2024能源行业发展趋势与技术创新分析报告

前言 在全球经济持续增长和环境压力日益增大的背景下，能源行业正经历着深刻的变革。随着传统能源的有限性和环境问题的凸显，探索可持续、高效和清洁的能源解决方案已成为当务之急。 能源需求的不断攀升促使我们寻求更先进的技术以提高能源的生产、传输和利用效率。同时，气候变化的严峻挑战迫使各国加快能源转型的步伐，减少对高碳排放能源的依赖。技术创新在能源领域的应用也取得了显著进展，如新能源的开发与利用，包括太阳能、风能、水能等可再生能源的转化技术不断突破；储能技术的发展为能源的稳定供应提供了保障；智能电网的建设提高了能源配送的可靠性和效率。因此，深入研究能源行业的发展趋势和技术创新应用，对于保障能源安全、推动经济可持续发展和应对全球气候变化具有至关重要的意义。 该报告主要介绍了研究背景、能源行业发展趋势、能源行业技术创新应用、能源行业数字化转型与 创新建议。希望该报告能够为能源企业今后的发展规划提供一定的参考和借鉴意义。 研究背景 1.1相关政策 1.2数据分析 能源行业 发展趋势分析 2.1能源行业概述 2.2行业现状及竞争表现 2.3行业发展八大趋势 能源行业 技术创新分析 3.1部分能源企业相关图谱 3.2能源产业和数字技术场景应用 3.3能源行业数字技术主要提供商分析 能源行业数字化转型与创新建议 4.1能源行业数字技术创新面临的机遇和挑战 4.2推动能源行业数字化转型的策略 研究背景 1.1相关政策 1.2数据分析 能源行业 发展趋势分析 2.1能源行业概述 2.2行业现状及竞争表现 2.3行业发展八大趋势 能源行业 技术创新分析 3.1部分能源企业相关图谱 3.2能源产业和数字技术场景应用 3.3能源行业数字技术主要提供商分析 能源行业数字化转型与创新建议 4.1能源行业数字技术创新面临的机遇和挑战 4.2推动能源行业数字化转型的策略 序号政策发布时间 1研究背景：相关政策 国家高度重视能源建设，不仅颁布一系列积极有效的政策，为能源发展保驾护航，而且坚定不移地加快建设能源强国的步伐。在新时代的浪潮中，积极推进能源数字化、智能化发展，以科技创新为驱动力，提升能源利用效率，优化能源结构，使能源产业向着更加高效、清洁、可持续的方向迈进，为经济社会的繁荣发展注入强大动力。 1《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》2016.09 2《能源生产和消费革命战略（2016-2030）》2017.04 4《“十四五”现代能源体系规划》2022.03 3《“十四五”能源领域科技创新规划》2021.11 6《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》2024.03 5《国家能源局关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》2023.05 7《2024能源工作指导意见》2024.03 来源：DIIRC自主研究及绘制 1研究背景：数据分析 随着“碳达峰”“碳中和”计划提出，新能源产业如太阳能、风能、水能等正迅速崛起，发展效果显著，缓解了 传统化石能源的使用压力。同时，数字化技术的飞速发展也为能源产业带来了前所未有的机遇，能源产业的创新与数字化转型已成为当今能源领域的重要发展方向。 IEA《世界能源投资2023》研究显示，2023年清洁能源投资预计超过1.7万亿美元，同比增长超20%；化石能源投资约1.1万亿美元，同比下降8.3%。2015―2023年，全球清洁能源投资快速上涨，从落后化石能源18.94%转而领先65.71%。2023年，化石能源消费同比下降0.6%，能源消费占比79.7%，首次跌破80%。依据中国石油集团经济技术研究院预测，油气仍是中长期能源供应主力，2040年在全球一次能源中比重仍将超过50%。 数据来源：IEA，国家统计局 研究背景 1.1相关政策 1.2数据分析 能源行业 发展趋势分析 2.1能源行业概述 2.2行业现状及竞争表现 2.3行业发展八大趋势 能源行业 技术创新分析 3.1部分能源企业相关图谱 3.2能源产业和数字技术场景应用 3.3能源行业数字技术主要提供商分析 能源行业数字化转型与创新建议 4.1能源行业数字技术创新面临的机遇和挑战 4.2推动能源行业数字化转型的策略 2能源行业发展趋势分析：能源行业概述 薪柴时期 人类主要依赖木头和晒干的粪肥作为能源，用于取暖、烹饪 煤炭时期 随着工业革命的到来，煤炭成为了主要的能源。1860年瓦特改良的蒸汽机的发明，大幅提升了生产力，煤炭在英国能源消费结构中的比重逐渐超过柴薪，并在1938年达到历史峰值 石油时期 随着内燃机的发明，石油成为了新的能源选择，推动了全球经济架构从农业向工业的转变，并带来了汽车、航空等行业的发展 现代能源时期 20世纪中叶以来，随着核能、水力、风能、太阳能等可再生能源的开发，能源结构开始向多元化和清洁化方向发展 清洁低碳转型 近年来，随着对气候变化的关注，能源发展越来越注重清洁和低碳。中国在新时代的能源发展中，强调了清洁低碳转型，推动了可再生能源的开发利用，并提出了2030年前达到碳排放峰值和2060年前实现碳中和的目标 能源安全新战略 中国提出的“四个革命、一个合作”能源安全新战略，旨在推动能源消费革命、供给革命、技术革命和体制革命，并加强国际合作，以实现能源的高质量发展 2能源行业发展趋势分析：能源行业概述 全球部分国家能源消耗量 国家 年份 能源消耗量（千万亿英热单位） 美国 2021 93.363 2022 94.791 德国 2021 11.834 2022 11.093 日本 2022 16.890 中国 2021 151.898 2022 173.964 数据来源：CEICData，美国能源信息署，德国联邦经济和气候保护部 在“双碳”目标指引下，全球能源体系将从以传统化石能源为主的能源体系转变为以可再生能源为主导、多能互补的能源体系。即，可再生能源的消耗比重不断上升，化石燃料的比重逐渐减少。 能源结构可以分为一次能源，如煤炭工业、石油 工业、天然气工业等；二次能源，如炼焦工业、石油冶炼工业、电力工业和蒸汽动力工业等；新能源，可以分为六大能源行业：核能，风能，太阳能，生物质能，地热能，海洋能。 全球各国能源消耗与其自身地理环境、经济发展 情况、国家政策法规、技术创新等相关，总体来说，全球能源需求在持续增长。 相较之下，中国的能源消耗量较大。 2能源行业发展趋势分析：能源行业概述——美国 然气和核能作为过渡能源，以顺利推进能源转型。 自2009年以来，美国能源部资助了有关太阳能、清洁发电技术、清洁燃料、能源存储技术、碳捕捉技术和建筑节能等数百项研究项目，为世界能源技术进步做出突出贡献。 2000年美国化石能源占一次能源的比例为85%，而到2020年该比例降至79%。美国能源转型是在能源独立基础上不断推动能源系统清洁化。 2021-2023年美国在能源技术创新的投入 年份 投入金额（亿美元） 投入领域 2021 44.76 可再生能源、氢能、直接空气碳捕集技术 2022 73.3 能源基础研究、可再生能源、氢能、碳捕集与封存技术 2023 2.93 清洁能源技术研发及制造 8.36 能源基础研究、可再生能源、氢能、储能、关键材料、碳捕集利用与封存技术（CCUS) 15.34 能源转型变革性技术、氢能技术、建筑及交通减排技术、碳捕集利用与封存技术（CCUS) 33.2 氢能、核能、储能、碳捕集利用与封存技术（CCUS) 42.9 清洁能源及电网、清洁能源供应链、碳捕集与封存技术 85 储能、清洁能源及电网、碳捕集技术、支持能源和排放密集型行业脱碳 数据来源：中国科学院，中国科学网 作为世界第一大经济体，300年来美国能源消费量扩大了近400倍。石油危机促使美国能源政策的核心转向“能源独立”。对此，美国将目光放在开发新能源、研发新能源技术、调控市场和扩大供给。 美国化石能源充足，基于此资源，美国将天 2能源行业发展趋势分析：能源行业概述——德国 德国由于缺乏资源优势，石油和天然气对外依存度超过90%。20世纪90年代，德国试图通过可再生能源的发展缓解能源安全问题。 21世纪初期德国提出实现可持续发展是能源政策的第一要义，目标为“能源安全、经济效率、环境可承受”。德国能源转型的核心是可再生能源，能源效率的提高是辅助措施。 2000—2019年，德国可再生能源发电比例增加了36%，提前实现了2020年的目标。其研究主要集中在如何提高分布式能源的利用效率、提高可再生能源消纳的稳定性和灵活性、扩大能源领域的合作。 德国能源转型的成功主要得益于三点：第一，发展高效风电和生物质能的再利用;第二，智能化和自动化的管理系统、新材料的开发利用以及各部门效率提升；第三，能源系统的智能化和集成化。 年份 可再生能源发电量（太瓦时） 可再生能源发电量占比 2019 237 40.1% 2020 233.1 49.3% 2021 223.9 42.4% 2022 256 46.3% 2023 251.2 55% 2019-2023年德国可再生能源发电量及其占比 数据来源：德国联邦网络局 2能源行业发展趋势分析：能源行业概述——日本 作为发达国家中能源自给率最低的国家，日本能源转型的重点在于通过技术优势弥补资源劣势。 在能源供给方面，寻求能源种类的多样性，例如海油、气等资源的勘探和可燃冰的商业开发等。 在技术供应方面，推动煤气化联合循环发电系统、燃料电池发电系统、碳捕捉与封存。 在能源需求方面，将氢能规模化利用作为重要抓手，大力推动氢能产业链的发展。日本着力构建“氢能社会”，并计划在2050年构成零碳氢源。 目前，日本在氢能和燃料电池的技术专利申请领域遥遥领先，已经开始在商业上推广燃料电池汽车和家用燃料电池。 2019-2022日本能源技术创新投入 年份 研发投入金额（亿日元） 投资领域 2019 700 日本政府氢能研发推广预算 2020 80 新型节能技术开发补贴 2021 1000 人工智能研发 2022 200 下一代太阳电池技术开发 数据来源：赛迪智库，中国科学院 2能源行业发展趋势分析：能源行业概述——中国 产品名称 单位 产量 比上年增长（%） 原煤 亿吨 47.1 3.4 原油 万吨 20902.6 2.1 天然气 亿立方米 2324.3 5.6 发电量 亿千瓦时 94564.4 6.9 其中：火电 亿千瓦时 62657.4 6.4 水电 亿千瓦时 12858.5 -4.9 核电 亿千瓦时 4347.2 4.1 风电 亿千瓦时 8858.7 16.2 太阳能 亿千瓦时 5841.5 36.7 2023年全国主要能源产品及其增长速度 数据来源：国家统计局 作为世界第二大经济体、人口第一大国，中国面临着人口、资源、环境、发展等诸多问题。 目前煤炭仍然占主导地位，国家政策下，中国风力、光伏发电产业不断扩大规模，我国新能源利用与开发能力显著提升，新能源发电装机容量不断增加，非化石能源的消费比例持续提高。新能源产业取得显著的发展成效，新能源发电装机容量已经位居全球榜首。 全年一次能源生产总量48.3亿吨标准煤，比上年增长4.2%。 年末全国发电装机容量291965万千瓦，比上年末增长13.9%。其中，火电装机容量139032万千瓦，增长4.1%；水电装机容量42154万千瓦，增长1.8%；核电装机容量5691万千瓦，增长2.4%；并网风电装机容量44134万千瓦，增长20.7%；并网太阳能发电装机容量60949万千瓦，增长55.2%。 2能源行业发展趋势分析：主要能源企业现状（中国） 序号 企业名称 战略规划 发展目标 落地路径 1 国家能源集团 《国家能源集团数字化转型战略》《国家能源集团网络安全和信息化“十四五”总体规划》 “平台化发展、数字化运营、生态化协作、产业链协同、智能化