一、全球能源技術(shù)的發(fā)展趨勢分析
1.綠色、低碳能源技術(shù)必然是未來(lái)發(fā)展主要方向
未來(lái)，能源將繼續向著(zhù)低碳化、綠色、高效方向發(fā)展。歐盟科研創(chuàng )新資助計劃“地平線(xiàn)2020”2018 ～ 2020 年度支出方案中，“低碳和適應氣候變化的未來(lái)”領(lǐng)域將獲 33 億歐元預算，按年度工作計劃，可再生能源、能效建筑、電動(dòng)運輸和儲存方案 4個(gè)清潔能源領(lǐng)域的項目將獲 22 億歐元撥款。
俄能源部宣布支持設立遠東聯(lián)邦區可再生能源發(fā)展基金，并將制訂具體建議。英國將投入 2800 萬(wàn)英鎊資助可再生能源創(chuàng )新、智慧能源系統創(chuàng )新、低碳工業(yè)創(chuàng )新、核能創(chuàng )新等能源創(chuàng )新項目，作為能源創(chuàng )新計劃 (2016 ～ 2021年 )的一部分。特朗普政府宣布退出巴黎協(xié)定，全球應對氣候變化形勢變得撲朔迷離，但全球能源領(lǐng)域轉型已是大勢所趨，綠色能源技術(shù)、低碳能源技術(shù)必然是未來(lái)發(fā)展主要方向。
2.小型模塊化反應堆開(kāi)啟核能新時(shí)代
小型模塊化反應堆 (SMR)因其較高的安全性能、操作靈活性、電網(wǎng)適應性等優(yōu)點(diǎn)，受到越來(lái)越多的關(guān)注。全球多個(gè)核電大國推進(jìn) SMR技術(shù)開(kāi)發(fā)部署。
美國Nuscale Power公司提交首個(gè) SMR商業(yè)電廠(chǎng)設計認證審查申請。加拿大監管機構啟動(dòng)了首個(gè) SMR示范堆的一般選址和取證程序。俄羅斯將協(xié)助菲律賓開(kāi)展關(guān)于在陸上或近海建造 SMR的可行性研究。俄羅斯原子能集團所屬“光線(xiàn)”科學(xué)生產(chǎn)聯(lián)合公司研發(fā)出基于熱電子發(fā)射效應原理的小型核電站，具有安全可靠、不需維護、可長(cháng)期運行等特點(diǎn)，可作為獨立電源為偏遠地區重要設施供電。英國政府承諾通過(guò)競爭探索 SMR的潛力，評估開(kāi)發(fā)、商業(yè)化和資助 SMR技術(shù)的市場(chǎng)利益。2018年 7月 3日，日本政府公布了最新制定的“第 5次能源基本計劃”，提出今后將開(kāi)發(fā)具有安全性、經(jīng)濟性和機動(dòng)性?xún)?yōu)勢的堆型，小型模塊化堆將是日本未來(lái)開(kāi)發(fā)的重要選項。
3.能源區塊鏈領(lǐng)域前景廣闊
區塊鏈技術(shù)具有去中心化存儲、信息高度透明等優(yōu)勢，能實(shí)現能源的數字化、分布式精準管理，將對未來(lái)能源市場(chǎng)產(chǎn)生巨大影響。
美國能源部提出“基于區塊鏈技術(shù)的能源系統新概念”，探索區塊鏈技術(shù)在管理電網(wǎng)方面的應用。英國石油公司和荷蘭殼牌領(lǐng)銜的財團將開(kāi)發(fā)一個(gè)針對能源大宗商品交易的區塊鏈數字平臺。澳大利亞政府將提供 257 萬(wàn)澳元以支持一個(gè)應用區塊鏈技術(shù)的光伏和用水兩年試點(diǎn)項目。麥肯錫公司在一份報告中指出，區塊鏈是繼蒸汽機、電力、信息和互聯(lián)網(wǎng)科技之后目前最有潛力觸發(fā)第 5輪顛覆性革命浪潮的核心技術(shù)，對于石油和天然氣這樣一個(gè)分布廣泛、復雜龐大的行業(yè)，區塊鏈技術(shù)的黃金期正在到來(lái)。
4.電池儲能將發(fā)揮重要作用
儲能產(chǎn)業(yè)作為能源結構調整的支撐產(chǎn)業(yè)和關(guān)鍵推手，在傳統發(fā)電、輸配電、電力需求側、輔助服務(wù)、新能源接入等不同領(lǐng)域有著(zhù)廣闊的應用前景。國際可再生能源署 (IRENA)發(fā)布的《電力存儲和可再生能源 ：成本和市場(chǎng)研究報告 (2030)》稱(chēng)，到 2030 年，如果能源系統的可再生能源份額翻番，全球儲能容量將增加三倍。
報告在基本預測情景中提出，到 2030年，全球儲能裝機將在 2017 年基礎上增長(cháng) 42% ～ 68%，如果可再生能源增長(cháng)強勁，那么儲能裝機增長(cháng)幅度將達到155% ～ 227%。電池儲能將在改變儲能裝機結構中發(fā)揮重要作用，在尖峰負荷時(shí)段的電力能源系統中起到電源的作用。儲能技術(shù)的快速發(fā)展將給能源系統帶來(lái)顯著(zhù)變化，同時(shí)，在化石燃料需求上會(huì )造成一定的影響，畢竟，儲能將越來(lái)越多地取代火電，在電力能源系統中發(fā)揮強大的電源調節能力。
5. 5G與能源的深度融合
近年來(lái)，能源行業(yè)積極實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng) +”戰略，全面提升行業(yè)信息化、智能化水平，充分利用現代信息通信技術(shù)、控制技術(shù)，實(shí)現智能設備狀態(tài)監測和信息收集，激發(fā)新型作業(yè)方式和用能服務(wù)模式。隨著(zhù)各類(lèi)能源業(yè)務(wù)的快速增長(cháng)，電網(wǎng)設備、電力終端、用電客戶(hù)迫切需要通過(guò)最新的通信技術(shù)及系統支撐，滿(mǎn)足爆發(fā)式增長(cháng)的通信需求。5G技術(shù)將支持能源領(lǐng)域基礎設施的智能化，并支持雙向能源分配和新的商業(yè)模式，以提高生產(chǎn)、交付、使用和協(xié)調有限的能源資源的效率?？稍偕茉?、電網(wǎng)通信、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域將成為 5G在全球能源行業(yè)的重點(diǎn)應用場(chǎng)景。
歐盟特別注重 5G與行業(yè)的充分融合，在《關(guān)于 5G架構的觀(guān)點(diǎn)》白皮書(shū)中提出，5G網(wǎng)絡(luò )架構應具備為汽車(chē)、能源、食品、農業(yè)、醫療、教育等垂直行業(yè)提供定制化專(zhuān)網(wǎng)組網(wǎng)服務(wù)的能力，5G技術(shù)與商業(yè)生態(tài)系統的對接，有利于 5G網(wǎng)絡(luò )能夠高效率、低成本地提供各類(lèi)新興業(yè)態(tài)服務(wù)。
6.3D打印技術(shù)應用于太陽(yáng)能電池的制造工藝
3D打印技術(shù)除了用在晶體硅太陽(yáng)電池以外，也可以應用在薄膜電池上。如美國俄勒岡州立大學(xué)的研究者們使用 3D打印技術(shù)成功地制造出了銅銦鎵硒 (CIGS)薄膜太陽(yáng)電池，節約了 90%的原材料。麻省理工學(xué)院(MIT)則通過(guò)一臺特制 3D打印機將薄膜太陽(yáng)電池印刷到紙張上，這種電池目前可提供 1.5% ～ 2%的電池效率。3D打印技術(shù)不僅能打印出分辨力高、導電性好的
柵線(xiàn)，而且能夠降低生產(chǎn)成本，可以和高方阻發(fā)射極完美結合并應用于各類(lèi)太陽(yáng)電池新技術(shù)。國內外都在積極研究及應用推廣該技術(shù)，因此，3D打印技術(shù)應用于太陽(yáng)能電池的制造工藝將是大勢所趨，這一技術(shù)也會(huì )帶來(lái)太陽(yáng)能電池質(zhì)量和效率的大幅提高。
二、啟示與建議
1.突破核心技術(shù)，打造新一代電力系統
以可再生能源逐步替代化石能源，使清潔能源在一次能源生產(chǎn)和消費中占更大份額，推動(dòng)能源轉型，建設清潔低碳、安全高效的新一代能源系統，是我國能源革命的主要目標。一次能源消費中非化石能源主要來(lái)自一次電力，大幅提高非化石能源電力占比，形成非化石能源為主的電源結構，是電力系統轉型的重要標志。當前，突破高比例可再生能源、高比例電力電子裝備接入電網(wǎng)，多能互補綜合能源以及信息物理深度融合智能化電網(wǎng)等技術(shù)，是建設新一代電力系統的關(guān)鍵。
2.不斷壯大清潔能源產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)綠色能源發(fā)展
應對氣候變化，清潔能源扮演著(zhù)舉足輕重的角色。加快水電、核電、風(fēng)電、光伏等清潔能源替代迫在眉睫。國際能源署預測，在未來(lái) 5年內，中國將持續引領(lǐng)全球清潔能源發(fā)展。當前，我國已成為全球最大的可再生能源生產(chǎn)國和應用國，水電、風(fēng)電、光伏裝機規模多年保持全球領(lǐng)先，核電在建規模也居世界首位。綠色低碳是能源技術(shù)創(chuàng )新的主要方向，集中在傳統化石能源清潔高效利用、新能源大規模開(kāi)發(fā)利用、核能安全利用、能源互聯(lián)網(wǎng)和大規模儲能以及先進(jìn)能源裝備及關(guān)鍵材料等重點(diǎn)領(lǐng)域。
3.加大研究力量，建立有效激勵機制
近年來(lái)，我國能源科技創(chuàng )新能力和技術(shù)裝備自主化水平顯著(zhù)提升，建設了一批具有國際先進(jìn)水平的重大能源技術(shù)示范工程。智能電網(wǎng)和多種儲能技術(shù)快速發(fā)展，陸上風(fēng)電、海上風(fēng)電、光伏發(fā)電、光熱發(fā)電、纖維素乙醇等關(guān)鍵技術(shù)均取得重要突破。一系列具備國際先進(jìn)水平的重大能源示范工程成果標志著(zhù)我國能源科技水平得到了跨越式發(fā)展。但與世界能源科技強國和引領(lǐng)能源革命的要求相比，還有較大的差距，主要體現在核心技術(shù)缺乏，高端能源裝備依賴(lài)進(jìn)口 ;產(chǎn)學(xué)研結合不夠緊密，創(chuàng )新活動(dòng)與產(chǎn)業(yè)需求脫節 ;創(chuàng )新體制機制不夠完善，人才培養、管理和激勵制度有待改進(jìn)等幾方面。
因此推動(dòng)能源技術(shù)革命已迫在眉睫，必須大力推進(jìn)能源技術(shù)創(chuàng )新，縮小與國際先進(jìn)水平差距，強調自主研發(fā)與技術(shù)引進(jìn)相結合。
4.明確能源科技發(fā)展戰略的優(yōu)先方向與路線(xiàn)
能源技術(shù)是決定全球能源未來(lái)的重要因素之一，能源技術(shù)的發(fā)展方向更是關(guān)系能源戰略全局的關(guān)鍵棋子。把握世界能源科技綠色低碳、智能、高效、多元的發(fā)展方向，合理規劃建設清潔低碳、安全高效現代能源體系的中長(cháng)期愿景和目標，建立穩定的政策環(huán)境，把化石能源清潔高效利用、分布式能源和智能電網(wǎng)、先進(jìn)安全核能、規?；稍偕茉醋鳛閼鹇?xún)?yōu)先方向，適時(shí)更新中長(cháng)期發(fā)展戰略和行動(dòng)計劃，并利用技術(shù)和產(chǎn)業(yè)路線(xiàn)圖指導技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新。
5.大數據背景下推動(dòng)能源行業(yè)數字化轉型
在“智能 +”時(shí)代，云、物聯(lián)網(wǎng)、數據分析、機器學(xué)習、人工智能、自動(dòng)化、智能終端、增強現實(shí)等技術(shù)組成錯綜復雜的生態(tài)系統。技術(shù)不僅是提升效率的工具，還是能源行業(yè)成功的業(yè)務(wù)戰略與未來(lái)收入增長(cháng)的基石。在大數據時(shí)代，能源行業(yè)的數字化轉型已是大勢所趨
能源行業(yè)的數字化轉型，就是發(fā)展數字能源，即利用數字技術(shù)，引導能量有序流動(dòng)，構筑更高效、更清潔、更經(jīng)濟、更安全的現代能源體系。
