氫能源燃料電池之能源技術任務

1）煤炭無害化開采技術創新：

　　加快隱蔽致災因素智能探測、重大災害監控預警、深部礦井災害防治、重大事故應急救援等關鍵技術裝備研發及應用，實現煤炭安全開采。

　　加強煤炭開發生態環境保護，要點研發井下采選充一體化、綠色有效充填開采、無煤柱連續開采、保水開采、采動損傷監測與控制、礦區地表修復與重構等關鍵技術裝備，基本建成綠色礦山。

　　提升煤炭開發效率和智能化水平，研發有效建井和快速掘進、智能化工作面、特殊煤層高回收率開采、煤炭地下氣化、煤系共伴生資源綜合開發利用等技術，煤礦區基本實現工作面無人化，全國采煤機械化程度達到95%以上。

　　2）非常規油氣和深層、深海油氣開發技術創新：

　　深入開展頁巖油氣地質理論及勘探技術、油氣藏工程、水平井鉆完井、壓裂改造技術研究并自主研發鉆完井關鍵裝備與材料，完善煤層氣勘探開發技術體系，實現頁巖油氣、煤層氣等非常規油氣的有效開發，保障產量穩步增長。

　　突破天然氣水合物勘探開發基礎理論和關鍵技術，開展先導鉆探和試采試驗。

　　掌握深-超深層油氣勘探開發關鍵技術，勘探開發埋深突破8000米領域，形成6000~7000米有效開發成熟技術體系，勘探開發技術水平總體達到國際靠前。

　　提升深海油氣鉆采工程技術水平及裝備自主建造能力，實現3000米、4000米超深水油氣田的自主開發。

　　3）煤炭清潔有效利用技術創新：

　　加強煤炭分級分質轉化技術創新，研究煤氣化、大型煤炭熱解、焦油和半焦利用、氣化熱解一體化、氣化燃燒一體化等技術，開展3000噸/天及以上煤氣化、百萬噸/年低階煤熱解、油化電聯產等示范工程。

　　開發清潔燃氣、超清潔油品、航天和軍用特種油品、重要化學品等煤基產品生產新工藝技術，研究有效催化劑體系和反應器。

　　加強煤化工與火電、煉油、可再生能源制氫、生物質轉化、燃料電池等相關能源技術的耦合集成，實現能量梯級利用和物質循環利用。

　　研發適用于煤化工廢水的全循環利用“零排放”技術，加強成本控制和資源化利用，完成大規模工業化示范。

　　進一步提高常規煤電參數等級，積極發展新型煤基發電技術，提升煤電能效水平；研發污染物一體化脫除等新型技術，不斷提高污染控制效率、降低污染控制成本和能耗。

　　4）二氧化碳捕集、利用與封存技術創新：

　　研究CO2低能耗、大規模捕集技術，研究CO2驅油利用與封存技術、CO2驅煤層氣與封存技術、CO2驅水利用與封存技術、CO2礦化發電技術CO2化學轉化利用技術、CO2生物轉化利用技，研究CO2礦物轉化、固定和利用技術，研究CO2安全可靠封存、監測及運輸技術，建設百萬噸級CO2捕集利用和封存系統示范工程，全流量的CCUS系統在電力、煤炭、化工、礦物加工等系統獲得覆蓋性、常規性應用，實現CO2的可靠性封存、監測及長距離安全運輸。

　　5）核能技術創新：

　　開展深部及非常規鈾資源勘探開發利用技術研究，實現深度1000米以內的可地浸砂巖開發利用，開展黑色巖系、鹽湖、海水等低品位鈾資源綜合回收技術研究。實現自主核燃料元件的示范應用，推進事故容錯燃料元件（ATF）、環形燃料元件的輻照考驗和商業運行，具備核燃料研發設計能力。

　　在第三代壓水堆技術處于國際水平基礎上，推進快堆及模塊化小型堆示范工程建設，實現超高溫氣冷堆、熔鹽堆等新一代堆型關鍵技術設備材料研發的重大突破。開展聚變堆芯燃燒等離子體的實驗、控制技術和聚變示范堆DEMO的設計研究。

　　6）乏燃料后處理與高放廢物安全處理處置技術創新：

　　推進大型商用水法后處理廠建設，加強燃料循環的干法后處理研發與攻關。開展高放廢物處置地下實驗室建設、地質處置及安全技術研究，完善高放廢物地質處置理論和技術體系。

　　圍繞高放廢液、高放石墨、α廢物處理，以及冷坩堝玻璃固化高放廢物處理等方面加強研發攻關，爭取實現放射性廢物處理水平進入國家行列。

　　研究長壽命次錒系核素總量控制等放射性廢物嬗變技術，掌握次臨界系統設計和關鍵設備制造技術，建成外源次臨界系統工程性實驗裝置。

　　7）有效太陽能利用技術創新：

　　深入研究更有效、更低成本晶體硅電池產業化關鍵技術，開發關鍵配套材料。研究碲化鎘、銅銦鎵硒及硅薄膜等薄膜電池產業化技術、工藝及設備，大幅提高電池效率，實現關鍵原材料國產化。

　　探索研究新型有效太陽能電池，開展電池組件生產及應用示范。

　　掌握高參數太陽能熱發電技術，推動產業化應用，開展大型太陽能熱電聯供系統示范，實現太陽能綜合梯級利用。

　　突破太陽能熱化學制備清潔燃料技術，研制出連續性工作樣機。

　　研究智能化大型光伏電站、分布式光伏及微電網應用、大型光熱電站關鍵技術，開展大型風光熱互補電站示范。

　　8）大型風電技術創新：

　　研究適用于200~300米高度的大型風電系統成套技術，開展大型高空風電機組關鍵技術研究，研發100米級及以上風電葉片，實現200~300米高空風力發電推廣應用。深入開展海上典型風資源特性與風能吸收方法研究，自主開發海上風資源評估系統。突破遠海風電場設計和建設關鍵技術，研制具有自主知識產權的10MW級及以上海上風電機組及軸承、控制系統、變流器、葉片等關鍵部件，研發基于大數據和云計算的海上風電場集群運控并網系統，實現廢棄風電機組材料的無害化處理與循環利用，保障海上風電資源的有效、大規模、可持續開發利用。

9）氫能與燃料電池技術創新：

　　研究基于可再生能源及核能的制氫技術、新一代煤催化氣化制氫和甲烷重整/部分氧化制氫技術、分布式制氫技術、氫氣純化技術，開發氫氣儲運的關鍵材料及技術設備，實現大規模、低成本氫氣的制取、存儲、運輸、應用一體化，以及加氫站現場儲氫、制氫模式的標準化和推廣應用。

　　研究氫氣/空氣聚合物電解質膜燃料電池（PEMFC）技術、甲醇/空氣聚合物電解質膜燃料電池（MFC）技術，解決新能源動力電源的重大需求，并實現PEMFC電動汽車及MFC增程式電動汽車的示范運行和推廣應用。

　　研究燃料電池分布式發電技術，實現示范應用并推廣。

　　10）生物質、海洋、地熱能利用技術創新：

　　突破生物質能源與化工技術，開展生物航油(含軍用)、纖維素乙醇、綠色生物煉制大規模產業化示范，研究新品種、有效率能源植物，建設生態能源農場，形成生物能源化工產業鏈和生物質原料可持續供應體系。

　　加強海洋能開發利用，研制有效率的波浪能、潮流能和溫（鹽）差能發電裝置，建設兆瓦級示范電站，形成完整的海洋能利用產業鏈。

　　加強地熱能開發利用，研發水熱型地熱系統改造及增產技術，突破干熱巖開發關鍵技術裝備，建設兆瓦級干熱巖發電和地熱綜合梯級利用示范工程。

　　11）有效燃氣輪機技術創新：

　　深入研究燃氣輪機材料與智能制造、機組設計、有效清潔燃燒等關鍵技術，開展燃氣輪機整機試驗，突破高溫合金渦輪葉片和設計技術等燃氣輪機產業發展瓶頸，自主研制的微小型、工業驅動用中型燃氣輪機和重型燃氣輪機，實現燃氣輪機關鍵材料與部件、試驗、設計、制造及維修維護的自主化。

　　12）儲能技術創新：

　　研究太陽能光熱有效利用高溫儲熱技術、分布式能源系統大容量儲熱（冷）技術，研究面向電網調峰提效、區域供能應用的物理儲能技術，研究面向可再生能源并網、分布式及微電網、電動汽車應用的儲能技術，掌握儲能技術各環節的關鍵核心技術，完成示范驗證，整體技術達到國際水平，國際儲能技術與產業發展。

　　積極探索研究高儲能密度低保溫成本儲能技術、新概念儲能技術（液體電池、鎂基電池等）、基于超導磁和電化學的多功能全新混合儲能技術，爭取實現重大突破。

　　13）現代電網關鍵技術創新：

　　掌握柔性直流輸配電技術、新型大容量高壓電力電子元器件技術；開展直流電網技術、未來電網電力傳輸技術的研究和試驗示范；突破電動汽車無線充電技術、高壓海底電力電纜關鍵技術，并推廣應用；研究高溫超導材料等能源裝備部件關鍵技術和工藝。

　　掌握適合電網運行要求的低成本、量子級的通信安全工程應用技術，實現規模化應用。

　　研究現代電網智能調控技術，開展大規模可再生能源和分布式發電并網關鍵技術研究示范；突破電力系統全局協調調控技術，并示范應用；研究能源大數據條件下的現代復雜大電網的仿真技術；實現微電網/局域網與大電網相互協調技術、源-網-荷協調智能調控技術的充分應用。

　　14）能源互聯網技術創新：

　　能源互聯網是一種互聯網與能源生產、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合的能源產業發展新業態。

　　推動能源智能生產技術創新，研究可再生能源、化石能源智能化生產，以及多能源智能協同生產等技術。

　　加強能源智能傳輸技術創新，研究多能協同綜合能源網絡、智能網絡的協同控制等技術，以及能源路由器、能源交換機等核心裝備。

　　促進能源智能消費技術創新，研究智能用能終端、智能監測與調控等技術及核心裝備。推動智慧能源管理與監管手段創新，研究基于能源大數據的智慧能源精準需求管理技術、基于能源互聯網的智慧能源監管技術。

　　加強能源互聯網綜合集成技術創新，研究信息系統與物理系統的有效集成與智能化調控、能源大數據集成和安全共享、儲能和電動汽車應用與管理以及需求側響應等技術，形成較為完備的技術及標準體系，帶領世界能源互聯網技術創新。

　　15）節能與能效提升技術創新：

　　加強現代化工業節能技術創新，研究有效工業鍋（窯）爐、新型節能電機、工業余能深度回收利用以及基于信息技術的工業系統節能等技術并開展工程示范。

　　開展建筑工業化、裝配式住宅，以及有效智能家電、制冷、照明、辦公終端用能等新型建筑節能技術創新。

　　推動有效節能運輸工具、制動能量回饋系統、船舶推進系統、數字化岸電系統，以及基于信息技術的交通運輸系統等節能技術創新。

　　加強能源梯級利用等全局優化系統節能技術創新，開展散煤替代等能源綜合利用技術研究及示范，對我國實現節能減排目標形成有力支撐。