新能源及高效节能产业技术路线图及三年行动计划研究报告.docx
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新能源及高效节能产业技术路线图及三年行动计划研究报告
新能源及高效节能产业技术路线图及三年行动计划研究报告
一、新能源及高效节能产业市场需求分析
（一）新能源及高效节能产业现状分析
新能源及高效节能产业发展现状分析是制定新能源及高效节能产业技术路线图的基础，而产业总产值、增加值和利润通常是衡量新能源及高效节能产业发展现状的重要指标，从这几项指标数据来看，新能源及高效节能产业发展状况主要表现在以下几个方面：
一是新能源及高效节能产业技术服务在全国处于领先地位；二是新能源及高效节能产业产值和利润逐年递增，其中风能产业和太阳能产业产值较大；三是新能源及高效节能产业创新能力突出；四是科技投入逐步加大，带动科技产出大幅上升；五是技术收入占总收入的比重有所减少，技术带动效应有所减弱。
（二）新能源及高效节能产业SWOT分析
SWOT分析通过对产业内外部环境、资源及战略能力进行分析总结，系统地确认产业内部的优势（S）、劣势（W）以及产业所面临的机会（O）、威胁（T）四个方面主要因素。
根据对新能源及高效节能产业现状分析，具有以下几点：
新能源及高效节能产业发展的优势：
一是科技创新全国领先，具有较好的引领作用；二是专利申请量的增长速度较快，创新产出能力较强；三是新能源及高效节能企业的群聚发展，形成了具有竞争的群体优势；四是独具高端的创新和创业人才资源优势。
新能源及高效节能产业发展的劣势：
一是资源瓶颈限制新能源及高效节能产业规模化发展；二是新能源及高效节能产业技术水平已有显著提升，但部分核心技术仍然落后发达国家；三是新能源和可再生能源资源总量较少，限制了产业的发展。
新能源及高效节能产业发展的外部机遇：
一是国内外政府的推动为新能源及高效节能产业的发展提供了良好的契机；二是新能源及高效节能产业未来发展前景较好；三是全球新能源及高效节能产业不断的融合发展，为企业发展提供了融入国际化的良好机遇。
新能源及高效节能产业发展的外部威胁：
一是新能源及高效节能产业技术创新与国际相比差距依然很大，存在着知识产权纠纷和贸易摩擦的威胁；二是全球经济复苏乏力和我国经济下行对新能源及高效节能产业发展造成较大影响；三是当前新能源及高效节能产业技术的不成熟造成了产业本身发展的威胁。
新能源及高效节能产业分析矩阵。
针对新能源及高效节能产业的内部优势和劣势以及面临的外部机会和威胁，构建了新能源及高效节能产业发展的SWOT分析矩阵（如表1）。
表1新能源及高效节能产业发展战略矩阵
优势（Strength）
1）海淀园科技创新全国领先，具有较好的引领作用。
2）专利申请量的增长速度较快，创新产出能力较强。
3）独具的高端创新和创业人才资源优势。
4）新能源及高效节能企业的群聚发展，形成了具有竞争优势的群体优势。
劣势（Weakness）
1）资源瓶颈限制新能源及高效节能产业规模化发展。
2）新能源及高效节能产业技术水平已有显著提升，但部分核心技术仍然落后发达国家。
3）海淀区新能源和可再生能源资源总量较少，限制了产业的发展。
机会（Opportunity）
1）国内外政府的推动为新能源及高效节能产业的发展提供了良好的契机。
2）新能源及高效节能产业未来发展前景较好。
3）全球新能源及高效节能产业不断的融合发展，为海淀区的企业发展提供了融入国际化的良好机遇。
威胁（Threat）
1）新能源及高效节能产业技术创新与国际相比差距依然很大，存在着知识产权纠纷和贸易摩擦的威胁。
2）全球经济复苏乏力和我国经济下行对新能源及高效节能产业发展造成较大影响。
3）当前新能源及高效节能产业技术的不成熟造成了产业本身发展的威胁。
（三）新能源及高效节能产业市场需求要素
结合新能源及高效节能产业的发展现状和产业的SWOT分析筛选出市场需求要素，通过运用文献梳理法,对新能源及高效节能产业的市场需求要素进行了评估,并最终确定新能源及高效节能产业市场需求要素的依次排序，见表2所示。
表2新能源及高效节能产业的市场需求要素
序号
需求要素
要素内容
重要性排序
时间
1
提高技术创新能力
提高新能源和节能产品性价比
14
近期
提高生活垃圾等原料的利用率
3
近期
风力发电同水利、火力并网发电
11
中期
满足规模“制氢”需求
16
中期
核电设备安全
9
中期
2
增强能源的供应能力
缓解能源需求增长
2
近期
缓解一次性能源日益紧张
15
长期
满足交通行业的能源需求增长
12
中期
能源的充分利用（工业节能领域）
4
近期
电力需求增长
8
长期
3
提高能源的管理能力
满足高能耗领域的能源管理
5
近期
提高建筑智能化集成
6
近期
满足大规模能源存储
7
中期
4
缓解生态环境的污染
生物质原料绿色利用
13
中期
缓解由于化石燃料开发过程带来的污染
1
近期
降低核事故的发生率
10
长期
注：
近期0-3年，中期3-10年，长期10年以上
二、新能源及高效节能产业目标分析
新能源及高效节能产业市场分析为确定其产业目标提供了依据,基于对新能源及高效节能产业现状、地位、发展方向和趋势的分析判断,通过对企业、市场和文献的调研分析,结合业内专家提出新能源及高效节能产业的目标应考虑以下几个方面：
一是顺应全球发展趋势，增强企业的市场竞争力；二是保持和增强我国在太阳能、风能和生物质能等方面的优势；三是保证能耗达标,降低成本；四是发挥新能源及高效节能的优势,降低成本；五是调整产业结构，提升我国新能源及高效节能产业的技术水平；六是适应汽车等交通运输业对新能源及高效节能产业产品需求的快速增长；七是适应近期和未来对环境保护和可持续发展的要求。
根据以上要求运用文献梳理法和头脑风暴法，最终筛选出了基于市场需求的产业目标要素，具体见表3所示。
表3新能源及高效节能产业的目标要素
序号
发展方向
编号
具体目标
当前水平
实现水平
近期
中期
长期
1
通过技术创新，提高产业竞争力
1.1
实现新能源产品的产业化
产品成本较高
√
1.2
实现建筑节能、储能技术的产业化
建筑保温、储能技术应用水平较低
√
1.3
提高并网发电能力，培育并网发电的示范工程
并网发电技术不成熟
√
1.4
培育第四代核能技术的示范工程
AP1000三代核电
√
1.5
提高太阳能电池板转化能力和储电能力，实现其产业化
转化能力较弱，储电能力不足
√
2
增强能源供应能力，拓展产业市场
2.1
稳定地热技术市场，实现地热市场稳定增长
地热开发技术水平参差不齐
√
2.2
实现生物质能产业化
生物质能应用市场规模小
√
2.3
培育高效率的利用工业余热示范工程
工业余热利用水平太差
√
2.4
培育风能技术的示范工程
风电技术不成熟
√
2.5
实现“制氢”技术的产业化
规模“制氢”技术不成熟
√
3
增强能源管理能力，稳定产业市场
3.1
实现高能耗领域的能源管理的产业化发展
能源管理比较水平落后
√
3.2.
提高建筑智能化集成产业化
建筑能源智能化不足
√
3.3
实现能源存储产品化
能源存储技术不成熟
√
4
提高产业的生态效益
4.1
培育清洁生产硅的示范工程
对环境污染严重
√
4.2
实现大型沼气的产业化
沼气工程推广规模较小
√
4.3
培育核能利用安全的示范工程
核废料处理技术不成熟
√
注：
近期0-3年，中期3-10年，长期10年以上
三、新能源及高效节能产业技术壁垒分析
在分析新能源产业技术壁垒之前，首先我们先分析一下我国新能源及高效节能产业的专利情况。
（一）太阳能
我国在太阳能光伏电池以及太阳能采暖技术上的专利多为实用新型专利。
而其他技术的专利相对较少，发明专利和实用新型专利各占据一半。
这说明我国太阳能利用的相关技术虽得到了发展，但多为技术引进后的再创新，而自主创新能力则相对不足。
（二）风能
国家发改委提出重点发展的风能技术包括：
兆瓦、数兆瓦级风电机组、关键零部件，数字控制策略，保护检测技术，风能探测与应用技术及装备，海上风电机组基础及安装技术和风电场运行技术。
从这些技术的专利数量状况来看，日本在风能利用技术上的专利数量最多，其次为美国和中国。
（三）生物质能
在生物质能方面，日本的专利最多，其次是中国。
这在一定程度上说明我国在生物质能利用方面的技术处于世界领先地位。
而从我国生物质能专利的类型上看，我国在粮食作物、生物燃料乙醇生产技术、绿色生物柴油炼油化工生产技术、垃圾、垃圾填埋气发电技术以及高效降解转化技术上的发明专利较多，具有较强的自主创新能力。
（四）工业、建筑能源领域
从专利拥有的数量上看，拥有工业、建筑节能领域方面专利最多的国家为日本，其次为美国。
中国在工业、建筑节能领域的专利居于中等偏下水平，这在一定程度上也反映出目前中国能源利用率偏低以及节能技术不到位的现状。
通过以上专利分析，结合专利分析状况对每个领域的关键技术进行遴选。
结果如表4所示。
表4新能源及高效节能产业技术壁垒
序号
技术领域
编号
技术壁垒
排序
1
太阳能领域
1.1
晶体硅光伏电池效率的提高
13
1.2
薄膜电池的转化率的提高
12
2
地热能领域
2.1
资源回灌技术的制约
11
3
风能领域
3.1
风电机组及关键零部件的技术突破
10
3.2
电网数字控制策略
9
4
生物质能领域
4.1
填埋气利用效率低
3
4.2
沼气发电成本高、机制不完善
4
4.3
微型燃料电池的技术突破
5
5
工业、建筑能源领域
5.1
高耗能工业余热回收利用技术的突破
1
5.2
建筑节能技术相关标准不健全
2
6
能源管理领域
6.1
高能耗领域的能源管理机制不规范
6
6.2
建筑智能化系统不规范
7
6.3
高效能源存储技术的突破
8
7
核能领域
7.1
核废料安全的处理
14
7.2
铀资源不足
15
8
氢能领域
8.1
大规模制氢技术的突破
16
四、新能源及高效节能产业研发需求分析
研发需求是在总结市场需求分析、产业目标分析和技术壁垒分析三个阶段所提出问题的基础上,确定突破产业技术壁垒和关键技术难点的研发需求,找出现实与目标的差距,理清需要培养和提升哪些能力。
为了克服技术壁垒所带来的技术瓶颈，实现产业的各阶段目标，新能源及高效节能产业必须开展以下领域的研究开发（如表5所示）。
表5新能源及高效节能产业研发方向表
序号
技术领域
编号
技术难点
技术路线和研发方向
1
太阳能领域
1.1
晶体硅光伏电池效率的提高
高效晶体硅光伏电池效率转化技术研发及产业化
1.2
薄膜电池转化率的提高
薄膜电池转化率技术研发及产业化
2
地热能领域
2.1
地热资源回灌技术的制约
地热资源回灌技术研发
3
风能领域
3.1
风电机组及关键零部件的技术突破
风电机组及关键零部件技术研发及产业化
3.2
电网数字控制策略
电网输送及安全保障技术研发及产业化
4
生物质能领域
4.1
填埋气利用效率低
填埋气利用效率技术研发及产业化
4.2
沼气发电成本高、机制不完善
沼气发电技术研发及产业化
4.3
微型燃料电池技术突破
微型燃料电池技术技术研发及产业化
5
工业、建筑能源领域
5.1
高耗能工业余热回收利用技术的突破
高耗能工业余热回收利用技术研发及产业化
5.2
建筑节能技术相关标准不健全
建筑节能技术相关标准的制定及产业化
6
能源管理领域
6.1
高能耗领域的能源管理机制不规范
高能耗领域的能源管理机制研发及产业化
6.2
建筑智能化系统不规范
建筑智能化系统开发及产业化
7
核能领域
7.1
核电设备安全技术的突破
核电设备安全技术研发及产业化
7.2
核废料安全的处理
核废料安全技术研发及产业化
7.3
铀资源不足
铀资源勘探技术研发
8
氢能领域
8.1
大规模制氢技术的突破
大规模制氢技术研发及产业化
五、新能源及高效节能产业技术路线图
（一）技术发展模式分析
在前文分析的基础上，图1、图2和图3给出了新能源及高效节能产业技术发展模式建议，横坐标表示预计实现时间，分为近期（1-3年）、中期（3-10年）、长期（10年以后）三个阶段。
每个时间段对应预期要研发的技术类别，纵坐标表示技术发展模式，包括自主研发、技术合作和技术引进三大模式，技术发展模式的确定能帮助决策者明确关键技术发展方向，从而制定相应的技术发展战略。
1）研发需求技术路线图
图1研发需求技术路线图
2）研发需求风险-利润路线图
图2研发需求风险-利润路线图
3）技术发展模式路线图
图3技术发展模式路线图
（二）综合路线图
综合考虑各部分的结果，按照“市场需求分析——产业目标确定——技术壁垒分析——研发需求凝练”的技术路径绘制新能源及高效节能产业技术路线如图4所示。
图4综合技术路线图
六、实施措施和三年行动计划
（一）技术路线图实施措施
力争成为全国新能源及高效节能产业的研发创新、技术交流和示范中心，具体措施如下：
第一、重点扶持风能产业和太阳能光伏发电产业，着力资助其关键技术的研发环节，并推进大型公共建筑示范工程项目的应用，推动风能企业和太阳能光伏企业的转型发展。
第二、提高新能源及高效节能企业的自主技术创新水平。
优先攻克中高温太阳能发电技术、太阳能采暖系统与设备、深层次地热资源开发、风电机组及关键零部件等技术壁垒。
第三、重点资助企业的技术研发环节，弱化对企业高技术产业化的支持，大力推进新能源及节能环保技术商业化应用的示范工程。
第四、发展新能源及高效节能产业的空间集群。
聚集一批具有较强竞争优势和研发优势的新能源及高效节能企业。
第五、构建与国际前沿技术交流合作的平台，鼓励企业国际兼并收购研发企业。
（二）2013-2015行动计划
2013年
第一、重点扶持风能产业和太阳能光伏发电产业发展。
支持风电机组及关键零部件、晶体硅光伏电池效率转化技术等关键技术的研发；推进大型公共建筑光伏屋顶发电、光能热水等示范工程的应用；推动风能企业和太阳能光伏企业的转型发展。
第二、优先攻克新型太阳能电池转化效率、大型风力发电机组等一批近期需要攻克的关键技术难点，提高新能源及高效节能产业的技术创新水平。
第三、重点资助新能源及高效节能等研发类企业。
第四、规划新能源及高效节能产业集群研发基地，鼓励新能源及高效节能企业参与建设。
第五、构建与国际前沿技术合作的平台，不仅将国外的前沿技术吸收过来，也要鼓励企业走出去通过兼并收购等方式提升企业自主创新能力。
2014年
第一、在扶持光伏产业和风能产业的基础上，重点资助一批具有国际化潜力的企业，使之成为该行业的龙头企业。
第二、在已有格局的基础上，继续巩固企业、研发机构、产业联盟相互促进的创新格局。
重点突破高效晶体硅光伏电池技术研发、风电场智能管理系统开发、大规模的储能和核电设备安全等一批在优先顺序上属于顶级而时间节点上属于中期需要攻克的技术难点。
第三、在2013年重点资助研发类和规模化类企业的基础上，追加一批属于中期需要攻克的技术难点企业的资助；继续推进风能发电、太阳能光伏发电和工业余热回收利用等示范工程建设，扩大新能源及高效节能产业示范工程范围。
第四、在2013年规划新能源及高效节能产业集群研发基地的基础上，积极推动产业集群研发基地的建设。
第五、吸引国外或外地集团设立总部基地或科研中心，扩大新能源企业的国际交流范围，巩固在产业发展中的引领地位。
2015年
第一、打造风能、太阳能和生物质能等新能源的示范工程，实现高端功能区新能源综合应用。
统筹高端产业功能区能源禀赋特征和能源需求,实现循环高效梯级利用的示范区。
第二、在2013年、2014年开展主要任务的基础上，继续资助中高温太阳能发电技术和第四代高温冷却等一批在优先顺序上属于高级而时间节点上属于长期需要攻克的技术难点。
第三、形成新能源及高效节能产业集群研发基地，使之成为全国新能源及高效节能产业的研发、技术交流和示范中心。
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