能源，不僅是現代工業(yè)的血液，也是正常生活得以維持的基石。千百年來(lái)，人類(lèi)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(lái)能夠為人類(lèi)提供清潔、可持續的能源？當前，世界主要國家或地區均將發(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，中國科學(xué)院科技戰略咨詢(xún)研究院、武漢文獻情報中心、廣州能源所與施普林格·自然團隊發(fā)布了《未來(lái)科技系列報告（第一期）》——《新能源技術(shù)研究的機遇與挑戰》，對全球2000-2019年間（尤其是2015-2019年間）太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地熱能、核能、氫能、儲能、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項代表性技術(shù)主題進(jìn)行系統分析，訪(fǎng)談了歐陽(yáng)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，對未來(lái)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)注了中國新能源技術(shù)的研究特點(diǎn)以及研究競爭力。
新能源研發(fā)競賽，中國表現如何?
中國在新能源研究領(lǐng)域貢獻總量較大，頭部高質(zhì)量研究貢獻量也較高;但與發(fā)達國家相比，研究整體效率仍需提升
中國科學(xué)院科技戰略咨詢(xún)院可持續發(fā)展戰略研究所副所長(cháng)、研究員譚顯春介紹，報告對新能源研究頭部國家對領(lǐng)域發(fā)展的主要貢獻進(jìn)行了對比，發(fā)現各國在研究效率上存在差異。中國在新能源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)研究論文數量)，中國在所有技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)論文數量均排名前六，但大部分領(lǐng)域論文篇均被引頻次排名相對靠后，表明中國在新能源技術(shù)領(lǐng)域的研究效率仍需進(jìn)一步提升。
例如，在國別對比中，中國能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)表論文數量最多，且優(yōu)質(zhì)論文數量也處于領(lǐng)先，表明中國科研界對能源互聯(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)域研究具有一定競爭力。然而，從論文篇均被引頻次國家排名來(lái)看，中國僅位居全球第五名，表明中國論文的影響力與英國、美國比還有一定差距，仍需加強關(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。
但中國在不少領(lǐng)域表現也很亮眼。譚顯春說(shuō)，例如，中國儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速成為全球后起之秀。報告中特別提到，中國能源研究會(huì )儲能專(zhuān)委會(huì )等聯(lián)合發(fā)布的《儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書(shū)2020》顯示，2019年全球電池儲能累計裝機規模為9520.5MW，其中鋰離子電池儲能累計裝機規模占比88.6%。中國的儲能產(chǎn)業(yè)雖然起步較晚，但近幾年發(fā)展速度令人矚目，已投運電池儲能累計裝機規模達到1709.6MW，其中鋰離子電池儲能累計裝機規模占比60%，在2015—2019年間鋰電池儲能累計裝機年均增長(cháng)超過(guò)100%。
報告對中國新能源的發(fā)展提出了建議：
一是大規模儲能技術(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(yáng)能等可再生能源以及智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的迅速崛起，使得儲能技術(shù)成為全球各國亟須攻克的技術(shù)壁壘。大規模高效儲能技術(shù)是實(shí)現可再生能源普及應用的關(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)對電網(wǎng)的沖擊，是未來(lái)能源系統具備柔性、包容性和平衡功能的軟鏈接關(guān)鍵節點(diǎn)。中國應進(jìn)一步完善促進(jìn)儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策機制，通過(guò)金融和市場(chǎng)化手段引導長(cháng)期資金投入，構建儲能科技創(chuàng )新與技術(shù)儲備體系，加強新能源與儲能集成應用研究，推動(dòng)大規模儲能技術(shù)突破和商業(yè)化應用。
二是氫能將成為打造未來(lái)能源體系、實(shí)現能源變革的重要媒介。隨著(zhù)人類(lèi)社會(huì )的低碳化、無(wú)碳化轉型，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)國家和地區已經(jīng)出臺了氫能發(fā)展戰略路線(xiàn)圖，將氫能規劃上升到國家戰略高度。作為多種能源網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)互補和協(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)現電網(wǎng)和氣網(wǎng)的耦合，增加電力系統的靈活性，同時(shí)具備儲能功能，通過(guò)可再生能源電解水制氫，實(shí)現能源消納與儲存。因此，要強化氫能的頂層設計，明確規?；瘧脠?chǎng)景，合理提出不同場(chǎng)景下氫能發(fā)展路線(xiàn)圖，并制定相應的標準規范，加速綠氫制取、儲運和應用等產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。
三是太陽(yáng)能燃料技術(shù)突破及其成本降低將助力減少石油依賴(lài)。太陽(yáng)能燃料技術(shù)正逐步從基礎科學(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(guò)度依賴(lài)化石資源的現狀。太陽(yáng)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、可持續的太陽(yáng)能燃料生產(chǎn)路線(xiàn)。而利用太陽(yáng)能將水和二氧化碳高效轉變?yōu)槿剂匣蚧瘜W(xué)品的關(guān)鍵是如何降低成本、提高效率。中國應繼續加大太陽(yáng)能燃料技術(shù)的研發(fā)力度，強化太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)與建筑等基礎設施一體化應用技術(shù)的研發(fā)和應用，選擇陽(yáng)光資源豐富的地區開(kāi)展典型示范工程，推進(jìn)太陽(yáng)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，實(shí)現能源統籌優(yōu)化配置。能源互聯(lián)網(wǎng)可以實(shí) 現能源生產(chǎn)和消費秩序重構，將能源生產(chǎn)、輸送、存儲、消費以及市場(chǎng)運營(yíng)等環(huán)節與信息通信技術(shù)深度融合，創(chuàng )造新的商業(yè)模式，實(shí)現能源共享的新能源生態(tài)系統。能源互聯(lián)網(wǎng)建設需要加強移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數據和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在智能電網(wǎng)中的融合應用，構建金融支持平臺，強化共享能源基礎設施建設管理體系，實(shí)現能源互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)化，構建安全、高效、可持 續的智慧能源系統。中國要積極推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，加強不同能源網(wǎng)絡(luò )間的互聯(lián)互通，推進(jìn)綜合能源網(wǎng)絡(luò )基礎設施建設，完善能源互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和管理運行機制。
