能源电力企业科技创新管理实践

樊启祥

中国华能集团有限公司（以下简称“华能”）是我国能源电力行业的骨干央企，创立于1985年，一直是我国电力工业的一面旗帜，引领行业科技进步。公司坚持以电为核心，多能协同、创新引领、金融支持、全球布局的战略定位，致力于实现领跑中国电力、争创世界一流的战略远景。

到今年6月，企业总装机2.3亿千瓦，清洁能源装机占比41.6%，这是相对比较低的，也是我们要努力的方向。年发电量超过8000亿度，占全国总发电量的十分之一。煤炭的年产量超过1亿吨，排名全国第七，央企第三。我们也是全国最大的民生集中供热企业，供热面积超过10亿平米，占全国的7%。“十四五”规划，企业重点目标就是新能源的装机要超过8000万千瓦，清洁能源的装机占比要突破50%。

（一）我国能源电力发展的总体战略要求

世界能源科技变革的趋势与全球气候变化治理的共识、世纪疫情和地缘政策的深刻演变推动着能源清洁化进程和自主安全行动。

党的十八大以来，习总书记提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略，作出了二氧化碳排放量2030年前达峰，2060年前实现碳中和的战略决策，要求科学规划，建设新型能源体系，加快构建以新能源为主体的新型电力系统，把能源的饭碗端在自己手里，实现高水平科技自立自强是中国式现代化建设的关键。

我国能源资源禀赋及电力供应以煤为主，实现双碳目标，能源是主战场，电力是主力军，科技是奠基石，推动能源科技革命是顺应能源变革趋势，确保国家安全，实现现代化的重要支撑。

（二）能源电力科技创新的重点方向

当前能源转型快速发展，我国在能源电力供应链、产业链的基础环节和核心装备自主安全方面还存在短板。新型电力系统“两高一低”的特性给电力系统安全稳定运行也带来挑战。实现“双碳”目标，既需要加快节能增效、低碳替碳成熟技术的推广应用，也要为富碳脱碳技术做好探索研发和示范准备。2030年前，我们重点加强规模化清洁低碳技术的应用研究，推进碳捕集技术、绿氢技术的工程示范。2030年以后，在碳中和的进程中，规模化应用捕碳负碳的技术，并要相继布局一些前沿性的引领技术。

（三）能源电力科技创新的主要要求

应该说碳中和在清洁能源技术的应用路径是基本清晰的，但是必须从经济性、安全性、稳定性、融合性、数智化等方面提升企业的投资收益和可持续发展能力。经济性主要是提高新能源的效率效益，控制全生命期平价化的度电成本。安全性主要是提高电力生产的可靠性，解决“卡脖子”的问题，提升本质安全水平。稳定性是要保障风电光伏的稳定运行，提高储能及绿氢的调节能力，实现源网友好。融合性是要实现能源资源的综合开发利用的协同共生。数字化是要构建闭环智能控制系统，实现资源共享、数据共用、知识传递、协同迭代。

为此，一是要研究“卡脖子”技术，保障国家能源安全。二是要研发绿色低碳技术，推进能源产业的转型升级。三要开发融合新技术，促进风电光伏与场址资源的协同发展。四是持续研发煤炭清洁高效利用技术，发挥能源安全“压舱石”的作用。五是研发能源电力前沿技术，推进数字化赋能绿色低碳转型。

（一）构建能源电力科技创新“3×3×3” 协同融合技术体系

首先，构建了协同、融合、创新的技术体系。结合能源电力产业发展和当前实际，构建了以源头零碳替碳，过程减污降碳，终端捕碳固碳等专项技术为基础，多能互补、友好并网、自主安全等协同技术为保障，数字化、智能化、平台化等融合技术为支撑的技术图谱，形成了以专业化、自主化、系统化、协同化为特征的协同融合技术体系，有效开展研发布局和攻关。

核心业务上，大力开发新能源、高海拔水电、本质安全核电等技术；传统业务上，开展存量煤电节能降耗，供热和灵活性的改造，通过火风光储一体化基地，合理布局增量煤电，开发煤机多源耦合掺烧技术和气电掺氢技术；新增业务上，开发碳捕集利用与封存技术，开发烟气污染物，尤其是二氧化碳一体化脱除技术（COAP+）；培育业务上，要打通应用基础研究，技术开发工程示范的创新链、产业链，精心布局，潜心研发未来产业。

（二）以“碳”为核心

要以碳为核心，开发从源头到终端的清洁低碳技术，重点围绕风电厂的设计优化、友好并网、智慧运维等方向，研发出了基础整体设计、全景建模仿真、远海柔性输电，关键部件与控制系统自主安全等核心技术，推动海上风电继续向大机型、轻量化、低成本方向发展。

要布局新一代的光伏技术，提高低成本、大面积钙钛矿光伏组件制备的稳定性。我们的中试组件效率在前年达到了18.52%，这是在3500平方厘米的面积上实现的。研制出1300Nm3/h的高参数大规模碱性电解槽，开展离网型和跟网型绿氢技术的研发和工程示范，现在有两个项目在建设和投产中。

按照绝对安全要求，推进石岛湾高温气冷堆核电站运维技术的研发，布局750度和950度高温堆的高温材料研制，自主研制HT700系列的高温合金材料，这是面向700度的煤电系统的高温合金材料。开发了关键部件产业化制备技术和工艺，为建设650度超超临界燃煤电站打下了基础。

攻关“三改联动”技术，促进存量煤电机组转型升级、减污降碳，支撑新能源发电上网。成功研制出了世界上规模最大、参数最高的5兆瓦超临界二氧化碳发电系统。

我们开发了新一代的低能耗全流程低成本碳捕集技术及配套工艺，在陇东基地建设年产150万吨的碳捕集及驱油利用示范工程，构建全流程的产业链。研发出了低温吸附阀、烟气污染物一体化脱除技术，完成了中试试验，开展了13.5万千瓦的示范，粉尘、氮氧化物、硫化物都降至每标方1毫克以下。进一步研发COAP+技术，同步实现二氧化碳的低能耗捕集。

（三）以电为基础

以电为基础，开发从电源到电网的安全友好技术。针对清洁能源基地的电源组成，开发出厂址资源及环境精细化评估方法，开展多电源一体化的规划和源网协调运行技术，建成综合管控平台，支撑陇东、澜沧江等水风光储以及火风光储千万千瓦级及清洁能源基地的开发。研发源网全景的仿真技术和智能变流器等装置，实现风电的友好并网高效运行。

研发了研学储能、熔盐储热、超级电容储能等技术，开展了工程示范，大型海上风电机组的国产化燃机自主运维以及关键部件的研制，电站的产工控系统、网络安全等技术取得了一定的突破，提升了发电系统的安全能力。

（四）以“数”为支撑

以数维支撑开发，从电力到比特的智能技术，构建了统一的数据治理、技术开发、网络安全的技术平台。目前，华能所有数字化工作都在这三个基础上开展。在各个业务领域深化拓展数字化应用场景和技术开发，提升发电设备健康预测、故障诊断的智能化水平。燃煤烟气脱硫系统实现了智能控制，华能浙江玉环电厂的二号机组上线运行15个月以来，降低成本30%。建设了集团统一的智慧能源管理平台，实现了跨业务、跨系统数据的三级贯通与共享应用，打通了能源资源、电热生产、市场营销的生产链、供应链、价值链，实现资源复合的联动，达到一日核算。华能的新能源智慧运维系统，通过数据分析进行风电、光伏、储能的全过程监管，推动新能源生产运维模式向集约化、智能化转变。

（五）以“融”促协同

以“融”促协同，推进创新技术集成和工程示范。在智慧水电方面，水电在实现“双碳”目标中发挥着重要作用。在西南河流大型水电工程建设中开发了智能建造、防灾减灾、生态保护等核心技术及成套装备，推动智慧水电领域相关标准的国际化。智慧水电以全面感知、真实分析、实时控制、持续优化的智能闭环控制理论为基础，融合运用现代信息技术和数据处理技术，面向规划设计、工程建设、运行维护的全生命期。围绕水工程安全、水资源的优化调度、水灾害防治、水生态健康维护，实现防洪、发电、航运、供水、旅游、多能互补等多功能的协同，是能源电力低碳转型，水风光储一体开发，构建新型电力系统的重要技术体系。

为有效开发澜沧江上游西藏段以及雅江的水电资源，研制出了深厚覆盖层智能振冲技术和成套控制装备，开发了TG电站远程集中控制和优化调度技术，首次实现70万千瓦水电机组计算机监控、调速器、励磁、继电保护等四大核心控制系统的全国产化。未来将针对典型核电生态调控、地下空间健康环境、土石方资源的高效利用、长大深埋水工隧洞衬砌结构优化与施工、高位冰崩雪崩远程泥石流等地质灾害监控、绿色集约电气化零碳化施工生产系统等领域研发数字智能技术，推进高海拔水电工程技术创新和管理提升。

我们也在努力构建新一代650℃超超临界燃煤机组技术研发与电站工程示范，要认识支撑性、保障性煤电的刚性需求。2021年建成的江西瑞金电厂2台100万千瓦超超临界二次再热燃煤机组，示范应用了全国产安全智能型工控及智慧电厂系统，发电效率达到49.25%，发电的煤耗在250克/千瓦时。在此基础上，基于自主开发的HT700系列的高温合金材料，加上COAP以及COAP+或者CCUS，全国产控制系统，智慧电厂，灵活调节自适应低煤耗低排放等先进技术，提出了新一代650℃高参数燃煤发电技术体系和系统解决方案。

发挥国资央企在战略迁移、市场需求、问题导向，汇聚集成、资源配置、组织协同以及应用场景、资金保障、成果转化三方面优势。从增强主体作用、激励人才团队、完善关键措施、培育创新文化这四个关键要素方面形成了具有自身特色的科技创新管理模式。

（一）增强企业科技创新主体的核心作用，持续提升自主创新能力 

构建企业为主体、产学研用协同共生的科技创新体系。产业上，建立了总部、二级公司、基层企业的纵观三级的创新管理体系。研发上，建立了以西安热工院等五院和水电等六个技术中心为基本力量的创新主体，实现了对火、风、光、水和煤炭、通信网络、低碳环保等主业板块的全覆盖。从企校联合创新上与清华大学等高校成立联合研究院，开展基础研究和应用基础研究，实现优势互补。

在核心技术攻关上，聚焦海上风电、CCUS等关键领域，牵头组建了五个创新联合体，建立了科技研发基地和实验室体系，勇当国家战略科技力量。在北京未来科学城、西安阎良建立了两大科研实验基地，建立了国家、省部、集团、二级单位的四级实验室体系，包括三个国家级重点实验室。高效灵活煤电及碳捕集利用工程实验室成为首批20家标杆全国重点实验室之一，温室气体减排等14个省部级重点实验室拥有海上风电、CCUS两个原创技术策源地。

依托新建项目和在运电站，在北京等地建设了燃烧后碳捕集700℃高温材料钙钛矿等一批试验平台，以实验室为支撑，建设了电池储能等一批分析测试中心、认证中心和验证中心。与中国电子、华为等单位共建了多个国产软件适配的信创实验室。

建立了基于技术成熟度的科研项目分级分类管理模式。自2021年开始，在华能氢能源建立了基于技术成熟度的创新项目评估体系，对项目的选题、人员投入、经费筹集、组织实施、考核激励等进行针对性的部署。实际工作中逐步形成了以战略发展项目、市场需求项目、现场问题项目和自由探索项目协调合理的研发布局。根据项目的形式，构建灵活多样的科研攻关模式，对重大项目实行揭榜挂帅、军令状、里程碑考核。前沿项目通过“赛马制”竞争择优，鼓励自由探索。跨学科的技术研发，打造跨部门模块化的研发模式，组建项目团队，集中人才优势集中攻关。

通过构建科研、工程、产业贯通的协同体系，使研发工作能够落地，也达到研发持续迭代与产业良性发展的目的。工程示范是从技术研发到成果应用的关键环节，对于重大科技示范工程，注重项目的规划阶段、可研阶段以及资源竞标阶段。在投标竞标方案以及项目核准方案中，做好科技研发示范需求的对接，规范有序地推进科技示范工程的建设和运营。在示范工程验证的基础上实现新产品的系列定型，再通过市场培育实现规模化推广，逐步形成产业反哺研发、持续迭代、滚动发展的良好局面。

发挥社会主义市场经济条件下集中力量办大事的新型举国体制优势，科技创新交叉融合越来越多，迭代更新越来越快，更需要发挥多元主体联合创新，汇聚资源、凝聚合力、强强合作的优势。针对不同类型的创新联合体，建立相适应的管理方式。在有政府资金资助的项目上，研发的主承包方要利用好市场化机制，发挥好科研院校及不同所有制企业的优势，构建合理的成果共享、合作共赢、价值共创的联合创新机制。

华南以西安热工院为主体，以自身的技术和场景需求为主，充分发挥芯片研发企业以及产品制造企业的优势，以合同为纽带，建立需求、研制、生产、应用的直接对接、快速迭代机制。在两年内研制出了百万机组全国生产控制系统DCS，消除了发电车工控系统的后门问题和断供风险。

（二）激发科技人才团队创新活力和潜力

主要科技人才团队有平台上舞台，有作为担大梁，有保障强激励，让科技人才团队在创新平台上勇担重大科技项目，推动科技人才与战略目标有效衔接。依托五院、六中心、科研机构、市级实验室、集团创新工作室、校联合研究院、国际合作机制等人才培养平台，建设博士后工作站、院士专家工作站，提高人才自主培养的质量，发挥联合创新平台的资源优势，650℃项目的团队聚集了从理论研究、技术研发、部件及装备研制等40余家单位，包含了近十个国家级的实验平台。

以科技项目为牵引，培养科技人才和创新团队，主动牵头承担了80余项国家重大课题，设立华能四大科技示范项目。为研发团队提供中试产线和示范验证平台，建设大面积的钙钛矿光伏电池冲刺线，为产业化奠定了坚实的基础。

让科技人才团队在攻坚任务中有作为担大梁，对有研究基础和产业优势的科技项目，组建老中青相结合的研发团队。电站工控系统的DCS团队以资深老专家为核心，“70后”、“80后”的技术中坚为骨干，“90后”的专业人才为主力军，在研发实战中培养高水平青年科技人才后备军。

对核心业务领域以国家级科技领军人才为核心，按照国家战略导向组建研发团队。海上风电团队先后承担7项国家重大科技攻关任务，开发了11兆瓦国产化半直驱机组，18兆瓦机组和17兆瓦级深远海漂浮式风电机组。对前沿领域支持青年科技人才领军担当，在关键核心技术攻关和前沿技术研发中挑大梁、当主角，赋予首席科学家领军人才更大的自主权。以研究领域的优势专家为核心，组建多领域、跨学科的研发团队。

氢能源温室气体减排团队的年轻科学家在实验中发现，当烟气温度降至零度以下，吸附材料对氮氧化物的吸附能力出现了数百倍的增长，并敏锐意识到这一发现可能会带来燃煤烟气污染物脱除方式的重大变革，提出了低温法烟气污染物脱除的技术路线。这一重要发现得到公司的高度重视，及时给予科研立项，快速开展中试验证和工程示范。

让科技人才团队在创新活动中有保障强激励，为科研人员提供良好的工作环境和薪酬保障。制定保障型+绩效型薪酬体系，保障科技人才集中精力开展重点攻关。建立与行政序列相对应的技术序列通道，在待遇、职务晋升、荣誉、工作条件上向技术水平高、科技贡献大的科技人员倾斜。加大薪酬与绩效的挂钩力度，设立了年度特别贡献奖，对承担国家重大科技任务并取得突出成效的人员给予重奖。

对试点实施项目分红激励，选取八个成果转化项目，促进项目合同额、收入、净利润年均增幅30%以上。试点实施股权激励，将化学仪表方面的八个专利成果评估作价，组建了专精特新企业，将其中20%的股权奖励给核心骨干人员，并实施超额利润分享等政策。科技成果转化团队同比例现金跟投。这个公司成立不到一年就入选了科创中国新锐企业榜单。

（三）完善关键措施，提升创新效能

结合企业集团化、多板块、快转型的发展特点，重点从科研项目的立项管理、科技投入管理、科技成果产出及成果产业化等方面完善措施。科技立项要遵循有需求可落地的原则，既补齐短板，也锻造长板。

科技立项要立足可落地，一是要有需求，满足战略区域发展与生产需要；二是要有场景，可提供示范项目与实践平台；三是要有能力具有或者创造专业人才、专项资金、研发设施、项目组织等基础条件。

科研选题上要做好两结合，一是自上而下和自下而上相结合，对接国家发展需要和企业生产需求，向贴近生产一线的基层企业征集项目需求，发布项目指南和研发计划，分类分批、动态及时组织项目立项。二是目标牵引和自由探索相结合。围绕各产业的板块和重点研究方向，梳理技术图谱，统筹规划布局重点研发方向，强化重大原创研究和前沿交叉研究。

研发投入遵循满足需求，保证基线，上不封顶，规范合理的要求，为可持续发展提供支撑。多措并举，保证研发投入，对于基本建设投资项目及生产经营活动紧密相关的科技研发活动，从前期研究、开发建设、运行维护、技术改造、信息化建设等方面，根据研发项目做好经费预算，对基础性、跨行业、前瞻性的研发项目设立专项经费给予保证。建立直接对接和集中统筹相结合的科研经费筹集使用机制，提高研发投入的效率效益，保障新能源、水电、核电以及绿氢等产业发展。

支持国家和集团重大科技任务以及全国重点实验室引进高层次科技人才的研发投入，支持基础性、前沿性、颠覆性技术研究，提高应用基础研究的研发投入比重。

成果产出遵循有知识产权和标准规范的原则，为工程化和产业化打下基础。建立知识产权产出和运营机制，组建专业化的知识产权中心，开展专利申请，优先审查的绿色通道。针对重大科技项目开展专利导航，加快高价值专利的产出效率。近三年来实现专利的数量质量双提升，国资委央企专利质量排名在2022年进入A级。

建立健全技术标准的产出机制，在工程示范的过程中形成企业标准、行业标准、国家标准、国际标准。在国际标准申报编制和发布中，围绕统筹组织、高效运行、协同合作、对接沟通、信息传播、人才培养等形成了一套有效的工作机制。

做好成果转化、工程化的有效衔接。充分利用首台套、首批次、首版应用及科技项目工程示范的支持政策，把好的成果“扶上马送一程”，建设统一的科技创新成果发布展示交易运营平台。新能源的储能团队在首台套政策的支持下，自主研发了1500伏分散式控制器技术，快速得到了示范应用，并不断进行产品研发与迭代升级。后续开发出了自主可控电池储能一体化的管控系统等新产品，得到示范应用和市场检验。

孵化培育成果产业化企业，成立了首支10亿元规模的科创基金并投入运行，为初创的科技企业提供融资支持，并且还有一种体制机制的创新。2022年，新能源以3项发明、15项实用新型、9项软件著作权，共计27件知识产权作为无形资产筹资成立了储能技术的产业公司，2023年合同额将近30亿元。

（四）培育创新文化、营造干事攻坚创业的良好氛围

胸怀“国之大者”，勇当“国之重器”。科技创新的文化，一是来源于以爱国主义为核心，以听党指挥跟党走，与党和人民，与民族和人民同呼吸共命运的西迁精神，一是来源于改革开放进程中敬业、开拓、进取、创新的企业精神，汇集形成了以“三色”公司为特色的企业文化，激励科技队伍深怀爱国之心、砥砺报国之志，主动担负起时代赋予的使命责任，始终求真务实，勇于担当作为。

华能依靠科技进步和科学管理，建设了我国高效燃煤电站一个个里程碑工程。面对生态文明的新要求和数字智能技术的日新月异，大家在自加压力中秉持科学精神，求真务实，无论是攻克“卡脖子”难题的DCS团队，还是勇闯无人区的COAP团队都深刻体现了担当作为的精神。

需要容错纠错，勇于进取，建立以信任为基础的人才使用机制。前沿探索类项目难免出现问题，要大胆容错纠错，为踏实做事、勇于创新的科研人才撑腰鼓劲。钙钛矿光伏技术研发团队平均年龄29岁，顶着各种压力，在公司的全力支持下，有效组织自主攻关和联合攻关，体现了自信心，增强了自豪感。

坚持党建引领，勇于无私奉献，在科技创新一线始终坚持党建引领+科技攻关，做到了一个课题有一个领军人物，一个领域有一个学习榜样。

能源电力企业科技创新管理涉及多学科交叉和多主体用户，是一项复杂、精细、灵动的系统工程，在重大科技示范工程的投资和管理模式，提升研发投入效率，战略性新兴产业和未来产业核心技术研发，能源变革时代颠覆性技术前瞻布局，基础研究和应用基础研究的实施路径等方面，还需要凝聚各方的智慧和力量进一步实践，共同提升我国能源电力行业的科技创新管理水平。

注：以上内容整理自2023第十届东沙湖论坛直播视频和樊启祥演讲PPT，未经作者本人审阅。