能源，不僅是現(xiàn)代工業(yè)的血液，也是正常生活得以維持的基石。千百年來，人類主要依靠化石能源維系，目前也是如此。但化石能源總有耗盡的一天。那么，什么可以接替化石，未來能夠?yàn)槿祟愄峁┣鍧崱⒖沙掷m(xù)的能源？當(dāng)前，世界主要國(guó)家或地區(qū)均將發(fā)展新能源技術(shù)視為引領(lǐng)新一輪能源革命以及科技創(chuàng)新的重要突破口，新能源技術(shù)正以前所未有的速度加快迭代。日前，中國(guó)科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院、武漢文獻(xiàn)情報(bào)中心、廣州能源所與施普林格·自然團(tuán)隊(duì)發(fā)布了《未來科技系列報(bào)告（第一期）》——《新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)》，對(duì)全球2000-2019年間（尤其是2015-2019年間）太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑四堋淠堋?chǔ)能、能源互聯(lián)網(wǎng)等八個(gè)不同新能源技術(shù)領(lǐng)域整體及其20項(xiàng)代表性技術(shù)主題進(jìn)行系統(tǒng)分析，訪談了歐陽明高院士、李燦院士、Joёl Ruet教授等中外能源領(lǐng)域的科學(xué)家，對(duì)未來能源進(jìn)行了定量和定性的分析，并從全球尺度重點(diǎn)關(guān)注了中國(guó)新能源技術(shù)的研究特點(diǎn)以及研究競(jìng)爭(zhēng)力。
新能源研發(fā)競(jìng)賽，中國(guó)表現(xiàn)如何?
中國(guó)在新能源研究領(lǐng)域貢獻(xiàn)總量較大，頭部高質(zhì)量研究貢獻(xiàn)量也較高;但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，研究整體效率仍需提升
中國(guó)科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢?cè)嚎沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究所副所長(zhǎng)、研究員譚顯春介紹，報(bào)告對(duì)新能源研究頭部國(guó)家對(duì)領(lǐng)域發(fā)展的主要貢獻(xiàn)進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)各國(guó)在研究效率上存在差異。中國(guó)在新能源8個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)文量均位居世界前兩位，表明其在新能源研究各主要方向具有較強(qiáng)的活躍度。綜合分析8個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的研究影響力(篇均被引頻次和優(yōu)質(zhì)研究論文數(shù)量)，中國(guó)在所有技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)論文數(shù)量均排名前六，但大部分領(lǐng)域論文篇均被引頻次排名相對(duì)靠后，表明中國(guó)在新能源技術(shù)領(lǐng)域的研究效率仍需進(jìn)一步提升。
例如，在國(guó)別對(duì)比中，中國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)表論文數(shù)量最多，且優(yōu)質(zhì)論文數(shù)量也處于領(lǐng)先，表明中國(guó)科研界對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)的理論前沿研究高度關(guān)注，在能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域研究具有一定競(jìng)爭(zhēng)力。然而，從論文篇均被引頻次國(guó)家排名來看，中國(guó)僅位居全球第五名，表明中國(guó)論文的影響力與英國(guó)、美國(guó)比還有一定差距，仍需加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，提高能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域研究水平。
但中國(guó)在不少領(lǐng)域表現(xiàn)也很亮眼。譚顯春說，例如，中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速成為全球后起之秀。報(bào)告中特別提到，中國(guó)能源研究會(huì)儲(chǔ)能專委會(huì)等聯(lián)合發(fā)布的《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2020》顯示，2019年全球電池儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為9520.5MW，其中鋰離子電池儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比88.6%。中國(guó)的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)雖然起步較晚，但近幾年發(fā)展速度令人矚目，已投運(yùn)電池儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到1709.6MW，其中鋰離子電池儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比60%，在2015—2019年間鋰電池儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)年均增長(zhǎng)超過100%。
報(bào)告對(duì)中國(guó)新能源的發(fā)展提出了建議：
一是大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的突破和普及是發(fā)展可再生能源的有力支撐。風(fēng)能、太陽能等可再生能源以及智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的迅速崛起，使得儲(chǔ)能技術(shù)成為全球各國(guó)亟須攻克的技術(shù)壁壘。大規(guī)模高效儲(chǔ)能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)可再生能源普及應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，可以解決發(fā)電與用電的時(shí)差矛盾以及間歇式可再生能源發(fā)電直接并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，是未來能源系統(tǒng)具備柔性、包容性和平衡功能的軟鏈接關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。中國(guó)應(yīng)進(jìn)一步完善促進(jìn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策機(jī)制，通過金融和市場(chǎng)化手段引導(dǎo)長(zhǎng)期資金投入，構(gòu)建儲(chǔ)能科技創(chuàng)新與技術(shù)儲(chǔ)備體系，加強(qiáng)新能源與儲(chǔ)能集成應(yīng)用研究，推動(dòng)大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)突破和商業(yè)化應(yīng)用。
二是氫能將成為打造未來能源體系、實(shí)現(xiàn)能源變革的重要媒介。隨著人類社會(huì)的低碳化、無碳化轉(zhuǎn)型，氫能技術(shù)的突破利用成為能源清潔化發(fā)展的重要方向。全球多個(gè)國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)出臺(tái)了氫能發(fā)展戰(zhàn)略路線圖，將氫能規(guī)劃上升到國(guó)家戰(zhàn)略高度。作為多種能源網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互補(bǔ)和協(xié)同優(yōu)化的重要能源媒介，氫能能夠提高可再生能源利用率，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)和氣網(wǎng)的耦合，增加電力系統(tǒng)的靈活性，同時(shí)具備儲(chǔ)能功能，通過可再生能源電解水制氫，實(shí)現(xiàn)能源消納與儲(chǔ)存。因此，要強(qiáng)化氫能的頂層設(shè)計(jì)，明確規(guī)模化應(yīng)用場(chǎng)景，合理提出不同場(chǎng)景下氫能發(fā)展路線圖，并制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，加速綠氫制取、儲(chǔ)運(yùn)和應(yīng)用等產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。
三是太陽能燃料技術(shù)突破及其成本降低將助力減少石油依賴。太陽能燃料技術(shù)正逐步從基礎(chǔ)科學(xué)研究發(fā)展成為工業(yè)可行技術(shù)，有望從根本上改變能源和化工領(lǐng)域過度依賴化石資源的現(xiàn)狀。太陽能發(fā)電技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步將會(huì)進(jìn)一步降低發(fā)電成本，帶動(dòng)可再生能源電解水制氫迅速成為綠色、可持續(xù)的太陽能燃料生產(chǎn)路線。而利用太陽能將水和二氧化碳高效轉(zhuǎn)變?yōu)槿剂匣蚧瘜W(xué)品的關(guān)鍵是如何降低成本、提高效率。中國(guó)應(yīng)繼續(xù)加大太陽能燃料技術(shù)的研發(fā)力度，強(qiáng)化太陽能發(fā)電技術(shù)與建筑等基礎(chǔ)設(shè)施一體化應(yīng)用技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，選擇陽光資源豐富的地區(qū)開展典型示范工程，推進(jìn)太陽能技術(shù)的工業(yè)化生產(chǎn)進(jìn)程。
四是能源互聯(lián)網(wǎng)將發(fā)揮“互聯(lián)網(wǎng)+”和智慧能源雙重優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)能源統(tǒng)籌優(yōu)化配置。能源互聯(lián)網(wǎng)可以實(shí) 現(xiàn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)秩序重構(gòu)，將能源生產(chǎn)、輸送、存儲(chǔ)、消費(fèi)以及市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)等環(huán)節(jié)與信息通信技術(shù)深度融合，創(chuàng)造新的商業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)能源共享的新能源生態(tài)系統(tǒng)。能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)需要加強(qiáng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在智能電網(wǎng)中的融合應(yīng)用，構(gòu)建金融支持平臺(tái)，強(qiáng)化共享能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)管理體系，實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)化，構(gòu)建安全、高效、可持 續(xù)的智慧能源系統(tǒng)。中國(guó)要積極推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，加強(qiáng)不同能源網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)互通，推進(jìn)綜合能源網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，完善能源互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和管理運(yùn)行機(jī)制。
