“十四五”能源发展成就报告——科技篇

（能源安全新战略研究院）

“十四五”以来，我国能源行业围绕国家能源发展重大需求和能源技术革命重大趋势，推动一批关键核心技术集中攻克，一连串示范试验、应用推广项目渐次落地，为能源革命和高质量发展注入强劲动力。

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清洁能源技术创新加速突破

“十四五”时期，我国能源科技创新持续突破。新能源等技术装备领跑全球，新能源专利数占全球四成以上，光伏转换效率、海上风电单机容量等不断刷新世界纪录，为我国新型电力系统建设、能源绿色转型有序推进奠定重要基础。

（一）水电保持全球领先地位

作为清洁能源的重要一员，“十四五”时期，我国水电行业水能资源总量、累计装机规模、年发电量均位居全球首位，继续保持全球水电领先地位。

大型水电项目建设纪录不断突破。近5年来，装机规模世界第二、单机容量最大的水电站——白鹤滩水电站、西部大开发重点工程——巴拉水电站等多个大型水电站陆续投运，总投资上万亿。史上最大规模超级水电工程——雅鲁藏布江下游水电工程已开工建设，不仅将大幅提升了我国清洁能源供给能力，更支撑我国水电设计、施工、设备制造等全产业链实现全球领先。

数字化、智能化建设取得显著成效。玛尔挡水电站应用的全国产智能分散控制系统，可自动诊断、预警设备及工艺系统故障，实现了电力监控系统软硬件平台的全部国产化，为我国大型水电站核心技术国产化替代提供了更多“国能样板”标准。

全国产中压气系统改造顺利完工。2025年8月，华能小湾水电站顺利完成全国产中压气系统改造任务并成功投运，标志着我国700兆瓦水电机组相继完成计算机监控系统、核心控制系统、全站生产控制系统的国产化改造，成为我国首个单机容量700兆瓦全站控制系统国产化电站。改造过程中，实现重大技术创新59项，其中20项关键技术填补了国内空白，有效提升了水电领域核心控制系统本质安全水平，为我国水电站核心技术领域突破“卡脖子”难题提供了创新示范榜样。

（二）光伏发电技术领先全球发展

进入“十四五”以来，我国光伏发电行业延续了“十三五”时期的迅猛发展态势，高效晶体硅、钙钛矿等光伏电池技术转换效率多次刷新世界纪录，量产先进晶体硅光伏电池转换效率超过25%，度电成本持续下降，技术创新不断取得新突破。

电池转换效率屡创新高。截至2025年8月，N型TOPCon电池平均转换效率已超过27%并仍在快速刷新，目前N型TOPCon电池已成为光伏电池技术发展领域主流方向。我国光伏企业创造的HJT、钙钛矿等新一代电池转换效率遥遥领先全球发展，量产化进程持续加速，商业化步伐不断加快。

应用场景持续拓展。2024年底，世界海拔最高的光伏项目——华能纳古光伏电站一期项目在云南迪庆正式并网发电，项目最高海拔超5240米，施工团队攻克了超高海拔沼泽施工、极低温设备运行等多项技术难题，在冰碛砾石地基处理、防雪超透薄膜应用等方面形成可复制经验。2025年7月，我国首个实现工业运行的全海水环境漂浮式光伏项目在青岛建成投用，克服了海水腐蚀、生物附着、潮汐波动等环境问题，对漂浮式光伏在沿海、浅海地区全海水环境的推广具有重要示范效应。

（三）风电已建成全产业链研发设计和集成制造体系

在国家政策与市场需求的双重驱动下，当前，我国已建成完备的风电全产业链研发设计和集成制造体系，海上风电机组最大单机容量、风电叶片最大长度世界纪录快速更新，度电成本持续下行，发电机、叶片、轴承等关键环节技术突破不断取得新进展。

机组大型化持续加快。陆上风电机组最大单机容量突破10兆瓦，10兆瓦风机已投入批量应用；自主研发的26兆瓦级海上风力发电机组成功吊装，10兆瓦及以上风电机组在新增吊装容量中占比得到了显著提升。数据显示，在2024年全国新增装机风电机组中，5兆瓦及以下风电机组装机容量占比从2022年的50%以上快速下降到5%左右，10兆瓦及以上海上风电机组占比从2022年的12.1%快速提高到58%，已成为市场主流产品。

国产化水平进一步提升。作为风电设备中的关键部件，国内首套16兆瓦平台风电主轴承于2022年成功下线，终于突破了我国风电产业链卡脖子的“最后一公里”。于2025年1月成功下线的国内首台5兆瓦国产化海上风电机组——华能海装H171-5MW机组，实现了一级部件100%国产化，其元器件级零件的国产化率也超过了95%，自此，我国将大型海上风电机组所有关键部件的研制技术全部掌握，自主研发与制造能力迈上新台阶。

数字化、智能化进程加速推进。风机选址、地形测绘、负荷预测等环节依托大数据及云计算平台，大大提升风电场设计、规划、施工过程的精度、准度，实现项目运维成本明显下降。在叶片、机舱、塔筒等部位安装震动、温度、转速等传感器，通过物联网卡收集相应数据，能够实现对风机运行状况的远程监控与故障预警，有效提升风电场运维效率30%以上。

（四）生物质能向高附加值利用迈进

作为全球生物质资源最丰富的国家之一，“十四五”以来，我国生物质能转化技术连连突破，推动生物质能源利用逐步从低附加值的生物质发电、清洁供热向生物柴油、生物燃料乙醇、生物甲醇等高附加值方式转化，支撑生物质能利用展现更广阔的发展前景。

生物航空航运燃料迈向规模化应用。2022年5月，我国首套10万吨/年生物航煤工业装置在镇海炼化进行首批规模化试生产，生产原料为餐饮废油，标志着我国生物航煤向大规模生产及商业化应用迈出了坚实一步。2024年6月，加注我国自主研发生物航煤的国产商用飞机在上海浦东机场和山东东营机场完成首次试飞工作，为生物航空燃料进行商业化规模应用奠定重要基础。2024年6月末，国内首次成功完成万吨级甲醇双燃料动力散货船的“绿色甲醇”燃料气试服务作业，实现了国内长江内河船舶甲醇燃料加注领域的零突破。

（五）氢能产业加快破局

我国能源绿色转型步伐持续加快，“十四五”以来，我国氢能产业发展步伐持续加快，在制氢、储运等环节不断实现技术突破。其中，绿氢技术经济性持续提升，正在向规模化阶段加快迈进。

绿氢技术经济性持续提升。质子交换膜PEM电解槽能耗降至4.2千瓦时/标准立方米，70兆帕加氢站关键技术装备实现国产化。2024年，可批量制备、高工况活性的核壳结构催化剂的研发，降低了设备对稀缺贵金属材料铱铂的载量，支撑我国在质子交换膜电解水技术线路上实现了全链条自主研发，有力推动我国绿氢技术从实验室向商业化应用与规模化应用阶段迈进。伴随新疆库车、宁夏宁东等电解水制氢项目陆续投产，绿氢“储”“输”工艺技术、波动电源安全高效电力控制技术、智能耦合生产控制系统等创新成果相继实现工业化应用，碱性电解槽技术逐步通过了工业化实证验证。

“气—液—固”多形态储运体系加速构建。高压气态氢储运领域，伴随碳纤维干法缠绕技术的攻克，国产70兆帕IV型储氢瓶实现批量生产，支撑氢燃料电池重卡及氢能车经济性大幅提升，市场占有率快速增长。液态氢储运方面，我国自主研制的5吨/天氢液化系统冷箱在北京成功下线，智能化、单位能耗等方面技术指标比肩国际先进水平。固态氢储运技术同步推进，镁基储氢材料储氢密度持续提升，2024年全球首例吨级镁基固态储氢罐从我国上海外高桥港扬帆起航,我国在解决氢气长距离、大规模运输等问题上取得重大突破。

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新型电力系统技术创新持续深化

伴随我国新能源装机规模快速增加，如何在确保电网安全有序运行的前提下持续提升新能源消纳水平，成为我国能源转型道路上的一道必答题。为保障我国能源绿色转型有序推进，电网、储能等相关支撑行业持续深化技术创新，积极推动关键核心技术、重要科创成果转化落地，为我国能源高质量发展贡献积极力量。

（一）电网创新势能向经济动能加速转化

面对我国能源转型发展的新形势、新要求，电网企业持续完善创新体系、深化科研改革，加快推动关键技术、核心产品的落地应用、迭代升级，支撑电网更好地服务能源转型及地区经济发展。

关键核心技术攻关持续突破。2024年底，我国首个高海拔特高压交流工程——川渝1000千伏特高压交流工程建成投运,标志着我国在全球首次攻克了空气间隙、外绝缘、电磁环境等高海拔特高压关键技术，研制出全球首套高海拔特高压交流设备，为后续高海拔和重冰区工程奠定了坚实基础。2025年初，我国首台拥有完全自主知识产权的换流变CHVT型真空有载调压分接开关实现工程应用，标志着我国打破海外垄断，解决了高端电工装备国产化替代关键难题，且产品综合性能达到国际领先水平。

原创技术策源地加速打造。国家“十四五”规划重大项目——我国首个国家级海上风电研究与试验检测基地已全面进入设备检测阶段，该基地可进行海上风电并网检测、型式认证、整机和部件试验、电网友好型试验、基础试验、叶片试验等六类19项设备检测与认证服务，每年能完成3～4套设备的检测，加快推进海上风电机组从实验室走向生产线。我国新型储能领域唯一国家级制造业创新中心——国家地方共建新型储能创新中心，即将搭建起从技术开发、转移扩散到首次商业化应用的创新链条，助力我国新型储能行业快速迈入规模化高质量发展新阶段。

构筑新能源接网“安全防线”。我国自主研发建设的高比例新能源大电网运行控制系统，能够实现单日3.6亿千瓦新能源出力波动下源网荷储快速经济调配，解决了超大规模新能源接入大电网安全经济低碳运行这一世界级难题。据不完全统计，仅国家电网公司运营区域，这一系统就已覆盖变电站6万余座、新能源场站数十万座。

数智化转型日渐提速。2024年发布的光明电力大模型，作为我国首个千亿级多模态电力行业大模型，能够面向电力生产、建设、管理、运营、科研、制造、服务等全产业链提供专业化、智能化服务，为电网安全稳定运行、促进新能源消纳、做好供电服务提供“超级大脑”。2025年初，9个城市及30个项目被列入首批车网互动规模化应用试点名单，加快探索新能源汽车与电网进行电量交换及充电站参与电网需求侧响应、电力辅助服务市场等新型运营模式，有望为护航电网安全有序运行贡献更积极力量。