“碳”索可持续发展 创新驱动能源转型——《21世纪·绿色低碳转型关键技术及解决方案》正式发布

9月7日，世界环境与可持续发展大会在上海召开，2023世界环境与可持续发展大会能源可持续发展平行分论坛同步召开。

“双碳”目标下，绿色低碳工程发展方兴未艾。21世纪经济报道新能源课题组（下称课题组）注意到，绿色低碳技术的发展虽然在政策力度上持续获得加码。但最终的考验依然来自于技术进步本身和技术应用的最终效果。在此背景下，课题组面向社会征集了优秀的低碳技术应用案例，阶段性呈现当前我国绿色低碳技术应用的发展与进步。

(资料图)

在本次分论坛上，课题组正式发布了《21世纪·绿色低碳转型关键技术及解决方案》研究报告，并公布了入选案例。

报告由三部分构成：政策支持、典型技术以及案例分析。

图片来源：视觉中国

自我国提出“双碳”目标后，涉及技术层面的政策文件主要有三份。

2021年11月，国家能源局和科技部联合印发《“十四五”能源领域科技创新规划》，覆盖了我国能源领域目前所有主流的技术，并结合“十四五”能源发展和项目布局，部署了相关示范工程。

2022年6月，科技部、国家发展改革委、工业和信息化部等9部门正式印发《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030年）》，将目前技术类别分成六类：能源绿色低碳转型支撑技术；低碳零碳工业流程再造技术；城乡建设与交通低碳零碳技术；CCUS、碳汇与非二氧化碳温室气体减排技术；前沿和颠覆性低碳技术；低碳零碳技术示范应用。

2023年8月，国家发展改革委、住房和城乡建设部等10部门联合印发《绿色低碳先进技术示范工程实施方案》，着重强调了“经验推广”的重要性。

课题组以能源类技术为主体，梳理和分析当前的主流先进技术。

1.化石能源类技术

化石类能源由于具有高碳属性，其低碳化技术研究几乎围绕碳排放处理环节展开，涉及清洁高效煤电与新能源发电综合调节、煤电机组快速启停及深度调峰、大型燃气机组国产化及灵活调峰、大型煤电机组耦合生物质和低碳燃料掺烧发电、煤矿瓦斯高效抽采和利用、油气管网节能降碳、低碳（近零碳）油气田示范等。正确处理煤电转型与能源安全、低碳发展的关系，是“十四五”期间保障电力供应安全的重要课题。

2.非化石能源类技术

（1）风电

①超大型风机技术。风电机组大型化是平价时代最被看好的技术发展方向。深远海域海上风电开发更需要超大型风机技术的支撑，包括：突破多风轮梯次利用关键技术，显著提升风能捕获和利用效率等。

②退役风电机组回收与再利用技术。主要包括，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。

（2）光伏

当前，在P型向N型过渡的背景下，陆续涌现出了先进的电池技术，包括隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）、异质结（HJT）、背电极接触（IBC）等新型晶体硅电池技术研发，基于溶液法与物理法的钙钛矿电池量产工艺制程设备的研究，以及包括以薄膜技术为代表的轻量化的光伏电池组件技术研发。

此外，光伏组件回收技术，也在不断地推进之中，这也是光伏发电作为绿色能源的代表，形成产业上的低碳闭环。

（3）氢能

我国未来的绿色低碳能源体系中，氢能也是重要的角色，但在一些核心关键技术上的攻克，仍有待突破。其低碳技术研发方向包括低成本（离网、可中断负荷）可再生能源制氢示范，先进安全低成本氢储存、运输装备研发制造与示范应用，氢燃料电池研发制造与规模化示范应用，纯烧、掺烧氢气燃气轮机研发制造与示范应用，氢电耦合示范应用等。

3.新型电力系统关联技术

随着更高比例的可再生能源接入电网，需要储能帮助调节包括光伏、风电等具有波动性和不稳定性的电源出力，并为电网的安全稳定运行保驾护航。课题组认为，在我国用电刚性增长需要以及新能源可靠替代能力还有待提升的情况下，新型电力系统加速转型期的建设，还需要稳住煤电电力供应基本盘，推动煤电灵活低碳发展，同时也要加快提升新能源安全可靠替代能力，从源网荷储各环节推动新型电力系统构建的重大技术攻关突破。

《21世纪·绿色低碳转型关键技术及解决方案》案例征集涵盖各个领域。截至报告发布时，《21世纪·绿色低碳转型关键技术及解决方案》案例征集活动共计收集来自隆基绿能、通威集团、协鑫科技、晶澳科技、东方日升、科陆电子、TCL光伏科技等数十份案例。征集到的案例主要来自光伏、储能、氢能、新能源汽车以及智慧电网等领域，既包括先进技术，也包括应用场景，多层次展现了绿色低碳技术所带来的降碳效果。

通过评估，本次报告正式发布如下典型案例，来展示“‘碳’索可持续发展 创新驱动能源转型”的意义。

（1）技术类

①隆基绿能新一代HPDC高效光伏组件技术

点评 ：当前，光伏行业电池技术正在由P型向N型过渡，涌现出了TOPCon、HJT、BC等技术。根据光伏第一性原理，任何技术的更新迭代的最终效果是促进光伏发电降本增效，因而追求更高的产线效率、更低的返工率和更低的度电成本，是光伏行业技术创新变革的主要方向。我们认为，隆基绿能目前推出的N型HPDC技术产品从转换效率、功率温度系数以及可靠性层面，均表现出了一定的突出性。

②协鑫硅烷流化床法颗粒硅规模化低碳生产技术

点评 ：随着协鑫科技对颗粒硅技术的全押注，颗粒硅整体的规模在近两年来迅速攀升。低成本、高品质是硅料环节的重要参考和应用推广指标，我们可以看到颗粒硅技术在成本和品质上的提升速度，以及认可度不断提高。在降碳减碳方面，颗粒硅技术表现出的优势让人眼前一亮。特别是在当前海外碳关税趋势渐成之下，这一技术带来的低碳化竞争优势或能帮助其更快提升市场占有率。

③爱旭股份的新一代N型ABC电池技术

点评 ：光伏组件更高的效率意味着在单位面积下光伏系统装机功率更高，从而为终端提供更高、更可靠的清洁能源。此外，在当前全球光伏市场需求处于高速增长阶段，目前其他晶硅电池技术仍采用银浆方案，未来光伏行业耗银量势必会大幅增长。而银在消费电子、化工等多个行业都有广泛应用，但银作为贵金属，总体供应有限，一旦下游需求在短期内迅速提升，将导致供需失衡。因此，除了高效率电池及组件对于更高发电量、产生更多清洁能源的促进，无银化技术对于行业的可持续发展亦有重要意义。

④捷氢科技基于可变截面膨胀机的全工况高效能燃料电池系统

点评 ：燃料电池作为氢能应用的“心脏”，是氢能高效利用的关键技术。捷氢科技的基于可变截面膨胀机的全工况高效能燃料电池系统，能够通过节省系统功耗、优化能量回收环节实现降低运营成本和提高能源使用效率。该系统在可持续能源领域具有广阔的应用前景，并对促进清洁能源的推广和使用具有积极作用。

（2）应用类

①通威集团渔光一体发展模式

点评 ：通威集团的渔光一体发展模式是一个非常有创新性和可持续性的项目，实现了农光互补的规模化推广。柔性支架系统的应用使得鱼塘具备更好的通风、透光和溶氧条件，有利于喜阴鱼类和藻类的生长。这种方式在有限的空间内充分实现了光伏发电和鱼塘养殖的双重功能，考虑了生态系统的保护，同时也提高了发电效率，还能够带来经济和环境的双重效益。相比传统的单一功能利用方式，具有更好的可持续性和经济效益，为类似项目提供了有益的借鉴和启示。

②东方日升中国能建“风光水火储”综合能源基地69.66MW光伏项目

点评 ：该项目通过多能互补，例如光伏发电和风力发电可以在白天和夜晚、晴天和阴天分别发挥优势，实现全天候的能源供应。该项目通过在空地上布置光伏组件，实现了土地立体化增值利用。同时，这样做不仅可以最大限度地减少对耕地和自然生态环境的干扰，还能保护植被、动物栖息地和生态系统的完整性。综上，我们认为该项目在环境保护、生态恢复，以及能源综合管理及利用方面具有示范效应。

③晶澳科技突泉欣盛20万千瓦荒漠沙化土地治理+光伏储能发电项目

点评 ：该项目兼具环境效益、社会效益和经济效益。通过高效光电转换的光伏技术能够实现清洁能源发电；该项目在荒漠地区建设光伏发电设施，可以有效改善土地环境，减缓荒漠化进程，对于保护生态环境具有积极的意义。尤其是在帮助当地贫困人口脱贫方面，改善了当地居民的生活条件，推动了当地经济的发展，具有典型性、实践性和经济性。

（3）电网类

①科陆海丰AGC调频项目

点评 ：该电站采用的领先调频技术，使得电网运行更加稳定和可靠，提高了电力系统的供电质量，减少了供电中断和电力负荷波动的风险。同时，减少了对传统火电机组的依赖，进一步推动了清洁能源的应用和发展，为多能互补和能源转型提供了示范和经验。

②神马电力新型复合横担塔紧凑型输电方案

点评 ：在城市化、电气化转型及“双碳”政策背景下，未来输电线路土地获取越发困难，单位输电碳排放存在下降压力，用户对供电可靠性、经济性将更为敏感。随着运营商努力减少二氧化碳排放，同时满足对可再生能源不断增长的需求，输电网正面临挑战。外绝缘是电力系统的核心部件之一，主要包括输电线路外绝缘和变电站外绝缘，其在电网中承担着机械支撑与电气绝缘的作用，直接决定着整个电网运行的安全可靠性。CICA等创新技术正在成为这些问题的可行解决方案，并有助于分销网络的升级。

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