當(dāng)今世界，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入推進(jìn)，綠色低碳、數(shù)智化、可持續(xù)發(fā)展成為時(shí)代主題，能源產(chǎn)業(yè)加速?gòu)馁Y源依賴向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變，“技術(shù)就是資源”的趨勢(shì)日益明顯。世界各國(guó)都高度重視能源科技創(chuàng)新，積極搶占低碳智慧能源發(fā)展制高點(diǎn)。
科技創(chuàng)新決定了未來(lái)的產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)的未來(lái)。近日，在由中國(guó)石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院與標(biāo)普全球共同舉辦的2024國(guó)際能源發(fā)展高峰論壇上，《能源科技進(jìn)展與展望報(bào)告（2024）》正式發(fā)布，聚焦油氣可持續(xù)發(fā)展、能源綠色低碳轉(zhuǎn)型和未來(lái)智慧能源三大方向，提出了未來(lái)極具潛力的十大油氣與新能源技術(shù)，為能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了科技視角的決策參考。
1?深地油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)
【現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)】深地油氣是我國(guó)增儲(chǔ)上產(chǎn)重大戰(zhàn)略接替新領(lǐng)域。近年來(lái)，世界新增油氣儲(chǔ)量60%來(lái)自深部地層。我國(guó)深層、超深層油氣資源量達(dá)671億噸油當(dāng)量，占全國(guó)油氣資源總量的34%。面臨的挑戰(zhàn)主要是超深高溫、高壓、地質(zhì)復(fù)雜多變，勘探開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)大、成本高、難度大，對(duì)地質(zhì)理論創(chuàng)新、井筒技術(shù)創(chuàng)新、開(kāi)發(fā)技術(shù)創(chuàng)新和裝備迭代升級(jí)提出極高要求。????【方向與潛力】向地球深部進(jìn)軍是全球能源科技創(chuàng)新的重要方向。深地油氣資源通常位于地質(zhì)條件極為復(fù)雜的區(qū)域，未來(lái)亟須加強(qiáng)超深層油氣富集機(jī)理與分布規(guī)律研究，攻克超深層油氣安全高效鉆完井關(guān)鍵技術(shù)、材料與裝備，搶占全球深層超深層油氣勘探開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略高地。
2?深海油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)
【現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)】深海油氣是全球油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)重要戰(zhàn)略接替領(lǐng)域，也是全球海洋經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)點(diǎn)。近年來(lái)，深海油氣發(fā)現(xiàn)占全球油氣新發(fā)現(xiàn)的一半以上，深海油氣可采資源量約1560億噸，占全球油氣可采資源總量的15%以上。面臨的挑戰(zhàn)主要是深水復(fù)雜環(huán)境、特殊壓力、海底低溫、地下資源與地面工程設(shè)施協(xié)同等；裝備制造、工程施工和運(yùn)營(yíng)維護(hù)等環(huán)節(jié)投入高、風(fēng)險(xiǎn)大，勘探開(kāi)發(fā)成本居高不下。????【方向與潛力】重點(diǎn)技術(shù)方向包括超深水FPSO（浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油裝置）、深水FLNG（浮式液化天然氣裝置）、單點(diǎn)系泊系統(tǒng)、海底工廠、深遠(yuǎn)海保障基地等。隨著我國(guó)海上能源開(kāi)發(fā)進(jìn)入多能協(xié)同開(kāi)發(fā)新階段，深海油氣與深遠(yuǎn)海風(fēng)電融合開(kāi)發(fā)也將成為重要方向。
3?陸相頁(yè)巖油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)
【現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)】我國(guó)陸相頁(yè)巖油可采資源量30億~60億噸、陸相頁(yè)巖氣可采資源量21.8萬(wàn)億~36.1萬(wàn)億立方米，陸相頁(yè)巖油氣勘探開(kāi)發(fā)正處于起步和局部破局階段。面臨的主要挑戰(zhàn)是產(chǎn)層埋藏深、非均質(zhì)性強(qiáng)，提產(chǎn)難度大，井下事故復(fù)雜和套變頻發(fā)，建井周期長(zhǎng)、建井成本高、開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)大。????【方向與潛力】陸相頁(yè)巖油氣有望實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益開(kāi)發(fā)，成為我國(guó)油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的重大戰(zhàn)略接替領(lǐng)域。重點(diǎn)技術(shù)方向包括陸相頁(yè)巖油氣地質(zhì)理論、二氧化碳和納米提高采收率技術(shù)、水平井超級(jí)一趟鉆配套技術(shù)、精準(zhǔn)智能壓裂、立體開(kāi)發(fā)、綠電+原位改質(zhì)等，突破這些技術(shù)將助推中國(guó)版“頁(yè)巖革命”。
4?石油基高端新材料生產(chǎn)技術(shù)
【現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)】隨著新能源等新興產(chǎn)業(yè)迅猛崛起，化工新材料需求快速增長(zhǎng)，煉化行業(yè)正從生產(chǎn)燃料為主向生產(chǎn)化工原料及高端新材料轉(zhuǎn)型。石油基高端新材料主要包括部分高性能聚烯烴、工程塑料等合成樹(shù)脂，以及合成橡膠、碳材料等，市場(chǎng)價(jià)值高，需求迫切。面臨的主要挑戰(zhàn)是我國(guó)新材料領(lǐng)域當(dāng)前供需結(jié)構(gòu)性矛盾突出，2023年我國(guó)消費(fèi)約1600萬(wàn)噸聚烯烴產(chǎn)品，其中近1000萬(wàn)噸依賴進(jìn)口；聚芳醚砜、高溫聚酰胺、聚醚醚酮等自給率低于40%。????【方向與潛力】石油基高端新材料生產(chǎn)技術(shù)將更加聚焦于滿足新興產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)急需產(chǎn)品的品質(zhì)、品類，從化工原料、催化劑和裝備、綠色制造等方面開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，使化工新材料全生命周期更加綠色低碳。石油基高端新材料將是我國(guó)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支撐，對(duì)石化行業(yè)轉(zhuǎn)型提質(zhì)增效、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
5?風(fēng)光氫儲(chǔ)規(guī)模化可持續(xù)利用技術(shù)
【現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)】風(fēng)光氫儲(chǔ)規(guī)?；沙掷m(xù)利用技術(shù)是一種集風(fēng)能、光伏、電解水制氫、儲(chǔ)氫和氫燃料電池等于一體的關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)，目前正處于研究驗(yàn)證階段。該技術(shù)旨在解決風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電的間歇性和不穩(wěn)定性問(wèn)題，通過(guò)將過(guò)剩的電能轉(zhuǎn)化為氫氣儲(chǔ)存，以實(shí)現(xiàn)能源高效利用和電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。面臨的挑戰(zhàn)包括技術(shù)成本高、系統(tǒng)效率優(yōu)化、氫氣安全儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)取????【方向與潛力】重點(diǎn)技術(shù)方向包括高效率電解水制氫、儲(chǔ)氫材料和氫燃料電池等，未來(lái)有望實(shí)現(xiàn)可再生氫“制儲(chǔ)輸用”全鏈條一體化運(yùn)營(yíng)，對(duì)于推動(dòng)風(fēng)能、光伏、氫能、儲(chǔ)能等多種能源協(xié)同發(fā)展，提升清潔能源綜合利用效率，具有重大戰(zhàn)略意義。
6?碳捕集、利用與封存技術(shù)
【現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)】碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)是實(shí)現(xiàn)二氧化碳大規(guī)模減排的重要技術(shù)手段，目前整體處于商業(yè)化早期階段。面臨的挑戰(zhàn)主要是碳捕集成本和能耗高、二氧化碳資源化利用途徑有限、二氧化碳礦化封存速率難調(diào)控等。????【方向與潛力】重點(diǎn)技術(shù)方向包括化學(xué)鏈燃燒等低成本低能耗碳捕集、二氧化碳制綠色甲醇等化學(xué)利用、二氧化碳生物及礦化利用、深部咸水層規(guī)?；獯?、二氧化碳快速礦化及速率調(diào)控、地質(zhì)體碳封存容量高效利用等。預(yù)計(jì)2030年前后，CCUS核心技術(shù)將取得突破性進(jìn)展，有望大幅降低工業(yè)和能源生產(chǎn)過(guò)程中的碳排放，成為降碳“撒手锏”。
7?資源回收與循環(huán)利用技術(shù)
【現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)】隨著全球可再生能源和電動(dòng)汽車需求不斷增長(zhǎng)，廢塑料、廢輪胎、廢舊電池等數(shù)量劇增，其資源化回收與循環(huán)利用對(duì)節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境尤為重要。廢塑料化學(xué)循環(huán)利用是廢塑料處理的路徑之一，但存在熱解油出油率低、雜質(zhì)多、成本高等難點(diǎn)。退役動(dòng)力電池的梯次利用能夠解決回收處理問(wèn)題，但面臨如何確定簡(jiǎn)單、合適、可靠的分選條件等難題。此外，廢舊輪胎、廢催化劑及“三廢”的資源化回收利用，都將對(duì)能源行業(yè)可持續(xù)發(fā)展形成挑戰(zhàn)。????【方向與潛力】化學(xué)循環(huán)處理技術(shù)有望突破廢塑料材料化回收利用的發(fā)展瓶頸，徹底解決塑料污染問(wèn)題。構(gòu)建覆蓋全面、運(yùn)轉(zhuǎn)高效、規(guī)范有序的退役動(dòng)力電池高效循環(huán)利用體系，有望支撐新能源汽車產(chǎn)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展。
8?基于合成生物學(xué)的先進(jìn)生物制造技術(shù)
【現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)】基于合成生物學(xué)的先進(jìn)生物制造技術(shù)是一種利用合成生物學(xué)原理和方法，通過(guò)設(shè)計(jì)和構(gòu)建新的生物系統(tǒng)或重新設(shè)計(jì)現(xiàn)有生物系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)特定功能產(chǎn)品的生物制造技術(shù)，目前正處于從實(shí)驗(yàn)室研究向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用過(guò)渡的階段。該技術(shù)可提高生物制造效率和可持續(xù)性，替代傳統(tǒng)化工合成路線，減少對(duì)化石能源的依賴。面臨的挑戰(zhàn)包括生物組件準(zhǔn)確描述和應(yīng)用、基因網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)和構(gòu)建、大規(guī)?；蚓W(wǎng)絡(luò)建設(shè)和測(cè)試、生物系統(tǒng)精確控制和優(yōu)化等。????【方向與潛力】合成生物學(xué)將加速推動(dòng)生物制造業(yè)變革，基于合成生物學(xué)的先進(jìn)生物制造技術(shù)未來(lái)有望重塑醫(yī)藥、化工、能源等傳統(tǒng)行業(yè)。預(yù)計(jì)未來(lái)10~20年，合成生物制造有望形成每年數(shù)萬(wàn)億美元的市場(chǎng)規(guī)模。綠色生物制造將成為“雙碳”目標(biāo)約束下能源化工企業(yè)的重要技術(shù)選擇。
9?能源智慧生產(chǎn)與利用技術(shù)
【現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)】能源智慧生產(chǎn)與利用技術(shù)是一種融合“智慧油氣生產(chǎn)”與“AI智能決策的新能源利用系統(tǒng)”而形成的未來(lái)能源技術(shù)，目前仍處于萌芽階段，主要通過(guò)AI決策、能源互聯(lián)網(wǎng)、多能互補(bǔ)等方法，解決未來(lái)能源的智能化與綠色化利用問(wèn)題。面臨的挑戰(zhàn)主要包括如何利用AI探索新能源多時(shí)間尺度功能場(chǎng)景下的油氣開(kāi)發(fā)機(jī)制、油氣與新能源融合高效開(kāi)發(fā)協(xié)同調(diào)配方法等。????【方向與潛力】AI技術(shù)將推動(dòng)傳統(tǒng)油氣田生產(chǎn)管理智能化提升，并打造自動(dòng)、高效的智慧油氣田運(yùn)行模式?；贏I智能決策的能源互聯(lián)網(wǎng)將集成分布式發(fā)電、儲(chǔ)能、通信傳感等智能電網(wǎng)技術(shù)，推動(dòng)智慧油氣田與光伏發(fā)電、油田地?zé)峁┠艿榷喾N新能源場(chǎng)景融合高效開(kāi)發(fā)，助力生產(chǎn)環(huán)節(jié)與新能源利用的協(xié)同耦合，實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)與長(zhǎng)效匹配。
10?可控核聚變技術(shù)
【現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)】可控核聚變技術(shù)是一種旨在實(shí)現(xiàn)輕原子核（如氫的同位素氘和氚）在極高溫度和壓力下聚合成重原子核（如氦）并釋放巨大能量的過(guò)程，目前正處于實(shí)驗(yàn)階段，需要解決如何安全高效地模擬太陽(yáng)內(nèi)部核聚變過(guò)程，以提供幾乎無(wú)限的清潔能源。面臨的挑戰(zhàn)主要是燃燒等離子體穩(wěn)態(tài)自持運(yùn)行、耐高能中子轟擊及高熱負(fù)荷材料、氚自持等。????

【方向與潛力】亟須突破高溫超導(dǎo)磁體等關(guān)鍵技術(shù)，提高等離子體的約束效率和穩(wěn)定性，助力實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)自持運(yùn)行加快推動(dòng)工業(yè)示范。預(yù)計(jì)2050年前后可控核聚變將實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，有望推動(dòng)人類社會(huì)逐漸擺脫對(duì)化石能源的依賴，進(jìn)入全新能源時(shí)代。

（文章來(lái)源于CEF國(guó)際頁(yè)巖氣論壇）