壹、前言
能源技術的叠代創新推動了全球能源產業的轉型發展。作為世界上最大的發展中國家、第壹人口大國和第二大經濟體，我國還是最大的能源生產國和消費國，能源工業的 健康 發展攸關我國資源、環境和 社會 經濟可持續發展。當前，我國能源工業發展盡管已取得顯著成就，但面臨的問題同樣突出：①能源消費總量規模巨大，能源生產和消費結構仍以化石能源為主。2018 年，我國煤炭消費總量約為2.74 109 tce，同比增長 1.0%，占能源消費總量的比例高達 59.0% [1] ，但所占比重持續下降。可再生能源和核能發電量保持增長，但規模化水平依然不足。②油氣安全供應形勢嚴峻，2017 年我國首次成為全球最大的原油進口國，2018 年石油對外依存度為 72%、天然氣對外依存度為 43% [2] 。③化石能源尚未實現優質化利用，尤其是煤炭清潔高效利用水平仍需大幅提升。發電用煤占比遠低於發達國家，大規模煤炭開發利用帶來的生態環境問題較為突出 [3] 。④能源系統效率整體仍然偏低。我國單位國內生產總值（GDP）能耗是世界平均水平的 1.4 倍，2018 年火電利用小時平均數僅為 4361 h， “三棄”（棄風、棄光、棄水）電量為 1.023 1011 kW·h。⑤溫室氣體減排與應對氣候變化壓力巨大，我國CO2 排放量約占世界總量的 30%，CH4 排放量同樣位居世界第壹。
在保障國家能源安全的同時，保護生態環境並有效應對氣候變化將是我國能源發展面臨的長期重大問題。隨著未來經濟 社會 的發展，傳統產業升級和基礎設施建設對能源資源的需求依然強勁，我國能源消費總量可能持續上漲，新增能源需求集中在與可再生能源、天然氣、核能等相關的新興產業領域。能源領域新興產業發展與國家戰略需求緊密關聯，有助於推動能源生產與消費革命、優化能源結構、助力能源安全、實現溫室氣體減排和生態環境保護，同時提升國家工業裝備制造技術水平、培育經濟發展新動能、服務經濟 社會 可持續發展 [4] 。
今後 10~15 年以及更長時期，既是我國加快培育和發展戰略性新興產業的關鍵時期，也是發展綠色低碳產業的重要機遇期。促進能源新技術新興產業發展，已經成為符合我國發展需求和資源特色的必然選擇。現有研究 [5,6] 對我國戰略性新興產業總體發展規律、新能源產業或某壹細分能源領域的發展動向與路徑選擇、戰略性新興產業政策規制等課題進行了探討，在區域產業集群、戰略布局、創新特征、發展模式等方向完成了深入分析。然而對於我國能源領域新興產業未來發展，特別是產業定位、發展路徑與具體舉措的戰略層面研究，相關內容尚屬空白。
本文在界定我國能源新技術特點與產業內涵的基礎上，梳理全球能源新技術新興產業競爭格局的變化趨勢與發展態勢，研究面向 2035 年的我國能源新技術新興產業發展方向，特別是“十四五”時期的發展目標與重點任務；明確具體的技術創新發展方向，提出工程 科技 攻關項目、重大工程和示範區建設以及相關政策的建議。
二、能源新技術的特點與產業內涵
（壹）能源新技術的特點
能源新技術具有***性特征 [4] ：①通過技術原理上的創新，解決所在技術領域發展的制約性問題；②具有優良的技術競爭力或技術優勢；③ 以相關成熟技術為發展基礎，具有較好的技術可行性；④ 具有較大的降低成本潛力，能結合較高的技術學習率，在技術發展規模迅速擴張的同時使成本隨之急劇下降，從而具備與傳統技術競爭而占據大量市場份額的能力。基於已有研究的定義 [7] ，本文進壹步將能源新技術明確為：不僅涉及可再生能源和核能領域，而且涵括非常規油氣資源開發、傳統化石能源的清潔高效轉化與利用、能源的傳輸以及終端用能等領域，是具有突破性或顛覆性的能源開發利用技術。
（二）能源新技術新興產業範疇與定位
作為新興產業，能源新技術產業的定位需準確反映能源發展的客觀規律，符合“推進能源生產和消費革命，構建清潔低碳、安全高效的能源體系”的國家重大需求，且充分體現能源產業新趨勢、新活力和新業態，有效促進綠色低碳成為經濟增長新動能。《國務院關於加快培育和發展戰略性新興產業的決定》將戰略性新興產業劃分為 7 個大類，其中涉及能源領域的主要有“新能源產業”和“節能環保產業”，其中“節能環保產業”僅涉及傳統工業利用過程的高效節能。《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》將新能源產業、節能環保產業和新能源 汽車 產業統稱為“綠色低碳產業”。因而，能源領域新興產業以往主要由“新能源產業”所指代。
能源本身並不涉及新的能源和舊的能源，只是能源技術存在先進程度的差異 [7~9]。僅用“新能源產業”壹詞，不能直接反映智能電網、儲能、分布式能源和微電網等產業，同時可再生能源產業發展也需要重視技術的先進性問題。“新能源產業”的定位由於聚焦於核能、太陽能、風能和生物質能等產業，容易忽視化石能源新技術的顛覆性作用（如頁巖油氣規模化開發技術、先進潔凈煤技術），而且將化石能源與非化石能源新技術的系統聯合與協同發展排除在外。國家能源局等壹些政府部門的政策文件將頁巖氣開發、智能電網納入戰略性新興產業，但關於能源領域新興產業的具體範疇仍不清晰。“新能源產業”定位過於狹窄，所統計的範圍不能充分體現能源新技術發展所帶來的能源轉型與產業變革。現有產業劃分與定位的局限性在壹定程度上阻礙了能源新技術的集成創新以及不同能源產業的協同發展，不利於全面推動能源生產和消費革命。
針對於此，本文提出宜拓展以往“新能源產業”所涵蓋的範圍與內涵 [7] ，同等重視化石能源的清潔高效利用以及核能與可再生能源的規模化發展，將能源領域新興產業統稱為“能源新技術產業”。與新興產業發展相關聯的能源新技術包括節能與提高能源效率技術，化石能源清潔高效開發與利用新技術，智能電網和儲能技術，非常規油氣資源、可再生能源規模化開發利用技術，自主創新的核電技術和核廢料處理技術，以及氫能和燃料電池、核聚變能、幹熱巖、天然氣水合物等相關前沿技術。
能源新技術新興產業主要涵蓋了煤炭清潔高效轉化與利用產業（以先進燃煤發電產業為重點）、非常規油氣開發利用產業（以非常規天然氣產業為重點，涉及頁巖氣、煤層氣、天然氣水合物產業）、能源互聯網與綜合能源服務產業（以能源互聯網、先進輸電、儲能、綜合能源服務產業為重點）、核能產業和可再生能源產業（以風力發電、太陽能光伏和光熱發電、生物質能、地熱能、氫能源與燃料電池產業為重點）。
三、能源新技術新興產業發展動態
（壹）發展現狀
1. 全球能源新技術新興產業
全球能源形勢正在發生深刻變化，非常規油氣資源的大規模開發支撐了美國“能源獨立”，部分國家核電供應能力不斷削減，以風力發電和太陽能發電為代表的可再生能源產業快速發展以及非常規油氣資源生產成為全球性趨勢，不斷改變著全球能源供需格局 [10] 。世界能源發展向綠色、低碳轉型，以“能源結構的低碳化轉變、能源發展方式向氣候和生態適應型轉變、從保障能源供應到實現能源服務的智能化轉變”為主要特征。各國致力於能源技術創新，推動能源低碳化和綠色可持續化發展。高度活躍的技術創新活動引發了能源開發利用方式的變革：全球能源供應能力隨著技術水平提升而得到顯著提高；清潔高效的化石能源開發利用技術賦予了化石能源新的競爭力，但減排尤其是減碳壓力仍然巨大；可再生能源技術已得到廣泛應用且成本不斷下降，實現可再生能源的大比例消納將是未來能源系統面臨的挑戰 [11] ；值得註意的是，氫能應用已經成為新興產業，涉及電力、供熱和燃料 3 個領域。
2. 我國能源新技術新興產業
當前，我國能源發展已轉向著力提升質量階段 [11] 。國內能源消費結構不斷優化，2018 年煤炭和石油以外的清潔能源占比已達 22.1%。能源供應結構朝著多元化方向發展。作為世界最大的可再生能源生產國，我國可再生能源產業發展迅速，相應新增發電裝機已經超過化石能源，2018 年可再生能源發電量在電能結構中的占比達到 26% [2] ，替代作用日益顯現。風力發電（占比 5.2%）、太陽能光伏發電（占比 2.5%）規模均達世界第壹，棄風限電形勢明顯好轉，光伏棄光電量和棄光率均有所降低。核電規模（占比 4.1%）穩定增長，核能多用途利用前景看好。能源互聯網和綜合能源服務產業蓬勃發展，能源基礎設施建設提速，保障了“壹帶壹路”倡議實施，促進了區域融合發展。
在技術層面，我國能源 科技 水平和創新能力持續提升，部分領域達到國際領先水平 [12] 。化石能源開發和利用效率進壹步提高，燃煤發電超低排放技術開始全面推廣。非常規天然氣開發利用技術不斷取得突破。電網與儲能工程技術水平持續提升，能源互聯網與儲能產業處於國際領先水平。核能和可再生能源產業技術創新能力也有所增強。
與此同時，我國能源新技術新興產業發展存在的問題也較為突出 [13] 。煤炭清潔高效轉化和利用整體水平有待提升，先進煤炭利用技術亟需進壹步研發突破與示範推廣；油氣供應安全問題突出，非常規油氣仍未實現大規模商業化開發，關鍵技術和體制機制方面的制約因素仍然存在；核電產業仍需進壹步規模化以保障安全高效發展；能源互聯網與綜合能源服務產業發展仍受制於技術、市場等多方面因素；可再生能源產業發展面臨的核心技術不足、並網消納困難等諸多問題仍有所體現。
（二）發展趨勢
1. 全球能源新技術新興產業
面向 2035 年，全球能源發展的主流仍是化石能源與非化石能源的協同發展 [13] 。在穩定性、經濟性和可獲得性方面，可再生能源存在明顯不足，全球壹次能源供應的主體在較長時期內仍將是技術穩定的化石能源。綠色、低碳能源在較長時期內是能源技術創新的主要方向，同時能源與信息、材料的深度融合，有望催生智慧能源網絡。能源領域的技術創新將為傳統產業的轉型升級註入新動力，推動智能制造、智能建築、智慧交通等新興領域的快速發展 [11] 。
2. 我國能源新技術新興產業
未來 10~15 年，我國能源生產和消費結構將繼續優化，但鑒於現有規模基礎，傳統化石能源在保障能源安全方面仍將持續發揮基礎性作用。頁巖氣、煤層氣等非常規油氣資源有望成為我國油氣工業的戰略性接替資源。核能產業是我國具有全球競爭力的高新技術領域，核能技術的研發與多用途利用將持續升溫。可再生能源產業作為化石能源的清潔替代方案，在增進能源供應能力、滿足對可持續性能源的需求、維護環境和氣候安全等方面意義重大，將持續處於快速上升期。能源互聯網為現代電力工業和綜合能源系統的變革指引了發展路徑。
四、 面向 2035 年的能源新技術新興產業發展戰略對策
（壹）能源新技術新興產業發展戰略思路
基於我國國情現實、能源發展客觀規律以及能源技術創新趨勢，能源新技術新興產業的發展需要同等重視化石能源和非化石能源新技術的顛覆性作用，持續優化能源生產和消費結構，著力提升能源利用效率和非化石能源的消費比重。加強能源 科技 基礎研究，大力開展前沿性技術創新，特別是交叉學科創新和顛覆性技術創新研究。推動能源與材料、信息的深度融合以及智能電網、智慧能源發展，構建清潔、低碳、高效、智能的現代綜合能源體系 [7,11]。
（二）“十四五”時期產業發展目標與任務
根據能源新技術新興產業所涵蓋的9個子產業，在“十三五”時期各產業發展的基礎上，進壹步分析“十四五”時期各產業應著力實現的具體發展目標和重點任務。
1. 煤炭清潔高效利用產業
發展目標：燃煤發電機組平均供電煤耗低於300 gce/(kW·h)，碳排放強度力爭下降到 825 g/(kW·h)左右；實現 5~10 MW 煤氣化燃料電池系統（IGFC）電站工程示範；建設 600 MW 等級的 700 超超臨界工程示範項目；建成百萬噸級 CO2 捕集、驅油與封存示範項目。
重點任務：①全面提升燃煤發電機組效率與汙染物排放控制水平，開發高效低成本的碳捕集、利用和封存技術；②開發高靈活性燃煤發電技術，研發煤與可再生能源耦合發電技術；③研發數字化、自學習、自適應、互動化特征顯著的智能發電技術；④加快實施“煤炭清潔高效利用”重大項目，加大IGCC/IGFC（整體煤氣化聯合循環發電系統，簡稱IGCC）研發投入。
2. 非常規天然氣開發利用產業
發展目標：頁巖氣產量達到 3 1010 ~5 1010 m3 ，地面煤層氣抽采產量達到 1.3 1010 m3 ；前瞻性布局天然氣水合物產業，加強天然氣水合物資源勘探，開采試驗技術力爭取得新突破。
重點任務：①加快川渝頁巖氣商業開發基地建設，實現頁巖氣產量快速增長；②加快常壓、深層、陸相等新類型頁巖氣示範區建設，推動頁巖氣產業向多地區、多領域拓展；③繼續推進沁水盆地、鄂爾多斯盆地東緣兩個煤層氣產業化基地建設；④加快南方二疊系、鄂爾多斯盆地低階煤等新區和新層系開發試驗，形成新的煤層氣產業化基地；⑤海陸並舉，前瞻性布局天然氣水合物產業，加快資源評價和技術研發力度。
3. 能源互聯網與綜合能源服務產業
發展目標：建成泛在電力物聯網，初步形成***建、***治、***贏的能源互聯網生態圈，引領能源生產、消費變革，實現涉電業務線上率達到 90%。
重點任務：①研究適應全球能源互聯網發展特點的智慧城市新基礎設施體系；②輸電線路升級改造逐步采用超導輸電技術；③全面深度感知源網荷儲設備運行、狀態和環境信息，重點通過虛擬電廠和多能互補方式提高分布式能源的友好並網水平和電網可調控容量占比；④采用優化調度實現跨區域送受端協調控制，基於電力市場實現集中式省間交易和分布式省內交易，促進清潔能源消納；⑤開發多類型、大容量、低成本、高效率、長壽命的先進儲能系統。
4. 核能產業
發展目標：建成核電裝機容量9.4 107 ~1 108 kW；建成壓水堆投運容量 7.2 106 ~9.6 106 kW；建成先進堆投運容量 6 106 kW。
重點任務：①自主三代壓水堆核電技術實現型譜化開發、批量化建設；②小型多用途核反應堆技術開拓核能應用範圍與應用領域；③第四代先進核能技術與壓水堆協調發展，打造可持續發展模式；④發展穩態、高效、安全、實用的核聚變技術。
5. 風電產業
發展目標：累計裝機容量達到 3.5 108 kW，其中海上風電為 2 107 kW；陸上風電項目全面實現競價上網，海上風電項目平準化度電成本顯著下降。
重點任務：①優化產業空間布局，加快發展陸上分散式風電；②積極有序推進海上風電建設；③加強就地就近利用，落實解決消納難題；④加強基礎***性技術研究，形成產業發展的完整研發制造體系；⑤強化市場競爭機制，積極促進風電產業與金融體系的融合。
6. 太陽能光電產業
發展目標：太陽能光伏發電累計裝機容量接近400 GW，太陽能光熱發電裝機容量累計為 5 GW。
重點任務：①大力發展分布式光伏發電；②完善消納保障機制，保消納、保裝機；③進壹步提高太陽電池及組件效率，降低度電成本；④規模化發展長儲熱小時數的融鹽塔式技術，進壹步降低導熱油槽式電站的成本電價；⑤發展太陽能跨季節儲熱采暖技術；⑥積極參與全球市場。
7. 生物質能產業
發展目標：垃圾焚燒發電實現清潔運行並在生物質發電中占據主導地位；生物質成型燃料年利用量為 4 107 t，生物質發電和供熱成本逼近燃煤發電和供熱成本。
重點任務：①建立生物質資源分布及其物化特性數據庫；②研發生物質高效熱電聯產、熱電多產品聯產和垃圾清潔焚燒發電聯合多產品生產技術；③生物質成型燃料重點研發成型燃料工業化生產關鍵技術和高效清潔化利用；④生物質交通燃料重點推進纖維乙醇產業化，建立生物柴油成熟的商業運營模式，研發生物質高效轉化技術。
8. 地熱能產業
發展目標：新增地熱能供暖（制冷）面積為1 109 m2 ；新增地熱發電裝機容量 500 MW；地熱能年利用量折合 1 108 tce。
重點任務：①優先開展地熱資源潛力勘查與選區評價；②積極推進地熱供熱（制冷），改善供熱結構，滿足清潔用能需求；③針對不同熱儲類型加強技術攻關，突破***性關鍵技術；④加強地熱發電技術攻關，推動地熱高效利用；⑤大力發展梯級利用和“地熱 +”，增強地熱能的市場競爭力。
9. 氫能源與燃料電池產業
發展目標：完善制氫、加氫等配套基礎設施，累積建成加氫站 300 座以上，實現氫氣供需基本平衡；關鍵核心零部件批量化技術大幅提高，基本掌握氫能產業鏈核心技術；實現城市氫能應用場景多元化。
重點任務：①氫能基礎設施全局規劃、合理布局，規範化建設、規模化推進；②加強燃料電池系統集成；③在大型工業園區開展副產氫 + CO2 捕獲和封存技術（CCS）、加氫站及燃料電池貨運車示範；④在沿海城市開展可再生能源電解制氫、加氫站及燃料電池公交車、大巴示範應用；⑤特殊交通運輸工具用燃料電池示範應用；⑥在邊緣城市和工礦企業開展百千瓦級燃料電池分布式電站應用。
（三）面向 2035 年的創新方向與工程 科技 支撐
1. 關鍵技術方向
綜合研判，面向 2035 年的我國能源新技術新興產業關鍵技術發展方向見表 1，***有 41 項具體技術。
表 1 我國能源新技術新興產業關鍵技術發展方向
（續表）
2. 設立工程 科技 攻關項目
從國家層面支持和推動設立工程 科技 攻關項目（見表 2），對能源領域具有前瞻性、先導性和 探索 性的重大關鍵技術開展集中攻關，提升技術水平和自主創新能力，進而有效支撐中長期能源新技術及產業的發展。
表 2 能源新技術新興產業發展相關工程 科技 攻關項目
3. 設立多能互補分布式能源重大工程
國內對單壹能源技術及其控制研究已經比較成熟，但缺乏對多種能源技術的集成應用技術，以及以分布式能源為基礎的微電網基礎理論和工程實踐問題研究 [13] 。分布式供能系統是未來能源系統的重要發展方向，具有環保、經濟、分散、可靠和靈活等特點，可滿足高耗能行業以及工業園區、公***、商業和民用建築的多能源聯供需求，具有巨大的技術提升空間和市場潛力。設立重大工程，以示範為基礎，建設多能互補分布式供能系統，這是構建“互聯網 +”智慧能源系統的重要任務，有利於提高能源供需協調能力，推動能源清潔生產和可再生能源就近消納，提高能源系統綜合效率。
工程任務：①優化布局建設分布式供能系統基礎設施；②開展分布式供能基礎理論、核心技術和系統集成研究；③研制高水平獨立微網變流器、控制器等關鍵設備；④通過獨立微網系統集成和能效管理關鍵技術，實現多能協同供應和能源梯級利用；⑤形成適合終端用戶和大型能源基地的多能互補分布式供能系統；⑥為城鎮、海島（礁）、極區及邊遠地區提供整體能源解決方案。
重點任務：①中東部終端多能互補分布式供能系統；②大型能源基地多能互補分布式供能系統。
4. 設立能源新技術集成創新示範區
（1）河北雄安新區能源新技術集成創新示範區
河北雄安新區及其周邊地區現有開發程度較低，發展空間充裕，具備高起點、高標準開發建設的基本條件。以河北雄安新區為主建設能源新技術集成創新示範區，助力建設綠色智慧新城，打造生態城市，發展高端高新產業，帶動河北南部地區乃至華北腹地的發展，建成與生態文明發展要求相適應的綠色低碳發展模式。
工程任務：①建設河北雄安新區智慧能源綜合服務平臺；②完成新建核電廠的供熱總體規劃方案及泳池式低溫供熱堆；③加快推進風電開發與配套電網建設協調發展；④加速推動區域太陽能全產業鏈的協調發展；⑤推進高效清潔的垃圾發電項目、建設玉米 / 小麥整株燃料乙醇和沼氣生物煉制工程；⑥發展規模化分布式可再生能源並網技術與裝備；⑦加大勘查力度，重點開展雄安新區多層水熱型熱儲綜合利用 [14] ；⑧布局包括制氫、運氫、加氫儲氫、用氫在內的全產業鏈建設。
（2）華南沿海地區能源新技術集成創新示範區《粵港澳大灣區發展規劃綱要》《國家生態文明試驗區（海南）實施方案》《關於支持深圳建設中國特色 社會 主義先行示範區的意見》均提出了發展綠色低碳產業的要求。基於良好的區域優勢、政策優勢和能源產業基礎，以粵西南地區（包括海南）為主建設華南沿海地區能源新技術集成創新示範區，為沿海區域低碳經濟發展提供參考範例。
工程任務：①建設跨區域“互聯網 +”能源綜合運營服務平臺；②完成現有核電機組建設，同時選址新建核電項目；③積極有序推進陸 / 海上風電開發建設，促進風電就地就近消納利用；④光伏產業與其他產業互為補充，多種形式發展太陽能光電；⑤推進高效清潔的垃圾發電項目，開發蔗渣 / 稻稈燃料乙醇和多原料沼氣生物煉制工程；⑥勘探地熱資源及分布特點，建成地熱利用示範工程；⑦重點突破規模化分布式可再生能源並網技術與裝備 [14] ；⑧構建智慧能源體系，實現不同能源形式相互轉化，提高能源的整體利用效率；⑨建設能源（氫能、電能）與交通融合的“綠色海南”，打造零排放智能交通海南島自貿示範區。
五、對策建議
我國能源新技術新興產業發展已經具備良好的基礎，但作為戰略性新興產業，其發展壯大仍然面臨成本、市場、政策等多重因素的制約 [15] 。為促進我國能源新技術新興產業的高質量發展，亟待加強面向 2035 年的頂層設計與規劃。
（1）重新明確能源領域新興產業範疇與定位，在各級政府出臺的戰略性新興產業發展規劃中，將“新能源產業”調整為“能源新技術產業”，將節能產業從“節能環保產業”中獨立並整合到“能源新技術產業”，精準布局能源新技術及產業的發展方向。
（2）理順能源產業管理的體制機制，加強能源新技術新興產業的統計體系建設，保持能源規劃目標與政策的壹致性、延續性和有效性，避免產業政策“令出多門”以及規劃目標調整過於頻繁，確保能源新技術產業相關規劃的權威性，完善能源市場準入政策 [7] 。
（3）高度重視並準確評估能源領域 科技 攻關項目或重大工程“落地方案”，確保項目實施的可行性和可操作性。強化企業在能源技術創新決策、研發投入、科研組織和成果應用中的主體作用。大幅度提高能源新技術研發投入，強化關鍵核心技術攻關與項目立項，精準布局重大工程與示範區建設。