创新驱动河南省能源转型升级发展的路径研究

能源与环境问题是事关经济社会可持续发展全局的重大战略问题。能源作为经济社会发展的物质基础，是经济增长不可或缺的要素之一。经济的高增长和能源的高消耗，产生了较多的污染物排放，导致环境的不断恶化，制约了环境的可持续发展，潜在威胁着生态系统的健康和安全。根据IPCC^[1]评估报告，大气二氧化碳浓度已由工业革命前期的280 ppm^[2]上升到当前的380ppm，21世纪末期可能达到700ppm，全球地表的平均温度将可能达到1.1～6.4℃。随着全球气候变暖的不利影响日益凸显，人们对美好环境的诉求不断增强，推动能源转型升级，实现绿色发展显得尤为迫切。对于中部地区的河南省来说，长期高投入、高消耗、高排放、低效率的粗放型经济增长模式依然存在，经济增长与能源消耗之间的矛盾日益突出。针对能源发展的这一独特阶段，本文系统梳理当前河南能源领域创新发展取得的显著成效，深入探讨能源转型升级面临的问题，并提出相应的对策建议，为河南贯彻落实“内节外引”能源方针和绿色发展理念，大力实施创新驱动发展战略，加快产业转型升级提供科学依据。

一 河南能源领域创新发展取得的显著成效

当前，能源科技创新进入高度活跃期，新兴能源技术正以前所未有的速度加快对传统能源技术的替代，对世界能源格局和经济发展将产生重大而深远的影响。党中央、国务院历来高度重视科技创新，做出了一系列加快科技事业发展的重大战略举措，河南能源在创新驱动发展战略的指引下，日益成为推动全省经济社会又好又快发展、实现全面建成小康社会的重要力量。“十二五”时期，河南能源较快发展，能源技术自主创新能力得到大幅度提升，能源创新载体平台建设不断取得突破，能源发展与互联网技术融合不断深化，能源体制机制改革创新取得显著成效，能源供给保障能力不断增强，能源发展站到了转型变革的新起点。

（一）能源技术自主创新能力得到大幅提升

河南不断加大能源领域基础性、关键性产业研发投入，培育形成了全省新的经济增长点。“十二五”时期，河南先后实施了“特高压输变电装备关键技术”等一批重大科技专项，涉及项目总投入62.07亿元，研发投入8.56亿元。大量的投入有效地推动了创新能力的提升，永城煤电控股集团实施的重大科技专项“大型甲醇和醋酸联合装置关键技术研究应用”，解决了煤气化多项关键技术，可增产甲醇10%，每年直接经济效益2.2亿元，减排温室气体6.8万吨以上；许继集团紧密围绕国家电网建设要求，全面落实国家“一带一路”、“互联网+”行动计划等战略部署，不断加快重大技术装备攻关和参与重点示范工程建设，全力支撑我国和全球能源互联网的构建。在特高压输电领域，±1100千伏/5000安等一系列直流换流阀及控制保护系统、1000千伏交流控制保护及监控系统、±320千伏1000兆瓦/1500兆瓦柔性直流换流阀等达到国际领先水平；在智能变配电系统领域，研制了新一代智能变电站保护、监控、间隔层设备、电子互感器及预制式二次组合设备集成仓，CBZ-8000B智能变电站系统、省域智能配电网全景监控系统等达到了国际领先水平；在新能源发电及并网领域，研制了2兆瓦“电网友好型”风电机组和2兆瓦微风速全功率风电机组及核心设备，具备大规模风电并网、智能微电网解决方案，光伏并网逆变器、光伏电站监控系统的产品总体达到国际先进水平。

（二）能源创新载体平台建设不断取得突破

创新平台和载体是聚集创新要素、整合创新资源、有效提升自主创新能力的重要途径。河南能源领域始终坚持把构建科技创新平台载体作为实施创新驱动发展战略的一项基础性工作，整合全省优势资源，支持和引导企业增强自主创新活力，为全省创新平台建设营造了良好的政策环境，取得了显著成效。一是创新平台明显增多。截至2016年底，全省拥有省级以上企业技术中心1200余个，其中能源领域有200余个，占比17%；拥有省级重点实验室125个，其中能源领域有25个，占20%；拥有国家级重点实验室10个，能源领域占20%，其中以中国平煤神马能源化工集团有限责任公司建设的“炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室”、河南天冠企业集团建设的“车用生物燃料技术国家重点实验室”为代表。二是创新平台研发投入稳步增长。2016年，全省省级以上企业技术中心研究与试验发展经费投入276.06亿元，同比增长40.1%，其中，能源领域同比增长20.2%，增速比全国平均水平高1.5个百分点。三是创新成果不断增加。2016年，全省能源方面省级以上企业技术中心专利申请数1151件，同比增长14.6%，其中，发明专利申请347件，同比增长25.6%。

（三）能源发展与互联网技术融合不断深化

推动能源发展与互联网技术的互动融合，有助于全面提升电力系统的智能化水平和促进集中与分散的清洁能源开发消纳，充分发挥智能电网在现代能源体系中的关键作用。近年来，国网河南电力公司作为关系全省国民经济命脉、能源安全和人民生产生活的国有骨干企业，全面落实创新驱动发展战略，大力推动构建“全球能源互联网”，实施“清洁替代、电能替代”战略，倡导绿色、节能、低碳的生活方式。坚强智能电网建设稳步推进，“十二五”实现总投入突破1100亿元，较“十一五”时期实现翻番，500千伏“两纵四横”梯形主网架进一步完善，全部县域实现110千伏双电源供电，累计治理“低电压”用户408万户，实现电网整体供电能力由2010年的4000万千瓦提高到6000万千瓦。第一个分布式光伏发电及微网运行控制试点工程——河南财专分布式光伏发电及微网运行控制工程建成投运，累计发电量达97.52万千瓦时。与国家电网公司签订《“十三五”电网发展合作框架协议》，大力发展以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑的坚强智能电网，“十三五”投入1800亿元。加快电能替代进程，预计“十三五”期末，电能替代电量累计完成600亿千瓦时，相当于在消费终端减少烧煤2871万吨，减排二氧化碳5110万吨，减排二氧化硫、二氧化物、粉尘等370万吨。

（四）能源体制机制改革创新取得显著成效

一是电力体制改革不断深化，电力市场建设、交易机构组建、发用电计划放开、售电侧和输配电价改革加快实施，加大提升电力资源配置的市场化程度，形成以电网企业、发电企业、售电企业、电力用户等市场主体为核心的统一开放、有序竞争的市场体系。二是能源管理制度不断创新。大幅取消和下放行政审批事项，行政审批制度改革成效明显，对能源企业制定相应的配套措施，加强事中事后监管。对能源领域保留的审批事项，不断优化流程、简化手续，积极推行优化程序、在线办理等手段，规范审批行为、提高审批效率。三是油气体制改革稳步推进。按照国家部署，引导供需双方进入天然气交易中心开展交易，逐步建立由公开交易形成气价机制，不断深化非居民气价改革，为天然气完全市场化改革奠定基础。取消电煤价格双轨制，煤炭资源税改革取得突破性进展，能源投资进一步向民间资本开放。

二 创新驱动河南能源转型升级发展存在的问题

随着经济进入新常态，全省能源发展进入新的阶段。当前，国内能源发展呈现消费增速回落，消费方式进入油气替代煤炭、非化石能源替代化石能源双重更替期，能源发展动力向科技和体制创新转变，能源系统形态向集中式供能与分布式供能并重的系统形态转变。聚焦河南，全省能源需求增长放缓、供应宽松已成新常态，能源供需市场从卖方市场向买方市场转变，能源消费增长动力从高耗能产业逐步向服务业和居民生活转变，能源结构正在从高碳向低碳绿色化转变。但是，结合能源创新发展前沿趋势，立足河南实际，全省能源发展在认识新常态、适应新常态、引领新常态上还存在一些不足，以创新驱动河南能源转型升级还存在一些问题。

（一）能源科技创新水平亟待提高

当前河南能源发展的自主创新基础薄弱，科技基础条件和基础设施难以支撑主流能源技术创新。例如，部分关键核心技术装备仍受制于人，重大能源工程依赖进口设备现象较为普遍，大功率风机、高效太阳能发电、储能、燃气轮机、电网智能化等自主研发的关键技术产业化应用尚未突破，清洁能源技术产业化推广应用面临诸多挑战，高性能、高技术含量能源装备产品的设计、制造能力同国外相比差距较大；创新模式有待升级，引进消化吸收的技术成果较多，与省情相适应的原创性成果不足，与能源相关的国家重点实验室、国家工程技术中心、国家认定企业技术中心、企业国家重点实验室少，技术“空心化”和技术对外依存度偏高的现象尚未完全消除；创新体系有待完善，能源科技信息建设与管理滞后，创新投入的低收益问题仍较为突出。

（二）能源科技创新体制有待完善

能源领域垄断体制尚未取得实质性突破，油气体制改革尚未破题，能源价格市场化形成机制尚未建立；能源科技管理职能交叉、多头管理、效率不高的问题依然存在，促进科技创新的财税政策不健全，技术与产业政策法规之间协调性差。科技创新尚未成为国有企业考核体系的实质性指标，创新成果没有与企业管理团队的利益挂钩，政府作用的“缺位”与“越位”现象并存。随着《中共中央国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》（中发〔2015〕9号）及系列配套文件出台实施，电力体制改革有序进行，河南应该主动作为，不断创新体制机制，积极推进能源领域改革，通过改革还原能源商品属性，理顺生产、供应和需求关系，激发发展潜力，为全省经济社会发展提供有力保障。

（三）企业自主创新主体作用发挥不足

能源企业由于具有资金密集型及资源密集型的行业属性，在企业性质上以国有企业为主，但由于国有企业的经营班子相比民营企业而言，一般缺乏推进科技创新的内在动力，更多企业乐于追求低成本劳动力和垄断优势，直接造成能源企业技术创新主体动力不足等问题。例如，就企业研发密度而言，《2014年中国能源企业创新发展报告》指出，能源行业平均研发密度低于中国企业联合会2014年发布的中国500强企业1.25%的水平，更低于同一排行榜制造业500强的1.78%。而根据经济合作与发展组织（OECD）的标准，研发强度值为1%～4%才属于创新能力中等的标准区间；就全员劳动生产率来看，能源企业平均全员劳动生产率为169万元/人，该水平低于中国企业联合会发布的2014中国500强（181万元/人）、全国工商联发布的2014中国民营企业500强（179万元/人）的水平，也低于2013年石化行业民营百强企业（285万元/人）的水平。结合创新驱动能源行业转型发展的时代要求来看，能源企业还无法真正发挥创新引领的主体作用。

（四）清洁能源发展任务艰巨

为应对全球变暖，我国承诺2030年左右二氧化碳排放达到峰值并将努力早日达峰，单位地区生产总值二氧化碳排放量比2005年下降60%～65%，非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右，这对于发展清洁能源、提升河南能源生产消费的环境承载能力提出更严峻的挑战。当前，河南煤炭消费占一次能源消费总量的76.5%，高于全国平均水平12.5个百分点。“以气代煤”和“以电代煤”等清洁能源替代成本高，洁净型煤推广困难，大量煤炭在小锅炉、小窑炉及家庭生活等领域散烧使用，污染物排放严重。高品质清洁油品利用率较低，交通用油等亟须改造升级。另外，天然气消费水平明显偏低与能力阶段性富余问题并存，基础设施不完善，管网密度低，储气调峰设施严重不足，输配成本偏高，扩大天然气消费面临诸多障碍，需要推进商业模式创新，尽快拓展新的消费市场。

三 创新驱动河南省能源转型升级发展的对策建议

“十三五”时期创新驱动河南能源转型升级发展，应坚持以国家战略和河南省地方发展需求为导向，加快构建“四大技术创新体系、四大创新示范基地、三大创新服务平台”，紧跟能源产业转型升级步伐，集中力量突破重大关键技术瓶颈，为实现经济社会发展、应对气候变化、环境质量改善等多重发展目标提供技术支撑和持续动力。

（一）加快构建四大技术创新体系

一是加快构建清洁高效化石能源技术创新体系。进一步提高煤炭开发效率和油气资源采收率，加强致密气、致密油、稠油、页岩气、页岩油和煤层气等勘探及低成本高效开发，研发深水油气有效开发关键技术及装备，提升全省煤油气资源的自我供给和保障能力。在清洁高效燃煤发电领域，研究二氧化碳低能耗、大规模捕集技术，二氧化碳驱油利用与封存技术，掌握具有自主知识产权先进超超临界机组、大型IGCC机组、循环流化床机组设计制造技术，研发低能耗大规模二氧化碳捕集工艺与设备，积极开展多污染物一体化脱除技术和工艺的自主化研发。

二是加快构建新能源电力系统技术创新体系。研究8MW-10MW陆上风电机组关键技术，建立大型风电场群智能控制系统和运行管理体系。突破高效太阳能电池的产业化关键技术，发展新型太阳能电池技术，持续提高光伏发电系统的能量转换效率、经济性和智能化水平。积极开展地热能利用关键技术及装置研发和示范工程建设。在高比例可再生能源并网及传输领域，重点突破大型可再生能源基地和大量分布式可再生能源并网、特高压直流与柔性输电核心技术与装备等关键技术；进一步提升电网和互联网信息的相互融合及源网荷协同水平；在现代信息通信技术的运用、新型电力设备制造及传统电力设备的智能升级等方面持续取得进展。推进能源互联网建设，加强智能配电与用电网络建设，促进分布式能源和多能互补式发电项目在微网中的利用，积极开展能源互联系统运营交易技术研究。

三是加快构建战略性能源技术创新体系。从国民经济和社会发展的战略高度出发，重点加强先进高效微小型燃气轮机、重型燃气轮机、特殊领域专用燃气轮机关键技术的开发；进一步研发高能量密度特种清洁油品的制造技术，发展煤直接液化、煤衍生油等制造清洁燃料和特种油品的成套技术；积极开展氢能利用及燃料电池发电技术研究，发展高效催化技术，研究高效低成本氢气储运技术，推动高性能低成本燃料电池发电产业化；积极开展高温超导材料基础性研究，实现超导输电、超导储能和超导电力装备的突破。

四是加快构建能源技术装备创新体系。依托风电产业基础和陆上风电工程建设，提升大功率风机整机制造能力；依托可再生能源综合利用基地建设，重点发展高效晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池及其核心设备，推动生物质能、地热能等可再生能源产业发展；依托清洁煤电技术研发，做强清洁煤电装备及电力成套装备产业。积极发展纯电动汽车、插电式混合动力汽车等新能源汽车整车及关键零部件制造，加快发展LNG运输车辆、船舶等环保型运输装备产业。加快提升全省重大技术装备和高技术装备的设计、制造和系统成套水平及自主化能力，积极推进能源装备产业与互联网、物联网融合发展，推动产业创新升级。

（二）着力打造四大创新示范基地

一是着力打造可再生能源综合利用创新示范基地。坚持分散利用与集中开发并举，因地制宜发展可再生能源，推动多能互补供能，加强综合利用。平原地区稳步发展风电，大力发展太阳能，扩大光伏发电“领跑者”建设规模。山地丘陵地区重点发展水电、生物质能、太阳能、风光水储一体化集成供能等，各城市、中心镇结合工业厂房、公共建筑屋顶、商业和旅游综合体等推进光伏、光热、地热能等利用，广大农村地区推进太阳能、屋顶光伏、沼气等利用。

二是着力打造“互联网+”智慧能源创新示范基地。加快推进河南“互联网+”智慧能源行动计划，探索城市能源互联网试点，逐步实现“源—网—荷—储—用”系统协调优化。通过大数据、云计算等互联网技术运用，率先探索智慧能源管理平台、智慧能源监测中心、智能电网综合建设工程。依托许昌学院电力系统动模实验室智能微电网、信阳师范学院5KW光伏微电网等示范项目和分布式能源示范项目，通过集成新能源、新材料、新设备，融合信息、控制、传感、储能等新技术，积极探索能源生产、传输、消费的智能化、信息化、互动化，实现能源智慧互联、系统优化、效能提升。

三是着力打造煤电一体化发展创新示范基地。在煤电企业长期合作基础上，探索煤矿与电站定点、定量、定煤种的稳定供应模式，加大力度将煤炭就近转化为电力，提高煤炭利用效率和缓解能源缺口不断扩大背景下能源运输的压力；推进煤电一体化发展，重点推进煤电存量资产兼并重组，坚持新增动力煤矿井煤电一体化开发，逐步形成政府监管、企业运作、市场驱动的煤电可靠供应新格局，促进煤电持续稳定健康发展。以河南骨干煤炭企业为试点示范，利用煤矸石、中煤、煤泥、矿井水资源等低热值资源发电，大力推动骨干煤炭企业利用瓦斯发电，以提高资源的利用效率，同时增加有效、高端能源的供给。

四是着力打造能源科技装备产业创新示范基地。依托河南能源科技装备产业基础，推动产业创新升级，优化空间布局，全面实施清洁能源产业工程，积极创建国家级大型风力发电装备产业化研发制造基地、吉瓦（GW）级太阳能电池生产基地，实现储能装备、大功率风机、新能源汽车、LNG运输装备、智能电网等制造的产业化，提高全省高技术装备、重大能源装备的研发、系统成套和制造能力。

（三）积极建立三大创新服务平台

一是积极建立技术创新研发平台。要围绕河南经济社会发展对能源创新的需求，依托高校、重点实验室、中试基地、工程技术中心等研发机构和人才团队，整合相关科技资源和创新要素，建设具有产业特色、产学研紧密结合的公共平台。注重高层次领军人才及团队的引进与培养，形成人才高地，瞄准能源领域国家重大专项工程，整合现有科研力量，建设一批能源创新中心和实验室。进一步激发能源企业、高校及研究机构的创新潜能，推动大众创业、万众创新，鼓励加强合作，建立一批技术创新联盟，推进技术集成创新。强化企业创新主体地位，健全市场导向机制，加快技术产业化应用，打造若干具有国际竞争力的科技创新型能源企业。依托现有人才计划，强化人才梯队建设，培育一批能源科技领军人才与团队。

二是积极建立创新资源共享平台。以国家技术转移郑州中心建设为依托，加快能源技术转移的组织创新和模式创新，集聚和培育一批技术转移机构，布局建设一批技术转移分中心，构建专业化、网络化、开放式的能源技术转移市场体系。利用现代信息技术手段，运用共建共享机制，对能源领域现有的大型科学仪器、设备、设施、科学数据、科技文献、自然科技资源等进行整合、重组和优化，为创新发展提供技术支持。积极对接高校、科研院所、企业、投融资机构等各类创新主体，整合利用国内外能源技术、成果、人才等各类创新资源，集成国际国内技术转移、创新成果展示和发布、科技资源共享、技术交易、知识产权服务、科技金融服务等各类服务功能。

三是积极建立国内外交流与合作平台。在能源技术领域推进国际合作，广泛开展双边、多边合作与交流，加强与优势国家和地区在高效储能、高比例可再生能源消纳、非常规油气开发、先进能源材料、碳捕集封存利用、燃气轮机等领域的合作，提高全省在相关领域的技术水平。充分利用全省优势企业在新能源、大型水电、输配电、煤炭深加工、清洁燃煤发电等领域的优势地位，依托重大工程建设和政府合作平台，支持能源技术走出去。深度融入国家“一带一路”建设，利用沿线国家和地区的资源优势，进行能源技术领域务实合作，培育有全球影响力的先进能源装备制造基地，打造有国际竞争力的能源工程人才队伍。