國家重點研發計劃相關重點專項的凝練布局和任務部署已經戰略咨詢與綜合評審特邀委員會咨詢評議，國家科技計劃管理部際聯席會議研究審議，并報國務院批準。本次征求意見重點針對各專項指南方向提出的目標指標和相關內容的合理性、科學性、先進性等方面聽取各方意見。科技部將會同有關部門、專業機構和專家，認真研究反饋意見，修改完善相關重點專項的項目申報指南。征集到的意見將不再反饋和回復。

“可再生能源與氫能技術”重點專項 2018年度項目申報指南建議

為落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》，以及《“十三五”國家科技創新規劃》、《能源技術革命創新行動計劃（2016-2030年）》、《能源技術創新“十三五”規劃》和《可再生能源中長期發展規劃》等提出的任務，國家重點研發計劃啟動實施“可再生能源與氫能技術”重點專項。根據本重點專項實施方案的部署，現提出2018年度項目申報指南建議。

本重點專項總體目標是：大幅提升我國可再生能源自主創新能力，加強風電、光伏等國際技術引領；掌握光熱、地熱、生物質、海洋能等高效利用技術；推進氫能技術發展及產業化；支撐可再生能源大規模發電平價上網，大面積區域供熱，規模化替代化石燃料，為能源結構調整和應對氣候變化奠定基礎。

本重點專項按照太陽能、風能、生物質能、地熱能與海洋能、氫能、可再生能源耦合與系統集成技術6個創新鏈（技術方向），共部署38個重點研究任務。專項實施周期為5年（2018-2022年）。

1. 太陽能

1.1 鈣鈦礦/晶硅兩端疊層太陽電池的設計、制備和機理研究（基礎研究類）

研究內容：為探索新型高效低成本疊層太陽電池技術，開展鈣鈦礦/晶硅兩端疊層太陽電池的結構設計、器件制備及其機理的基礎研究。

具體包括：疊層電池能帶匹配設計與光電特性優化；疊層電池載流子輸運機制；疊層電池低光電損耗隧穿結和高效陷光結構設計與實現；低溫低離子轟擊透明導電薄膜沉積機理及制備技術；疊層電池模塊與百瓦戶外系統設計與驗證。

考核指標：獲得低光電損耗隧穿結設計方案，闡明疊層電池載流子輸運機制；獲得可實用化的鈣鈦礦/晶硅疊層電池制備技術途徑；鈣鈦礦/晶硅兩端疊層太陽電池效率≥23%（面積0.1cm2）、≥18%（面積10cm2）；透明鈣鈦礦太陽電池效率≥16%（面積0.1cm2）；建成百瓦級疊層電池戶外驗證系統。

1.2 柔性襯底銅銦鎵硒薄膜電池組件制備、關鍵裝備及成套工藝技術研發（共性關鍵技術類）

研究內容：為解決我國柔性襯底薄膜電池及組件產業發展的技術瓶頸，開展基于柔性襯底高效率銅銦鎵硒薄膜電池組件關鍵裝備及共性關鍵技術研究。具體包括：大面積均勻銅銦鎵硒有源層及其功能層薄膜制備和工藝優化；柔性襯底元素擴散及其對電池性能影響；銅銦鎵硒薄膜電池封裝工藝及產品研發；銅銦鎵硒薄膜電池和組件的成套工藝技術；大面積柔性銅銦鎵硒薄膜電池卷對卷關鍵裝備。

考核指標：實現銅銦鎵硒薄膜電池卷對卷柔性襯底清洗、有源層和功能層制備等關鍵裝備國產化，完成成套工藝技術研發和示范線建設，實驗室柔性電池效率≥21%（面積0.5cm2），示范線量產柔性薄膜電池組件平均效率≥16.50%（面積0.5m2），分別建成年產能10MW柔性襯底銅銦鎵硒薄膜電池示范生產線和100kW組件示范電站。

1.3 高效P型多晶硅電池產業化關鍵技術（共性關鍵技術類）

研究內容：為解決我國高效率低成本多晶硅太陽電池產業發展的技術瓶頸，開展高效P型多晶硅電池產業化關鍵技術研究。具體包括：高效多晶硅電池結構設計和仿真技術、高陷光多晶硅電池絨面制備技術；電池表面低復合鈍化技術、新型PN結/背場結構和制備技術；高效P型多晶硅電池效率衰減控制技術；研制先進高陷光制絨等關鍵裝備；高效P型多晶硅太陽電池和組件量產成套工藝技術。

考核指標：完成基于先進結構的P型多晶硅電池關鍵技術研究和示范線建設，實驗室電池（面積400mm2）最高效率≥22.30%；示范線量產電池（面積156mm×156mm）正面平均效率≥21.30%、年產能≥80MW，電池成本≤1.4元/Wp；先進高陷光制絨等關鍵裝備實現國產化并應用于示范線；建成容量不小于500kWp示范電站。

1.4 可控衰減的N型多晶硅產業化電池關鍵技術（共性關鍵技術類）

研究內容：針對進一步提升多晶硅電池轉化效率、降低成本的需求，開展可控衰減的N型多晶硅產業化電池關鍵技術研究。具體包括：N型多晶硅電池衰減機制和衰減控制技術；N型多晶硅錠均勻摻雜技術；N型多晶硅電池雙面鈍化材料、結構和工藝技術、低接觸電阻金屬化技術；研制高效均勻摻雜N型硅鑄錠爐等關鍵裝備；可控衰減的N型多晶硅太陽電池和組件量產成套關鍵技術。

考核指標：完成可控衰減的高效N型多晶硅電池關鍵技術研究和示范線建設，實驗室電池（面積400mm2）最高效率≥22.50%；示范線量產電池（面積156mm×156mm）正面平均效率≥21.50%、年產能≥45MW、電池成本≤1.5元/Wp；N型硅鑄錠爐等關鍵裝備實現國產化并應用于示范線；建成容量不小于500kWp示范電站。

1.5 雙面發電晶硅電池產業化關鍵技術（共性關鍵技術類）

研究內容：針對我國光伏發電對高功率組件的需求，開展高效雙面發電晶硅電池產業化關鍵技術研究。具體包括：先進雙面電池結構設計和仿真技術，可同時實現雙面高效率的電池前/背面鈍化技術；適合于高效雙面電池PN結/背場形成的精密摻雜技術；電池前/背面低接觸電阻金屬化技術；研制雙面電池用高效硼摻雜等關鍵裝備；雙面發電晶硅電池和組件量產成套工藝技術。

考核指標：完成高效雙面發電晶硅電池產業化關鍵技術研究和示范線建設，實驗室晶硅雙面電池最高效率（正面效率，面積400mm2）≥24%；示范線雙面電池平均效率（正面效率，尺寸156mm×156mm準方形）≥23%、電池雙面效率比≥90%、年產能≥45MW、電池成本≤1.7元/Wp；高效硼摻雜等關鍵裝備實現國產化并應用于示范線；建成容量不小于500kWp示范電站，相比單面組件發電量增益≥20%。

1.6 晶硅光伏組件回收處理成套技術和裝備（共性關鍵技術類）

研究內容：針對我國晶硅光伏組件壽命期后大規模退役問題，研究光伏組件環保處理和回收的關鍵技術和裝備，實現主要高價值組成材料的可再利用。具體包括：各種組件低成本綠色拆解技術、構成組件各種材料的高效環保分離技術；新型材料及新結構組件的環保處理技術和實驗平臺；組件低損拆解及高價值組分材料高效分離等關鍵裝備；晶硅光伏組件環保處理量產成套工藝技術；光伏組件回收政策、標準和評價體系。

考核指標：分別建成基于物理法和化學法的晶硅光伏組件環保處理的成套工藝示范線，每條示范線產能≥10MW/年、質量回收率≥92%，能耗≤30kWh/kW組件，銀回收率≥93%、硅回收率≥95%、銅回收率≥97%；形成光伏組件環保處理技術路線圖、綠色評價方法、標準和政策機制建議。

1.7 新型光伏中壓發電單元模塊化技術及裝備（共性關鍵技術類）

研究內容：為突破高效率、低成本大型光伏電站新型模塊化系統及裝備技術瓶頸，開展光伏中壓發電單元模塊化技術及裝備研究。具體包括：新型光伏中壓電力電子裝置拓撲結構、電磁兼容及建模仿真技術；高效直流升壓MPPT（最大功率點跟蹤）控制器關鍵技術；中壓并網逆變器關鍵技術；新型光伏中壓發電單元模塊化設計及系統集成優化技術；新型光伏中壓發電單元示范及實證研究。

考核指標：MPPT控制器額定輸出電壓≥3kV，額定功率≥80kW；中壓并網逆變器單機額定功率≥5MW；示范工程容量≥10MW。

1.8 分布式光伏系統智慧運維技術（共性關鍵技術類）

研究內容：針對分布式光伏規模化發展所面臨的運維難度大、成本高、效率低等問題，開展分布式光伏智慧運維關鍵技術研究。具體包括：大規模分布式光伏系統、部件運維數據及電能質量、故障錄波數據實時采集及存儲技術；光伏支路、逆變器異常狀況預警和系統火災預警技術；基于機器視覺的光伏組件熱斑、隱裂等缺陷診斷分析技術；分布式光伏智能運維、巡檢技術；分布式光伏智慧運維大數據云平臺研制。

考核指標：智慧運維大數據云平臺可接入分布式光伏系統≥1000個，采集速度≥1萬采集點/秒，可用率≥99%；智慧運維示范系統接入分布式光伏系統≥100個，總容量≥20MW，異常預警準確率≥80%，組件缺陷診斷有效率≥80%。

1.9 典型氣候條件下光伏系統實證研究和測試關鍵技術（共性關鍵技術類）

研究內容：開展典型氣候條件下光伏系統及部件高性能仿真、戶外測試和實證平臺集成研究，為我國建立國際互認的第三方公共平臺提供支撐。

具體包括：關鍵氣候因素對光伏系統影響研究和建模技術；考慮多物理場（輻照、溫度、風速、載荷等）的大型光伏系統高性能仿真和虛擬現實設計技術；光伏系統實證平臺模塊化設計集成和靈活重構技術；光伏組件、逆變器及系統能效測試技術；光伏組件、逆變器及系統實證測試標準研究。

考核指標：大型光伏系統仿真設計平臺可設計系統規模≥1GW，可仿真物理場≥4種，并行計算速度≥1.2PFlops；典型氣候條件（濕熱、亞濕熱、干熱、暖溫、海洋、寒溫、高原）下光伏系統實證平臺≥7個，每個平臺實證測試容量≥5MW并包括光伏組件、新型逆變器戶外測試平臺；系統能效測試不確定度≤5%，不確定度分量≥6個。

1.10超臨界CO2太陽能熱發電關鍵基礎問題研究（基礎研究類）

研究內容：針對太陽能熱發電提高效率降低成本的需求，研究超臨界CO2太陽能熱發電的聚光/集熱/儲熱/發電部分關鍵器件及系統集成理論和方法。具體包括：與聚光場耦合的非均勻能流下高溫高可靠吸熱器工作原理及設計方法；高溫儲熱方法、儲熱裝置動態失效與可靠運行機理；非穩態變物性超臨界CO2與儲熱介質的湍流換熱特性及換熱器設計方法；適于超臨界CO2太陽能熱發電系統的壓氣機與透平工作原理及設計方案；超臨界CO2太陽能熱發電系統的光熱耦合原理與集成優化。

考核指標：提出超臨界CO2太陽能熱發電的集熱/儲熱/換熱/發電系統設計方法；建成發電功率不小于200kW的超臨界CO2太陽能熱發電實證平臺，集熱溫度不低于700℃，超臨界CO2的輸出溫度不低于550℃。

2. 風能

2.1 風力發電復雜風資源特性研究及其應用與驗證（基礎研究類）

研究內容：研究我國典型地形和臺風影響地區的風資源特性及其數值分析方法，為風電設計軟件提供合理的輸入條件。具體包括：典型地形和臺風影響地區距地面300米高度內湍流風特性時空變化特征及其形成機理；大型風電機組和風電場設計湍流風參數分類及測量方法；典型地形的風電場風資源計算流體力學模式（CFD）；臺風影響下的風電場極端風況CFD模式；風電場非定常湍流風場的多尺度耦合數值模擬方法。

考核指標：典型地形和臺風影響地區的湍流風特性分類指標庫及其測量與計算方法指南；典型地形風電場選址風資源評估軟件，并選取至少4種典型地形風電場進行驗證；臺風影響地區風電機組風險評估軟件，與觀測最大風速對比誤差小于10%，并選取已建沿海風電場進行驗證。

2.2 15MW風電機組傳動鏈全尺寸地面試驗系統研制（共性關鍵技術類）

研究內容：針對我國缺乏大型風電機組全尺寸公共試驗系統以及海上風電機組研發測試的迫切需求，研制15MW風電機組傳動鏈全尺寸地面試驗系統。具體包括：風電機組傳動鏈全尺寸地面試驗系統多參量耦合機理及典型工況提取方法；大型風電機組全工況仿真及虛擬測試技術；傳動鏈全尺寸地面試驗系統運行控制與數據采集分析技術；傳動鏈全尺寸地面試驗系統研制與集成；大型風電機組傳動鏈全尺寸試驗技術。

考核指標：傳動鏈全尺寸地面試驗系統可測試的風電機組最大額定容量15MW，模擬6自由度風載荷并具備傳動鏈及關鍵部件的功能、性能及疲勞壽命試驗能力；地面試驗系統全工況仿真和虛擬測試平臺；全尺寸地面試驗系統運行控制系統；選取至少1臺6MW以上風電機組進行傳動鏈全尺寸地面試驗驗證；形成大型風電機組全尺寸、全工況試驗測試標準及規范。

2.3 大型海上風電機組葉片測試技術研究及測試系統研制（共性關鍵技術類）

研究內容：針對大型海上風電機組葉片測試需求，開展120米級風電葉片全尺度結構力學測試技術體系研究。具體包括：葉片全尺度靜力測試與雙自由度疲勞測試技術；葉片破壞評價與分析技術；葉片運行工況實時仿真技術及雙自由度加載控制技術；葉片全運行周期內結構安全性驗證測試技術要求與準則；滿足120米級葉片全尺度結構力學測試系統研制。

考核指標：建立120米級葉片測試技術體系，其中靜態載荷協同加載技術可實現載荷偏差率≤5%；雙自由度疲勞加載技術可實現葉片揮舞與擺振方向的耦合疲勞測試；建立適用于大型海上風電機組120米級葉片的公共測試系統，具備多點協同靜力加載能力與雙自由度疲勞加載能力；可實現極限載荷≥120000kNm和疲勞載荷≥60000kNm；形成葉片全運行周期內結構安全性驗證測試相關標準；完成1項100米級葉片測試工作。

2.4 大型海上風電機組及關鍵部件優化設計及批量化制造、安裝調試與運行關鍵技術（共性關鍵技術類）

研究內容：為滿足海上規模開發風電的需求，基于已經安裝運行的5MW以上風電機組樣機及國內自主研制的關鍵部件，開展大型海上風電機組及關鍵部件優化設計、制造、安裝調試運行全鏈條關鍵技術研究，并應用驗證。具體包括：大型海上風電機組優化設計技術，整機批量組裝專用工藝、臺架試驗技術；主控、變流器、變槳、監控系統協同優化控制及批量化制造工藝技術和檢測裝備；葉片及傳動鏈關鍵部件的優化設計及批量制造工藝和檢測技術；機組及部件智能運輸、現場批量安裝調試運行工藝技術和檢測裝備；海上風電機組及主要部件相關標準規范。

考核指標：海上直驅和增速型2種風電機組（≥5MW）取得整機型式認證，所用葉片、電控（主控、變流器、變槳距）、發電機、增速型風電機組的齒輪箱等主要部件實現國產化；整機及電控等主要部件至少在10萬千瓦以上風電場實現技術驗證，并網運行時間1年以上，平均故障間隔時間>3000h；完成整機集成全套工藝及臺架試驗平臺研發；完成現場安裝調試運行相關工藝及檢測平臺研制；形成大型海上風電機組及關鍵部件相關技術規范和測試標準體系。

3. 生物質能

3.1 纖維素類生物質生物、化學、熱化學轉化液體燃料機理與調控（基礎研究類）

研究內容：針對制約纖維素類生物質轉化液體燃料效率的基礎性問題，開展纖維素類生物質生物、化學、熱化學轉化機理與調控機制研究。具體包括：纖維素混合糖共代謝機制與基因調控；纖維素乙醇（丁醇）高產機理與動力學模型；纖維素類生物質化學催化轉化液體燃料機理及調控；生物質氣化調變、合成氣催化凈化、重整催化制備液體燃料的轉化機制；分子層面的纖維素類生物質多組分耦合熱分解機理及產物定向調控機制。

考核指標：揭示纖維素類生物質混合糖發酵乙醇（丁醇）機理，提出高效轉化新途徑。纖維素混合糖乙醇（丁醇）轉化率≥90%；纖維素類生物質轉化為車用液體燃料能量轉化率≥35%，轉化為航空用液體燃料能量轉化率≥25%。

3.2 纖維素類生物質催化制備生物航油技術（共性關鍵技術類）

研究內容：針對纖維素類生物質生物航油轉化效率低、經濟性差的問題，開展纖維素類生物質轉化生物航油技術工藝研究。具體包括：纖維素類生物質高效水熱定向解聚技術；解聚產物碳鏈調控與加氫催化制備長鏈烷烴技術；木質素水熱液化加氫提質制取芳烴及環烷烴技術；纖維素類生物質制取生物航油關鍵技術工程驗證；生物航油全生命周期評價。

考核指標：構建纖維素類生物質制取生物航油工藝技術體系。催化劑壽命達4000h以上，纖維素和半纖維素制備生物航油轉化率≥85%；完成纖維素類生物質制取生物航油千噸級裝置驗證，生物航油成本≤9000元/噸；生物航油油品質量達到生物航油標準（ASTM-D7566）要求，完成生物航油發動機臺架試驗。

3.3 纖維素類生物質水（醇）解制備酯類燃料聯產化學品技術（共性關鍵技術類）

研究內容：針對纖維素類生物質轉化酯類燃料過程中全組分高效利用的關鍵問題，研究清潔高效酯類燃料制取聯產高附加值化學品的共性技術與工藝途徑，實現纖維素類生物質全組分高效利用。具體包括：纖維素類生物質組份清潔分離預處理技術；分離組分催化水（醇）解制備酯類燃料聯產高附加值化學品技術；水（醇）解酯化產物低能耗高效分離技術；纖維素類生物質水（醇）解制備酯類燃料聯產化學品關鍵技術工程驗證；酯類燃料復配低碳鏈汽油技術及全生命周期評價。

考核指標：構建纖維素類生物質組分清潔分離以及催化水（醇）解制備酯類燃料聯產高附加值化學品工藝技術體系。纖維素類生物質清潔預處理分離過程不使用二次污染化學品，木質素脫除率≥80%；纖維素水（醇）解酯類燃料轉化率≥85%；完成纖維素酯類燃料聯產化學品千噸級裝置驗證，纖維素酯類燃料聯產化學品綜合成本≤7000元/噸；復配10%酯類燃料的汽油，其典型污染物排放量與使用國Ⅴ標準石化汽油相比較降低25%。

3.4 農業秸稈酶解制備醇類燃料及多聯產技術與示范（應用示范類）

研究內容：針對纖維素醇類燃料經濟性差的問題，開展農業秸稈制備醇類燃料及多聯產的生物煉制技術研究與示范。具體包括：農業秸稈原料高效清潔預處理及低成本纖維素酶制劑的制備與復配技術；酶解糖化與乙醇、丁醇發酵耦合工藝，同時代謝五碳糖和六碳糖技術；酶解糖液直接發酵乙醇、丁醇與分離耦合工藝，超低能耗乙醇、丁醇膜法分離集成技術；農業秸稈制備燃料乙醇、丁醇多聯產生物煉制千噸級示范裝置；農業秸稈制備燃料乙醇、丁醇，以及沼氣、復合肥多聯產萬噸級示范裝置。

考核指標：噸燃料乙醇的酶制劑成本不高于850元；噸秸稈燃料乙醇得率不低于170kg；纖維素水解混合糖產丁醇、乙醇等得率不低于0.42g溶劑/g總糖；建立膜法分離集成的千噸級生物煉制裝置；建立農業秸稈制備乙醇、丁醇萬噸級示范裝置，燃料乙醇綜合成本≤7000元/噸。

4. 地熱能與海洋能

4.1 干熱巖能量獲取及利用關鍵科學問題研究（基礎研究類）

研究內容：針對我國干熱巖資源潛力巨大，干熱巖人工儲層的構建和干熱巖資源亟待開發利用的迫切需求，重點研究干熱巖能量獲取及能量轉換與高效利用中的關鍵科學技術問題。具體包括：干熱巖儲層能量評價方法與靶區優選；干熱巖能量獲取（現場壓、控裂）方法與測井技術；

現場微震監測及數據反演與人工儲層裂隙網絡評價方法；流體在人工儲層多物理場耦合流動傳熱機理及換熱結構與取熱速率優化方法；干熱巖發電及綜合利用技術方案與經濟性評價。

考核指標：建立人工儲層裂隙網絡評價模型，人工壓裂后反演的裂隙網絡空間位置誤差不大于井深的1%；壓裂體積≥1×106m3；多場耦合模型能量獲取的預測不確定度≤20%；干熱巖人工儲層的產熱率≥2000kWth。

4.2 海洋能資源特性及高效利用機理研究（基礎研究類）

研究內容：針對自主創新海洋能技術的迫切需求，研究海洋能資源特性評估方法及高效利用機理。具體包括：重點海域海洋能資源特性，海洋能裝置與海洋環境耦合機制；低水頭潮汐水力轉換機理，新型雙向全貫流式潮汐發電原理；潮流能轉換機理，新型高效潮流能發電技術；波浪能轉換機理，新型高效波浪能發電技術；波浪能和潮流能裝置實驗室及實海況測試技術方法與驗證，海洋能中長期發展戰略。

考核指標：建立海洋能資源評估方法體系，海洋能裝置與海洋環境耦合模型及驗證；20kW雙向全貫流潮汐發電原理樣機，正向發電效率≥85%，反向發電效率≥75%；1kW以上新型高效潮流能發電技術，整機轉換效率≥35%；1kW以上新型高效波浪能發電技術，整機轉換效率≥18%；波浪能和潮流能裝置實驗室及實海況測試方法，針對多種模型和裝置開展測試，2025年海洋能發展路線圖。

5. 氫能

5.1 太陽能光、光電催化/熱分解水制氫基礎研究（基礎研究類）

研究內容：面向高效低成本綠色制氫需求，研究太陽能光、光電催化/熱分解水制氫的理論和方法。具體包括：光催化劑微結構對光吸收、光生載流子分離、輸運的影響機制及其高效光吸收、寬光譜響應光催化制氫材料體系的構建；光催化制氫反應器催化反應動力學及其與太陽能聚光系統耦合優化設計方法；光電催化制氫多層復合界面間的協同作用和光生電荷在各層間的傳輸機制及其水分解反應動力學；高效聚焦太陽能光電分解水制氫系統的構建；直接太陽能熱化學轉化制氫機理及制氫反應體系設計方法。

考核指標：揭示光（電）催化制氫構效關系和多界面能量傳遞與損失機制；建立太陽能光（電）催化、熱化學反應器設計理論與方法；太陽能光解水制氫轉化效率≥10%，穩定性≥3000h。

5.2 基于儲氫材料的高密度儲氫基礎研究（基礎研究類）

研究內容：面向高密度安全儲氫需求，研究基于儲氫材料的高密度儲氫理論和方法。具體包括：可逆氫化物吸/放氫熱力學和動力學調控機理及其雙向催化對吸放氫動力學的改良機制；不可逆氫化物可控催化放氫動力學及高集成度放氫系統的構建；儲氫新材料的創制及其吸/放氫新機理；儲氫系統吸/放氫過程中的氫熱耦合機理及高密度設計方法；氫的高密度儲運技術路線戰略研究。

考核指標：闡明儲氫材料吸放氫熱力學和動力學調控機理及其構效關系，建立高密度儲氫系統設計理論及方法；研制的高密度可逆儲氫系統重量儲氫密度≥5.0wt%；高集成的不可逆氫化物可控放氫系統最大放氫密度≥6.0wt%；新一代高容量儲氫材料重量儲氫密度≥7.0wt%。

5.3 高效固體氧化物燃料電池退化機理及延壽策略研究（基礎研究類）

研究內容：針對固體氧化物燃料電池（SOFC）發電過程的長壽命運行關鍵科學問題開展研究。具體包括：多相、多組分、多尺度、多物理場的燃料電池傳熱、傳質過程及電化學過程；電池材料劣化和電池性能衰減機理，電池結構和運行條件對電池壽命影響及延壽策略；長壽命低成本電解質材料，耐中毒催化劑以及高穩定性高溫密封和金屬連接體新材料；電池溫度場-應力場耦合效應與低內應力長壽命電池結構設計；輔助系統（BOP）動靜態分析與效率優化的熱電管控策略。

考核指標：提出電池傳熱、傳質過程及電化學過程建模和仿真方法；實現千瓦級電堆的多物理場耦合仿真模擬；完成長壽命電池的結構設計和驗證，短堆（500W）發電效率≥60%（在300mA/cm2電流密度條件下），電效率衰減≤0.5%/千小時（不小于5000h測試）；完成系統BOP建模和動靜態模擬仿真，提出效率優化與熱電管控方法。

5.4 基于低成本材料體系的新型燃料電池研究（基礎研究類）

研究內容：針對現有燃料電池成本高技術瓶頸，開展低成本材料體系燃料電池探索。具體包括：非氟質子交換膜質子傳輸通道的可控構筑及化學穩定性影響機制；堿性離子交換膜的陰離子傳輸機制與結構穩定性；高效氫氧化和氧還原非貴金屬催化劑的可控制備及電催化動力學；膜電極微納結構設計、可控構筑規律和界面演化機制；千瓦級廉價燃料電池堆的結構設計、集成及性能驗證。

考核指標：闡明新型非氟質子交換膜和堿性離子交換膜的可控構筑規律；實現單張膜面積≥1m2、厚度均一的可控制備，25℃離子電導率≥0.06Scm-1，新型非氟質子交換膜和堿性離子交換膜單電池在80℃下穩定工作時間≥1000h，形成非貴金屬催化劑千瓦級電堆的試驗驗證。

5.5 MW級固體聚合物電解質電解水制氫（PEM）技術（共性關鍵技術類）

研究內容：面向燃料電池汽車綠色氫源和利用可再生能源制氫的應用需求，開展高效MW級固體聚合物電解質電解水制氫（PEM）技術研究。具體包括：高活性低成本長壽命電解水制氫催化劑、催化電極微結構與制氫效率的構效關系；大面積高電流密度膜電極制備技術；適于高工作壓力雙極板及高導電性、低流阻、抗腐蝕的集電器制備技術；高壓力、低電耗、高功率密度制氫模塊集成技術；適應寬功率波動的制氫系統及控制技術。

考核指標：形成高效固體聚合物電解質電解水制氫樣機，樣機制氫能力≥1MW，額定工況下電解槽直流電耗≤4.1kWh/m3，系統功率調節范圍20-150%，出口氫壓≥3.5MPa。

5.6 質子交換膜燃料電池長壽命電堆工程化制備技術（共性關鍵技術）

研究內容：針對質子交換膜燃料電池長壽命需求，研究長壽命電堆工程化制備技術。具體包括：關鍵材料、膜電極以及雙極板理化參數對電堆壽命影響；電堆結構和組裝工藝對電堆壽命的影響及失效模式；電堆高耐久性密封組件的高精度原位快速成型技術；系列電堆模塊的極板流場、堆型設計及工程化裝備制造技術；電堆模塊快速在線活化、氣密性快速在線檢測與裝備制造技術。

考核指標：電堆額定功率下的平均單片電壓≤0.7V，單片電壓標準偏差≤10mV；電堆低溫冷啟動最低環境溫度-30℃；電堆實測運行10000h后發電效率下降≤10%，電堆預期壽命≥20000h；電堆生產能力≥1000臺/年；模塊制造成本≤5000元/kW（產量10MW/年）。

5.7 固體氧化物燃料電池電堆工程化開發（共性關鍵技術類）

研究內容：針對固體氧化物燃料電池（SOFC）單電池組件以及電堆單池間的一致性和壽命等技術難題，開展SOFC電解質、單電池、電堆的批量生產技術及工藝裝備等工程化開發。具體包括：大面積薄層陶瓷型電解質的批量生產技術及成型裝備；單電池的結構優化設計和多層陶瓷自動疊片與共燒技術和裝備；SOFC電堆高溫穩定密封材料

和密封件結構以及成型工藝技術；長壽命電堆結構設計和性能驗證；SOFC電堆小批量組裝技術及電堆燒制、檢驗裝備。

考核指標：建立長壽命SOFC設計開發體系，電堆功率≥1.0kW，初始電效率≥60%，實測運行10000h，每2000h冷熱循環1次，10000h后發電效率≥55%，預期壽命≥20000h；形成SOFC單電池和電堆的工程化技術，SOFC電解質產能≥100MW/年、單電池產能≥10MW/年、電堆產能≥500kW/年。

5.8 燃料電池電堆及輔助系統部件測試技術（共性關鍵技術類）

研究內容：針對長壽命燃料電池系統測試要求，開展電堆及輔助系統部件測試技術研究。具體包括：大功率燃料電池電堆性能、壽命測試技術和設備，電堆單片電壓巡檢、內阻測量、健康診斷以及數據分析技術；氫氣循環泵、燃料電池電控單元等關鍵輔助系統部件測試設備；應用工況采集和燃料電池系統壽命試驗評價測試方法。

考核指標：燃料電池電堆和輔助系統部件測試設備樣機；燃料電池電堆測試系統可測試最大容量≥100kW，濕度調節響應時間≤3min；提交電堆單片電壓分布、內阻等數據測試分析儀器和健康診斷方法，單片電壓測試精度≤0.1%，內阻測試精度≤1%；建立燃料電池壽命試驗評價規范并形成標準建議稿。

6. 可再生能源耦合與系統集成

6.1 風電場、光伏電站生態氣候效應和環境影響評價研究（基礎研究類）

研究內容：針對我國可再生能源開發利用的生態氣候環境影響，開展風電場、光伏電站生態氣候效應和環境影響評價研究。具體包括：風電場局地生態氣候效應事實、機理及參數化方法研究；光伏電站局地生態氣候效應事實、機理及參數化方法研究；大規模風能、太陽能資源開發的氣候情景預估及不確定性研究；風電、光伏行業生命周期環境影響評價研究；氣候環境約束下我國風電和光伏產業健康發展對策研究。

考核指標：揭示風電場、光伏電站局地生態氣候效應事實和機理，發展參數化方法；提交我國大規模開發風能、太陽能資源的10km分辨率區域氣候情景預估；提出風電和光伏行業生命周期環境影響評價方法，建立至少15種風電、光伏行業產品生命周期清單數據庫；建立氣候環境約束下風電光伏區域優化布局模型，提出產業健康發展對策。

6.2 特色小鎮可再生能源多能互補熱電聯產關鍵技術（共性關鍵技術類）

研究內容：針對我國特色小鎮綠色低碳發展的需求，形成西部和東部特色小鎮完全依賴可再生能源的熱電聯產系統解決方案。具體包括：多時空多類型可再生能源熱電耦合利用系統結構和規劃設計方法；基于可再生能源的小鎮熱電聯產能源站設計集成、控制及儲能技術；與綠色低能耗建筑結合的可再生能源熱電聯產系統設計集成及能量管理技術；鎮級可再生能源熱電聯產系統先進控制和高效

能量管理技術；西部和東部特色小鎮可再生能源熱電聯產系統示范。

考核指標：系統規劃設計軟件包含可再生能源≥5種；建立西部500戶以上和東部1500戶以上特色小鎮的可再生能源熱電聯產示范系統，總裝機≥20MW，其中小鎮能源站包含可再生能源≥3種，建筑可再生能源熱電聯產系統≥3個，可再生能源多能互補系統100%滿足小鎮能源需求。

6.3 獨立運行的微型可再生能源系統關鍵技術研究（共性關鍵技術類）

研究內容：針對我國海島（礁）、極區、邊遠地區資源和氣候特點，開展獨立運行的微型可再生能源系統關鍵技術研究及裝備研制。具體包括：獨立運行的微型可再生能源系統資源分析、規劃設計和性能評估通用方法及軟件；海島（礁）光伏/風電/海洋能等多能互補直流發電系統；適應極區高寒、極晝/夜的極區科考站光伏/柴油互補發電系統和移動供電平臺；邊遠地區離網光伏系統剩余性能評估、擴展重構和互聯技術；高耐候性光伏組件、儲能裝置及電力電子裝備。

考核指標：海島（礁）微型可再生能源直流發電系統≥100kW；極區科考站發電系統≥50kW，考核運行0.5年以上；移動供電平臺≥500W；改造西部離網光伏電站≥10座，總裝機≥500kW；高耐候性部件及系統的長期工作最低溫度.50℃，最大濕度≥90%。

6.4 大規模風/光互補制氫關鍵技術研究及示范（應用示范類）

研究內容：針對大規模可再生能源制氫及氫能利用需求，開展風/光互補制氫系統關鍵技術研究及示范。具體包括：基于直流微網的離/并網風電/光伏制氫、儲氫系統設計集成、運行控制與能量管理技術；適應離/并網運行及直流微網接入的大功率風電機組、光伏控制/逆變關鍵技術和設備；適應寬功率波動環境下的高適應性電解水制氫關鍵技術及設備；風/光互補制氫系統數據采集及監控、安全保護技術和設備；大規模風電/光伏互補制儲氫系統應用示范。

考核指標：建立大規模風/光互補制儲氫示范系統；適用于制氫、適應離/并網運行及直流微網接入的大功率風電機組和光伏電站，風電機組總容量≥6MW，光伏電站容量≥2MW；高適應性、模塊化電解制氫設備，制氫純度≥99.995%，制氫量≥800Nm3/h，產氫量調整范圍25-120%；風/光制氫系統多能源監控中心。