)展和展開態(tài)勢(shì)，剖析動(dòng)力技能立異布局，對(duì)描繪我國(guó)動(dòng)力展開藍(lán)圖、擬定技能展開途徑具有重要學(xué)習(xí)意義。
一、首要國(guó)家/區(qū)域動(dòng)力技能展開戰(zhàn)略與方針
為應(yīng)對(duì)全球氣候改動(dòng)和保證動(dòng)力安全，許多國(guó)家/區(qū)域開端尋求向低碳展開形式改動(dòng)，擬定相應(yīng)的展開戰(zhàn)略、舉動(dòng)方案和方針措施。可再生動(dòng)力和清潔動(dòng)力技能成為首要展開方向，除了布置氫能、核能等技能外，節(jié)能和儲(chǔ)能技能也備受重視。歐盟、英美等在低碳范疇活潑立異、探究前沿技能，以此來搶占未來低碳經(jīng)濟(jì)科技制高點(diǎn)。
歐盟：注重碳減排，大力展開可再生動(dòng)力技能
一向以來，歐盟致力于引領(lǐng)世界低碳動(dòng)力技能的展開，其綠色技能工業(yè)搶先全球，也是首要先進(jìn)動(dòng)力技能輸出區(qū)域之一。為堅(jiān)持歐盟區(qū)域的動(dòng)力技能位置，激起更大潛力，歐盟相繼發(fā)布落實(shí)2030年碳減排方針的一系列措施。2020年11月，歐盟首份約束甲烷排放的大綱性草案——《歐盟甲烷戰(zhàn)略》將動(dòng)力、農(nóng)業(yè)和拋棄物處理列為甲烷減排的要點(diǎn)對(duì)象，尤其側(cè)重動(dòng)力范疇甲烷的排放和走漏問題。2021年7月，歐盟委員會(huì)就應(yīng)對(duì)氣候改動(dòng)提出了名為“Fitfor55”的一攬子提案，旨在將其凈零排放氣候方針轉(zhuǎn)化為具體舉動(dòng)。提案觸及氣候、動(dòng)力、交通運(yùn)送、稅收等多個(gè)方面，估計(jì)這些方針組合將引發(fā)歐盟動(dòng)力、交通等許多職業(yè)的嚴(yán)重變革。
2020年末，歐盟委員會(huì)發(fā)布《海上可再生動(dòng)力戰(zhàn)略》，提出了歐盟海上可再生動(dòng)力的中、長(zhǎng)期展開方針。為助力歐盟完成2050年碳中和方針，該戰(zhàn)略提出到2030年海優(yōu)勢(shì)電裝機(jī)容量從當(dāng)時(shí)的12吉瓦進(jìn)步至60吉瓦以上，到2050年進(jìn)一步進(jìn)步到300吉瓦，并布置40吉瓦的海洋能及其他新興技能(如起浮式海優(yōu)勢(shì)電和太陽能)作為補(bǔ)償。歐盟將向海優(yōu)勢(shì)能出資近8000億歐元，約三分之二用于電網(wǎng)根底設(shè)備制作，另三分之一用于發(fā)電設(shè)備制作。此外，歐盟還將支撐海優(yōu)勢(shì)電全工業(yè)鏈制作，在推動(dòng)零部件出產(chǎn)制作工業(yè)的一起，也推動(dòng)岸上港口根底設(shè)備的制作。
2021年7月，歐盟委員會(huì)在“立異基金”贊助框架下投入1.22億歐元，支撐推動(dòng)低碳動(dòng)力技能商業(yè)化展開。其間1.18億歐元用于贊助14個(gè)成員國(guó)的32個(gè)低碳技能小型立異項(xiàng)目，支撐動(dòng)力密集型工業(yè)脫碳、氫能、儲(chǔ)能、碳捕集和可再生動(dòng)力等范疇立異技能的敏捷布置，觸及職業(yè)包含煉油、鋼鐵、造紙、玻璃、食物、電力、交通等。別的440萬歐元將支撐10個(gè)成員國(guó)的15個(gè)技能老練度較低的低碳項(xiàng)目，包含可再生動(dòng)力、綠氫出產(chǎn)、零碳交通、儲(chǔ)能、碳捕集等，旨在推動(dòng)其技能老練以便在未來獲得“立異基金”的進(jìn)一步支撐。此外，歐盟委員會(huì)依據(jù)歐盟國(guó)家?guī)兔σ?guī)矩同意了法國(guó)支撐可再生電力出產(chǎn)的幫忙方案。該方案將在2021年至2026年期間幫忙可再生動(dòng)力裝機(jī)容量合計(jì)34吉瓦，包含水電、陸優(yōu)勢(shì)電、地上太陽能、修建屋頂太陽能、立異太陽能、發(fā)電自用太陽能和技能中性可再生動(dòng)力在內(nèi)的七類動(dòng)力項(xiàng)目。該措施的總預(yù)算約為305億歐元。
英國(guó)：打造零碳動(dòng)力系統(tǒng)，聚集核能減碳
2021年4月，英國(guó)宣告了更為急進(jìn)的氣候方針，即到2035年，將英國(guó)的二氧化碳排放量在1990年根底上削減78%，比原方案提早了近15年，此舉將保證其對(duì)氣候改動(dòng)的奉獻(xiàn)，并與《巴黎協(xié)定》的溫度方針堅(jiān)持一致，將全球變暖約束在2攝氏度以下，并朝著1.5攝氏度盡力。在英國(guó)的零碳愿景中，核電作為一種低碳動(dòng)力，將在動(dòng)力系統(tǒng)中占有重要位置。
2021年，英國(guó)針對(duì)核能減碳、核能制氫、動(dòng)力安全等問題相繼發(fā)布多份陳述，聚集核能在減碳方面的要害效果。英國(guó)國(guó)家核實(shí)驗(yàn)室最新發(fā)布的《英國(guó)動(dòng)力系統(tǒng)建模陳述》指出，從發(fā)電視點(diǎn)，將核能掃除在動(dòng)力組合之外會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)容量大幅增加，構(gòu)成發(fā)電與輸電本錢上升;從氫能視點(diǎn)，核能制氫是一種現(xiàn)在罕見的高產(chǎn)值、低本錢和低碳制氫技能路線;從區(qū)域供熱視點(diǎn)，當(dāng)小型模塊化輕水反響堆等大規(guī)劃布置在城市時(shí)，核能供熱是一種非常具有本錢效益的挑選。英國(guó)核能部分協(xié)議立異小組在《解鎖英國(guó)核能制氫經(jīng)濟(jì)以支撐凈零排放》陳述中也提出了一系列核能制備零碳?xì)涞闹鲝?，指出需求激活整個(gè)核能制氫工業(yè)鏈;為更廣泛的需求側(cè)技能立異供給支撐;加速核能制氫技能的布置;擬定全面選址戰(zhàn)略，以保證推動(dòng)核能晉級(jí);保證相關(guān)技能在商業(yè)化進(jìn)程中能夠獲得融資。8月，英國(guó)商業(yè)、動(dòng)力與工業(yè)戰(zhàn)略部發(fā)布“下一代核電反響堆”方案，其間提出將出資1.7億英鎊用于研討“先進(jìn)模塊堆”演示方案，力求未來十年內(nèi)將最新核電技能投入運(yùn)用，并運(yùn)用最新核電技能制取低碳?xì)錃猓溆?guó)英格蘭區(qū)域的SizewellC核電站將是首個(gè)核電制氫試驗(yàn)基地。
德國(guó)：加速動(dòng)力綠色轉(zhuǎn)型，穩(wěn)步推動(dòng)國(guó)家氫能戰(zhàn)略
德國(guó)是全球施行動(dòng)力轉(zhuǎn)型最為活潑的國(guó)家之一。2021年5月，德國(guó)宣告將完成碳中和的時(shí)刻從2050年提早到2045年。在參與歐盟碳商場(chǎng)的狀況下，德國(guó)還于2021年1月1日發(fā)動(dòng)了全國(guó)燃料排放買賣系統(tǒng)，以削減供暖和運(yùn)送部分的二氧化碳排放。到2022年，汽油、柴油、燃料、液化石油氣和天然氣將成為該買賣系統(tǒng)的一部分，其他燃料將逐漸包含在系統(tǒng)中。德國(guó)政府方案為動(dòng)力轉(zhuǎn)型供給巨大的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼。以鋼鐵職業(yè)為例，2021年5月，德國(guó)宣告將籌集至少50億歐元用于2022年至2024年鋼鐵職業(yè)的轉(zhuǎn)型補(bǔ)貼。
為了促進(jìn)綠氫商場(chǎng)的規(guī)劃化展開，德國(guó)在2020年6月發(fā)布了《國(guó)家氫能戰(zhàn)略》。在《國(guó)家氫能戰(zhàn)略》中德國(guó)推出38項(xiàng)具體措施，首要觸及氫能相關(guān)科研。2021年以來，德國(guó)圍繞氫的研制和運(yùn)用推出了一系列行動(dòng)，政府贊助總額超越87億歐元。1月，德國(guó)聯(lián)邦教研部出資7億歐元發(fā)動(dòng)三個(gè)氫先導(dǎo)研討項(xiàng)目“H2Giga”“H2Mare”和“TransHyDE”，分別探究水電解器批量出產(chǎn)、海優(yōu)勢(shì)能制氫和氫氣安全運(yùn)送問題，要點(diǎn)處理氫經(jīng)濟(jì)展開中的技能障礙，特別是下降大量出產(chǎn)和運(yùn)送氫的本錢。2月，德國(guó)聯(lián)邦教研部發(fā)布了新的科研贊助指南，即“綠氫世界未來試驗(yàn)室”，希望吸引該范疇世界頂尖人才來德國(guó)作業(yè)。3月，聯(lián)邦教研部推出“綠氫世界研討協(xié)作”框架，贊助1500萬歐元推動(dòng)德國(guó)在綠氫研制范疇的世界協(xié)作。榜首批項(xiàng)意圖協(xié)作伙伴是新西蘭，要點(diǎn)是綠氫不同的出產(chǎn)、供給和運(yùn)送方法。5月，德國(guó)宣告將供給80億歐元贊助62個(gè)大型氫能項(xiàng)目。這些項(xiàng)目覆蓋整個(gè)氫能商場(chǎng)價(jià)值鏈，包含氫能出產(chǎn)、運(yùn)送以及工業(yè)等范疇運(yùn)用。德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)部贊助其間的50個(gè)項(xiàng)目，包含用于出產(chǎn)綠氫的2吉瓦的發(fā)電站制作和長(zhǎng)度約1700公里的氫運(yùn)送管道制作。
日本：布置新興清潔動(dòng)力技能，大力展開零排放技能
2020年10月，日本宣告到2050年溫室氣體凈零排放的方案，邁出了低碳轉(zhuǎn)型榜首步。日本完成凈零排放方針的要害在于進(jìn)一步布置可再生動(dòng)力和新興清潔動(dòng)力技能。2020年12月，日本發(fā)布了《綠色增加戰(zhàn)略》，清晰了完成2050年碳中和的方向之一，就是推動(dòng)氫動(dòng)力運(yùn)用，包含加速運(yùn)送和工業(yè)部分的氫能運(yùn)用，將本錢降到與化石燃料相同的水平;在不得不運(yùn)用化石燃料的狀況下，要極力促進(jìn)二氧化碳的收回和再運(yùn)用。近來，日本經(jīng)濟(jì)工業(yè)省(METI)宣告將其此前發(fā)布的《綠色增加戰(zhàn)略》更新為《2050碳中和綠色增加戰(zhàn)略》。新版戰(zhàn)略指出，需大力加速動(dòng)力和工業(yè)部分的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，經(jīng)過調(diào)整預(yù)算、稅收優(yōu)惠、樹立金融系統(tǒng)、進(jìn)行監(jiān)管改革、擬定規(guī)范以及參與世界協(xié)作等措施，推動(dòng)企業(yè)進(jìn)行大膽出資和立異研制，完成工業(yè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型。新版戰(zhàn)略首要將舊版中的海優(yōu)勢(shì)電工業(yè)擴(kuò)展為海優(yōu)勢(shì)電、太陽能、地?zé)峁I(yè);將氨燃料工業(yè)和氫能工業(yè)合并;并新增了新一代熱能工業(yè)。
日本活潑向“零排放”時(shí)代邁進(jìn)。2021年6月，日本新動(dòng)力工業(yè)技能歸納開發(fā)組織(NEDO)宣告將在“碳捕集運(yùn)用與封存(CCUS)研制/演示”框架下發(fā)動(dòng)三個(gè)研制主題，支撐大規(guī)劃低本錢二氧化碳船運(yùn)技能的研制和演示，旨在樹立全球首個(gè)二氧化碳?xì)w納運(yùn)送系統(tǒng)，推動(dòng)到2030年完成CCUS系統(tǒng)的廣泛運(yùn)用。項(xiàng)目執(zhí)行期為2021～2026年，總預(yù)算為160億日元。NEDO宣告將在“碳收回和下一代火力發(fā)電等技能開發(fā)”方案框架下新增兩個(gè)研制主題，支撐開發(fā)以二氧化碳為質(zhì)料的液體組成燃料一體化出產(chǎn)技能，以下降轎車及飛機(jī)的溫室氣體排放。
美國(guó)：開發(fā)清潔低碳技能，加速動(dòng)力技能商業(yè)化展開
近一年來，美國(guó)要點(diǎn)聚集清潔低碳動(dòng)力技能，以推動(dòng)國(guó)家電力和動(dòng)力系統(tǒng)的清潔低碳轉(zhuǎn)型，助力政府完成2035年的100%清潔電力方針和2050年的凈零排放愿景。2021年6月，美國(guó)動(dòng)力部(DOE)宣告為68個(gè)項(xiàng)目供給超越3000萬美元的聯(lián)邦資金和超越3500萬美金的私營(yíng)部分資金，這些項(xiàng)目將加速清潔動(dòng)力、先進(jìn)制作技能、修建節(jié)能、新一代資料等有出路的動(dòng)力技能的商業(yè)化。當(dāng)時(shí)美國(guó)最新動(dòng)力技能立異首要包含以下四方面：
一是氫能技能攻關(guān)。DOE宣告投入5250萬美元贊助31個(gè)氫能項(xiàng)目;美國(guó)參議院經(jīng)過了總規(guī)劃1萬億美元的根底設(shè)備出資和就業(yè)法案，其間的數(shù)十億美元將用于開發(fā)、補(bǔ)貼和加強(qiáng)氫相關(guān)技能和工業(yè);DOE推出“動(dòng)力攻關(guān)方案”(EnergyEarthshotsInitiative)加速低本錢清潔氫能展開，方針是在未來十年使清潔氫本錢下降80%至1美元/千克，以加速氫能技能立異并影響清潔氫能需求。
二是先進(jìn)核能技能攻關(guān)。DOE贊助6100萬美元支撐先進(jìn)核能技能研制，旨在整合高校、企業(yè)和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研討力氣聯(lián)合開發(fā)先進(jìn)的核能技能。
三是生物燃料技能與地?zé)峒寄芄リP(guān)。交通運(yùn)送范疇約占美國(guó)動(dòng)力消耗總量的30%，在溫室氣體排放量中占最大份額。運(yùn)用生物燃料有助于航空等難以電氣化的運(yùn)送部分完成脫碳，關(guān)于美國(guó)2050年凈零排放方針的完成將發(fā)揮重要效果。2021年以來，美國(guó)多次提出對(duì)生物燃料進(jìn)行資金支撐，美國(guó)動(dòng)力部先進(jìn)動(dòng)力研討方案署(ARPA-E)斥資3500萬美元支撐先進(jìn)生物燃料技能研制，旨在整合高校、企業(yè)和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研討力氣聯(lián)合開發(fā)先進(jìn)的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化燃料技能;為11個(gè)生物動(dòng)力項(xiàng)意圖研討和開發(fā)供給近3400萬美元的資金，這些項(xiàng)目首要是運(yùn)用城市固體廢物和藻類動(dòng)身生物燃料、生物動(dòng)力和生物產(chǎn)品。此外，DOE還宣告在“地?zé)崮苎杏懬把赜^測(cè)研討”(FORGE)方案框架下投入4600萬美元，支撐17個(gè)增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)(EGS)前沿技能開發(fā)項(xiàng)目。
四是儲(chǔ)能技能攻關(guān)。美國(guó)采取舉動(dòng)重塑電池要害供給鏈系統(tǒng)。其間，針對(duì)大容量電池，DOE的方針是施行為期10年的展開方案，旨在打造能夠支撐電動(dòng)轎車展開需求的本土化電池供給鏈。DOE投入7500萬美元樹立“電力儲(chǔ)能作業(yè)站(GLS)”的國(guó)家級(jí)電力儲(chǔ)能研制中心，旨在整合學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的研討力氣，加速推動(dòng)先進(jìn)的、電網(wǎng)級(jí)別的低本錢長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技能研制和布置作業(yè)，以并網(wǎng)消納更多的可再生動(dòng)力，推動(dòng)美國(guó)電網(wǎng)現(xiàn)代化，有效應(yīng)對(duì)日益增加的電動(dòng)轎車電力需求。GLS研制中心估計(jì)于2025年建成投入運(yùn)營(yíng)。中心將樹立30個(gè)獨(dú)立研討實(shí)驗(yàn)室，其間一些實(shí)驗(yàn)室專門擔(dān)任測(cè)驗(yàn)作業(yè)，即在現(xiàn)實(shí)的電網(wǎng)條件下對(duì)新開發(fā)的電力儲(chǔ)能設(shè)備原型和電網(wǎng)儲(chǔ)能技能的性能和經(jīng)濟(jì)性展開測(cè)驗(yàn)評(píng)價(jià)。GSL還將樹立相應(yīng)的孵化器，加速新開發(fā)技能或者設(shè)備商業(yè)化運(yùn)用進(jìn)程。
俄羅斯：從資源依靠型轉(zhuǎn)向資源立異型
俄羅斯是傳統(tǒng)動(dòng)力出產(chǎn)與出口大國(guó)，油氣是其長(zhǎng)期以來經(jīng)濟(jì)展開和財(cái)政收入的支柱性工業(yè)。在全球應(yīng)對(duì)氣候改動(dòng)、推動(dòng)動(dòng)力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型以及西方制裁的大布景下，俄羅斯加速向“資源立異型展開”的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，動(dòng)力戰(zhàn)略也發(fā)生了相應(yīng)的改動(dòng)，其轉(zhuǎn)型首要?jiǎng)恿υ醋苑结樛苿?dòng)和技能進(jìn)步，根底性技能有分布式動(dòng)力、數(shù)字化、低本錢動(dòng)力貯存、可再生動(dòng)力、氫能技能等，其間氫能作為動(dòng)力職業(yè)要點(diǎn)布置方向之一，有望成為俄羅斯下一個(gè)嚴(yán)重出口挑選。
2020年6月俄羅斯經(jīng)過《2035年動(dòng)力戰(zhàn)略》，設(shè)定方針力求成為世界搶先的氫出產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)之一。依據(jù)該戰(zhàn)略，俄羅斯氫出口方針是到2024年到達(dá)20萬噸，到2035年到達(dá)200萬噸。為了達(dá)成該方針，2020年10月經(jīng)過的《2024年氫能展開路線圖》對(duì)俄羅斯天然氣工業(yè)股份公司(Gazprom)和俄羅斯國(guó)家原子能公司(Rosatom)委以重任。路線圖強(qiáng)調(diào)了俄羅斯在氫能方面的顯著競(jìng)賽優(yōu)勢(shì)并清晰了氫能展開要點(diǎn)作業(yè)。近年來，Gazprom一向在研討將氫氣混合到天然氣管道中出口至歐洲。Gazprom宣告其行將開通的通往德國(guó)的NordStream2海底天然氣管道的兩條管線之一或許在大約十年內(nèi)完成氫氣運(yùn)送。對(duì)俄羅斯而言，展開氫能契合歐洲碳中和方針，能夠經(jīng)過向歐洲供給藍(lán)氫來補(bǔ)償潛在的對(duì)歐天然氣出口量和出口收益下降，堅(jiān)持俄羅斯在歐洲動(dòng)力商場(chǎng)的位置和出口收入。Gazprom方案2023年開端在氣田鄰近出產(chǎn)藍(lán)氫。因?yàn)槎砹_斯國(guó)內(nèi)動(dòng)力仍將由油氣滿意，其出產(chǎn)的氫將全部用于出口。依據(jù)俄羅斯政府2021年4月發(fā)布的規(guī)劃，到2030年，俄羅斯將力求在全球氫商場(chǎng)具有20%的商場(chǎng)份額，成為全球最大的氫出口國(guó);到2050年，俄羅斯氫出口量將到達(dá)3340萬噸/年，價(jià)值將超越1000億美元。據(jù)媒體報(bào)道，俄羅斯與德國(guó)正考慮樹立氫能伙伴關(guān)系，德國(guó)方案為跨國(guó)協(xié)作的氫能項(xiàng)目撥款20億歐元。
核能開發(fā)運(yùn)用是俄羅斯動(dòng)力戰(zhàn)略的另一重要環(huán)節(jié)。2021年1月，俄羅斯樹立開發(fā)新一代核技能聯(lián)盟，以開發(fā)新一代核能技能，包含閉式核燃料循環(huán)技能、快堆、用于先進(jìn)動(dòng)力技能的新資料和核電站立異項(xiàng)目。一起俄羅斯非常重視核能制氫。Rosatom提議在科拉核電站樹立一個(gè)根底設(shè)備，用于測(cè)驗(yàn)與核能制氫相關(guān)的技能?？评穗娬局茪漤?xiàng)目在未來幾年有或許進(jìn)步核電站裝機(jī)容量的運(yùn)用功率，擴(kuò)展產(chǎn)品線，開發(fā)依據(jù)兆瓦級(jí)反響堆的制氫以及氫的貯存、運(yùn)送和運(yùn)用技能。此外，Rosatom不斷擴(kuò)展其在40多個(gè)國(guó)家的事務(wù)，未來十年的國(guó)外訂單有望超越1330億美元。Rosatom還在其間心事務(wù)以外的范疇開發(fā)新產(chǎn)品和技能，包含核醫(yī)學(xué)、激光、機(jī)器人、超級(jí)計(jì)算機(jī)和風(fēng)力發(fā)電，其方針是到2030年將這些新產(chǎn)品的收入增至總收入的40%。
二、前沿技能最新動(dòng)態(tài)及趨勢(shì)
動(dòng)力是科技立異最活潑的范疇之一。近一年來，全球快速推動(dòng)動(dòng)力清潔低碳轉(zhuǎn)型，可再生動(dòng)力發(fā)電、先進(jìn)儲(chǔ)能技能、氫能技能、先進(jìn)核電、固廢歸納運(yùn)用等具有顛覆性的新技能獲得嚴(yán)重打破，減碳脫碳技能將成為往后一個(gè)時(shí)期動(dòng)力范疇技能研制和攻關(guān)的要點(diǎn)。
(一)新動(dòng)力技能
1.海優(yōu)勢(shì)電
2021年，韓國(guó)宣告將在蔚山鄰近海域出資約320億美元制作全球最大的浮式海優(yōu)勢(shì)電基地，總裝機(jī)容量將到達(dá)6吉瓦，估計(jì)將能為576萬戶韓國(guó)居民供給電力。經(jīng)過運(yùn)用起浮式風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電，渦輪機(jī)能夠錨定在離海岸較遠(yuǎn)的水域，獲得更好的風(fēng)力資源。除此以外，部分電力也將用于出產(chǎn)綠氫。
截至2020年末，美國(guó)僅在羅德島和弗吉尼亞州鄰近大西洋海域開發(fā)了7個(gè)海優(yōu)勢(shì)電項(xiàng)目，累計(jì)裝機(jī)42兆瓦，海優(yōu)勢(shì)電工業(yè)展開遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于丹麥、英國(guó)等歐洲海優(yōu)勢(shì)電強(qiáng)國(guó)。因而，美國(guó)大力展開海優(yōu)勢(shì)電，同意了該國(guó)首個(gè)大型海優(yōu)勢(shì)電項(xiàng)目。美國(guó)到2030年的海優(yōu)勢(shì)電新增裝機(jī)方針為30吉瓦，項(xiàng)目供給的清潔電力將能滿意1000萬戶家庭的用電需求。
此外，油氣職業(yè)現(xiàn)已在海上運(yùn)營(yíng)了半個(gè)多世紀(jì)，有條件將其已有技能轉(zhuǎn)移到海優(yōu)勢(shì)電職業(yè)，如能夠晉級(jí)現(xiàn)有海上石油、天然氣和航運(yùn)根底設(shè)備，將之轉(zhuǎn)化為海上可再生動(dòng)力技能(風(fēng)能)設(shè)備。例如，挪威國(guó)家石油公司長(zhǎng)期以來一向活潑于全球多個(gè)重要的海優(yōu)勢(shì)電項(xiàng)目，包含起浮式海優(yōu)勢(shì)電和海優(yōu)勢(shì)電場(chǎng)等。
2.起浮式光伏電站
就像當(dāng)下陸優(yōu)勢(shì)電向海優(yōu)勢(shì)電轉(zhuǎn)移一樣，土地資源稀缺、規(guī)劃化和規(guī)范化以及項(xiàng)目對(duì)居民生活的影響正在促進(jìn)光伏向水上(海上)擴(kuò)張。以新加坡為例，該國(guó)土地資源稀缺，面積寬廣的水庫具有大規(guī)劃運(yùn)用太陽能的巨大潛力。據(jù)了解，新加坡方案到2030年，總共布置200萬千瓦裝機(jī)的光伏發(fā)電才能，相當(dāng)于新加坡每日最高電力需求的10%。2021年上半年，由新加坡太陽能公司Sunseap在柔佛海峽的海上起浮式光伏項(xiàng)目建成竣工，這是全球規(guī)劃最大的海上起浮式光伏系統(tǒng)之一，該系統(tǒng)設(shè)有超越3萬個(gè)起浮模塊，用來支撐1.33萬個(gè)太陽能板和40個(gè)逆變器。項(xiàng)目估計(jì)每年能夠出產(chǎn)約602萬千瓦時(shí)的電力，能夠削減4258噸的碳排放。此外，新加坡國(guó)家水務(wù)局PUB還宣告，方案運(yùn)用水庫打造兩個(gè)裝機(jī)總量為14.4萬千瓦的起浮光伏項(xiàng)目。
近來，坐落瑞士阿爾卑斯山脈里的高海拔漂浮式太陽能電站現(xiàn)已投入運(yùn)營(yíng)。這是世界上榜首個(gè)高海拔起浮太陽能發(fā)電站，具有1400塊電池板，固定在漂浮臺(tái)上，該設(shè)備每年能夠出產(chǎn)超越80萬千瓦時(shí)的電量，能夠滿意至少220個(gè)家庭的運(yùn)用。雖然整個(gè)項(xiàng)意圖前期出資額高達(dá)235萬瑞郎，但是設(shè)備的出產(chǎn)才能和功率更高。
未來，在人口密度高、擱置土地有限的國(guó)家，漂浮式太陽能電站更有或許擴(kuò)展裝機(jī)容量規(guī)劃，是極具遠(yuǎn)景的可再生動(dòng)力技能。但在惡劣海洋氣候條件下，其面對(duì)的應(yīng)戰(zhàn)也較大，比方要具有耐腐蝕性，能接受更高的波浪和洋流等。
3.小型核反響堆
專家表明，現(xiàn)在的大型核反響堆一般發(fā)生約1000兆瓦的能量，比較之下，小型模塊化核反響堆(SMR)一般發(fā)生300兆瓦或更少的能量。在美國(guó)以及其他一些國(guó)家，制作規(guī)范規(guī)劃的核反響堆的本錢在不斷上漲，建成一個(gè)大型核電站需求大約10年的時(shí)刻，并且均勻花費(fèi)約為100億美元。雖然其發(fā)電量少于大型核反響堆的發(fā)電量，但小型核反響堆能夠戰(zhàn)勝全尺寸核反響堆所面對(duì)的一些問題，如建形本錢更低，運(yùn)用將更靈敏、更安全，可為核工業(yè)供給應(yīng)急動(dòng)力等，尤其是本錢上的競(jìng)賽力極大地推動(dòng)了小型核反響堆的展開。
2019年，世界上榜首座起浮核電站“羅蒙諾索夫院士”號(hào)起浮核電站投入運(yùn)用，這是初次投入運(yùn)用的歸于SMR的新式反響堆。除俄羅斯外，其他國(guó)家也在活潑制作SMR。坐落美國(guó)愛達(dá)荷州愛達(dá)荷福爾斯市的愛達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(INL)最早有望于2023年開端制作一座核電站，該核電站最終可包容12個(gè)SMR。我國(guó)的陸上SMR演示堆或許會(huì)在2025年之前被建成并投入運(yùn)用。
4.地?zé)崮?/span>
近一年來，全球多國(guó)設(shè)定了地?zé)嵴归_方針，強(qiáng)化對(duì)地?zé)崮苜Y源的開發(fā)運(yùn)用，比方日本提出到2050年在世界上首要展開下一代地?zé)岚l(fā)電技能演示，其要點(diǎn)任務(wù)包含以下三個(gè)方面：一是展開超高溫、高壓環(huán)境下的鉆孔套管資料和渦輪等資料抗腐蝕技能研討;二是供給危險(xiǎn)擔(dān)保資金，以促進(jìn)開發(fā)地?zé)豳Y源調(diào)查鉆井技能;三是促進(jìn)地?zé)崮芏嘣\(yùn)用，結(jié)合本地資源進(jìn)行可繼續(xù)開發(fā)。別的，希臘、秘魯、阿爾及利亞等國(guó)將地?zé)崮芤暈橥瓿善淇稍偕鷦?dòng)力方針的要害要素，對(duì)國(guó)內(nèi)具有地?zé)豳Y源的區(qū)域進(jìn)行勘探，確認(rèn)開發(fā)潛力，發(fā)布新的國(guó)家地?zé)豳Y源分布圖，介紹迄今發(fā)現(xiàn)的地?zé)崽锴鍐魏蜏囟葓D。
現(xiàn)在約70%的地?zé)崮鼙挥糜诎l(fā)電，但其面對(duì)前期本錢高和鉆井不確認(rèn)性大的應(yīng)戰(zhàn)，不過跟著石油公司參加，地?zé)崮荛_發(fā)或更快迎來轉(zhuǎn)折。2021年頭，BP和雪佛龍聯(lián)合出資加拿大地?zé)崮荛_發(fā)初創(chuàng)公司Eavor研制的“Eavor-Loop”地?zé)岚l(fā)電技能。該技能的中心是裝置在地下3000～4000米的封閉管道系統(tǒng)，以及與該系統(tǒng)銜接的地上設(shè)備。與傳統(tǒng)地?zé)岚l(fā)電技能比較，Eavor公司的技能具有許多優(yōu)勢(shì)：首要，該技能選用封閉系統(tǒng)，工質(zhì)流體僅與地層進(jìn)行熱交流，沒有流體交流，不會(huì)構(gòu)成地下流體污染;其次，該系統(tǒng)對(duì)地?zé)醿?chǔ)層的滲透性沒有要求;第三，工質(zhì)流體循環(huán)的動(dòng)力來自熱虹吸，無需泵來供給額外動(dòng)力;第四，不需進(jìn)行壓裂造縫，沒有誘發(fā)地震的危險(xiǎn);第五，整個(gè)作業(yè)流程幾乎沒有碳排放，也不需求額外的水補(bǔ)給和水處理;最后，有效發(fā)電載荷安穩(wěn)并且可依據(jù)需求進(jìn)行必定的調(diào)節(jié)。
理論上，石油公司還能夠經(jīng)過把拋棄油井轉(zhuǎn)為地?zé)衢_發(fā)井來下降前期本錢。研討人員指出，運(yùn)用拋棄油井展開地?zé)峁┡莻€(gè)不錯(cuò)的挑選，但要注意循環(huán)水需求在井下停留多長(zhǎng)時(shí)刻才干到達(dá)安穩(wěn)供暖所需溫度和本錢問題。不過有研討稱，運(yùn)用油井開發(fā)地?zé)崮艿膶?shí)際進(jìn)程并非如此簡(jiǎn)單，首要是因?yàn)閽仐壓偷彤a(chǎn)油井的熱流量遠(yuǎn)低于新鉆地?zé)峋糜诎l(fā)電的經(jīng)濟(jì)性較差，并且這些油井一般都存在井筒完好性問題，難以到達(dá)地?zé)犴?xiàng)目20～40年的運(yùn)轉(zhuǎn)年限。
關(guān)于大型油氣企業(yè)來說，地?zé)犴?xiàng)目可為其供給收入來歷多樣化以及綠色轉(zhuǎn)型的時(shí)機(jī)?？紤]到化石動(dòng)力遠(yuǎn)景，雷斯塔動(dòng)力稱，未來將會(huì)有更多跨國(guó)油氣企業(yè)進(jìn)入地?zé)嵘虉?chǎng)，運(yùn)用其現(xiàn)有技能手段開發(fā)地?zé)崮?，從而獲得新的商場(chǎng)增加時(shí)機(jī)。
(二)節(jié)能減排與深度脫碳技能
近年來，全球加速脫碳，一方面，經(jīng)過二氧化碳捕集運(yùn)用與封存、負(fù)排放技能、Allam-Fetvedt循環(huán)等完成減排脫碳。另一方面瞄準(zhǔn)工業(yè)、交通、修建等高排放需求職業(yè)，從需求側(cè)節(jié)能、減排。
1.碳捕集運(yùn)用與封存
全球應(yīng)對(duì)氣候改動(dòng)和碳中和布景下，各國(guó)加速布置碳捕集運(yùn)用與封存技能。比方南非嘗試運(yùn)用碳捕集與封存技能(CCS)來約束二氧化碳排放。南非方案2023年試點(diǎn)CCS項(xiàng)目。據(jù)了解，該項(xiàng)目將以南非東北部姆普馬蘭加省具有多座燃煤發(fā)電站的Leandra鎮(zhèn)為基地，經(jīng)過一條管道從首要排放源輸送緊縮二氧化碳，并將其銜接到已確認(rèn)的注入點(diǎn)。該項(xiàng)目將測(cè)驗(yàn)每年向至少1公里深度注入1萬至5萬噸二氧化碳的可行性，榜首次注入將在2023年末進(jìn)行。
碳運(yùn)用方面有許多新興方向，如荷蘭和日本均有較大規(guī)劃的將工業(yè)產(chǎn)二氧化碳送入園林作為溫室氣體來強(qiáng)化植物生長(zhǎng)的項(xiàng)目。包含溫室氣體運(yùn)用技能在內(nèi)，國(guó)外處于演示項(xiàng)目階段的碳運(yùn)用技能有二氧化碳制化肥、油田驅(qū)油、食物級(jí)運(yùn)用等;處于展開階段的有二氧化碳制聚合物、二氧化碳甲烷化重整、二氧化碳加氫制甲醇、海藻培育、動(dòng)力循環(huán)等;尚處于理論研討階段的有二氧化碳制碳纖維和乙酸等。值得一提的是，展開氫能和CCUS結(jié)合事務(wù)成為新的方向，現(xiàn)在全球98%的氫能來自不行再生化石動(dòng)力，與CCUS技能相結(jié)合的氣體重整(首要是甲烷蒸汽重整)和與煤氣化技能相結(jié)合能夠完成出產(chǎn)低碳?xì)淠艿姆结?，歐盟和一些國(guó)家現(xiàn)已直接將CCUS視為完成這一方針的要害，美國(guó)、荷蘭、日本、澳大利亞、新西蘭也都在氫能方針中提到了CCUS的重要性。
碳運(yùn)送方面，日本推動(dòng)研制、立異打造全球首個(gè)二氧化碳?xì)w納運(yùn)送系統(tǒng)，意圖是每年從碳捕集地到封存、運(yùn)用地長(zhǎng)距離大規(guī)劃運(yùn)送100萬噸二氧化碳，到2030年完成CCUS系統(tǒng)的廣泛運(yùn)用。從2023年開端，京都府舞鶴市燃煤電廠排放的二氧化碳將在運(yùn)送基地以1萬噸/年的規(guī)劃液化，經(jīng)過船只運(yùn)送至苫小牧市基地，這是全球首個(gè)用于CCUS的歸納運(yùn)送系統(tǒng)演示項(xiàng)目。
下一代碳捕集技能將會(huì)在資料立異、工藝或設(shè)備的改進(jìn)上獲得打破，這些新進(jìn)展將在技能出資運(yùn)營(yíng)本錢下降的一起進(jìn)步碳捕集功率。
2.負(fù)排放
雷斯塔動(dòng)力(RystadEnergy)最新發(fā)布的《動(dòng)力轉(zhuǎn)型陳述》指出，理論上，運(yùn)用CCS能夠處理全球62%(250億噸)的二氧化碳排放問題，但前提是傳統(tǒng)CCS的捕集率為90%，而實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中不太或許到達(dá)這一水平，因而展開諸如直接空氣碳捕集(DAC)、生物質(zhì)能碳捕集與封存(BECCS)等負(fù)碳技能是非常有必要的。
從空氣中去除和阻隔二氧化碳的負(fù)排放技能(NET)將在減緩氣候改動(dòng)方面發(fā)揮重要效果，最昂貴的NET方案是DAC技能，DAC技能運(yùn)用機(jī)器直接捕集空氣中的二氧化碳，而不像BECCS技能那樣以排放源(例如燃煤電站)為根底進(jìn)行捕獲。研討人員現(xiàn)已在小范圍內(nèi)對(duì)DAC的本錢進(jìn)行了測(cè)驗(yàn)，每去除一噸二氧化碳的本錢約為數(shù)百美元或更高。但這項(xiàng)技能或許是一切NET方案中二氧化碳去除潛力最高的。DAC的一大優(yōu)勢(shì)是相較其他技能更具可擴(kuò)展性。原則上，DAC形式相似太陽能能夠被運(yùn)用在任何地方。2021年6月，美國(guó)動(dòng)力部(DOE)宣告投入1200萬美元支撐6個(gè)DAC研制項(xiàng)目。這項(xiàng)技能將增加直接捕集的二氧化碳排放量，下降資料本錢，并進(jìn)步清除作業(yè)的動(dòng)力功率。
就本錢和碳去除潛力而言，介于造林和DAC之間的方案是BECCS技能。BECCS技能的運(yùn)用案例許多，包含：運(yùn)用生物質(zhì)(如木屑顆?；蚋收嵩?發(fā)電和供熱，其間二氧化碳被捕集與封存;在水泥窯和煉鋼高爐中運(yùn)用木炭作為燃料并捕集二氧化碳;在以生物質(zhì)為質(zhì)料的化工廠(如生物乙醇的出產(chǎn)和其他生物塑料制品的出產(chǎn))進(jìn)行碳捕集;別離沼氣中的二氧化碳來動(dòng)身生物甲烷。
3.Allam-Fetvedt循環(huán)
因?yàn)榭稍偕鷦?dòng)力發(fā)電會(huì)遭到極點(diǎn)氣候的影響，多元化的供電結(jié)構(gòu)必不行少，部分燃煤燃?xì)獍l(fā)電將以補(bǔ)償?shù)姆绞介L(zhǎng)期存在，在電廠端運(yùn)用碳捕集與封存技能保證低碳電網(wǎng)的牢靠性，Allam-Fetvedt循環(huán)使凈零排放成為或許。Allam-Fetvedt循環(huán)是一種立異天然氣(或組成氣)發(fā)電技能，是完成低排放低本錢CCS燃煤燃?xì)獍l(fā)電的一條有力途徑。Allam-Fetvedt循環(huán)將氧氣作為助燃燃料，將二氧化碳作為作業(yè)流體介質(zhì)，使其自身具有碳捕集、緊縮、脫水以及消除氮氧化物和硫氧化物的才能，可捕集97%的二氧化碳，助力電廠供給可調(diào)度的低碳電力。英國(guó)已發(fā)動(dòng)首個(gè)Allam-Fetvedt循環(huán)燃?xì)獍l(fā)電項(xiàng)目——WhitetailCleanEnergyNETPower項(xiàng)目，該項(xiàng)目坐落SEUK公司的WiltonInternational園區(qū)，園區(qū)是一個(gè)具有“即插即用”(plugandplay)動(dòng)力供給才能的多用途制作中心，配備了供水和污水處理網(wǎng)絡(luò)以及一個(gè)天然氣配送網(wǎng)絡(luò)，已具有4臺(tái)熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備，其間2臺(tái)燃燒天然氣，2臺(tái)燃燒生物質(zhì)，總?cè)萘?00兆瓦，總蒸發(fā)量460噸/小時(shí)。該項(xiàng)目得到了英國(guó)商業(yè)、動(dòng)力和工業(yè)戰(zhàn)略部(BEIS)的支撐，在2021年早些時(shí)候完成了前端工程規(guī)劃，建成后將具有300兆瓦的動(dòng)力供給才能以及80萬噸的碳捕集才能，運(yùn)用港口和管道運(yùn)送將二氧化碳輸送至英國(guó)北海深處的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中進(jìn)行永久封存。
4.高碳職業(yè)減排
交通范疇。2021年以來，全球多國(guó)已提出將開端對(duì)船運(yùn)業(yè)進(jìn)行碳排放監(jiān)管。現(xiàn)在，歐盟已多次提出將船運(yùn)業(yè)納入歐盟碳排放買賣系統(tǒng)之中，美國(guó)也表明將在2050年完成該國(guó)全球船運(yùn)溫室氣體凈零排放。全球最大的集裝箱航運(yùn)公司馬士基宣告已訂購(gòu)8艘運(yùn)用碳中和甲醇燃料的船只，總出資額將達(dá)14億美元，新建船只估計(jì)最早將在2024年頭投入運(yùn)用。依據(jù)馬士基發(fā)布的音訊，其最新訂制的船只運(yùn)用的燃料為“綠色甲醇”，即出產(chǎn)這些甲醇的工廠徹底由可再生動(dòng)力供能，甲醇由生物質(zhì)質(zhì)料直接制得，或運(yùn)用捕集封存的二氧化碳與綠氫反響制得。
工業(yè)范疇。在全球倡議碳中和布景下，鋼鐵作為碳排放的大戶，也自然首當(dāng)其沖。現(xiàn)在，全球鋼鐵出產(chǎn)的均勻碳排放為2噸二氧化碳/噸，鋼鐵出產(chǎn)的碳排放約占全球碳排放的8%，占?xì)W洲工業(yè)排放的25%，鋼鐵職業(yè)去碳化是歐洲完成碳中和的重要支撐，德國(guó)、法國(guó)、挪威等都在活潑布局“綠鋼”項(xiàng)目。2021年，挪威鋼鐵出產(chǎn)商Hybrit經(jīng)過其演示項(xiàng)目向沃爾沃交給了全球首單不運(yùn)用煤出產(chǎn)的“綠鋼”產(chǎn)品。該公司于一年前開端在挪威北部展開以可再生電力和氫氣代替煉焦煤的“綠鋼”演示項(xiàng)目。此次交給后，Hybrit準(zhǔn)備在2026年全面完成無化石動(dòng)力“綠鋼”的商業(yè)化和規(guī)劃化出產(chǎn)。挪威鋼鐵企業(yè)H2GreenSteel方案在挪威北部建廠，其間含可繼續(xù)氫氣出產(chǎn)設(shè)備，擬于2024年投產(chǎn)。德國(guó)方案2022～2024年出資50億歐元用于工業(yè)部分去碳，出資80億歐元用于鋼鐵、化工等部分的大型氫能項(xiàng)目。
油氣范疇。在碳排放辦理逐漸深化的世界局勢(shì)下，油氣職業(yè)踐行減排許諾，進(jìn)步全工業(yè)鏈減碳技能，包含支撐可再生動(dòng)力發(fā)電、碳捕集、植樹造林、節(jié)能減排等，以便下降油氣全生命周期的碳排放。其間，減排理念下碳中和LNG等新式商場(chǎng)買賣品種逐漸獲得重視。在中游液化范疇，LNG出產(chǎn)商將對(duì)動(dòng)力來歷和配套設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，以此緩解商場(chǎng)對(duì)碳排放的擔(dān)憂，其間卡塔爾最重要的天然氣項(xiàng)目——北方氣田將以前所未有的規(guī)劃進(jìn)行低碳開發(fā)，不僅配套了碳捕集與封存(CCS)系統(tǒng)，還將最大份額外購(gòu)可再生電力，美國(guó)首要LNG出產(chǎn)商均已表明將在LNG項(xiàng)目中運(yùn)用CCS技能。殼牌和道達(dá)爾動(dòng)力(TotalEnergies)都已開端交給碳中和LNG。
(三)新興工業(yè)技能
展開大規(guī)劃電化學(xué)儲(chǔ)能和氫能技能，調(diào)整電力動(dòng)力的出產(chǎn)、輸送與消納的全進(jìn)程，關(guān)于動(dòng)力職業(yè)可繼續(xù)展開，推動(dòng)動(dòng)力結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要戰(zhàn)略意義。全球已迎來大規(guī)劃儲(chǔ)能時(shí)代，電化學(xué)儲(chǔ)能飛速展開，電池儲(chǔ)能技能快速迭代。一起各國(guó)追求氫能全工業(yè)鏈的技能打破，展開綠氫獲全球一致，估計(jì)未來將迎來敏捷增加。
1.儲(chǔ)能電池
電化學(xué)儲(chǔ)能中鋰離子電池儲(chǔ)能是首要的運(yùn)用類型之一。但是，鋰離子電池因?yàn)槔碚撃芰棵芏鹊?、續(xù)航時(shí)刻短的問題，難以滿意人們的需求。二氧化碳電池是一種金屬氣體電池。伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校(UIC)的研討人員開發(fā)出了世界上榜首個(gè)可徹底充電的鋰-二氧化碳電池。鋰-二氧化碳是已知具有潛力性能和能量密度的幾種電池技能之一，其能量密度能夠是當(dāng)今鋰離子電池的7倍。意大利初創(chuàng)企業(yè)EnergyDome推出了最新的二氧化碳電池技能。該電池系統(tǒng)運(yùn)用熱力學(xué)原理，作業(yè)原理相似于緊縮空氣儲(chǔ)能和液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，系統(tǒng)儲(chǔ)能功率可達(dá)75%～80%，明顯高于其他長(zhǎng)期儲(chǔ)能系統(tǒng)，相較液態(tài)空氣儲(chǔ)能、緊縮空氣儲(chǔ)能以及重力儲(chǔ)能系統(tǒng)都有必定的優(yōu)勢(shì)。相關(guān)人士表明，二氧化碳電池系統(tǒng)具有長(zhǎng)時(shí)刻、低本錢等多重優(yōu)勢(shì)，運(yùn)用現(xiàn)有設(shè)備的狀況下，平準(zhǔn)化儲(chǔ)能本錢估計(jì)能夠到達(dá)50～60美元/兆瓦時(shí)，遠(yuǎn)低于現(xiàn)在鋰電池132～245美元/兆瓦時(shí)的儲(chǔ)能本錢。
此外，日本NEDO投入166億日元布置新項(xiàng)目開發(fā)氟化物電池和水系鋅離子電池，該項(xiàng)目將開發(fā)高性能、低本錢電極活性資料和電解質(zhì)，并開發(fā)相應(yīng)的電極結(jié)構(gòu)，還將研制用于電池規(guī)劃、原型制作以及電池試出產(chǎn)和特性評(píng)價(jià)/剖析的通用根底技能。
2.綠色制氫
氫氣是重要的清潔動(dòng)力，但到現(xiàn)在為止，大多數(shù)氫氣仍是由化石動(dòng)力制備而來，這個(gè)進(jìn)程高污染且高耗能?？上驳氖?，跟著太陽能和風(fēng)能發(fā)電本錢的敏捷下降，能夠經(jīng)過耦合可再生動(dòng)力運(yùn)用技能與電催化分化水技能制備綠色氫能。經(jīng)過風(fēng)能和太陽能發(fā)電出產(chǎn)綠氫被視為向100%可再生動(dòng)力系統(tǒng)過渡的重要途徑。德國(guó)方案每年投入1億歐元用于氫技能研討，以成為未來全球氫技能領(lǐng)導(dǎo)者和出口者。2021年，德國(guó)烏爾姆大學(xué)MatthiasMay團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種可在零下20攝氏度環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)的太陽能熱耦合水解制氫系統(tǒng)，由太陽能電池系統(tǒng)和電化學(xué)制氫系統(tǒng)組成，選用了低凝固點(diǎn)電解質(zhì)和嚴(yán)格的熱操控規(guī)劃，并運(yùn)用了太陽能電池運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程中發(fā)生的熱量，使電化學(xué)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)溫度到達(dá)10攝氏度左右，為極點(diǎn)寒冷區(qū)域、高海拔區(qū)域制氫開辟了道路。此外，德國(guó)投運(yùn)了歐洲最大的聚合物電解質(zhì)膜(PEM)電解水制氫工廠，該電解設(shè)備將運(yùn)用可再生電力每年出產(chǎn)1300噸綠氫，初期用于出產(chǎn)低碳燃料，未來將用于工業(yè)、家庭供暖和卡車燃料，助力完成歐盟氣候方針。
伴隨技能的展開，全球運(yùn)用可再生動(dòng)力電解水制氫演示項(xiàng)目數(shù)量和電解槽容量不斷增加。雖然2020年閱歷疫情危機(jī)及全球經(jīng)濟(jì)衰退，但因?yàn)槎鄠€(gè)國(guó)家宣告清潔氫能的國(guó)家戰(zhàn)略，當(dāng)年全球宣告的電解制綠氫項(xiàng)目就多達(dá)50吉瓦。2021年，法國(guó)宣告將于2022年制作并運(yùn)轉(zhuǎn)全球首個(gè)海上綠氫制作廠，該廠由起浮式風(fēng)力渦輪機(jī)供給電力。澳大利亞動(dòng)力公司EnegixEnergy方案出資54億美元，制作世界上最大綠氫出產(chǎn)廠，該項(xiàng)目代號(hào)為baseOne。榜首基地工廠將設(shè)在巴西的塞阿拉州(Ceara)，年產(chǎn)能為6億千克綠色氫氣。其電解設(shè)備將徹底由可再生動(dòng)力供給動(dòng)力，最初的綠色動(dòng)力來自于3.4吉瓦的太陽能和陸優(yōu)勢(shì)能。baseOne估計(jì)將在三到四年內(nèi)投入運(yùn)用。
(四)動(dòng)力數(shù)字化、智能化技能
跟著數(shù)字化技能的展開，世界各地的動(dòng)力系統(tǒng)聯(lián)通愈加便當(dāng)、高效、智能化，并且愈加牢靠和可繼續(xù)化。比方荷蘭正在加速推動(dòng)用戶端動(dòng)力辦理的智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型。依據(jù)荷蘭政府發(fā)布的最新方案，自2021年6月起，公共事業(yè)單位將開端為自有住所替換智能熱量表，到2024年6月，荷蘭自有住所智能熱量表覆蓋率將到達(dá)100%。一起，用戶端熱辦理智能化、數(shù)字化還能幫忙熱力公司準(zhǔn)確把握供熱狀況，促進(jìn)熱力公司自發(fā)改善服務(wù)，進(jìn)步熱網(wǎng)辦理和運(yùn)維才能。英日協(xié)作開發(fā)用于核聚變及核退役的機(jī)器人和自動(dòng)化技能，旨在經(jīng)過機(jī)器人、長(zhǎng)途操控、數(shù)字技能等催生更為安全、快速的核聚變研討方法，并處理核設(shè)備退役的復(fù)雜應(yīng)戰(zhàn)。該項(xiàng)意圖一個(gè)重要特點(diǎn)是經(jīng)過數(shù)字孿生技能樹立虛擬模型進(jìn)行核設(shè)備的測(cè)驗(yàn)和剖析，并預(yù)測(cè)潛在的維護(hù)和運(yùn)轉(zhuǎn)問題。經(jīng)過該技能開發(fā)的軟件將完成對(duì)核設(shè)備的長(zhǎng)途操控，以及用于設(shè)備晉級(jí)、維護(hù)和退役撤除等。該項(xiàng)目將幫忙英國(guó)塞拉菲爾德核電站和日本福島榜首核電站運(yùn)用長(zhǎng)距離機(jī)械臂完成更快速和安全的退役，并為處理核退役的燃料碎片收回等難題供給要害技能根底。未來跟著動(dòng)身生活方式發(fā)生顛覆性變革，動(dòng)力系統(tǒng)加速向智能化、數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化轉(zhuǎn)型晉級(jí)，動(dòng)力出產(chǎn)、消費(fèi)各環(huán)節(jié)將更優(yōu)化高效。
(五)固廢歸納運(yùn)用
對(duì)固體廢物的歸納運(yùn)用，是節(jié)約資源、防止污染的有效途徑?，F(xiàn)在，多國(guó)致力于固體廢物資源化的實(shí)踐與研討，在碳中和布景下加速進(jìn)步大宗固體拋棄物歸納運(yùn)用水平，推動(dòng)固體拋棄物制氫、風(fēng)機(jī)葉片收回處理等資源歸納運(yùn)用工業(yè)節(jié)能減碳，以及對(duì)拋棄或行將封閉的露天煤礦的再開發(fā)運(yùn)用。
1.固體拋棄物制氫
農(nóng)業(yè)殘?jiān)?、林業(yè)殘?jiān)⒊鞘泄腆w拋棄物等廢物的首要構(gòu)成都是有機(jī)物，這些有機(jī)物經(jīng)過大于700攝氏度的生物質(zhì)氣化技能，最后生成氫氣、甲烷、一氧化碳、二氧化碳和灰分(爐渣)。一氧化碳、甲烷等再進(jìn)行改換反響，生成二氧化碳和氫氣，最后經(jīng)過吸附劑或其他特殊材質(zhì)將氫氣和二氧化碳別離，就能夠得到純潔的氫氣?，F(xiàn)在，美國(guó)一些公司現(xiàn)已開端嘗試商業(yè)化廢物制氫，針對(duì)煤、生物質(zhì)、塑料拋棄物混合質(zhì)料，開發(fā)移動(dòng)床氣化爐，用于清潔制氫。美國(guó)Ways2H公司和日本藍(lán)色動(dòng)力公司(JBEC)協(xié)作，在美國(guó)加州樹立了廢物制氫工廠。澳大利亞榜首座廢物制氫廠行將發(fā)動(dòng)，運(yùn)用MIHG(移動(dòng)噴發(fā)水平氣化)技能，消耗廢物填埋場(chǎng)的廢物用以出產(chǎn)可再生電力和氫，并削減廢物辦理發(fā)生的溫室氣體排放。雪佛龍表明已出資廢物制綠氫技能，現(xiàn)在正在美國(guó)加州北部制作模塊化的、運(yùn)用拋棄物出產(chǎn)綠氫和可再生組成燃料的設(shè)備。該技能能夠明顯削減碳排放，且單位拋棄物的產(chǎn)氫率更高。
2.風(fēng)機(jī)葉片收回處理
多家職業(yè)組織近來發(fā)布陳述稱，截至2021年，歐美多國(guó)的陸優(yōu)勢(shì)電場(chǎng)現(xiàn)已運(yùn)營(yíng)超越20年，將成為全球最早退役的一批風(fēng)電場(chǎng)。而從現(xiàn)在世界上普遍通用的風(fēng)機(jī)收回工藝來看，大部分風(fēng)機(jī)部件都能夠收回運(yùn)用，但剩下約15%卻面對(duì)著工序復(fù)雜、不行收回的應(yīng)戰(zhàn)。在新動(dòng)力展開進(jìn)程中，退役后風(fēng)機(jī)葉片全生命周期的綠色處理，成為全球風(fēng)電工業(yè)亟待攻克的新難題。對(duì)此，風(fēng)電職業(yè)已進(jìn)行了許多探究，包含焚化或固廢埋葬方式、葉片收回歸納運(yùn)用、“零廢”風(fēng)機(jī)、運(yùn)用于重力儲(chǔ)能系統(tǒng)、老舊風(fēng)機(jī)改造等。“零廢風(fēng)機(jī)”方面，“零廢”指的是在風(fēng)機(jī)的出產(chǎn)、運(yùn)用、收回、再運(yùn)用以及復(fù)原的進(jìn)程中維護(hù)資料和資源，不再需求將風(fēng)機(jī)葉片打碎進(jìn)行焚化或填埋。2020年1月，丹麥風(fēng)機(jī)制作商維斯塔斯宣告，將在2040年前出產(chǎn)“零廢風(fēng)機(jī)”，以便在未來風(fēng)機(jī)壽數(shù)告終后還能夠收回再運(yùn)用葉片。2021年6月，海優(yōu)勢(shì)電運(yùn)營(yíng)商沃旭動(dòng)力許諾循環(huán)運(yùn)用和徹底收回退役的葉片和風(fēng)電場(chǎng)。近來，西門子歌美颯宣告到2030年使其葉片完成可徹底收回，到2040年使其風(fēng)電機(jī)組完成可徹底收回，并許諾到2040年完成凈零排放，包含其供給鏈的排放。此外，意大利動(dòng)力公司Enel綠色電力與瑞士?jī)?chǔ)能公司EnergyVault宣告將共同開發(fā)一種由退役風(fēng)機(jī)葉片制成的重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，這也是業(yè)界針對(duì)風(fēng)機(jī)葉片退役的又一探究。據(jù)了解，該重力儲(chǔ)能系統(tǒng)技能原理與抽水蓄能系統(tǒng)相似，運(yùn)用大塊的固體資料作為重力勢(shì)能儲(chǔ)能介質(zhì)，在抬高時(shí)貯存多余的電力，在需求時(shí)放出電力。在重力儲(chǔ)能系統(tǒng)之中，退役風(fēng)機(jī)葉片制得的固體資料能夠有效延長(zhǎng)系統(tǒng)壽數(shù)，本錢也相對(duì)更低。
3.拋棄礦山歸納運(yùn)用
全球轉(zhuǎn)型腳步勢(shì)不行擋，多國(guó)“棄煤”時(shí)刻表大幅提早，拋棄或行將封閉的露天煤礦等舊資源怎么發(fā)揮新的效用，越來越遭到重視。煤礦封閉或拋棄后，其地下巷道會(huì)積存大量礦井水。這些礦井水能夠吸收并貯存地球內(nèi)部發(fā)出的熱量以及自然界中的熱量?，F(xiàn)在，荷蘭、德國(guó)、英國(guó)和加拿大等國(guó)都有經(jīng)過熱泵設(shè)備運(yùn)用礦井水低溫?zé)崮艿膶?shí)例。其間，荷蘭海爾倫市拋棄煤礦礦井水地?zé)崮荛_發(fā)運(yùn)用項(xiàng)目規(guī)劃最大、最成功，也最有學(xué)習(xí)意義。德國(guó)宣告制作一個(gè)立異型浮式光伏項(xiàng)目——將一個(gè)現(xiàn)已資源枯竭的露天煤礦改造為人工湖，按照方案未來礦湖水面上將裝置總規(guī)劃為120千瓦的光伏板。開發(fā)礦湖光伏電站，一方面有助于處理拋棄露天煤礦再運(yùn)用的問題，另一方面將繼續(xù)推動(dòng)光伏新增裝機(jī)容量的進(jìn)步，一起能夠創(chuàng)造就業(yè)新時(shí)機(jī)。據(jù)了解，浮式光伏商場(chǎng)剛剛在世界部分國(guó)家和區(qū)域興起，技能本錢要高于一般光伏電站?，F(xiàn)在，我國(guó)拋棄礦井光伏發(fā)電的運(yùn)用形式首要有三種：光伏+生態(tài)辦理形式、光伏+水產(chǎn)飼養(yǎng)形式以及光伏+農(nóng)業(yè)種植形式。
三、啟示與主張
黨的十九大陳述指出，要加速制作立異型國(guó)家，要加強(qiáng)運(yùn)用根底研討，拓寬施行國(guó)家嚴(yán)重科技項(xiàng)目，杰出要害共性技能、前沿引領(lǐng)技能、現(xiàn)代工程技能、顛覆性技能立異。經(jīng)過多年展開與積累，我國(guó)動(dòng)力科技水平和立異才能繼續(xù)進(jìn)步，部分范疇到達(dá)世界搶先水平。但職業(yè)全體科技水平還不足以支撐動(dòng)力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型晉級(jí)的需求，比較發(fā)達(dá)國(guó)家仍然在部分方向存在差距。特別是在雙碳方針提出后，更需求理論立異、技能立異、制度立異，要從我國(guó)的實(shí)際動(dòng)身，尋求顛覆性的技能打破。因而，加速中心技能立異，推動(dòng)動(dòng)力開發(fā)、轉(zhuǎn)化、配置、貯存、運(yùn)用等范疇的技能立異、配備制作和工業(yè)展開等仍有較大的展開空間。未來，我國(guó)要更大力度推動(dòng)新動(dòng)力先進(jìn)發(fā)電技能、先進(jìn)電網(wǎng)技能、大規(guī)劃新式儲(chǔ)能技能、綠色氫能工業(yè)技能、碳捕集運(yùn)用與封存技能攻關(guān)，以及新一代先進(jìn)核能技能等綠色低碳技能攻關(guān)，推動(dòng)數(shù)字化信息化技能在節(jié)能、清潔動(dòng)力范疇的立異融合。
(一)加速新式技能研制與運(yùn)用推行
一是天然氣增儲(chǔ)上產(chǎn)技能。在雙碳方針推動(dòng)的布景下，天然氣作為清潔的一次動(dòng)力，不僅承擔(dān)著國(guó)家動(dòng)力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型期間保證動(dòng)力安全的任務(wù)，也是未來新式電力系統(tǒng)規(guī)劃中重要的根底保證。因而，應(yīng)大力進(jìn)步天然氣勘探開發(fā)力度，立足國(guó)內(nèi)保證供給安全，科學(xué)把握節(jié)奏，推動(dòng)天然氣繼續(xù)穩(wěn)步增產(chǎn)。一起還要全力打破油氣勘探開發(fā)系列要害技能，力求再發(fā)現(xiàn)新的大中型油氣田，大幅進(jìn)步單井產(chǎn)值和采收率;活潑培育油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)新動(dòng)能，加強(qiáng)海洋油氣勘探開發(fā)，深化發(fā)掘非常規(guī)油氣潛力等。
二是先進(jìn)可再生發(fā)電和核電技能。全球氣候改動(dòng)及生態(tài)環(huán)境問題日益引起世界社會(huì)重視，各國(guó)紛繁調(diào)整動(dòng)力戰(zhàn)略，大力展開可再生動(dòng)力。在可再生動(dòng)力和新動(dòng)力技能上有必定的打破和展開。在可再生動(dòng)力范疇，我國(guó)具有全球搶先的制作才能和優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能、相對(duì)充裕的資本才能以及龐大的國(guó)內(nèi)商場(chǎng)潛力。未來，應(yīng)加大技能投入，經(jīng)過技能改造進(jìn)步傳統(tǒng)電力系統(tǒng)靈敏度，推動(dòng)可再生動(dòng)力與其他動(dòng)力的和諧展開。展開對(duì)更高功率、更高質(zhì)量、更低本錢的太陽能、風(fēng)能等新動(dòng)力發(fā)電技能的繼續(xù)性開發(fā)研討。
近幾年，美國(guó)、俄羅斯、阿根廷等國(guó)均活潑布置小型核反響堆制作，據(jù)世界原子能組織(IAEA)計(jì)算，現(xiàn)在全球有超越70個(gè)正在規(guī)劃制作的小型反響堆。依據(jù)我國(guó)電源結(jié)構(gòu)的具體狀況，在保證核電安全的前提下，活潑展開核電是完成碳達(dá)峰、碳中和，破解電力平衡難題的重要措施。因而，主張理性認(rèn)識(shí)核能，爭(zhēng)奪在先進(jìn)小型核反響堆、第四代核電等前沿技能上獲得打破，穩(wěn)健展開核電。
三是煤炭清潔高效運(yùn)用與煤電機(jī)組靈敏性改造技能。在完成碳達(dá)峰、碳中和方針的進(jìn)程中，要構(gòu)建以新動(dòng)力為主體的新式電力系統(tǒng)，新動(dòng)力在動(dòng)力結(jié)構(gòu)中的位置將閱歷補(bǔ)償、代替到主體的改動(dòng)，而煤炭的主體動(dòng)力位置一起也將發(fā)生改動(dòng)，其作為高碳動(dòng)力的低碳化運(yùn)用面對(duì)巨大應(yīng)戰(zhàn)。因而，應(yīng)圍繞傳統(tǒng)高碳化石動(dòng)力特別是煤炭的清潔化運(yùn)用、要點(diǎn)范疇節(jié)能減污降碳，繼續(xù)探究開發(fā)新技能新工藝。一起還要研討煤電與經(jīng)濟(jì)社會(huì)展開相和諧的綠色、低碳、循環(huán)組合技能，使煤電在合理生命周期內(nèi)發(fā)揮好歸納功用。
四是新式儲(chǔ)能技能與氫能技能。從各首要國(guó)家動(dòng)力技能展開戰(zhàn)略與最新動(dòng)向能夠看出，全球各國(guó)紛繁布局高功率高安全性大容量?jī)?chǔ)能、氫能及燃料電池，爆發(fā)新興技能革命浪潮。未來，主張從以下兩個(gè)方面?zhèn)戎卣归_新興工業(yè)技能運(yùn)用與研制：開發(fā)新一代高能量密度、低本錢儲(chǔ)能技能，構(gòu)成百兆瓦大規(guī)劃儲(chǔ)能演示;展開氫能制備、運(yùn)送及運(yùn)用等技能攻關(guān)，加速各種場(chǎng)景的試點(diǎn)演示運(yùn)用，并使其趕快構(gòu)成商業(yè)運(yùn)用的工業(yè)鏈。
五是碳捕集運(yùn)用與封存技能。近年來，全球CCUS工業(yè)演示項(xiàng)目數(shù)目逐漸增多、規(guī)劃逐漸擴(kuò)展，展開勢(shì)頭杰出。但是，現(xiàn)在絕大部分二氧化碳資源化運(yùn)用工業(yè)沒有完成商業(yè)化運(yùn)用，未能樹立相關(guān)工業(yè)鏈集群。碳捕集項(xiàng)目本錢高昂、能耗過高、與碳運(yùn)用階段脫節(jié)，難以發(fā)生經(jīng)濟(jì)效益，成為制約碳捕集項(xiàng)目展開的根本原因。例如，2021年7月，雪佛龍表明Gorgon項(xiàng)目沒有完成二氧化碳捕集與封存方針，原方案每年捕集約400萬噸二氧化碳，但自2019年8月項(xiàng)目發(fā)動(dòng)以來，兩年僅捕集與封存了500萬噸二氧化碳。這說明，施行CCUS項(xiàng)目必須以經(jīng)濟(jì)上可繼續(xù)為前提條件。為此，應(yīng)研制低本錢、低能耗CCUS技能，加速二氧化碳資源化運(yùn)用布局，加速推動(dòng)規(guī)劃化運(yùn)用、完善技能鏈條、加速運(yùn)用與封存項(xiàng)目演示。一起還要展開與動(dòng)力耦合的負(fù)碳排放技能。
(二)加速完善動(dòng)力技能立異系統(tǒng)
一是組成跨學(xué)科、跨范疇、協(xié)同高效的要害中心技能研制系統(tǒng)。動(dòng)力范疇是多學(xué)科穿插、技能集成度高、系統(tǒng)性較強(qiáng)的學(xué)科范疇。國(guó)家高度重視科技立異，顛覆性技能作為科技立異的重要方面，是工業(yè)趕超式展開的重要驅(qū)動(dòng)因素。新動(dòng)力顛覆性技能是進(jìn)步我國(guó)動(dòng)力運(yùn)用功率、優(yōu)化動(dòng)力消費(fèi)結(jié)構(gòu)的重要依托，也是進(jìn)步可再生動(dòng)力消納比重、保證動(dòng)力供給安全的有效途徑。主張論證樹立國(guó)家科技要點(diǎn)研制方案項(xiàng)目，圍繞風(fēng)能太陽能準(zhǔn)確預(yù)告、動(dòng)力大數(shù)據(jù)剖析、智能化電網(wǎng)與氣網(wǎng)、大規(guī)劃儲(chǔ)能、海優(yōu)勢(shì)電等短板和要害技能方向，樹立跨學(xué)科、跨范疇、協(xié)同高效的科技研制系統(tǒng)和立異聯(lián)盟，制作“政產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同立異支撐渠道，展開聯(lián)合攻關(guān)，爭(zhēng)奪扎實(shí)打破。
二是樹立國(guó)家動(dòng)力研制渠道、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。從國(guó)外經(jīng)驗(yàn)看，一些發(fā)達(dá)國(guó)家設(shè)置了動(dòng)力范疇專業(yè)性的研制中心、國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室等，獲得了很好的研討成果，值得學(xué)習(xí)。在世界局勢(shì)波詭云譎的當(dāng)下，國(guó)家之間的競(jìng)賽現(xiàn)已演變?yōu)榭萍妓脚c立異才能高低的較量。動(dòng)力范疇的科技立異具有多學(xué)科穿插、危險(xiǎn)大、長(zhǎng)期性、技能難度高等特點(diǎn)，需求國(guó)家集中力氣，統(tǒng)籌規(guī)劃。因而，當(dāng)時(shí)應(yīng)以動(dòng)力范疇國(guó)家實(shí)驗(yàn)室為引領(lǐng)，布局國(guó)家戰(zhàn)略科技力氣，聚集動(dòng)力范疇嚴(yán)重科技問題，進(jìn)行全鏈條貫通式研討，發(fā)揮引領(lǐng)、演示、帶動(dòng)效果，系統(tǒng)進(jìn)步國(guó)家立異系統(tǒng)的全體能效。趕快推動(dòng)動(dòng)力范疇國(guó)家實(shí)驗(yàn)室落地，對(duì)推動(dòng)我國(guó)動(dòng)力科技進(jìn)步、進(jìn)步動(dòng)力范疇世界影響力，以及構(gòu)建清潔低碳、安全高效的動(dòng)力系統(tǒng)具有重要的意義。
三是鼓勵(lì)企業(yè)和高校、科研院所協(xié)作，加強(qiáng)動(dòng)力技能專業(yè)人才培育。主張活潑引進(jìn)國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀領(lǐng)軍人才和技能團(tuán)隊(duì)，培育具有戰(zhàn)略眼光、善于開辟世界商場(chǎng)的企業(yè)家部隊(duì)。支撐企業(yè)與高校、科研院所加強(qiáng)協(xié)作，聯(lián)合培育把握前沿技能的科技人才和具有先進(jìn)辦理理念的辦理人才。支撐職業(yè)教育，大力培育高級(jí)技工。和諧組成跨界協(xié)作渠道，培育復(fù)合型人才，加速低碳工業(yè)科技立異。
四是加強(qiáng)動(dòng)力技能配備的世界交流和協(xié)作。一方面，在一帶一路框架下，應(yīng)把動(dòng)力綠色低碳轉(zhuǎn)型作為要點(diǎn)，圍繞高效低本錢可再生動(dòng)力發(fā)電、先進(jìn)核電、清潔靈敏燃煤發(fā)電等先進(jìn)技能范疇，深化技能研制、項(xiàng)目開發(fā)及配備制作協(xié)作，培育綠色低碳動(dòng)力技能立異生態(tài)圈，構(gòu)建區(qū)域科技立異協(xié)作共同體等。另一方面，聚集科技自立自強(qiáng)，全力推動(dòng)“卡脖子”技能攻關(guān)，加速國(guó)產(chǎn)化代替腳步。
新動(dòng)力技能展開將是一次經(jīng)濟(jì)社會(huì)的大轉(zhuǎn)型，技能優(yōu)勢(shì)將在未來世界競(jìng)賽中獲得優(yōu)勢(shì)。我國(guó)需求活潑研討與策劃，謀定而動(dòng)，系統(tǒng)布局，力求以技能上的先進(jìn)性獲得工業(yè)上的主導(dǎo)權(quán)。見道網(wǎng)
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動(dòng)力
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一、首要國(guó)家/區(qū)域動(dòng)力技能展開戰(zhàn)略與方針
為應(yīng)對(duì)全球氣候改動(dòng)和保證動(dòng)力安全，許多國(guó)家/區(qū)域開端尋求向低碳展開形式改動(dòng)，擬定相應(yīng)的展開戰(zhàn)略、舉動(dòng)方案和方針措施。可再生動(dòng)力和清潔動(dòng)力技能成為首要展開方向，除了布置氫能、核能等技能外，節(jié)能和儲(chǔ)能技能也備受重視。歐盟、英美等在低碳范疇活潑立異、探究前沿技能，以此來搶占未來低碳經(jīng)濟(jì)科技制高點(diǎn)。
歐盟：注重碳減排，大力展開可再生動(dòng)力技能
一向以來，歐盟致力于引領(lǐng)世界低碳動(dòng)力技能的展開，其綠色技能工業(yè)搶先全球，也是首要先進(jìn)動(dòng)力技能輸出區(qū)域之一。為堅(jiān)持歐盟區(qū)域的動(dòng)力技能位置，激起更大潛力，歐盟相繼發(fā)布落實(shí)2030年碳減排方針的一系列措施。2020年11月，歐盟首份約束甲烷排放的大綱性草案——《歐盟甲烷戰(zhàn)略》將動(dòng)力、農(nóng)業(yè)和拋棄物處理列為甲烷減排的要點(diǎn)對(duì)象，尤其側(cè)重動(dòng)力范疇甲烷的排放和走漏問題。2021年7月，歐盟委員會(huì)就應(yīng)對(duì)氣候改動(dòng)提出了名為“Fitfor55”的一攬子提案，旨在將其凈零排放氣候方針轉(zhuǎn)化為具體舉動(dòng)。提案觸及氣候、動(dòng)力、交通運(yùn)送、稅收等多個(gè)方面，估計(jì)這些方針組合將引發(fā)歐盟動(dòng)力、交通等許多職業(yè)的嚴(yán)重變革。
2020年末，歐盟委員會(huì)發(fā)布《海上可再生動(dòng)力戰(zhàn)略》，提出了歐盟海上可再生動(dòng)力的中、長(zhǎng)期展開方針。為助力歐盟完成2050年碳中和方針，該戰(zhàn)略提出到2030年海優(yōu)勢(shì)電裝機(jī)容量從當(dāng)時(shí)的12吉瓦進(jìn)步至60吉瓦以上，到2050年進(jìn)一步進(jìn)步到300吉瓦，并布置40吉瓦的海洋能及其他新興技能(如起浮式海優(yōu)勢(shì)電和太陽能)作為補(bǔ)償。歐盟將向海優(yōu)勢(shì)能出資近8000億歐元，約三分之二用于電網(wǎng)根底設(shè)備制作，另三分之一用于發(fā)電設(shè)備制作。此外，歐盟還將支撐海優(yōu)勢(shì)電全工業(yè)鏈制作，在推動(dòng)零部件出產(chǎn)制作工業(yè)的一起，也推動(dòng)岸上港口根底設(shè)備的制作。
2021年7月，歐盟委員會(huì)在“立異基金”贊助框架下投入1.22億歐元，支撐推動(dòng)低碳動(dòng)力技能商業(yè)化展開。其間1.18億歐元用于贊助14個(gè)成員國(guó)的32個(gè)低碳技能小型立異項(xiàng)目，支撐動(dòng)力密集型工業(yè)脫碳、氫能、儲(chǔ)能、碳捕集和可再生動(dòng)力等范疇立異技能的敏捷布置，觸及職業(yè)包含煉油、鋼鐵、造紙、玻璃、食物、電力、交通等。別的440萬歐元將支撐10個(gè)成員國(guó)的15個(gè)技能老練度較低的低碳項(xiàng)目，包含可再生動(dòng)力、綠氫出產(chǎn)、零碳交通、儲(chǔ)能、碳捕集等，旨在推動(dòng)其技能老練以便在未來獲得“立異基金”的進(jìn)一步支撐。此外，歐盟委員會(huì)依據(jù)歐盟國(guó)家?guī)兔σ?guī)矩同意了法國(guó)支撐可再生電力出產(chǎn)的幫忙方案。該方案將在2021年至2026年期間幫忙可再生動(dòng)力裝機(jī)容量合計(jì)34吉瓦，包含水電、陸優(yōu)勢(shì)電、地上太陽能、修建屋頂太陽能、立異太陽能、發(fā)電自用太陽能和技能中性可再生動(dòng)力在內(nèi)的七類動(dòng)力項(xiàng)目。該措施的總預(yù)算約為305億歐元。
英國(guó)：打造零碳動(dòng)力系統(tǒng)，聚集核能減碳
2021年4月，英國(guó)宣告了更為急進(jìn)的氣候方針，即到2035年，將英國(guó)的二氧化碳排放量在1990年根底上削減78%，比原方案提早了近15年，此舉將保證其對(duì)氣候改動(dòng)的奉獻(xiàn)，并與《巴黎協(xié)定》的溫度方針堅(jiān)持一致，將全球變暖約束在2攝氏度以下，并朝著1.5攝氏度盡力。在英國(guó)的零碳愿景中，核電作為一種低碳動(dòng)力，將在動(dòng)力系統(tǒng)中占有重要位置。
2021年，英國(guó)針對(duì)核能減碳、核能制氫、動(dòng)力安全等問題相繼發(fā)布多份陳述，聚集核能在減碳方面的要害效果。英國(guó)國(guó)家核實(shí)驗(yàn)室最新發(fā)布的《英國(guó)動(dòng)力系統(tǒng)建模陳述》指出，從發(fā)電視點(diǎn)，將核能掃除在動(dòng)力組合之外會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)容量大幅增加，構(gòu)成發(fā)電與輸電本錢上升;從氫能視點(diǎn)，核能制氫是一種現(xiàn)在罕見的高產(chǎn)值、低本錢和低碳制氫技能路線;從區(qū)域供熱視點(diǎn)，當(dāng)小型模塊化輕水反響堆等大規(guī)劃布置在城市時(shí)，核能供熱是一種非常具有本錢效益的挑選。英國(guó)核能部分協(xié)議立異小組在《解鎖英國(guó)核能制氫經(jīng)濟(jì)以支撐凈零排放》陳述中也提出了一系列核能制備零碳?xì)涞闹鲝?，指出需求激活整個(gè)核能制氫工業(yè)鏈;為更廣泛的需求側(cè)技能立異供給支撐;加速核能制氫技能的布置;擬定全面選址戰(zhàn)略，以保證推動(dòng)核能晉級(jí);保證相關(guān)技能在商業(yè)化進(jìn)程中能夠獲得融資。8月，英國(guó)商業(yè)、動(dòng)力與工業(yè)戰(zhàn)略部發(fā)布“下一代核電反響堆”方案，其間提出將出資1.7億英鎊用于研討“先進(jìn)模塊堆”演示方案，力求未來十年內(nèi)將最新核電技能投入運(yùn)用，并運(yùn)用最新核電技能制取低碳?xì)錃猓溆?guó)英格蘭區(qū)域的SizewellC核電站將是首個(gè)核電制氫試驗(yàn)基地。
德國(guó)：加速動(dòng)力綠色轉(zhuǎn)型，穩(wěn)步推動(dòng)國(guó)家氫能戰(zhàn)略
德國(guó)是全球施行動(dòng)力轉(zhuǎn)型最為活潑的國(guó)家之一。2021年5月，德國(guó)宣告將完成碳中和的時(shí)刻從2050年提早到2045年。在參與歐盟碳商場(chǎng)的狀況下，德國(guó)還于2021年1月1日發(fā)動(dòng)了全國(guó)燃料排放買賣系統(tǒng)，以削減供暖和運(yùn)送部分的二氧化碳排放。到2022年，汽油、柴油、燃料、液化石油氣和天然氣將成為該買賣系統(tǒng)的一部分，其他燃料將逐漸包含在系統(tǒng)中。德國(guó)政府方案為動(dòng)力轉(zhuǎn)型供給巨大的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼。以鋼鐵職業(yè)為例，2021年5月，德國(guó)宣告將籌集至少50億歐元用于2022年至2024年鋼鐵職業(yè)的轉(zhuǎn)型補(bǔ)貼。
為了促進(jìn)綠氫商場(chǎng)的規(guī)劃化展開，德國(guó)在2020年6月發(fā)布了《國(guó)家氫能戰(zhàn)略》。在《國(guó)家氫能戰(zhàn)略》中德國(guó)推出38項(xiàng)具體措施，首要觸及氫能相關(guān)科研。2021年以來，德國(guó)圍繞氫的研制和運(yùn)用推出了一系列行動(dòng)，政府贊助總額超越87億歐元。1月，德國(guó)聯(lián)邦教研部出資7億歐元發(fā)動(dòng)三個(gè)氫先導(dǎo)研討項(xiàng)目“H2Giga”“H2Mare”和“TransHyDE”，分別探究水電解器批量出產(chǎn)、海優(yōu)勢(shì)能制氫和氫氣安全運(yùn)送問題，要點(diǎn)處理氫經(jīng)濟(jì)展開中的技能障礙，特別是下降大量出產(chǎn)和運(yùn)送氫的本錢。2月，德國(guó)聯(lián)邦教研部發(fā)布了新的科研贊助指南，即“綠氫世界未來試驗(yàn)室”，希望吸引該范疇世界頂尖人才來德國(guó)作業(yè)。3月，聯(lián)邦教研部推出“綠氫世界研討協(xié)作”框架，贊助1500萬歐元推動(dòng)德國(guó)在綠氫研制范疇的世界協(xié)作。榜首批項(xiàng)意圖協(xié)作伙伴是新西蘭，要點(diǎn)是綠氫不同的出產(chǎn)、供給和運(yùn)送方法。5月，德國(guó)宣告將供給80億歐元贊助62個(gè)大型氫能項(xiàng)目。這些項(xiàng)目覆蓋整個(gè)氫能商場(chǎng)價(jià)值鏈，包含氫能出產(chǎn)、運(yùn)送以及工業(yè)等范疇運(yùn)用。德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)部贊助其間的50個(gè)項(xiàng)目，包含用于出產(chǎn)綠氫的2吉瓦的發(fā)電站制作和長(zhǎng)度約1700公里的氫運(yùn)送管道制作。
日本：布置新興清潔動(dòng)力技能，大力展開零排放技能
2020年10月，日本宣告到2050年溫室氣體凈零排放的方案，邁出了低碳轉(zhuǎn)型榜首步。日本完成凈零排放方針的要害在于進(jìn)一步布置可再生動(dòng)力和新興清潔動(dòng)力技能。2020年12月，日本發(fā)布了《綠色增加戰(zhàn)略》，清晰了完成2050年碳中和的方向之一，就是推動(dòng)氫動(dòng)力運(yùn)用，包含加速運(yùn)送和工業(yè)部分的氫能運(yùn)用，將本錢降到與化石燃料相同的水平;在不得不運(yùn)用化石燃料的狀況下，要極力促進(jìn)二氧化碳的收回和再運(yùn)用。近來，日本經(jīng)濟(jì)工業(yè)省(METI)宣告將其此前發(fā)布的《綠色增加戰(zhàn)略》更新為《2050碳中和綠色增加戰(zhàn)略》。新版戰(zhàn)略指出，需大力加速動(dòng)力和工業(yè)部分的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，經(jīng)過調(diào)整預(yù)算、稅收優(yōu)惠、樹立金融系統(tǒng)、進(jìn)行監(jiān)管改革、擬定規(guī)范以及參與世界協(xié)作等措施，推動(dòng)企業(yè)進(jìn)行大膽出資和立異研制，完成工業(yè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型。新版戰(zhàn)略首要將舊版中的海優(yōu)勢(shì)電工業(yè)擴(kuò)展為海優(yōu)勢(shì)電、太陽能、地?zé)峁I(yè);將氨燃料工業(yè)和氫能工業(yè)合并;并新增了新一代熱能工業(yè)。
日本活潑向“零排放”時(shí)代邁進(jìn)。2021年6月，日本新動(dòng)力工業(yè)技能歸納開發(fā)組織(NEDO)宣告將在“碳捕集運(yùn)用與封存(CCUS)研制/演示”框架下發(fā)動(dòng)三個(gè)研制主題，支撐大規(guī)劃低本錢二氧化碳船運(yùn)技能的研制和演示，旨在樹立全球首個(gè)二氧化碳?xì)w納運(yùn)送系統(tǒng)，推動(dòng)到2030年完成CCUS系統(tǒng)的廣泛運(yùn)用。項(xiàng)目執(zhí)行期為2021～2026年，總預(yù)算為160億日元。NEDO宣告將在“碳收回和下一代火力發(fā)電等技能開發(fā)”方案框架下新增兩個(gè)研制主題，支撐開發(fā)以二氧化碳為質(zhì)料的液體組成燃料一體化出產(chǎn)技能，以下降轎車及飛機(jī)的溫室氣體排放。
美國(guó)：開發(fā)清潔低碳技能，加速動(dòng)力技能商業(yè)化展開
近一年來，美國(guó)要點(diǎn)聚集清潔低碳動(dòng)力技能，以推動(dòng)國(guó)家電力和動(dòng)力系統(tǒng)的清潔低碳轉(zhuǎn)型，助力政府完成2035年的100%清潔電力方針和2050年的凈零排放愿景。2021年6月，美國(guó)動(dòng)力部(DOE)宣告為68個(gè)項(xiàng)目供給超越3000萬美元的聯(lián)邦資金和超越3500萬美金的私營(yíng)部分資金，這些項(xiàng)目將加速清潔動(dòng)力、先進(jìn)制作技能、修建節(jié)能、新一代資料等有出路的動(dòng)力技能的商業(yè)化。當(dāng)時(shí)美國(guó)最新動(dòng)力技能立異首要包含以下四方面：
一是氫能技能攻關(guān)。DOE宣告投入5250萬美元贊助31個(gè)氫能項(xiàng)目;美國(guó)參議院經(jīng)過了總規(guī)劃1萬億美元的根底設(shè)備出資和就業(yè)法案，其間的數(shù)十億美元將用于開發(fā)、補(bǔ)貼和加強(qiáng)氫相關(guān)技能和工業(yè);DOE推出“動(dòng)力攻關(guān)方案”(EnergyEarthshotsInitiative)加速低本錢清潔氫能展開，方針是在未來十年使清潔氫本錢下降80%至1美元/千克，以加速氫能技能立異并影響清潔氫能需求。
二是先進(jìn)核能技能攻關(guān)。DOE贊助6100萬美元支撐先進(jìn)核能技能研制，旨在整合高校、企業(yè)和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研討力氣聯(lián)合開發(fā)先進(jìn)的核能技能。
三是生物燃料技能與地?zé)峒寄芄リP(guān)。交通運(yùn)送范疇約占美國(guó)動(dòng)力消耗總量的30%，在溫室氣體排放量中占最大份額。運(yùn)用生物燃料有助于航空等難以電氣化的運(yùn)送部分完成脫碳，關(guān)于美國(guó)2050年凈零排放方針的完成將發(fā)揮重要效果。2021年以來，美國(guó)多次提出對(duì)生物燃料進(jìn)行資金支撐，美國(guó)動(dòng)力部先進(jìn)動(dòng)力研討方案署(ARPA-E)斥資3500萬美元支撐先進(jìn)生物燃料技能研制，旨在整合高校、企業(yè)和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研討力氣聯(lián)合開發(fā)先進(jìn)的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化燃料技能;為11個(gè)生物動(dòng)力項(xiàng)意圖研討和開發(fā)供給近3400萬美元的資金，這些項(xiàng)目首要是運(yùn)用城市固體廢物和藻類動(dòng)身生物燃料、生物動(dòng)力和生物產(chǎn)品。此外，DOE還宣告在“地?zé)崮苎杏懬把赜^測(cè)研討”(FORGE)方案框架下投入4600萬美元，支撐17個(gè)增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)(EGS)前沿技能開發(fā)項(xiàng)目。
四是儲(chǔ)能技能攻關(guān)。美國(guó)采取舉動(dòng)重塑電池要害供給鏈系統(tǒng)。其間，針對(duì)大容量電池，DOE的方針是施行為期10年的展開方案，旨在打造能夠支撐電動(dòng)轎車展開需求的本土化電池供給鏈。DOE投入7500萬美元樹立“電力儲(chǔ)能作業(yè)站(GLS)”的國(guó)家級(jí)電力儲(chǔ)能研制中心，旨在整合學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的研討力氣，加速推動(dòng)先進(jìn)的、電網(wǎng)級(jí)別的低本錢長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技能研制和布置作業(yè)，以并網(wǎng)消納更多的可再生動(dòng)力，推動(dòng)美國(guó)電網(wǎng)現(xiàn)代化，有效應(yīng)對(duì)日益增加的電動(dòng)轎車電力需求。GLS研制中心估計(jì)于2025年建成投入運(yùn)營(yíng)。中心將樹立30個(gè)獨(dú)立研討實(shí)驗(yàn)室，其間一些實(shí)驗(yàn)室專門擔(dān)任測(cè)驗(yàn)作業(yè)，即在現(xiàn)實(shí)的電網(wǎng)條件下對(duì)新開發(fā)的電力儲(chǔ)能設(shè)備原型和電網(wǎng)儲(chǔ)能技能的性能和經(jīng)濟(jì)性展開測(cè)驗(yàn)評(píng)價(jià)。GSL還將樹立相應(yīng)的孵化器，加速新開發(fā)技能或者設(shè)備商業(yè)化運(yùn)用進(jìn)程。
俄羅斯：從資源依靠型轉(zhuǎn)向資源立異型
俄羅斯是傳統(tǒng)動(dòng)力出產(chǎn)與出口大國(guó)，油氣是其長(zhǎng)期以來經(jīng)濟(jì)展開和財(cái)政收入的支柱性工業(yè)。在全球應(yīng)對(duì)氣候改動(dòng)、推動(dòng)動(dòng)力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型以及西方制裁的大布景下，俄羅斯加速向“資源立異型展開”的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，動(dòng)力戰(zhàn)略也發(fā)生了相應(yīng)的改動(dòng)，其轉(zhuǎn)型首要?jiǎng)恿υ醋苑结樛苿?dòng)和技能進(jìn)步，根底性技能有分布式動(dòng)力、數(shù)字化、低本錢動(dòng)力貯存、可再生動(dòng)力、氫能技能等，其間氫能作為動(dòng)力職業(yè)要點(diǎn)布置方向之一，有望成為俄羅斯下一個(gè)嚴(yán)重出口挑選。
2020年6月俄羅斯經(jīng)過《2035年動(dòng)力戰(zhàn)略》，設(shè)定方針力求成為世界搶先的氫出產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)之一。依據(jù)該戰(zhàn)略，俄羅斯氫出口方針是到2024年到達(dá)20萬噸，到2035年到達(dá)200萬噸。為了達(dá)成該方針，2020年10月經(jīng)過的《2024年氫能展開路線圖》對(duì)俄羅斯天然氣工業(yè)股份公司(Gazprom)和俄羅斯國(guó)家原子能公司(Rosatom)委以重任。路線圖強(qiáng)調(diào)了俄羅斯在氫能方面的顯著競(jìng)賽優(yōu)勢(shì)并清晰了氫能展開要點(diǎn)作業(yè)。近年來，Gazprom一向在研討將氫氣混合到天然氣管道中出口至歐洲。Gazprom宣告其行將開通的通往德國(guó)的NordStream2海底天然氣管道的兩條管線之一或許在大約十年內(nèi)完成氫氣運(yùn)送。對(duì)俄羅斯而言，展開氫能契合歐洲碳中和方針，能夠經(jīng)過向歐洲供給藍(lán)氫來補(bǔ)償潛在的對(duì)歐天然氣出口量和出口收益下降，堅(jiān)持俄羅斯在歐洲動(dòng)力商場(chǎng)的位置和出口收入。Gazprom方案2023年開端在氣田鄰近出產(chǎn)藍(lán)氫。因?yàn)槎砹_斯國(guó)內(nèi)動(dòng)力仍將由油氣滿意，其出產(chǎn)的氫將全部用于出口。依據(jù)俄羅斯政府2021年4月發(fā)布的規(guī)劃，到2030年，俄羅斯將力求在全球氫商場(chǎng)具有20%的商場(chǎng)份額，成為全球最大的氫出口國(guó);到2050年，俄羅斯氫出口量將到達(dá)3340萬噸/年，價(jià)值將超越1000億美元。據(jù)媒體報(bào)道，俄羅斯與德國(guó)正考慮樹立氫能伙伴關(guān)系，德國(guó)方案為跨國(guó)協(xié)作的氫能項(xiàng)目撥款20億歐元。
核能開發(fā)運(yùn)用是俄羅斯動(dòng)力戰(zhàn)略的另一重要環(huán)節(jié)。2021年1月，俄羅斯樹立開發(fā)新一代核技能聯(lián)盟，以開發(fā)新一代核能技能，包含閉式核燃料循環(huán)技能、快堆、用于先進(jìn)動(dòng)力技能的新資料和核電站立異項(xiàng)目。一起俄羅斯非常重視核能制氫。Rosatom提議在科拉核電站樹立一個(gè)根底設(shè)備，用于測(cè)驗(yàn)與核能制氫相關(guān)的技能?？评穗娬局茪漤?xiàng)目在未來幾年有或許進(jìn)步核電站裝機(jī)容量的運(yùn)用功率，擴(kuò)展產(chǎn)品線，開發(fā)依據(jù)兆瓦級(jí)反響堆的制氫以及氫的貯存、運(yùn)送和運(yùn)用技能。此外，Rosatom不斷擴(kuò)展其在40多個(gè)國(guó)家的事務(wù)，未來十年的國(guó)外訂單有望超越1330億美元。Rosatom還在其間心事務(wù)以外的范疇開發(fā)新產(chǎn)品和技能，包含核醫(yī)學(xué)、激光、機(jī)器人、超級(jí)計(jì)算機(jī)和風(fēng)力發(fā)電，其方針是到2030年將這些新產(chǎn)品的收入增至總收入的40%。
二、前沿技能最新動(dòng)態(tài)及趨勢(shì)
動(dòng)力是科技立異最活潑的范疇之一。近一年來，全球快速推動(dòng)動(dòng)力清潔低碳轉(zhuǎn)型，可再生動(dòng)力發(fā)電、先進(jìn)儲(chǔ)能技能、氫能技能、先進(jìn)核電、固廢歸納運(yùn)用等具有顛覆性的新技能獲得嚴(yán)重打破，減碳脫碳技能將成為往后一個(gè)時(shí)期動(dòng)力范疇技能研制和攻關(guān)的要點(diǎn)。
(一)新動(dòng)力技能
1.海優(yōu)勢(shì)電
2021年，韓國(guó)宣告將在蔚山鄰近海域出資約320億美元制作全球最大的浮式海優(yōu)勢(shì)電基地，總裝機(jī)容量將到達(dá)6吉瓦，估計(jì)將能為576萬戶韓國(guó)居民供給電力。經(jīng)過運(yùn)用起浮式風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電，渦輪機(jī)能夠錨定在離海岸較遠(yuǎn)的水域，獲得更好的風(fēng)力資源。除此以外，部分電力也將用于出產(chǎn)綠氫。
截至2020年末，美國(guó)僅在羅德島和弗吉尼亞州鄰近大西洋海域開發(fā)了7個(gè)海優(yōu)勢(shì)電項(xiàng)目，累計(jì)裝機(jī)42兆瓦，海優(yōu)勢(shì)電工業(yè)展開遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于丹麥、英國(guó)等歐洲海優(yōu)勢(shì)電強(qiáng)國(guó)。因而，美國(guó)大力展開海優(yōu)勢(shì)電，同意了該國(guó)首個(gè)大型海優(yōu)勢(shì)電項(xiàng)目。美國(guó)到2030年的海優(yōu)勢(shì)電新增裝機(jī)方針為30吉瓦，項(xiàng)目供給的清潔電力將能滿意1000萬戶家庭的用電需求。
此外，油氣職業(yè)現(xiàn)已在海上運(yùn)營(yíng)了半個(gè)多世紀(jì)，有條件將其已有技能轉(zhuǎn)移到海優(yōu)勢(shì)電職業(yè)，如能夠晉級(jí)現(xiàn)有海上石油、天然氣和航運(yùn)根底設(shè)備，將之轉(zhuǎn)化為海上可再生動(dòng)力技能(風(fēng)能)設(shè)備。例如，挪威國(guó)家石油公司長(zhǎng)期以來一向活潑于全球多個(gè)重要的海優(yōu)勢(shì)電項(xiàng)目，包含起浮式海優(yōu)勢(shì)電和海優(yōu)勢(shì)電場(chǎng)等。
2.起浮式光伏電站
就像當(dāng)下陸優(yōu)勢(shì)電向海優(yōu)勢(shì)電轉(zhuǎn)移一樣，土地資源稀缺、規(guī)劃化和規(guī)范化以及項(xiàng)目對(duì)居民生活的影響正在促進(jìn)光伏向水上(海上)擴(kuò)張。以新加坡為例，該國(guó)土地資源稀缺，面積寬廣的水庫具有大規(guī)劃運(yùn)用太陽能的巨大潛力。據(jù)了解，新加坡方案到2030年，總共布置200萬千瓦裝機(jī)的光伏發(fā)電才能，相當(dāng)于新加坡每日最高電力需求的10%。2021年上半年，由新加坡太陽能公司Sunseap在柔佛海峽的海上起浮式光伏項(xiàng)目建成竣工，這是全球規(guī)劃最大的海上起浮式光伏系統(tǒng)之一，該系統(tǒng)設(shè)有超越3萬個(gè)起浮模塊，用來支撐1.33萬個(gè)太陽能板和40個(gè)逆變器。項(xiàng)目估計(jì)每年能夠出產(chǎn)約602萬千瓦時(shí)的電力，能夠削減4258噸的碳排放。此外，新加坡國(guó)家水務(wù)局PUB還宣告，方案運(yùn)用水庫打造兩個(gè)裝機(jī)總量為14.4萬千瓦的起浮光伏項(xiàng)目。
近來，坐落瑞士阿爾卑斯山脈里的高海拔漂浮式太陽能電站現(xiàn)已投入運(yùn)營(yíng)。這是世界上榜首個(gè)高海拔起浮太陽能發(fā)電站，具有1400塊電池板，固定在漂浮臺(tái)上，該設(shè)備每年能夠出產(chǎn)超越80萬千瓦時(shí)的電量，能夠滿意至少220個(gè)家庭的運(yùn)用。雖然整個(gè)項(xiàng)意圖前期出資額高達(dá)235萬瑞郎，但是設(shè)備的出產(chǎn)才能和功率更高。
未來，在人口密度高、擱置土地有限的國(guó)家，漂浮式太陽能電站更有或許擴(kuò)展裝機(jī)容量規(guī)劃，是極具遠(yuǎn)景的可再生動(dòng)力技能。但在惡劣海洋氣候條件下，其面對(duì)的應(yīng)戰(zhàn)也較大，比方要具有耐腐蝕性，能接受更高的波浪和洋流等。
3.小型核反響堆
專家表明，現(xiàn)在的大型核反響堆一般發(fā)生約1000兆瓦的能量，比較之下，小型模塊化核反響堆(SMR)一般發(fā)生300兆瓦或更少的能量。在美國(guó)以及其他一些國(guó)家，制作規(guī)范規(guī)劃的核反響堆的本錢在不斷上漲，建成一個(gè)大型核電站需求大約10年的時(shí)刻，并且均勻花費(fèi)約為100億美元。雖然其發(fā)電量少于大型核反響堆的發(fā)電量，但小型核反響堆能夠戰(zhàn)勝全尺寸核反響堆所面對(duì)的一些問題，如建形本錢更低，運(yùn)用將更靈敏、更安全，可為核工業(yè)供給應(yīng)急動(dòng)力等，尤其是本錢上的競(jìng)賽力極大地推動(dòng)了小型核反響堆的展開。
2019年，世界上榜首座起浮核電站“羅蒙諾索夫院士”號(hào)起浮核電站投入運(yùn)用，這是初次投入運(yùn)用的歸于SMR的新式反響堆。除俄羅斯外，其他國(guó)家也在活潑制作SMR。坐落美國(guó)愛達(dá)荷州愛達(dá)荷福爾斯市的愛達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(INL)最早有望于2023年開端制作一座核電站，該核電站最終可包容12個(gè)SMR。我國(guó)的陸上SMR演示堆或許會(huì)在2025年之前被建成并投入運(yùn)用。
4.地?zé)崮?/span>
近一年來，全球多國(guó)設(shè)定了地?zé)嵴归_方針，強(qiáng)化對(duì)地?zé)崮苜Y源的開發(fā)運(yùn)用，比方日本提出到2050年在世界上首要展開下一代地?zé)岚l(fā)電技能演示，其要點(diǎn)任務(wù)包含以下三個(gè)方面：一是展開超高溫、高壓環(huán)境下的鉆孔套管資料和渦輪等資料抗腐蝕技能研討;二是供給危險(xiǎn)擔(dān)保資金，以促進(jìn)開發(fā)地?zé)豳Y源調(diào)查鉆井技能;三是促進(jìn)地?zé)崮芏嘣\(yùn)用，結(jié)合本地資源進(jìn)行可繼續(xù)開發(fā)。別的，希臘、秘魯、阿爾及利亞等國(guó)將地?zé)崮芤暈橥瓿善淇稍偕鷦?dòng)力方針的要害要素，對(duì)國(guó)內(nèi)具有地?zé)豳Y源的區(qū)域進(jìn)行勘探，確認(rèn)開發(fā)潛力，發(fā)布新的國(guó)家地?zé)豳Y源分布圖，介紹迄今發(fā)現(xiàn)的地?zé)崽锴鍐魏蜏囟葓D。
現(xiàn)在約70%的地?zé)崮鼙挥糜诎l(fā)電，但其面對(duì)前期本錢高和鉆井不確認(rèn)性大的應(yīng)戰(zhàn)，不過跟著石油公司參加，地?zé)崮荛_發(fā)或更快迎來轉(zhuǎn)折。2021年頭，BP和雪佛龍聯(lián)合出資加拿大地?zé)崮荛_發(fā)初創(chuàng)公司Eavor研制的“Eavor-Loop”地?zé)岚l(fā)電技能。該技能的中心是裝置在地下3000～4000米的封閉管道系統(tǒng)，以及與該系統(tǒng)銜接的地上設(shè)備。與傳統(tǒng)地?zé)岚l(fā)電技能比較，Eavor公司的技能具有許多優(yōu)勢(shì)：首要，該技能選用封閉系統(tǒng)，工質(zhì)流體僅與地層進(jìn)行熱交流，沒有流體交流，不會(huì)構(gòu)成地下流體污染;其次，該系統(tǒng)對(duì)地?zé)醿?chǔ)層的滲透性沒有要求;第三，工質(zhì)流體循環(huán)的動(dòng)力來自熱虹吸，無需泵來供給額外動(dòng)力;第四，不需進(jìn)行壓裂造縫，沒有誘發(fā)地震的危險(xiǎn);第五，整個(gè)作業(yè)流程幾乎沒有碳排放，也不需求額外的水補(bǔ)給和水處理;最后，有效發(fā)電載荷安穩(wěn)并且可依據(jù)需求進(jìn)行必定的調(diào)節(jié)。
理論上，石油公司還能夠經(jīng)過把拋棄油井轉(zhuǎn)為地?zé)衢_發(fā)井來下降前期本錢。研討人員指出，運(yùn)用拋棄油井展開地?zé)峁┡莻€(gè)不錯(cuò)的挑選，但要注意循環(huán)水需求在井下停留多長(zhǎng)時(shí)刻才干到達(dá)安穩(wěn)供暖所需溫度和本錢問題。不過有研討稱，運(yùn)用油井開發(fā)地?zé)崮艿膶?shí)際進(jìn)程并非如此簡(jiǎn)單，首要是因?yàn)閽仐壓偷彤a(chǎn)油井的熱流量遠(yuǎn)低于新鉆地?zé)峋糜诎l(fā)電的經(jīng)濟(jì)性較差，并且這些油井一般都存在井筒完好性問題，難以到達(dá)地?zé)犴?xiàng)目20～40年的運(yùn)轉(zhuǎn)年限。
關(guān)于大型油氣企業(yè)來說，地?zé)犴?xiàng)目可為其供給收入來歷多樣化以及綠色轉(zhuǎn)型的時(shí)機(jī)?？紤]到化石動(dòng)力遠(yuǎn)景，雷斯塔動(dòng)力稱，未來將會(huì)有更多跨國(guó)油氣企業(yè)進(jìn)入地?zé)嵘虉?chǎng)，運(yùn)用其現(xiàn)有技能手段開發(fā)地?zé)崮?，從而獲得新的商場(chǎng)增加時(shí)機(jī)。
(二)節(jié)能減排與深度脫碳技能
近年來，全球加速脫碳，一方面，經(jīng)過二氧化碳捕集運(yùn)用與封存、負(fù)排放技能、Allam-Fetvedt循環(huán)等完成減排脫碳。另一方面瞄準(zhǔn)工業(yè)、交通、修建等高排放需求職業(yè)，從需求側(cè)節(jié)能、減排。
1.碳捕集運(yùn)用與封存
全球應(yīng)對(duì)氣候改動(dòng)和碳中和布景下，各國(guó)加速布置碳捕集運(yùn)用與封存技能。比方南非嘗試運(yùn)用碳捕集與封存技能(CCS)來約束二氧化碳排放。南非方案2023年試點(diǎn)CCS項(xiàng)目。據(jù)了解，該項(xiàng)目將以南非東北部姆普馬蘭加省具有多座燃煤發(fā)電站的Leandra鎮(zhèn)為基地，經(jīng)過一條管道從首要排放源輸送緊縮二氧化碳，并將其銜接到已確認(rèn)的注入點(diǎn)。該項(xiàng)目將測(cè)驗(yàn)每年向至少1公里深度注入1萬至5萬噸二氧化碳的可行性，榜首次注入將在2023年末進(jìn)行。
碳運(yùn)用方面有許多新興方向，如荷蘭和日本均有較大規(guī)劃的將工業(yè)產(chǎn)二氧化碳送入園林作為溫室氣體來強(qiáng)化植物生長(zhǎng)的項(xiàng)目。包含溫室氣體運(yùn)用技能在內(nèi)，國(guó)外處于演示項(xiàng)目階段的碳運(yùn)用技能有二氧化碳制化肥、油田驅(qū)油、食物級(jí)運(yùn)用等;處于展開階段的有二氧化碳制聚合物、二氧化碳甲烷化重整、二氧化碳加氫制甲醇、海藻培育、動(dòng)力循環(huán)等;尚處于理論研討階段的有二氧化碳制碳纖維和乙酸等。值得一提的是，展開氫能和CCUS結(jié)合事務(wù)成為新的方向，現(xiàn)在全球98%的氫能來自不行再生化石動(dòng)力，與CCUS技能相結(jié)合的氣體重整(首要是甲烷蒸汽重整)和與煤氣化技能相結(jié)合能夠完成出產(chǎn)低碳?xì)淠艿姆结?，歐盟和一些國(guó)家現(xiàn)已直接將CCUS視為完成這一方針的要害，美國(guó)、荷蘭、日本、澳大利亞、新西蘭也都在氫能方針中提到了CCUS的重要性。
碳運(yùn)送方面，日本推動(dòng)研制、立異打造全球首個(gè)二氧化碳?xì)w納運(yùn)送系統(tǒng)，意圖是每年從碳捕集地到封存、運(yùn)用地長(zhǎng)距離大規(guī)劃運(yùn)送100萬噸二氧化碳，到2030年完成CCUS系統(tǒng)的廣泛運(yùn)用。從2023年開端，京都府舞鶴市燃煤電廠排放的二氧化碳將在運(yùn)送基地以1萬噸/年的規(guī)劃液化，經(jīng)過船只運(yùn)送至苫小牧市基地，這是全球首個(gè)用于CCUS的歸納運(yùn)送系統(tǒng)演示項(xiàng)目。
下一代碳捕集技能將會(huì)在資料立異、工藝或設(shè)備的改進(jìn)上獲得打破，這些新進(jìn)展將在技能出資運(yùn)營(yíng)本錢下降的一起進(jìn)步碳捕集功率。
2.負(fù)排放
雷斯塔動(dòng)力(RystadEnergy)最新發(fā)布的《動(dòng)力轉(zhuǎn)型陳述》指出，理論上，運(yùn)用CCS能夠處理全球62%(250億噸)的二氧化碳排放問題，但前提是傳統(tǒng)CCS的捕集率為90%，而實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中不太或許到達(dá)這一水平，因而展開諸如直接空氣碳捕集(DAC)、生物質(zhì)能碳捕集與封存(BECCS)等負(fù)碳技能是非常有必要的。
從空氣中去除和阻隔二氧化碳的負(fù)排放技能(NET)將在減緩氣候改動(dòng)方面發(fā)揮重要效果，最昂貴的NET方案是DAC技能，DAC技能運(yùn)用機(jī)器直接捕集空氣中的二氧化碳，而不像BECCS技能那樣以排放源(例如燃煤電站)為根底進(jìn)行捕獲。研討人員現(xiàn)已在小范圍內(nèi)對(duì)DAC的本錢進(jìn)行了測(cè)驗(yàn)，每去除一噸二氧化碳的本錢約為數(shù)百美元或更高。但這項(xiàng)技能或許是一切NET方案中二氧化碳去除潛力最高的。DAC的一大優(yōu)勢(shì)是相較其他技能更具可擴(kuò)展性。原則上，DAC形式相似太陽能能夠被運(yùn)用在任何地方。2021年6月，美國(guó)動(dòng)力部(DOE)宣告投入1200萬美元支撐6個(gè)DAC研制項(xiàng)目。這項(xiàng)技能將增加直接捕集的二氧化碳排放量，下降資料本錢，并進(jìn)步清除作業(yè)的動(dòng)力功率。
就本錢和碳去除潛力而言，介于造林和DAC之間的方案是BECCS技能。BECCS技能的運(yùn)用案例許多，包含：運(yùn)用生物質(zhì)(如木屑顆?；蚋收嵩?發(fā)電和供熱，其間二氧化碳被捕集與封存;在水泥窯和煉鋼高爐中運(yùn)用木炭作為燃料并捕集二氧化碳;在以生物質(zhì)為質(zhì)料的化工廠(如生物乙醇的出產(chǎn)和其他生物塑料制品的出產(chǎn))進(jìn)行碳捕集;別離沼氣中的二氧化碳來動(dòng)身生物甲烷。
3.Allam-Fetvedt循環(huán)
因?yàn)榭稍偕鷦?dòng)力發(fā)電會(huì)遭到極點(diǎn)氣候的影響，多元化的供電結(jié)構(gòu)必不行少，部分燃煤燃?xì)獍l(fā)電將以補(bǔ)償?shù)姆绞介L(zhǎng)期存在，在電廠端運(yùn)用碳捕集與封存技能保證低碳電網(wǎng)的牢靠性，Allam-Fetvedt循環(huán)使凈零排放成為或許。Allam-Fetvedt循環(huán)是一種立異天然氣(或組成氣)發(fā)電技能，是完成低排放低本錢CCS燃煤燃?xì)獍l(fā)電的一條有力途徑。Allam-Fetvedt循環(huán)將氧氣作為助燃燃料，將二氧化碳作為作業(yè)流體介質(zhì)，使其自身具有碳捕集、緊縮、脫水以及消除氮氧化物和硫氧化物的才能，可捕集97%的二氧化碳，助力電廠供給可調(diào)度的低碳電力。英國(guó)已發(fā)動(dòng)首個(gè)Allam-Fetvedt循環(huán)燃?xì)獍l(fā)電項(xiàng)目——WhitetailCleanEnergyNETPower項(xiàng)目，該項(xiàng)目坐落SEUK公司的WiltonInternational園區(qū)，園區(qū)是一個(gè)具有“即插即用”(plugandplay)動(dòng)力供給才能的多用途制作中心，配備了供水和污水處理網(wǎng)絡(luò)以及一個(gè)天然氣配送網(wǎng)絡(luò)，已具有4臺(tái)熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備，其間2臺(tái)燃燒天然氣，2臺(tái)燃燒生物質(zhì)，總?cè)萘?00兆瓦，總蒸發(fā)量460噸/小時(shí)。該項(xiàng)目得到了英國(guó)商業(yè)、動(dòng)力和工業(yè)戰(zhàn)略部(BEIS)的支撐，在2021年早些時(shí)候完成了前端工程規(guī)劃，建成后將具有300兆瓦的動(dòng)力供給才能以及80萬噸的碳捕集才能，運(yùn)用港口和管道運(yùn)送將二氧化碳輸送至英國(guó)北海深處的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中進(jìn)行永久封存。
4.高碳職業(yè)減排
交通范疇。2021年以來，全球多國(guó)已提出將開端對(duì)船運(yùn)業(yè)進(jìn)行碳排放監(jiān)管。現(xiàn)在，歐盟已多次提出將船運(yùn)業(yè)納入歐盟碳排放買賣系統(tǒng)之中，美國(guó)也表明將在2050年完成該國(guó)全球船運(yùn)溫室氣體凈零排放。全球最大的集裝箱航運(yùn)公司馬士基宣告已訂購(gòu)8艘運(yùn)用碳中和甲醇燃料的船只，總出資額將達(dá)14億美元，新建船只估計(jì)最早將在2024年頭投入運(yùn)用。依據(jù)馬士基發(fā)布的音訊，其最新訂制的船只運(yùn)用的燃料為“綠色甲醇”，即出產(chǎn)這些甲醇的工廠徹底由可再生動(dòng)力供能，甲醇由生物質(zhì)質(zhì)料直接制得，或運(yùn)用捕集封存的二氧化碳與綠氫反響制得。
工業(yè)范疇。在全球倡議碳中和布景下，鋼鐵作為碳排放的大戶，也自然首當(dāng)其沖。現(xiàn)在，全球鋼鐵出產(chǎn)的均勻碳排放為2噸二氧化碳/噸，鋼鐵出產(chǎn)的碳排放約占全球碳排放的8%，占?xì)W洲工業(yè)排放的25%，鋼鐵職業(yè)去碳化是歐洲完成碳中和的重要支撐，德國(guó)、法國(guó)、挪威等都在活潑布局“綠鋼”項(xiàng)目。2021年，挪威鋼鐵出產(chǎn)商Hybrit經(jīng)過其演示項(xiàng)目向沃爾沃交給了全球首單不運(yùn)用煤出產(chǎn)的“綠鋼”產(chǎn)品。該公司于一年前開端在挪威北部展開以可再生電力和氫氣代替煉焦煤的“綠鋼”演示項(xiàng)目。此次交給后，Hybrit準(zhǔn)備在2026年全面完成無化石動(dòng)力“綠鋼”的商業(yè)化和規(guī)劃化出產(chǎn)。挪威鋼鐵企業(yè)H2GreenSteel方案在挪威北部建廠，其間含可繼續(xù)氫氣出產(chǎn)設(shè)備，擬于2024年投產(chǎn)。德國(guó)方案2022～2024年出資50億歐元用于工業(yè)部分去碳，出資80億歐元用于鋼鐵、化工等部分的大型氫能項(xiàng)目。
油氣范疇。在碳排放辦理逐漸深化的世界局勢(shì)下，油氣職業(yè)踐行減排許諾，進(jìn)步全工業(yè)鏈減碳技能，包含支撐可再生動(dòng)力發(fā)電、碳捕集、植樹造林、節(jié)能減排等，以便下降油氣全生命周期的碳排放。其間，減排理念下碳中和LNG等新式商場(chǎng)買賣品種逐漸獲得重視。在中游液化范疇，LNG出產(chǎn)商將對(duì)動(dòng)力來歷和配套設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，以此緩解商場(chǎng)對(duì)碳排放的擔(dān)憂，其間卡塔爾最重要的天然氣項(xiàng)目——北方氣田將以前所未有的規(guī)劃進(jìn)行低碳開發(fā)，不僅配套了碳捕集與封存(CCS)系統(tǒng)，還將最大份額外購(gòu)可再生電力，美國(guó)首要LNG出產(chǎn)商均已表明將在LNG項(xiàng)目中運(yùn)用CCS技能。殼牌和道達(dá)爾動(dòng)力(TotalEnergies)都已開端交給碳中和LNG。
(三)新興工業(yè)技能
展開大規(guī)劃電化學(xué)儲(chǔ)能和氫能技能，調(diào)整電力動(dòng)力的出產(chǎn)、輸送與消納的全進(jìn)程，關(guān)于動(dòng)力職業(yè)可繼續(xù)展開，推動(dòng)動(dòng)力結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要戰(zhàn)略意義。全球已迎來大規(guī)劃儲(chǔ)能時(shí)代，電化學(xué)儲(chǔ)能飛速展開，電池儲(chǔ)能技能快速迭代。一起各國(guó)追求氫能全工業(yè)鏈的技能打破，展開綠氫獲全球一致，估計(jì)未來將迎來敏捷增加。
1.儲(chǔ)能電池
電化學(xué)儲(chǔ)能中鋰離子電池儲(chǔ)能是首要的運(yùn)用類型之一。但是，鋰離子電池因?yàn)槔碚撃芰棵芏鹊?、續(xù)航時(shí)刻短的問題，難以滿意人們的需求。二氧化碳電池是一種金屬氣體電池。伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校(UIC)的研討人員開發(fā)出了世界上榜首個(gè)可徹底充電的鋰-二氧化碳電池。鋰-二氧化碳是已知具有潛力性能和能量密度的幾種電池技能之一，其能量密度能夠是當(dāng)今鋰離子電池的7倍。意大利初創(chuàng)企業(yè)EnergyDome推出了最新的二氧化碳電池技能。該電池系統(tǒng)運(yùn)用熱力學(xué)原理，作業(yè)原理相似于緊縮空氣儲(chǔ)能和液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，系統(tǒng)儲(chǔ)能功率可達(dá)75%～80%，明顯高于其他長(zhǎng)期儲(chǔ)能系統(tǒng)，相較液態(tài)空氣儲(chǔ)能、緊縮空氣儲(chǔ)能以及重力儲(chǔ)能系統(tǒng)都有必定的優(yōu)勢(shì)。相關(guān)人士表明，二氧化碳電池系統(tǒng)具有長(zhǎng)時(shí)刻、低本錢等多重優(yōu)勢(shì)，運(yùn)用現(xiàn)有設(shè)備的狀況下，平準(zhǔn)化儲(chǔ)能本錢估計(jì)能夠到達(dá)50～60美元/兆瓦時(shí)，遠(yuǎn)低于現(xiàn)在鋰電池132～245美元/兆瓦時(shí)的儲(chǔ)能本錢。
此外，日本NEDO投入166億日元布置新項(xiàng)目開發(fā)氟化物電池和水系鋅離子電池，該項(xiàng)目將開發(fā)高性能、低本錢電極活性資料和電解質(zhì)，并開發(fā)相應(yīng)的電極結(jié)構(gòu)，還將研制用于電池規(guī)劃、原型制作以及電池試出產(chǎn)和特性評(píng)價(jià)/剖析的通用根底技能。
2.綠色制氫
氫氣是重要的清潔動(dòng)力，但到現(xiàn)在為止，大多數(shù)氫氣仍是由化石動(dòng)力制備而來，這個(gè)進(jìn)程高污染且高耗能?？上驳氖?，跟著太陽能和風(fēng)能發(fā)電本錢的敏捷下降，能夠經(jīng)過耦合可再生動(dòng)力運(yùn)用技能與電催化分化水技能制備綠色氫能。經(jīng)過風(fēng)能和太陽能發(fā)電出產(chǎn)綠氫被視為向100%可再生動(dòng)力系統(tǒng)過渡的重要途徑。德國(guó)方案每年投入1億歐元用于氫技能研討，以成為未來全球氫技能領(lǐng)導(dǎo)者和出口者。2021年，德國(guó)烏爾姆大學(xué)MatthiasMay團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種可在零下20攝氏度環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)的太陽能熱耦合水解制氫系統(tǒng)，由太陽能電池系統(tǒng)和電化學(xué)制氫系統(tǒng)組成，選用了低凝固點(diǎn)電解質(zhì)和嚴(yán)格的熱操控規(guī)劃，并運(yùn)用了太陽能電池運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程中發(fā)生的熱量，使電化學(xué)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)溫度到達(dá)10攝氏度左右，為極點(diǎn)寒冷區(qū)域、高海拔區(qū)域制氫開辟了道路。此外，德國(guó)投運(yùn)了歐洲最大的聚合物電解質(zhì)膜(PEM)電解水制氫工廠，該電解設(shè)備將運(yùn)用可再生電力每年出產(chǎn)1300噸綠氫，初期用于出產(chǎn)低碳燃料，未來將用于工業(yè)、家庭供暖和卡車燃料，助力完成歐盟氣候方針。
伴隨技能的展開，全球運(yùn)用可再生動(dòng)力電解水制氫演示項(xiàng)目數(shù)量和電解槽容量不斷增加。雖然2020年閱歷疫情危機(jī)及全球經(jīng)濟(jì)衰退，但因?yàn)槎鄠€(gè)國(guó)家宣告清潔氫能的國(guó)家戰(zhàn)略，當(dāng)年全球宣告的電解制綠氫項(xiàng)目就多達(dá)50吉瓦。2021年，法國(guó)宣告將于2022年制作并運(yùn)轉(zhuǎn)全球首個(gè)海上綠氫制作廠，該廠由起浮式風(fēng)力渦輪機(jī)供給電力。澳大利亞動(dòng)力公司EnegixEnergy方案出資54億美元，制作世界上最大綠氫出產(chǎn)廠，該項(xiàng)目代號(hào)為baseOne。榜首基地工廠將設(shè)在巴西的塞阿拉州(Ceara)，年產(chǎn)能為6億千克綠色氫氣。其電解設(shè)備將徹底由可再生動(dòng)力供給動(dòng)力，最初的綠色動(dòng)力來自于3.4吉瓦的太陽能和陸優(yōu)勢(shì)能。baseOne估計(jì)將在三到四年內(nèi)投入運(yùn)用。
(四)動(dòng)力數(shù)字化、智能化技能
跟著數(shù)字化技能的展開，世界各地的動(dòng)力系統(tǒng)聯(lián)通愈加便當(dāng)、高效、智能化，并且愈加牢靠和可繼續(xù)化。比方荷蘭正在加速推動(dòng)用戶端動(dòng)力辦理的智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型。依據(jù)荷蘭政府發(fā)布的最新方案，自2021年6月起，公共事業(yè)單位將開端為自有住所替換智能熱量表，到2024年6月，荷蘭自有住所智能熱量表覆蓋率將到達(dá)100%。一起，用戶端熱辦理智能化、數(shù)字化還能幫忙熱力公司準(zhǔn)確把握供熱狀況，促進(jìn)熱力公司自發(fā)改善服務(wù)，進(jìn)步熱網(wǎng)辦理和運(yùn)維才能。英日協(xié)作開發(fā)用于核聚變及核退役的機(jī)器人和自動(dòng)化技能，旨在經(jīng)過機(jī)器人、長(zhǎng)途操控、數(shù)字技能等催生更為安全、快速的核聚變研討方法，并處理核設(shè)備退役的復(fù)雜應(yīng)戰(zhàn)。該項(xiàng)意圖一個(gè)重要特點(diǎn)是經(jīng)過數(shù)字孿生技能樹立虛擬模型進(jìn)行核設(shè)備的測(cè)驗(yàn)和剖析，并預(yù)測(cè)潛在的維護(hù)和運(yùn)轉(zhuǎn)問題。經(jīng)過該技能開發(fā)的軟件將完成對(duì)核設(shè)備的長(zhǎng)途操控，以及用于設(shè)備晉級(jí)、維護(hù)和退役撤除等。該項(xiàng)目將幫忙英國(guó)塞拉菲爾德核電站和日本福島榜首核電站運(yùn)用長(zhǎng)距離機(jī)械臂完成更快速和安全的退役，并為處理核退役的燃料碎片收回等難題供給要害技能根底。未來跟著動(dòng)身生活方式發(fā)生顛覆性變革，動(dòng)力系統(tǒng)加速向智能化、數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化轉(zhuǎn)型晉級(jí)，動(dòng)力出產(chǎn)、消費(fèi)各環(huán)節(jié)將更優(yōu)化高效。
(五)固廢歸納運(yùn)用
對(duì)固體廢物的歸納運(yùn)用，是節(jié)約資源、防止污染的有效途徑?，F(xiàn)在，多國(guó)致力于固體廢物資源化的實(shí)踐與研討，在碳中和布景下加速進(jìn)步大宗固體拋棄物歸納運(yùn)用水平，推動(dòng)固體拋棄物制氫、風(fēng)機(jī)葉片收回處理等資源歸納運(yùn)用工業(yè)節(jié)能減碳，以及對(duì)拋棄或行將封閉的露天煤礦的再開發(fā)運(yùn)用。
1.固體拋棄物制氫
農(nóng)業(yè)殘?jiān)?、林業(yè)殘?jiān)⒊鞘泄腆w拋棄物等廢物的首要構(gòu)成都是有機(jī)物，這些有機(jī)物經(jīng)過大于700攝氏度的生物質(zhì)氣化技能，最后生成氫氣、甲烷、一氧化碳、二氧化碳和灰分(爐渣)。一氧化碳、甲烷等再進(jìn)行改換反響，生成二氧化碳和氫氣，最后經(jīng)過吸附劑或其他特殊材質(zhì)將氫氣和二氧化碳別離，就能夠得到純潔的氫氣?，F(xiàn)在，美國(guó)一些公司現(xiàn)已開端嘗試商業(yè)化廢物制氫，針對(duì)煤、生物質(zhì)、塑料拋棄物混合質(zhì)料，開發(fā)移動(dòng)床氣化爐，用于清潔制氫。美國(guó)Ways2H公司和日本藍(lán)色動(dòng)力公司(JBEC)協(xié)作，在美國(guó)加州樹立了廢物制氫工廠。澳大利亞榜首座廢物制氫廠行將發(fā)動(dòng)，運(yùn)用MIHG(移動(dòng)噴發(fā)水平氣化)技能，消耗廢物填埋場(chǎng)的廢物用以出產(chǎn)可再生電力和氫，并削減廢物辦理發(fā)生的溫室氣體排放。雪佛龍表明已出資廢物制綠氫技能，現(xiàn)在正在美國(guó)加州北部制作模塊化的、運(yùn)用拋棄物出產(chǎn)綠氫和可再生組成燃料的設(shè)備。該技能能夠明顯削減碳排放，且單位拋棄物的產(chǎn)氫率更高。
2.風(fēng)機(jī)葉片收回處理
多家職業(yè)組織近來發(fā)布陳述稱，截至2021年，歐美多國(guó)的陸優(yōu)勢(shì)電場(chǎng)現(xiàn)已運(yùn)營(yíng)超越20年，將成為全球最早退役的一批風(fēng)電場(chǎng)。而從現(xiàn)在世界上普遍通用的風(fēng)機(jī)收回工藝來看，大部分風(fēng)機(jī)部件都能夠收回運(yùn)用，但剩下約15%卻面對(duì)著工序復(fù)雜、不行收回的應(yīng)戰(zhàn)。在新動(dòng)力展開進(jìn)程中，退役后風(fēng)機(jī)葉片全生命周期的綠色處理，成為全球風(fēng)電工業(yè)亟待攻克的新難題。對(duì)此，風(fēng)電職業(yè)已進(jìn)行了許多探究，包含焚化或固廢埋葬方式、葉片收回歸納運(yùn)用、“零廢”風(fēng)機(jī)、運(yùn)用于重力儲(chǔ)能系統(tǒng)、老舊風(fēng)機(jī)改造等。“零廢風(fēng)機(jī)”方面，“零廢”指的是在風(fēng)機(jī)的出產(chǎn)、運(yùn)用、收回、再運(yùn)用以及復(fù)原的進(jìn)程中維護(hù)資料和資源，不再需求將風(fēng)機(jī)葉片打碎進(jìn)行焚化或填埋。2020年1月，丹麥風(fēng)機(jī)制作商維斯塔斯宣告，將在2040年前出產(chǎn)“零廢風(fēng)機(jī)”，以便在未來風(fēng)機(jī)壽數(shù)告終后還能夠收回再運(yùn)用葉片。2021年6月，海優(yōu)勢(shì)電運(yùn)營(yíng)商沃旭動(dòng)力許諾循環(huán)運(yùn)用和徹底收回退役的葉片和風(fēng)電場(chǎng)。近來，西門子歌美颯宣告到2030年使其葉片完成可徹底收回，到2040年使其風(fēng)電機(jī)組完成可徹底收回，并許諾到2040年完成凈零排放，包含其供給鏈的排放。此外，意大利動(dòng)力公司Enel綠色電力與瑞士?jī)?chǔ)能公司EnergyVault宣告將共同開發(fā)一種由退役風(fēng)機(jī)葉片制成的重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，這也是業(yè)界針對(duì)風(fēng)機(jī)葉片退役的又一探究。據(jù)了解，該重力儲(chǔ)能系統(tǒng)技能原理與抽水蓄能系統(tǒng)相似，運(yùn)用大塊的固體資料作為重力勢(shì)能儲(chǔ)能介質(zhì)，在抬高時(shí)貯存多余的電力，在需求時(shí)放出電力。在重力儲(chǔ)能系統(tǒng)之中，退役風(fēng)機(jī)葉片制得的固體資料能夠有效延長(zhǎng)系統(tǒng)壽數(shù)，本錢也相對(duì)更低。
3.拋棄礦山歸納運(yùn)用
全球轉(zhuǎn)型腳步勢(shì)不行擋，多國(guó)“棄煤”時(shí)刻表大幅提早，拋棄或行將封閉的露天煤礦等舊資源怎么發(fā)揮新的效用，越來越遭到重視。煤礦封閉或拋棄后，其地下巷道會(huì)積存大量礦井水。這些礦井水能夠吸收并貯存地球內(nèi)部發(fā)出的熱量以及自然界中的熱量?，F(xiàn)在，荷蘭、德國(guó)、英國(guó)和加拿大等國(guó)都有經(jīng)過熱泵設(shè)備運(yùn)用礦井水低溫?zé)崮艿膶?shí)例。其間，荷蘭海爾倫市拋棄煤礦礦井水地?zé)崮荛_發(fā)運(yùn)用項(xiàng)目規(guī)劃最大、最成功，也最有學(xué)習(xí)意義。德國(guó)宣告制作一個(gè)立異型浮式光伏項(xiàng)目——將一個(gè)現(xiàn)已資源枯竭的露天煤礦改造為人工湖，按照方案未來礦湖水面上將裝置總規(guī)劃為120千瓦的光伏板。開發(fā)礦湖光伏電站，一方面有助于處理拋棄露天煤礦再運(yùn)用的問題，另一方面將繼續(xù)推動(dòng)光伏新增裝機(jī)容量的進(jìn)步，一起能夠創(chuàng)造就業(yè)新時(shí)機(jī)。據(jù)了解，浮式光伏商場(chǎng)剛剛在世界部分國(guó)家和區(qū)域興起，技能本錢要高于一般光伏電站?，F(xiàn)在，我國(guó)拋棄礦井光伏發(fā)電的運(yùn)用形式首要有三種：光伏+生態(tài)辦理形式、光伏+水產(chǎn)飼養(yǎng)形式以及光伏+農(nóng)業(yè)種植形式。
三、啟示與主張
黨的十九大陳述指出，要加速制作立異型國(guó)家，要加強(qiáng)運(yùn)用根底研討，拓寬施行國(guó)家嚴(yán)重科技項(xiàng)目，杰出要害共性技能、前沿引領(lǐng)技能、現(xiàn)代工程技能、顛覆性技能立異。經(jīng)過多年展開與積累，我國(guó)動(dòng)力科技水平和立異才能繼續(xù)進(jìn)步，部分范疇到達(dá)世界搶先水平。但職業(yè)全體科技水平還不足以支撐動(dòng)力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型晉級(jí)的需求，比較發(fā)達(dá)國(guó)家仍然在部分方向存在差距。特別是在雙碳方針提出后，更需求理論立異、技能立異、制度立異，要從我國(guó)的實(shí)際動(dòng)身，尋求顛覆性的技能打破。因而，加速中心技能立異，推動(dòng)動(dòng)力開發(fā)、轉(zhuǎn)化、配置、貯存、運(yùn)用等范疇的技能立異、配備制作和工業(yè)展開等仍有較大的展開空間。未來，我國(guó)要更大力度推動(dòng)新動(dòng)力先進(jìn)發(fā)電技能、先進(jìn)電網(wǎng)技能、大規(guī)劃新式儲(chǔ)能技能、綠色氫能工業(yè)技能、碳捕集運(yùn)用與封存技能攻關(guān)，以及新一代先進(jìn)核能技能等綠色低碳技能攻關(guān)，推動(dòng)數(shù)字化信息化技能在節(jié)能、清潔動(dòng)力范疇的立異融合。
(一)加速新式技能研制與運(yùn)用推行
一是天然氣增儲(chǔ)上產(chǎn)技能。在雙碳方針推動(dòng)的布景下，天然氣作為清潔的一次動(dòng)力，不僅承擔(dān)著國(guó)家動(dòng)力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型期間保證動(dòng)力安全的任務(wù)，也是未來新式電力系統(tǒng)規(guī)劃中重要的根底保證。因而，應(yīng)大力進(jìn)步天然氣勘探開發(fā)力度，立足國(guó)內(nèi)保證供給安全，科學(xué)把握節(jié)奏，推動(dòng)天然氣繼續(xù)穩(wěn)步增產(chǎn)。一起還要全力打破油氣勘探開發(fā)系列要害技能，力求再發(fā)現(xiàn)新的大中型油氣田，大幅進(jìn)步單井產(chǎn)值和采收率;活潑培育油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)新動(dòng)能，加強(qiáng)海洋油氣勘探開發(fā)，深化發(fā)掘非常規(guī)油氣潛力等。
二是先進(jìn)可再生發(fā)電和核電技能。全球氣候改動(dòng)及生態(tài)環(huán)境問題日益引起世界社會(huì)重視，各國(guó)紛繁調(diào)整動(dòng)力戰(zhàn)略，大力展開可再生動(dòng)力。在可再生動(dòng)力和新動(dòng)力技能上有必定的打破和展開。在可再生動(dòng)力范疇，我國(guó)具有全球搶先的制作才能和優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能、相對(duì)充裕的資本才能以及龐大的國(guó)內(nèi)商場(chǎng)潛力。未來，應(yīng)加大技能投入，經(jīng)過技能改造進(jìn)步傳統(tǒng)電力系統(tǒng)靈敏度，推動(dòng)可再生動(dòng)力與其他動(dòng)力的和諧展開。展開對(duì)更高功率、更高質(zhì)量、更低本錢的太陽能、風(fēng)能等新動(dòng)力發(fā)電技能的繼續(xù)性開發(fā)研討。
近幾年，美國(guó)、俄羅斯、阿根廷等國(guó)均活潑布置小型核反響堆制作，據(jù)世界原子能組織(IAEA)計(jì)算，現(xiàn)在全球有超越70個(gè)正在規(guī)劃制作的小型反響堆。依據(jù)我國(guó)電源結(jié)構(gòu)的具體狀況，在保證核電安全的前提下，活潑展開核電是完成碳達(dá)峰、碳中和，破解電力平衡難題的重要措施。因而，主張理性認(rèn)識(shí)核能，爭(zhēng)奪在先進(jìn)小型核反響堆、第四代核電等前沿技能上獲得打破，穩(wěn)健展開核電。
三是煤炭清潔高效運(yùn)用與煤電機(jī)組靈敏性改造技能。在完成碳達(dá)峰、碳中和方針的進(jìn)程中，要構(gòu)建以新動(dòng)力為主體的新式電力系統(tǒng)，新動(dòng)力在動(dòng)力結(jié)構(gòu)中的位置將閱歷補(bǔ)償、代替到主體的改動(dòng)，而煤炭的主體動(dòng)力位置一起也將發(fā)生改動(dòng)，其作為高碳動(dòng)力的低碳化運(yùn)用面對(duì)巨大應(yīng)戰(zhàn)。因而，應(yīng)圍繞傳統(tǒng)高碳化石動(dòng)力特別是煤炭的清潔化運(yùn)用、要點(diǎn)范疇節(jié)能減污降碳，繼續(xù)探究開發(fā)新技能新工藝。一起還要研討煤電與經(jīng)濟(jì)社會(huì)展開相和諧的綠色、低碳、循環(huán)組合技能，使煤電在合理生命周期內(nèi)發(fā)揮好歸納功用。
四是新式儲(chǔ)能技能與氫能技能。從各首要國(guó)家動(dòng)力技能展開戰(zhàn)略與最新動(dòng)向能夠看出，全球各國(guó)紛繁布局高功率高安全性大容量?jī)?chǔ)能、氫能及燃料電池，爆發(fā)新興技能革命浪潮。未來，主張從以下兩個(gè)方面?zhèn)戎卣归_新興工業(yè)技能運(yùn)用與研制：開發(fā)新一代高能量密度、低本錢儲(chǔ)能技能，構(gòu)成百兆瓦大規(guī)劃儲(chǔ)能演示;展開氫能制備、運(yùn)送及運(yùn)用等技能攻關(guān)，加速各種場(chǎng)景的試點(diǎn)演示運(yùn)用，并使其趕快構(gòu)成商業(yè)運(yùn)用的工業(yè)鏈。
五是碳捕集運(yùn)用與封存技能。近年來，全球CCUS工業(yè)演示項(xiàng)目數(shù)目逐漸增多、規(guī)劃逐漸擴(kuò)展，展開勢(shì)頭杰出。但是，現(xiàn)在絕大部分二氧化碳資源化運(yùn)用工業(yè)沒有完成商業(yè)化運(yùn)用，未能樹立相關(guān)工業(yè)鏈集群。碳捕集項(xiàng)目本錢高昂、能耗過高、與碳運(yùn)用階段脫節(jié)，難以發(fā)生經(jīng)濟(jì)效益，成為制約碳捕集項(xiàng)目展開的根本原因。例如，2021年7月，雪佛龍表明Gorgon項(xiàng)目沒有完成二氧化碳捕集與封存方針，原方案每年捕集約400萬噸二氧化碳，但自2019年8月項(xiàng)目發(fā)動(dòng)以來，兩年僅捕集與封存了500萬噸二氧化碳。這說明，施行CCUS項(xiàng)目必須以經(jīng)濟(jì)上可繼續(xù)為前提條件。為此，應(yīng)研制低本錢、低能耗CCUS技能，加速二氧化碳資源化運(yùn)用布局，加速推動(dòng)規(guī)劃化運(yùn)用、完善技能鏈條、加速運(yùn)用與封存項(xiàng)目演示。一起還要展開與動(dòng)力耦合的負(fù)碳排放技能。
(二)加速完善動(dòng)力技能立異系統(tǒng)
一是組成跨學(xué)科、跨范疇、協(xié)同高效的要害中心技能研制系統(tǒng)。動(dòng)力范疇是多學(xué)科穿插、技能集成度高、系統(tǒng)性較強(qiáng)的學(xué)科范疇。國(guó)家高度重視科技立異，顛覆性技能作為科技立異的重要方面，是工業(yè)趕超式展開的重要驅(qū)動(dòng)因素。新動(dòng)力顛覆性技能是進(jìn)步我國(guó)動(dòng)力運(yùn)用功率、優(yōu)化動(dòng)力消費(fèi)結(jié)構(gòu)的重要依托，也是進(jìn)步可再生動(dòng)力消納比重、保證動(dòng)力供給安全的有效途徑。主張論證樹立國(guó)家科技要點(diǎn)研制方案項(xiàng)目，圍繞風(fēng)能太陽能準(zhǔn)確預(yù)告、動(dòng)力大數(shù)據(jù)剖析、智能化電網(wǎng)與氣網(wǎng)、大規(guī)劃儲(chǔ)能、海優(yōu)勢(shì)電等短板和要害技能方向，樹立跨學(xué)科、跨范疇、協(xié)同高效的科技研制系統(tǒng)和立異聯(lián)盟，制作“政產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同立異支撐渠道，展開聯(lián)合攻關(guān)，爭(zhēng)奪扎實(shí)打破。
二是樹立國(guó)家動(dòng)力研制渠道、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。從國(guó)外經(jīng)驗(yàn)看，一些發(fā)達(dá)國(guó)家設(shè)置了動(dòng)力范疇專業(yè)性的研制中心、國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室等，獲得了很好的研討成果，值得學(xué)習(xí)。在世界局勢(shì)波詭云譎的當(dāng)下，國(guó)家之間的競(jìng)賽現(xiàn)已演變?yōu)榭萍妓脚c立異才能高低的較量。動(dòng)力范疇的科技立異具有多學(xué)科穿插、危險(xiǎn)大、長(zhǎng)期性、技能難度高等特點(diǎn)，需求國(guó)家集中力氣，統(tǒng)籌規(guī)劃。因而，當(dāng)時(shí)應(yīng)以動(dòng)力范疇國(guó)家實(shí)驗(yàn)室為引領(lǐng)，布局國(guó)家戰(zhàn)略科技力氣，聚集動(dòng)力范疇嚴(yán)重科技問題，進(jìn)行全鏈條貫通式研討，發(fā)揮引領(lǐng)、演示、帶動(dòng)效果，系統(tǒng)進(jìn)步國(guó)家立異系統(tǒng)的全體能效。趕快推動(dòng)動(dòng)力范疇國(guó)家實(shí)驗(yàn)室落地，對(duì)推動(dòng)我國(guó)動(dòng)力科技進(jìn)步、進(jìn)步動(dòng)力范疇世界影響力，以及構(gòu)建清潔低碳、安全高效的動(dòng)力系統(tǒng)具有重要的意義。
三是鼓勵(lì)企業(yè)和高校、科研院所協(xié)作，加強(qiáng)動(dòng)力技能專業(yè)人才培育。主張活潑引進(jìn)國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀領(lǐng)軍人才和技能團(tuán)隊(duì)，培育具有戰(zhàn)略眼光、善于開辟世界商場(chǎng)的企業(yè)家部隊(duì)。支撐企業(yè)與高校、科研院所加強(qiáng)協(xié)作，聯(lián)合培育把握前沿技能的科技人才和具有先進(jìn)辦理理念的辦理人才。支撐職業(yè)教育，大力培育高級(jí)技工。和諧組成跨界協(xié)作渠道，培育復(fù)合型人才，加速低碳工業(yè)科技立異。
四是加強(qiáng)動(dòng)力技能配備的世界交流和協(xié)作。一方面，在一帶一路框架下，應(yīng)把動(dòng)力綠色低碳轉(zhuǎn)型作為要點(diǎn)，圍繞高效低本錢可再生動(dòng)力發(fā)電、先進(jìn)核電、清潔靈敏燃煤發(fā)電等先進(jìn)技能范疇，深化技能研制、項(xiàng)目開發(fā)及配備制作協(xié)作，培育綠色低碳動(dòng)力技能立異生態(tài)圈，構(gòu)建區(qū)域科技立異協(xié)作共同體等。另一方面，聚集科技自立自強(qiáng)，全力推動(dòng)“卡脖子”技能攻關(guān)，加速國(guó)產(chǎn)化代替腳步。
新動(dòng)力技能展開將是一次經(jīng)濟(jì)社會(huì)的大轉(zhuǎn)型，技能優(yōu)勢(shì)將在未來世界競(jìng)賽中獲得優(yōu)勢(shì)。我國(guó)需求活潑研討與策劃，謀定而動(dòng)，系統(tǒng)布局，力求以技能上的先進(jìn)性獲得工業(yè)上的主導(dǎo)權(quán)。見道網(wǎng)
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