國家能源局關于印發

《能源技術創新“十三五”規劃》的通知

各省、自治區、直轄市及計劃單列市、新疆生產建設兵團發展改革委（能源局）、各有關中央企業：

為踐行能源“四個革命、一個合作”的戰略思想，貫徹能源發展規劃總體要求，進一步推進能源技術革命，發揮科技創新在全面創新中的引領作用，國家能源局組織編制了《能源技術創新 “十三五”規劃》，現印發你們，請認真組織實施。

國家能源局

2016年12月30日

《能源技術創新“十三五”規劃》

前 言

《能源技術創新“十三五”規劃》（以下簡稱《規劃》）按照《國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》、《能源發展“十三五”規劃》要求，旨在發揮科技創新的引領作用，增強能源自主保障能力，提升能源利用效率，優化能源結構，推進能源技術革命。《規劃》分析了能源科技發展趨勢，以深入推進能源技術革命為宗旨，明確了 2016 年至 2020 年能源新技術研究及應用的發展目標。按照當前世界能源前沿技術的發展方向以及我國能源發展需求，聚焦于清潔高效化石能源、新能源電力系統、安全先進核能、戰略性能源技術以及能源基礎材料五個重點研究任務，推動能源生產利用方式變革，為建設清潔低碳、安全高效的現代能源體系提供技術支撐。

本《規劃》是《能源技術革命創新行動計劃（2016-2030 年）》在“十三五”期間的階段性目標，是未來五年推進能源技術革命的重要指南，按照應用推廣一批、示范試驗一批、集中攻關一批的要求，針對能源技術創新中亟需突破的前沿技術規劃了重點任務。

一、能源科技發展形勢

隨著新一輪工業革命興起，應對氣候變化日益成為全球共識，能源技術正在成為引領能源產業變革、實現創新驅動發展的源動力。尊重能源科技創新規律，把握世界能源技術發展趨勢，重視能源科技創新體系的建立和完善，提高能源技術創新能力和裝備制造水平，通過能源技術革命促進能源生產和消費模式的轉變已成為我國能源產業歷史性選擇。

（一）世界能源科技發展現狀與趨勢

當前，以新興能源技術為代表的新一輪科技革命和產業變革正在興起，正在并將持續改變世界能源格局。非常規油氣和深水油氣、化石能源清潔高效利用、可再生能源、智能電網、安全先進核能等一大批新興能源技術正在改變傳統能源格局。

傳統能源的清潔高效開發、轉化、利用成為主要發展趨勢。在勘探開發領域，頁巖油氣和致密油氣等非常規油氣資源成為油氣產量的新增長點，復合開采成為整個石油開采的主要方向，深水油氣勘探開發向海底化、智能化方向發展。在加工利用領域，劣質原油提質技術、清潔燃油生產技術、煤基多聯產技術、煤氣化技術、煤制化學品正成為能源科技主攻方向。火力發電技術正朝著清潔、高效、節能、節水的方向發展，主要國家均在開展 700℃超超臨界燃煤發電技術研發，整體煤氣化聯合循環技術、碳捕集與封存技術、富氧燃燒技術正在快速發展。

可再生能源發電與現代電網的融合是世界能源可持續轉型的核心。太陽能光伏發電技術繼續沿著高效率、低成本方向持續進步，太陽能熱發電技術開始規模化示范；風力發電繼續向大型化、智能化和高可靠性方向發展，遠海和高空風能開發開始提上日程；可再生能源綜合利用技術朝著多能互補、冷熱電聯產綜合利用方向發展。現代電網向著智能化、混合化的方向發展，呈現大電網和微型電網并行發展的格局，融合分布式可再生能源的微電網技術、直流電網模式及交直流混合電網模式成為未來電網形態的重要趨勢，大容量柔性直流輸電技術、直流電網技術和超導直流輸電技術等均得到快速發展，先進電力電子裝置在可再生能源發電和智能電網建設方面發揮關鍵性作用，多種儲能技術已進入應用階段但還需提升經濟性。

核能利用的關鍵是安全。不斷完善的第三代核電技術逐漸成為新建核電機組的主流，第四代核電技術、模塊化小型堆技術、先進核燃料及其循環技術正在快速興起，對在役核電機組進行延壽也是核電發展的重要環節。

能源基礎材料是能源技術發展的基石。燃煤發電機組和燃氣輪機對高溫材料、大型構件用金屬材料提出了更高要求，安全先進核電的發展需要更可靠的核級材料，對可再生能源高效利用的需求促使新型高分子材料、新型電池材料不斷涌現，能源轉換和傳輸形式的發展帶動了新型儲能材料、高效催化劑材料、先進電力電子器件的創新。

在戰略層面，主要能源大國均制定政策措施加強技術創新，積極部署發展清潔能源技術，著力通過提升能源產業結構開辟新的經濟增長點。歐盟通過制定《2050 能源科技路線圖》提出太陽能、風能、智能電網、生物能源、碳捕集與封存、核聚變以及能源效率等為主攻方向的發展思路，突出可再生能源在能源供應中的主體地位。日本先后出臺《面向 2030 年能源環境創新戰略》和《能源基本計劃》，提出能源保障、環境、經濟效益和安全并舉的方針，繼續支持發展核能，推進節能和可再生能源，發展儲能技術，規劃綠色能源革命的發展路徑。美國發布了《全面能源戰略》，并陸續出臺提高能效、發展太陽能、四代和小型模塊化核能等清潔電力新計劃。

縱觀全球能源技術發展動態和主要能源大國推動能源科技創新的舉措，可以得到以下結論和啟示：一是能源科技創新進入高度活躍期，新興能源技術正以前所未有的速度加快對傳統能源技術的替代，對世界能源格局和經濟發展將產生重大而深遠的影響。二是綠色低碳是能源科技創新的主要方向，重點集中在傳統化石能源清潔高效利用、新能源大規模開發利用、核能安全利用、能源互聯網和大規模儲能技術、先進能源裝備及關鍵材料等領域。三是世界主要國家均把能源技術視為新一輪科技革命和產業革命的突破口，制定各種政策措施搶占發展制高點，增強國家競爭力并保持領先地位。

（二）我國能源科技發展現狀與趨勢

“十二五”期間，我國能源技術自主創新能力和裝備國產化水平顯著提升，部分領域達到國際先進水平，但還需緊跟能源產業轉型升級步伐，集中力量突破重大關鍵技術瓶頸，為全面構建我國安全、綠色、低碳、經濟和可持續的現代能源產業體系提供技術支撐。

非常規和難開采油氣勘探開發應用總體上達到國際先進水平，基本形成適合我國陸相儲層的有效致密氣勘探開發技術，初步掌握淺層海相頁巖氣成套開發技術和致密油開發關鍵技術，高煤階煤層氣勘探開發技術基本成熟，3000 米深水半潛式鉆井船等裝備實現自主化，建立了淺層超稠油油藏經濟高效開發技術體系。煤炭綠色開采和高效利用快速發展，年產千萬噸級綜采成套設備、年產 2000 萬噸級大型露天礦成套設備實現國產化，智能工作面技術達到國際先進水平。煤制清潔燃料和化學品技術、低階煤分級分質利用得到快速發展，煤炭氣化、液化、熱解等已實現產業化。具有完全自主知識產權的千萬噸級煉油技術，劣質油加工技術取得突破。生物質能源替代化石能源初見成效。超超臨界機組實現自主開發，大型循環流化床發電、大型 IGCC、大型褐煤鍋爐已具備自主開發能力，CO2利用技術研發和 CO2封存示范工程順利推進。燃氣輪機設計體系基本建立，初溫和效率進一步提升，天然氣分布式發電開始投入應用。

可再生能源發電技術已顯著縮小了與國際先進水平的差距，光伏、風電等產業化技術和關鍵設備與世界發展同步。晶體硅太陽電池產業化技術取得重大突破，形成晶體硅太陽電池產業化技術體系；太陽能熱發電技術取得了長足進步。建立了大功率風電機組整機設計制造技術體系,3～6MW 的海上風電機組實現示范應用，大型風電場運行管理等關鍵技術開始實際應用。

電網的總體裝備和運維水平處于國際前列。電網技術與信息技術的融合不斷深化，特高壓輸電技術處于引領地位，掌握了 1000kV 特高壓交流和±800kV 特高壓直流輸電關鍵技術。已建成多個柔性直流輸電工程，智能變電站全面推廣，電動汽車、分布式電源的靈活接入取得重要進展，電力電子器件、儲能技術、超導輸電獲得長足進步。

核電技術與世界先進水平保持同步。三代核電技術研發和應用走在世界前列，四代核電技術、模塊化小型堆、海洋核動力平臺、先進核燃料與循環技術取得突破，可控核聚變技術得到持續發展。

“十二五”期間我國能源技術創新為打造新型能源產業奠定了堅實基礎，但與新時期推動能源生產和消費方式革命的戰略目標還有較大差距，突出表現為：創新模式有待升級，引進消化吸收的技術成果較多，與國情相適應的原創性成果不足；創新體系有待完善，創新投入的低收益問題仍較為突出；部分關鍵核心技術裝備仍受制于人，重大能源工程依賴進口設備的現象仍較為普遍，技術“空心化”和技術“對外依存度”偏高的現象尚未完全解決。

“十三五”時期是我國大力推動能源產業轉型升級，實現“四個革命、一個合作”的關鍵時期，通過不斷創新發展思路，不斷健全能源科技創新體系，不斷夯實能源科技創新基礎，集中力量突破重大關鍵技術瓶頸，以科技為先導，引領能源生產和消費方式的重大變革，按照應用推廣一批、試驗示范一批、集中攻關一批的發展路徑推動能源技術革命，重點發展清潔高效化石能源技術、新能源電力系統技術、安全先進核能技術、戰略性能源技術、能源基礎材料技術等，是未來五年我國能源科技創新的重大使命。

二、指導思想、基本原則和發展目標

（一）指導思想

全面貫徹黨的十八大和十八屆三中、四中、五中、六中全會精神，深入貫徹習近平總書記系列重要講話精神，踐行我國能源安全發展的“四個革命、一個合作”戰略思想，推動能源技術革命，帶動產業升級。圍繞《國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》、《能源生產和消費革命戰略（2016-2030）》和《能源發展“十三五”規劃》關于構建建設清潔低碳、安全高效的現代能源體系的要求，應用推廣一批相對成熟、有需求、有市場、成本低的技術，確保“十三五”提高能源效率、調整能源結構目標的實現；示范試驗一批有一定技術積累，但工藝路線、經濟性和市場可接受性有待驗證的技術，探索技術定型、大批量生產的路徑，為“十三五”及今后的能源轉型提供技術支撐；集中攻關一批前景廣闊、但核心技術仍需突破、亟待集中力量攻關的技術，為 2030 年前實現能源技術革命奠定堅實基礎。

（二）基本原則

堅持自主創新。必須把自主創新擺在能源科技創新的核心位置，強化原始創新、集成創新和引進消化吸收再創新，以自主產權的關鍵技術重大突破，引領能源產業加快發展。

堅持市場導向。建立市場導向的技術創新機制，以企業為創新主體，以需求為創新指引，發揮市場在科研資源配置中的基礎性作用，提高科技成果轉化整體效能。

堅持重點突破。以國家能源安全和重大能源戰略為導向，充分發揮國家示范工程、科技重大專項的引領和帶動作用，以重點領域科技創新支撐新興產業發展。

堅持統籌協調。健全政產學研用協同創新機制，建立研發、應用、產業化緊密結合的創新鏈條，推動重大技術研發、重大裝備研制、重大示范工程和技術創新平臺“四位一體”協調發展機制，利用國際國內科技資源實現開放式發展。

（三）發展目標圍繞由能源大國向能源強國轉變的總體目標，瞄準國際能源技術發展的趨勢，立足我國能源技術發展現狀及科技創新能力的實際情況，從 2016 年到 2020 年集中力量突破重大關鍵技術、關鍵材料和關鍵裝備，實現能源自主創新能力大幅提升、能源產業國際競爭力明顯提升，能源技術創新體系初步形成。

在清潔高效化石能源技術領域，促進煤炭綠色高效開發，實現致密氣、煤層氣和稠重油資源的高效開發，推動頁巖油氣、致密油和海洋深水油氣資源的有效開發。掌握低階煤轉化提質、煤制油、煤制氣、油品升級等關鍵技術。進一步提高燃煤發電效率，提高燃煤機組彈性運行和靈活調節能力，攻克多污染物一體化脫除技術，整體能效水平達到國際先進水平。

在新能源電力系統技術領域，重點攻克高比例可再生能源分布式并網和大規模外送技術、大規模供需互動、多能源互補綜合利用、分布式供能、智能配電網與微電網等技術，在機械儲能、電化學儲能、儲熱等儲能技術上實現突破，提升電網關鍵裝備和系統的技術水平；掌握太陽能、風能、水能等可再生能源為主的能源系統關鍵技術，開展海洋能、地熱能利用試驗示范工程建設，實現可再生能源大規模、低成本、高效率開發利用，支撐 2020 年非化石能源占比 15%的戰略目標。

在安全先進核能技術領域，建成自主產權的先進三代壓水堆示范工程，掌握大型先進壓水堆、高溫氣冷堆、快堆、模塊化小型堆關鍵技術，釷基熔鹽堆研究取得突破，深入研發先進核燃料技術、乏燃料及放射性廢物先進后處理技術，建立適合我國大型壓水堆核電廠延壽論證的技術體系。

在戰略性能源技術領域，掌握微型、小型燃氣輪機設計、試驗和制造技術，實現中型和重型燃氣輪機的設計、試驗和制造自主化；突破高能量密度特種清潔油品關鍵技術，建設煤制油、生物航空燃油等示范工程；超導輸電、儲能裝置達到國際先進水平；實現氫能、燃料電池成套技術產業化；可控核聚變、天然氣水合物（可燃冰）利用技術得到進一步發展，總體達到國際先進水平。

在能源基礎材料技術領域，研制出高溫金屬材料及核級材料，進一步提高光伏組件用高分子材料、儲能用電極材料等技術參數，大幅降低成本，實現新型節能材料走向市場應用；掌握多種高效低成本催化材料生產技術。

在能源生產、輸送、消費等各環節開展先進節能技術的研究，通過技術升級和系統集成優化實現能源利用效率明顯提升、單位能耗明顯下降。

三、重點任務

圍繞“十三五”期間我國能源產業發展重大需求，著眼推動能源技術革命，聚焦形成五個重大能源科技專題，每個技術領域按照應用推廣一批、示范試驗一批、集中攻關一批進行任務分類。本章節中，集中攻關類以 G 代表（共 70 項），示范試驗類以 S 代表（共 48 項），應用推廣類以 T 代表（共 31 項），重點任務共計 149 項。

（一）清潔高效化石能源技術

在化石能源深度勘探開發領域，進一步提高煤炭開發效率和油氣資源采收率，加強致密氣、致密油、稠油、頁巖氣、頁巖油和煤層氣等勘探及低成本高效開發，研發深水油氣有效開發關鍵技術及裝備，提升我國煤油氣資源的自我供給和保障能力。在燃料加工領域，掌握低階煤提質工藝，研究適應性廣的低階煤熱解分質轉化技術，開發煤油共處理技術和分級液化技術；加強重劣質原油加工技術研發和應用，攻關清潔油品生產技術，適應油品升級的需要。在清潔高效燃煤發電領域，掌握具有自主知識產權先進超超臨界機組、大型 IGCC 機組、循環流化床機組設計制造技術，研發低能耗大規模 CO2捕集工藝與設備，開展多污染物一體化脫除技術和工藝的自主化研發，開展火電機組深度調峰技術研究。

本規劃圍繞化石能源深度勘探開發、清潔燃料加工轉化和清潔燃煤發電等技術領域部署 26 個集中攻關項目、18 個示范試驗項目、12 個應用推廣項目。

1.化石能源深度勘探開發

 1）集中攻關類

G01) 煤炭資源開發地質保障技術與裝備

研究目標：突破斷層、陷落柱等地質異常體精細探查技術，實現煤礦隱蔽致災地質因素的智能探測，斷層斷距分辨率不大于 3m，陷落柱直徑分辨率不大于 10m。

研究內容：研發煤炭與煤系資源協同勘查技術，西部聚煤盆地地質系統和煤炭資源綜合評價，煤礦現代化建設與開采地質保障系統，煤礦安全地質保障技術，煤系頁巖氣、致密砂巖氣、煤層氣及天然氣水合物資源勘查開發系統技術，煤系共伴生元素與潔凈煤技術的地質基礎，煤礦區地下水系統研究和環境地質、災害地質評價。

起止時間：2016-2022 年

G02）煤礦智能化采掘技術與成套裝備

研究目標：掌握煤礦無人化開采技術，巖巷掘進速度達到 1000 米/月，煤巷掘進速度達到 2000 米/月，實現綜采工作面無人開采，實現工作面設備遠程協同控制和故障自診斷。

研究內容：研發全斷面巷道 TBM 和頂管快速施工技術與裝備、掘支運一體化快速掘進系統、智能化綜采工作面成套裝備、無人工作面巡檢機器人、礦井設備協同控制及故障遠程診斷系統、基于大數據的智能開采效能和安全分析決策系統。

起止時間：2016-2020 年

G03）特厚巨厚煤層綠色安全高效開采技術與成套裝備

研究目標：掌握 20-50 米厚煤層開采技術，形成特厚巨厚煤層工藝、技術、裝備體系，實現安全、綠色的一次采全高開采。

研究內容：研究特厚巨厚煤層開采工藝與方法，巨厚煤層采場圍巖控制理論與技術，超大采高綜放工作面成套裝備，巨厚煤層開采瓦斯、火、沖擊地壓等災害治理技術，超大采動條件下地下水資源保護和地表生態恢復技術。

起止時間：2016-2022 年

G04) 致密砂巖氣藏精細描述技術

研究目標：結合地震、測井的多屬性分析，精確描述致密砂巖儲層空間展布，低飽和度致密氣層含水率等關鍵參數預測符合率達到 80%。

研究內容：開展復雜條件三維地震采集處理技術攻關，提高地震資料品質；開展致密氣藏有效儲層精細描述研究，重點開展小幅度構造特征研究、砂體內部結構精細解剖和有效砂體空間展布特征研究；開展致密氣藏精細建模技術研究，重點開展氣藏精細建模方法研究、氣藏精細建模動態約束條件研究，以及三維精細地質建模研究和儲量復算與評價。

起止時間：2016-2020 年

G05) 多層系致密氣藏立體開發優化技術

研究目標：通過儲層砂體展布精細描述、可動用儲量評價、鉆井軌跡優化、增產改造工藝優化和井網井距優化，實現致密氣氣藏經濟有效開發，采收率總體達到 25%以上。

研究內容：開展砂巖儲層空間結構研究、隔夾層空間展布特征研究和砂體分布模式量化評價；開展基于多開發指標最優的多層系致密氣藏井網井距、布井方式優化研究；研究人工裂縫模擬和預測技術、壓裂液與支撐劑優選技術、壓裂設計優化技術；研究大型水力壓裂技術、水平井分段壓裂改造技術和老井重復壓裂改造技術；開展巖石分析測試技術、氣水兩相滲流評價技術，可動流體分析測試技術和儲量可動用性評價技術研究。

起止時間：2016-2020 年

G06) 致密油富集規律及資源評價技術

研究目標：開展全國致密油資源評價和有利區優選研究，落實 10-20 個致密氣勘探開發有利區。掌握不同類型致密油精細評價技術，致密儲層識別誤差小于 20 米。

研究內容：開展致密油形成與富集規律研究、致密油儲層精細描述與定量評價、致密油目標評價關鍵技術研究，以及重點地區致密油構造演化與保存條件研究；開展致密油形成地質條件研究、致密油成因機制研究及模擬、致密油形成主控因素研究、致密油資源評價關鍵技術研究，并對重點地區致密油資源條件綜合研究與潛力預測。開展致密油儲層多尺度孔喉歸一化研究、致密油滲流系統特征研究和致密油層滲流測試及評價方法研究；開展致密油層流體賦存特征及可動性、致密油精細評價參數體系與分類評價等研究。

起止時間：2016-2020 年

G07) 致密油產能評價及開發優化技術

研究目標：建立致密油產能評價技術體系，優選與致密油油藏特征相適配的合理補充能量開發方式和注入介質，使致密油采收率達到 5%以上。

研究內容：開展致密油單井生產動態分析及跟蹤評價，致密油井開發遞減規律研究，以及致密油產能評價與預測技術研究；開展致密油生產特征與高效開發模式研究和致密油開發經濟性分析與方法研究；開展準自然能量開發水平井泄油機理研究、水平井吞吐采油機理研究和注入介質驅油機理研究；開展注水條件下水平井開發規律研究、注采異步等新注水開發方式研究和開展水吞吐開發方式優化研究；開展空氣泡沫驅擴大試驗、氮氣驅技術、注 CO2開發方式和 CO2吞吐開發方式研究。

起止時間：2016-2023 年

G08) 稠油原位改質技術

研究目標：提出稠油原位改質技術理論，研究井下加氫改質方法和可行性，使采收率提高 10%-15%。

研究內容：開展稠油原位改質技術理論、稠油井下加氫改質技術、重質油轉化技術理論和稠油井下熱裂解催化劑技術研究。

起止時間：2016-2020 年

G09) 頁巖氣“甜點區”識別技術

研究目標：集成頁巖巖石物理測試分析、儲層參數測井綜合評價、地震預測與綜合評價、多學科頁巖可壓性地球物理評價和微地震監測等技術，優質頁巖氣儲層解釋符合率達到 80%以上，儲層識別精度達到 20 米以內。

研究內容：測井頁巖 TOC 解釋、游離氣和吸附氣定量預測、頁巖巖性及儲集參數評價、多尺度裂縫定量表征方法及綜合預測、巖石力學參數和儲層脆性解釋、地應力和地層壓力預測方法及關鍵儀器；研究開展地震 TOC 預測技術、脆性預測技術、應力預測技術、全方位各向異性地震裂縫預測技術研究，建立頁巖油氣地質 -工程“雙甜點”地球物理描述與綜合評價方法；開展頁巖氣水平井壓裂微地震監測資料處理、解釋技術與應用研究，研發淺井永久埋置微地震采集裝置和與之配套的處理解釋技術。

起止時間：2016-2020 年

G10) 深層頁巖氣水平井鉆完井及增產改造技術

研究目標：針對埋深超過 3500 米頁巖儲層溫度高、地應力高等因素導致的鉆完井過程中井筒垮塌嚴重、套管變形，分段壓裂過程中加砂困難、設備強度不夠等問題開展研究，以實現 3500 米以深頁巖氣資源的有效開發。

研究內容：攻關長水平段井眼軌跡優化設計及控制技術、頁巖水平井快速鉆井技術，研制 5000米或 7000 米頂部控壓智能化鉆機、 47 噸連續油管作業裝置，以及高速渦輪鉆具和孕鑲金剛石鉆頭等關鍵工具；攻關分段壓裂技術及工具、微地震壓裂裂縫監測技術。

起止時間：2016-2022 年

G11) 陸相及海陸過渡相頁巖氣有效開發技術

研究目標：形成一套適用于陸相和海陸過渡相頁巖氣地質條件的目標優選技術和鉆井完井技術、低成本高效的儲層改造工藝技術體系，以實現我國陸相和海陸過渡性頁巖氣開發突破。

研究內容：開展陸相和海陸過渡相頁巖氣地質工程“雙甜點”目標優選技術研究；開展不同巖性組合情況下的直井、定向井及水平井井型優選研究；開展清水壓裂、重復壓裂、分段壓裂、同步壓裂和微地震裂縫監測等技術研究，開展新型壓裂液、壓裂液處理和再利用、儲層傷害機理及保護、長井段射孔、體積改造和巖石機械特性地質力學等技術攻關。

起止時間：2016-2025 年

G12) 油頁巖原位改造與熱轉化關鍵技術研究

研究目標：明確油頁巖原位改造縫網形成機理，探索油頁巖原位熱轉化及物性變化規律，掌握油頁巖原位改造技術和熱轉化關鍵技術。

研究內容：研究油頁巖原位改造破裂特征及縫網形成機理和油頁巖原位改造縫網指標評價方法；研究適合油頁巖原位改造形成縫網的技術方法和工藝參數，明確適應于油頁巖原位改造封網形成的工藝；研究油頁巖原位熱解影響因素，明確熱解規律；研究油頁巖高溫轉化過程中孔隙度、滲透率、巖石力學參數等物性變化規律，為油頁巖原位開采工藝方法制定提供依據。

起止時間：2016-2020 年