5月8—9日,由中国电力企业联合会主办的第二届电力行业科技创新大会在广州成功举办。大会以“创新驱动发展 智能引领未来”为主题,汇聚行业智慧,科学研判电力行业发展新趋势,共商科技创新突破新路径,共绘行业高质量发展新蓝图,为服务科技强国战略贡献电力力量。
以科技创新推进能源电力加快转型升级
当前,在全球应对气候变化的挑战下,各国积极推动能源转型升级,加快布局清洁能源和低碳技术。然而,在转型的过渡期,能源安全韧性备受拷问。今年2月25日智利突发大规模异常停电,近期,突如其来的大规模停电席卷西班牙和葡萄牙,类似事件在全球范围内频频发生,深刻揭示了能源转型进程中潜藏的系统性风险。面对电力系统转型之路所面临的安全、低碳、经济的“能源三角悖论”,以科技创新破解能源转型发展瓶颈是必由之道。
近年来,我国电力行业科技创新实力显著增强,建成风电、光伏全产业链研发、设计和制造体系,全面掌握大型三代压水堆和高温气冷堆第四代核电技术,高参数煤电、百万千瓦级水电、特高压输电等技术国际领先,建成了世界上最大的清洁电力供应体系。目前,我国已成为全球新能源并网规模最大、发展速度最快的国家,可再生能源新增装机连续两年突破3亿千瓦,占全球新增装机的50%,科技创新有力支撑电力安全稳定供应和绿色低碳发展。2024年,电力行业获国家自然科学奖1项、国家科技进步奖13项、国家技术发明奖3项,获奖数量占比6.8%,在全国各行业中名列前茅。
原创性重大科技攻关发挥示范带动效应
在新型电力系统建设加快落地过程中,许多技术探索进入“无人区”,亟须聚焦重点领域、关键技术全力开展原创性科技攻关,加快形成先进前沿创新技术,积极发挥行业示范带动效应。
中国电力企业联合会面向全行业征集100项重大科技创新成果并汇编成册,在大会现场展览展示36家大型电力、科技企业的重大科技创新工作、26项近两年的电力创新大奖代表项目,并发布5项重大电力科技创新成果。
先进装备是构建新型电力系统的重要物质基础。“构建新型电力系统是一个系统工程,要以系统技术的创新引领装备技术的发展,通过装备技术创新来实现新型电力系统构建。”国家电网公司副总经理、党组成员陈国平表示。
荣获2023年度国家科技进步奖一等奖的成果“海上风电安全高效开发成套技术和装备及产业化”是我国电力装备创新的突出代表。海上风电是高度契合能源低碳转型和海洋强国两大战略的新兴战略性产业,海上风电的发展对于实现“双碳”目标具有重要意义。与欧洲相比,我国海上风电发展面临着复杂的挑战,需要通过技术和装备的自主研发来推动海上风电走向高效、优质、低成本、规模化开发的道路。该项目经过20年科技攻关和工程实践,创新海上风电新型基础结构,创立设计理论方法体系,提出施工安装成套技术,创建机组抗台风与智慧运维技术体系,攻克海上风电电力集中送出关键技术,应用于我国70%以上海上风电项目,支撑我国海上风电装机跃居世界第一。
“该研发项目在海上风电结构、设计、施工、机组、集中送出等海上风电全产业链上取得了多项重大突破,形成了自主创新的成套技术和装备,支撑我们国家海上风电装机超过3000万千瓦,推动我国海上风电技术和产业实现由‘跟跑、并跑到领跑’。”长江三峡集团上海勘测设计研究院总工程师林毅峰在现场详细介绍项目创新亮点时表示。
超导技术是材料与能源交叉领域的战略前沿技术,《中国制造2025》明确要求突破大功率电力电子器件、高温超导材料等关键元器件和材料的制造及应用技术,形成产业化能力。
超导电缆被誉为下一代战略性输电技术,可代替4-6回常规电缆的输送容量,能破解城市负荷中心供电紧张与用地稀缺之间的矛盾。国家电网历经8年全产业链协同攻关,在大电流超导带材制备、大长度超导电缆及终端制造、城市复杂环境无损敷设等方面取得技术突破,建成全球输送容量最大、距离最长、接头数量最多且实现全商业化运行的超导电缆输电项目,稳定运行超三年时间。国家电网上海市电力公司总工程师刁冠勋在会上介绍了“35千伏长距离高温超导电缆关键技术与工程应用”的实践成果:“2021年12月22日投运以来,经历了2022年夏季的极端高温,2023年8月18日实现了满负荷运行,2024年12月实现安全稳定运行1000天。以该工程为引领,也带来了超导带材、技术装备等多环节的进步。”
在新型电力系统,传统电源的角色不可或缺,并且将以全新的定位在电力系统中发挥重要作用。不久前,国家发展改革委、国家能源局联合印发《新一代煤电升级专项行动实施方案(2025—2027年)》,围绕清洁降碳、安全可靠、高效调节、智能运行等方向对煤电的转型升级提出了新要求。
华能集团开展的“新一代低能耗燃烧后碳捕集关键技术及应用”是新一代煤电升级改造的典型之一。碳捕集利用与封存是化石能源大规模低碳利用的主要途径,是我国实现“双碳”目标不可或缺的战略性技术。新一代低能耗燃烧后碳捕集技术首创含氧复杂烟气条件下低能耗、抗氧化、低损耗液-液相变型二氧化碳吸收剂,开发了捕集装置防腐除垢、吸收剂降解抑制和净化技术,发明了富液浓缩变换等多项碳捕集工艺以及特大型分离塔器、高效分相器、高效传热传质元件等先进装备,以及适应火电灵活调峰的碳捕集系统设计优化模型及全系统动态灵活调控方法。项目成果可有效降低再生热耗,在国际上率先实现工业应用,引领了碳捕集技术发展。
此外,南方电网研发的“电鸿物联操作系统”作为能源行业首个实现云边端同构化的统一物联操作系统,系统性解决了电力设备多元化场景下的终端间操作系统割裂、互操作性差的难题,突破传统操作系统资源利用率低、响应延迟高的技术瓶颈;华电集团研制的“自主可控重型燃气轮机智能化控制系统”作为国内首套重型燃机控制系统,构建了完善的燃机全生命周期运维技术体系,打破了国外技术垄断,为国内重型燃机运行维护、先进控制、智慧电厂等一系列创新工作奠定了基础,加快了重型燃机国产化与智能化进程。
人工智能激发电力科技创新浪潮
近年来,以人工智能为代表的数字技术颠覆性创新不断涌现,成为推动新质生产力加快形成的强大力量。随着能源变革的深入推进,智能电网、新型储能、虚拟电厂等新技术、新业态、新模式持续涌现,人工智能等数字技术的迅速发展和与电力各领域的融合创新,激发起电力科技创新的新浪潮。
本次大会,杭州宇树科技有限公司副总经理杜鑫峰介绍了机器人具身智能的发展与展望,展示了机器人自主充电、快速更换电池、毫不费力地翻山越岭、在工业阶梯上自如行走、突破障碍、轻松跨越乱木堆、负重爬陡峭山体等强大性能。近年来,机器人在电力行业的应用不断扩大,在输电线路巡检、变电站巡视、智能安全监测、故障诊断与处理等方面发挥了重要作用,成为电力行业培育新质生产力、推动技术进步的一股重要力量。
展会现场,来自南方电网广东电网有限责任公司的机器人和四足巡维智慧狗“吠云”向嘉宾展示技能。本次大会同步推出“电力行业重大科技创新工作成果展”,该展览专门设置电力作业机器人展。在现场,该展区吸引了众多参会代表的目光,来自南方电网广东电网有限责任公司的机器人在现场灵活自如地做出各种动作。广东电网公司构建起“天—空—地”立体智能协同巡检体系,以及设备操作、检修、基建施工及安全监管等多场景无人作业体系,推进电网高频次、高危险及高负荷工作实现“机器替代”,体现了电力行业与国家新型工业体系建设的深度融合。
(来源:中国电力企业联合会)