必威，在由中国石油集团经济技术研究院与标普全球共同举办的2024国际能源发展高峰论坛上，，分析了近年来能源科技创新宏观形势、最新特点与最新进展，重点研判并推出未来极具潜力的十大油气与新能源技术，为能源产业高质量发展提供科技视角的决策参考。

　　科技创新与产业创新深度融合，能源产业正向“创新驱动+场景牵引”新范式迈进。化石能源与非化石能源互补融合，通过科技创新破除不同能源之间的生产与转化利用壁垒，推动以清洁低碳、安全高效为核心的多能融合发展。数字技术与能源技术交叉融合，数字革命与能源革命并行推进，驱动能源科技创新体系重构、能源产业管理模式变革、商业模式优化与核心能力提升。跨界创新持续推进，能源科技创新涵盖多学科多领域，通过跨行业、跨领域、跨学科协同创新寻找新技术解决方案。

　　油气技术“四极”发展趋势日渐凸显。油气技术向极宏观拓展突破空间尺度、向极微观深入探寻本质机理、向极端环境挺进开拓地球极限、向极综合交叉发力重塑产业形态，不断刷新人类对油气勘探开发的认知边界，为油气工业高质量发展开辟新空间。超级盆地勘探开发突破了传统单一区块开发模式。DNA测序技术、纳米驱油技术等引领油气开发迈入纳米调控新阶段。陆上油气勘探深度已突破万米大关、海洋油气勘探开发不断刷新水深纪录（3000米）。勘探开发一体化技术、炼化一体化技术以及智能化的深度融合，正在构建智能油田、智能炼厂等新模式，推动油气全产业链升级。

　　技术创新推动新能源产业向“四化”发展。我国新能源产业呈现良好发展态势，正在由“量”的增长向“质、量”双增转变。技术创新推动新能源向多元化、高效化、规模化、低成本化方向发展。

　　多元化：新能源产业发展体现为能源种类、技术路径和应用场景多元化，共同推动新能源产业创新。

　　高效化：新能源领域在设计、材料、系统集成等方面实现了创新和突破，从而使能源的转换效率得到显著提升。

　　规模化：2024年全球新能源累积装机规模预计将达到46.43亿千瓦，五年复合增速达8.94%。我国已具备完备的可再生能源产业链，可再生能源发电装机规模优势突出。

　　低成本化：新能源技术快速发展、太阳能光电转化效率持续提升、新能源发电规模快速增长，推动新能源成本持续下降。

　　数智化技术实现能源产业“两赋能”。赋能传统油气产业转型升级，通过智能油田、智能炼厂等应用场景驱动油气产业智能化发展。赋能新能源产业智慧化发展，通过智能输配电、智能监测、智能巡检、智能调度等应用场景助力新能源产业实现高效管理和优化配置。

　　展望未来，报告聚焦油气可持续发展、能源绿色低碳转型和未来智慧能源三大方向，评选出未来极具潜力的十大油气与新能源技术。

　　▲2022年8月，中国石化命名顺北油气田为“深地工程”顺北油气田基地，该气田也被誉为“深地一号”，是中国石化向地球深部进军的重要代表。

　　深地油气是我国增储上产重大战略接替新领域。近年来，世界新增油气储量60%来自深部地层。我国深层、超深层油气资源量达671亿吨油当量，占全国油气资源总量的34%。

　　面临的挑战主要是超深高温、高压、地质复杂多变，勘探开发风险大、成本高、难度大，对地质理论创新、井筒技术创新、开发技术创新和装备迭代升级提出极高要求。

　　深地油气资源通常位于地质条件极为复杂的区域，未来亟须加强超深层油气富集机理与分布规律研究，攻克超深层油气安全高效钻完井关键技术、材料与装备，抢占全球深层超深层油气勘探开发战略高地。

　　▲2024年9月27日，我国首个深水高压气田“深海一号”二期天然气开发项目在海南岛东南陵水海域正式投产，标志着中国完全攻克深水高压油气藏开发这一世界级难题，深水复杂油气资源开发能力跻身世界先进行列

　　近年来，深海油气发现占全球油气新发现的一半以上，深海油气可采资源量约1560亿吨，占全球油气可采资源总量的15%以上。

　　面临的挑战主要是深水复杂环境、特殊压力、海底低温、地下资源与地面工程设施协同等；装备制造、工程施工和运营维护等环节投入高、风险大，勘探开发成本居高不下。

　　重点技术方向包括超深水FPSO（浮式生产储卸油装置）、深水FLNG（浮式液化天然气装置）、单点系泊系统、海底工厂、深远海保障基地等。未来，深海油气与深远海风电融合开发也将成为重要方向。

　　我国陆相页岩油可采资源量30亿~60亿吨、陆相页岩气可采资源量21.8万亿~36.1万亿立方米，陆相页岩油气勘探开发正处于起步和局部破局阶段必威。

　　面临的主要挑战是产层埋藏深、非均质性强，提产难度大，井下事故复杂和套变频发，建井周期长、建井成本高、开发风险大。

　　重点技术方向包括陆相页岩油气地质理论、二氧化碳和纳米提高采收率技术、水平井超级一趟钻配套技术、精准智能压裂、立体开发、绿电+原位改质等，突破这些技术将助推中国版“页岩革命”。

　　▲2024年12月，镇海炼化二期扩能和高端新材料项目全面机械竣工，新增产能将催生“炼油-丙烷脱氢-丙烯-丙烯腈-ABS/蛋氨酸，炼油-液化气-异壬醇-环保型增塑剂”等多条高附加值的特色产业链，重点发展高端聚烯烃、高端新材料、高端化学品等产品。

　　近年来，炼化行业正从生产燃料为主向生产化工原料及高端新材料转型。石油基高端新材料主要包括部分高性能聚烯烃、工程塑料等合成树脂，以及合成橡胶、碳材料等，市场价值高，需求迫切。

　　面临的主要挑战是我国新材料领域当前供需结构性矛盾突出，2023年我国消费约1600万吨聚烯烃产品，其中近1000万吨依赖进口；聚芳醚砜、高温聚酰胺、聚醚醚酮等自给率低于40%。

　　石油基高端新材料生产技术将更加聚焦于满足新兴产业市场急需产品的品质、品类，从化工原料、催化剂和装备、绿色制造等方面开展技术攻关，使化工新材料全生命周期更加绿色低碳。

　　▲2023年8月，我国规模最大的光伏发电直接制绿氢项目——新疆库车绿氢示范项目全面建成投产。

　　风光氢储规模化可持续利用技术是一种集风能、光伏、电解水制氢、储氢和氢燃料电池等于一体的关键技术系统，目前正处于研究验证阶段。该技术旨在解决风能和太阳能发电的间歇性和不稳定性问题，通过将过剩的电能转化为氢气储存，以实现能源高效利用和电网稳定运行。

　　重点技术方向包括高效率电解水制氢、储氢材料和氢燃料电池等，未来有望实现可再生氢“制储输用”全链条一体化运营，对于推动风能、光伏、氢能、储能等多种能源协同发展，提升清洁能源综合利用效率，具有重大战略意义。

　　▲2022年8月25日，由中国石化建设的全国首个百万吨级CCUS项目——齐鲁石化-胜利油田CCUS示范工程在山东淄博投产。

　　碳捕集、利用与封存（CCUS）技术是实现二氧化碳大规模减排的重要技术手段，目前整体处于商业化早期阶段。

　　面临的挑战主要是碳捕集成本和能耗高、二氧化碳资源化利用途径有限、二氧化碳矿化封存速率难调控等。

　　重点技术方向包括化学链燃烧等低成本低能耗碳捕集、二氧化碳制绿色甲醇等化学利用、二氧化碳生物及矿化利用、深部咸水层规模化封存、二氧化碳快速矿化及速率调控、地质体碳封存容量高效利用等。

　　预计2030年前后，CCUS核心技术将取得突破性进展，有望大幅降低工业和能源生产过程中的碳排放，成为降碳“撒手锏”。

　　随着全球可再生能源和电动汽车需求不断增长，废塑料、废轮胎、废旧电池等数量剧增，其资源化回收与循环利用对节约能源和保护环境尤为重要。

　　废塑料化学循环利用是废塑料处理的路径之一，但存在热解油出油率低、杂质多、成本高等难点。退役动力电池的梯次利用能够解决回收处理问题，但面临如何确定简单、合适、可靠的分选条件等难题。

　　化学循环处理技术有望突破废塑料材料化回收利用的发展瓶颈，彻底解决塑料污染问题。

　　▲ 生物能源产品合成路线 （来源：科学出版社公众号《合成生物学如何助力生物能源生产？》）

　　基于合成生物学的先进生物制造技术是一种利用合成生物学原理和方法，通过设计和构建新的生物系统或重新设计现有生物系统，实现特定功能产品的生物制造技术，目前正处于从实验室研究向产业化应用过渡的阶段。该技术可提高生物制造效率和可持续性，替代传统化工合成路线，减少对化石能源的依赖。

　　面临的挑战包括生物组件准确描述和应用、基因网络预测和构建、大规模基因网络建设和测试、生物系统精确控制和优化等。

　　合成生物学将加速推动生物制造业变革，基于合成生物学的先进生物制造技术未来有望重塑医药、化工、能源等传统行业。预计未来10~20年，合成生物制造有望形成每年数万亿美元的市场规模。

　　能源智慧生产与利用技术是一种融合“智慧油气生产”与“AI智能决策的新能源利用系统”而形成的未来能源技术，目前仍处于萌芽阶段，主要通过AI决策、能源互联网、多能互补等方法，解决未来能源的智能化与绿色化利用问题

　　面临的挑战主要包括如何利用AI探索新能源多时间尺度功能场景下的油气开发机制、油气与新能源融合高效开发协同调配方法等。

　　AI技术将推动传统油气田生产管理智能化提升，并打造自动、高效的智慧油气田运行模式。基于AI智能决策的能源互联网将集成分布式发电、储能、通信传感等智能电网技术，推动智慧油气田与光伏发电、油田地热供能等多种新能源场景融合高效开发，助力生产环节与新能源利用的协同耦合，实现多能互补与长效匹配。

　　可控核聚变技术是一种旨在实现轻原子核（如氢的同位素氘和氚）在极高温度和压力下聚合成重原子核（如氦）并释放巨大能量的过程，目前正处于实验阶段，需要解决如何安全高效地模拟太阳内部核聚变过程，以提供几乎无限的清洁能源。

　　面临的挑战主要是燃烧等离子体稳态自持运行、耐高能中子轰击及高热负荷材料、氚自持等。

　　亟须突破高温超导磁体等关键技术，提高等离子体的约束效率和稳定性，助力实现稳态自持运行加快推动工业示范。预计2050年前后可控核聚变将实现商业化应用，有望推动人类社会逐渐摆脱对化石能源的依赖，进入全新能源时代。