杜忠明：聚焦碳达峰、碳中和战略目标，以科技创新为能源转型保驾护航

聚焦碳达峰、碳中和战略目标，以科技创新为能源转型保驾护航

近期，国家能源局、科学技术部联合印发了《“十四五”能源领域科技创新规划》（以下简称《规划》），《规划》围绕我国能源发展重大需求和能源技术革命发展趋势，以科技创新作为着力破解制约“十四五”时期我国能源高质量发展难题的有效途径，对未来一段时期内能源创新任务进行了全方位部署，提出了2025年前能源科技创新的总体目标，是能源领域科技创新发展的“指南针”。

一、围绕科技自立自强，科学合理制定发展目标

从国内能源科技发展形势看，我国已经从“跟跑、并跑”为主，向“领跑、主导”加速转变。经过“十二五”、“十三五”两个五年规划期，我国能源技术革命取得了阶段性成果，创新能力显著提升，已经取得了多个“世界第一”和“国际首个”，掌握了一批具有自主知识产权的关键核心技术、建设了一批具有先进技术指标的精品能源示范工程、推广了一批具有国际竞争力的清洁高效能源装备产品，已经建立了较为完备的清洁能源装备制造产业链，能源供应链产业链供

应链安全保障水平不断提高。

从国际能源科技发展形势看，应对气候变化已经成为国际共识，

能源格局正在发生深刻变革，以科技创新为主线的能源转型加速推进。政策引导上，世界主要能源强国以体制机制为主要抓手，积极部署以能源科技创新发展为主线的能源战略顶层设计；能源格局上，积极推进主体能源由化石能源主导到可再生能源主导的更替，绿色低碳和多元融合将是很长一段时间内世界能源科技发展的主旋律；技术布局上，国际能源产业链正在呈现区域化和多元化发展的趋势，各国从保障本国能源安全和抢占产业发展先机的角度考虑，着力提升新兴能源领域的产业竞争实力。一方面，从实现能源强国、引领世界能源科技发展前沿的要求出发，我国在能源技术创新和创新体系建设方面仍然有待加强；另一方面，国际能源发展形势严峻复杂，全球能源格局的深刻调整重塑，叠加大国博弈、地缘政治、新冠肺炎疫情的影响，要求我国必须“牢牢抓住能源的饭碗”，增强科技自立自强能力。然而，我国能源科技发展仍然面临着诸多挑战：一是能源创新发展驱动力不强，能源领域科技创新发展不平衡、不充分的问题较为突出，推动能源转型的绿色低碳能源技术创新有待加强、新兴战略性能源技术创新有待布局；二是能源产业链仍然存在堵点、断点、痛点，部分关键核心技术仍然面临受制于人的风险，亟需通过能源创新进一步补短锻长，进行补链、强链、延链工程；三是虽然我国部分能源创新技术已经进入国际先进行列，但产业化程度不高，基础研发和工程需求脱节，创新

链和产业链缺乏有效衔接融合和良性互动。

正是针对能源科技发展存在的问题和不足，《规划》提出了主要发展目标，在“十四五”时期，能源领域现存的主要短板技术装备基本实现突破，形成一批能源长板技术新优势，能源科技创新体系进一步健全，能源科技创新有力支撑引领能源产业高质量发展。同时，《规划》在以新能源为主体的新型电力系统建设、核电、化石能源开发利用、能源产业数字化智能化等技术方向提出了具体发展目标，科学引导各产业学研用创新主体将科研力量和优势资源聚集到重点能源技术创新领域。

二、锚定新形势新目标，统筹优化构建创新领域

能源科技规划构建的创新发展路径及部署的重点任务是必须与同时期能源发展需求及要求高度契合承接的。在不同能源发展阶段中，能源科技创新规划的历史使命不尽相同，其目标、任务、内容亦有所差异，但最终指向都将是通过科学合理规划能源创新路径，实现能源发展阶段性目标。“十二五”和“十三五”两个规划期是我国能源发展从粗放扩张到集约高效的加速换挡期，编制这两个五年能源科技规划时，紧紧抓住制约能源转型的关键瓶颈和能源发展的深层次矛盾，以提高自主创新水平、增强能源供给能力、优化调整能源结构、提升资源利用效率、降低污染物排放水平为核心，按照能源生产和消费产业链供应链技术环节的相关性和相近性布局重点技术创新领域。

“十四五”时期是我国能源高质量发展的新阶段，能源安全保障能力进一步增强，绿色低碳发展水平进一步提高，新型电力系统加快构建，能源产业链现代化水平显著提升，预计到2025年，非化石能源消费比重提高到20%左右，非化石能源发电量比重达到39%左右。面对新形势、新目标，《规划》在构建创新路径时，没有延续“十二五”和“十三五”的编制思路，而是充分衔接配合“十四五”时期能源发展特点，打破《规划》专题研究的专业局限，聚焦亟需突破的技术创新难题，分类设计划分技术创新领域。

（一）是以能源重大发展需求为导向，统筹各能源分系统在能源体系中的

地位和作用。可再生能源大规模化、多元化发展是实现双碳战略目标的直接路径，《规划》聚焦大规模高比例可再生能源开发利用，将水能、风能、太阳能、生物质能、地热能以及海洋能等划分为入“先进可再生能源发电及综合利用技术”中。传统化石能源开发利用是托底保障我国能源安全的现实要求，也是防范化解电力安全保供风险的重要举措，因此，以保障油气供应安全和聚焦煤炭绿色低碳高效利用为主线，《规划》划分设置了“绿色高效化石能源开发利用”技术创新领域。我国已经提出了构建以新能源为主体的新型电力系统，从结构特征看，在新型电力系统中绿色电源将成为主体电源、新能源提供可靠电力支撑。从形态特征看，新型电力系统源网荷融合互动，“大电源、大电网”与“分布式系统”兼容互补。从技术特征看，新型电力系统各环节全面数字化，调控体系高度智能化。因此，从传统电力系统过渡到新型电力系统，还有大量涉及到材料装备、系统设计、运行机制相关的基础理论研究及工程实践有待开展，是一项庞大的需要系统深入研究的重大课题。此外，储能是提供可靠容量支撑、保障新能源消纳，实现跨季节长时间尺度能量转移的关键环节，是保障新型电力系统安全稳定运行的重要元素。因此，《规划》围绕大规模新能源开发并网和先进储能技术，划分设置了“新型电力系统及其支撑技术”。

（二）是指向明确、精准聚焦，对智慧能源技术集中化、分层次布局。随着数字化产业蓬勃发展，能源行业与新一代信息技术融合已然大势所趋，成为推动传统能源产业转型升级的关键载体，也是催生能源行业新技术、新模式、新业态的重要动能。《规划》对能源系统数字化智能化技术”技术领域的划分布局主要考虑以下三方面：一是当前我国能源数字化基础仍然相对薄弱，亟需构建适用于能源行业的智能化共性关键技术体系；二是我国能源行业与数字化融合程度不高，制约了能源产业链要素的有序合理流动和高效协作，限制了全产业链总体资源配置效率，应积极构建数字化与能源行业深度融合的发展体系；三是数字化手段是赋能传统产业链高端化发展的重要途径，近年来涌现了基于数字化、智能化发展体系下的综合智慧能源服务、虚拟电厂、供需互动等能源发展新模式、新业态，这些都将在未来成为我国能源产业新的增长极，也将是传统能源产业链高端化发展的重要支点。因此，《规划》将可再生能源、煤炭、油气、核电、电力系统涉及到数字化智能化的内容统筹到“能源系统数字化智能化技术”技术领域中，按照基础共性、行业智能升级、智慧系统集成三个维度分层布局且单独成章。

（三）是找准氢能在现代能源体系中的定位，以相关创新领域布局科学引导发展方向。氢能作为一种清洁能源载体，一方面应用广泛，可以实现能源与交通、工业、建筑行业的互补融合，实现各行业融合互联以及协调、高效、低碳发展，另一方面氢能可以实现可再生能源跨时间、跨空间转移，破解可再生能源间歇性、波动性带来的消纳难题。但是，氢能发挥以上两方面重要作用有一个重要前提，就是氢的来源必须由可再生能源制得，而当前，受制于技术成熟度和经济性的原因，氢的主要来源仍然是传统化石能源。“十二五”和“十三五”时期，氢能主要作为战略新兴产业的定位鼓励发展，随着近年来氢能的能源属性逐渐凸显，其在现代能源体系中的地位和作用进一步明确，《规划》将“氢能和燃料电池技术”重点任务部署在“先进可再生能源发电及综合利用技术”技术领域中，这充分说明由可再生能源制得的绿氢是氢能在制、储、运、用各产业链环节开展技术创新应用的重要前提。

三、立足新定位新要求，梯次衔接规划创新路径

“重点任务”章节明确了“十四五”期间鼓励创新的细分技术领域，是能源领域技术创新的“实施方案”。在架构框架上，《规划》延续了“十二五”和“十三五”技术创新规划，按照“三个一批”实施路径，以集中攻关、示范试验、推广应用三个层次为科研成果转化维度部署重点任务，按照“两个节点”时间轴，以2025年、2030年为时间衡量维度，制定各领域技术发展路线图并预测技术发展阶段。

（一）是鼓励绿色低碳“潜力股”技术开展集中攻关研究。针对契合我国能源转型方向但距离工程示范还有一定阶段的创新技术，“集中攻关一批”重点任务鼓励开展科研攻关。从充分挖掘可再生能源资源利用潜力的角度出发，《规划》布局了新型海上风电、光伏发电、太阳能热化学储能、生物航空及交通运输燃料、水/干热型地热能资源开发利用、高效波浪能转换等技术的集中攻关；从多元化构建氢能应用体系的角度出发，《规划》布局了高温固体氧化物电解水等前沿氢气制备技术、液氢储运技术的集中攻关；从加快战略性、前瞻性新型电力系统核心技术储备的角度出发，《规划》布局了高精度预测新能源功率、新能源并网主动支撑技术、交直流混合配电网灵活规划运行、新型电力电子装备的集中攻关；从支撑新型电力系统稳定运行的角度出发，《规划》布局了针对电网削峰填谷、集中式可再生能源并网、增强电网调频、平滑间歇性可再生能源功率波动以及容量备用等多元化应用场景的集中攻关。此外，《规划》针对第四代核电技术、非常规油气及海洋油气勘探开发、燃气轮机技术、能源领域智能化智慧化技术等均提出了明确的集中攻关任务。

（二）是依托示范试验，开展“临门一脚”技术工程验证。针对“十四五”时期有望进入工程示范阶段且属于支撑双碳战略迫切需要的创新技术，“示范试验一批”鼓励开展工程示范验证。可再生能源的高效、低成本、多元化利用是降低碳排放最直接有效的途径，《规划》在不同的可再生能源品类均布局了开发利用示范试验工程；“十四五”是氢能从示范试验走向规模化应用的关键期，也是应用场景和商业模式探索的窗口期，《规划》从氢气制备、储运、加注和燃料电池不同的环节均布局了示范试验工程；鉴于源网荷储一体化和多能互补一体化是新型电力系统发展的重要路径，《规划》布局了源网荷储一体化和多能互补集成设计及运行技术示范试验；在储能技术方面，《规划》鼓励“十四五”期间进行规模化、多应用场景的示范试验。此外，《规划》还在核电、油气、煤炭、煤电、能源智慧化领域均布局了一定数量的示范试验重点任务。

（三）是推动成熟可靠的先进能源技术走向市场推广应用。“应用推广一批”主要针对已经具备一定成熟度和经济性、但有必要进一步推动应用及鼓励创新升级的能源技术。在双碳战略下，我国仍需保留一定容量的火电机组以保障电力系统的安全稳定运行，提升火电灵活调节能力是保障清洁能源消纳、提高可再生能源消费占比的重要路径，是未来火电技术的重要发展趋势之一。《规划》提出了因地制宜应用推广低压缸零出力、加装蓄热装置、火-储联合调频等火电灵活性提升改造技术，正是统筹考虑了火电在新型电力系统中的重要作用，推动火电机组由主体性电源向调节性电源转变。

四、多措并举保障落实，充分激发创新主体活力

《规划》的保障措施主要聚焦在四条主线。

（一）是以协同创新为主线。在行政主管层面，建立国家与地方、

能源与科技等不同管理层级和不同管理口径的协同联动工作机制；在实施主体层面，一方面，按照“揭榜挂帅”原则鼓励跨领域、跨学科的创新联合体，鼓励产、学、研、用各环节创新主体联合攻关，形成合力，另一方面，“十四五”期间，依托能源优势企业围绕重点科技创新领域设立一批能源研发创新平台，继续优化完善能源研发创新平台的运行、管理和评估机制。

（二）是以成果转化为主线。《规划》重点任务将按照“攻关有主体、落地有项目、进度可追踪”的落实原则进行跟踪评估，以能源技术装备首台（套）政策作为配合《规划》各项重点任务走深走实的重要抓手，在确保安全的前提下按照“凡有必用”的原则推进示范应用。此外，《规划》还提出了将研究建立能源产业技术装备推广指导目录，推广先进能源技术装备。

（三）是以企业为主线。能源央企在推动我国能源科技创新方面一直发挥领军带头作用，是我国重大能源创新工程实施的主导者。《规划》提出要充分发挥能源领域中央企业技术装备短板攻关主力军、原创技术策源地和现代产业链“链长”作用，推动各领域优势企业强强联合，突破制约提升能源产业链现代化水平的关键核心技术。

（四）是以资金支持为主线。《规划》提出，一方面将进一步争取支持各类财政支持，加大资金投入力度，另一方面，以《规划》重点任务为导向，引导企业创新基金和社会资本投入，鼓励参与能源行业各环节科技创新。此外，《规划》还在技术标准、国际合作、人才培养等方面提出了具体保障措施。

来源：中国电力报时间：2022年04月07日

专家建言能源转型：把握转型节奏、处理好发展与减碳的关系

全球用能方式在低碳化推动下正在发生深刻变革。

8月19日，“绿色低碳·能源变革”国际高端论坛在北京召开。《中国经营报》记者获悉，中国工程院院士、中国工程院副院长李仲平在论坛上表示：“当前，世界百年未有之大变局加速演进，世界之变、时代之变、历史之变的特征更加明显，新一轮科技革命和产业变革正在重塑全球能源技术和供应结构，全球能源治理体系正面临深度调整。安全发展是绿色发展、高质量发展的前提，将是当前和今后一段时期的突出任务。”

把握转型节奏

8月18日，科技部、国家发展改革委等九部门联合印发的《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030年）》提出，到2025年实现重点行业和领域低碳关键核心技术的重大突破，支撑单位国内生产总值（GDP）二氧化碳排放比2020年下降18%，单位GDP能源消耗比2020年下降13.5%。

今年上半年，我国能源供给形势整体稳定。国家能源局统计数据显示，1～6月，原油、天然气产量分别同比增长4.0%、4.9%，原煤产量同比增长11.0%。在增强化石能源保障能力的同时，大力发展可再生能源，在新增发电装机中，非化石能源发电装机占比达到83%，可再生能源发电装机突破11亿千瓦。水电、风电、太阳能发电量较

快增长，同比分别增长20.3%、7.8%、13.5%。

基于我国能源发展现状，中国工程院院士、中国石油集团董事长戴厚良对当前能源发展趋势提出四点认识：一是经济社会发展离不开能源的支撑，大变局下提升我国能源安全保障能力至关重要；二是能源活动是影响气候变化的主要因素，“双碳”背景下谋划好能源发展战略、把握转型节奏至关重要；三是能源化工是国民经济的支柱产业，实现能源事业高质量发展、处理好“发展”与“减碳”的关系至关重要；四是创新是发展的第一动力，能源领域推动科技创新、发挥支撑当前引领未来作用至关重要。

“作为国有重要骨干企业和国际著名的综合性能源与化工企业，中国石油将着力增强油气供给，勇当保障国家能源安全的‘压舱石’；同时着力发展化工新材料，努力成为世界一流高品质化工材料供应商；并且着力强化创新驱动，勇当能源与化工原创技术的‘策源地’；还将着力推动绿色发展，勇当推动能源转型和‘双碳’目标实现的‘主力军’。”戴厚良说道。

在标普全球副董事长丹尼尔·耶金看来，能源转型比人们想象的更复杂且更具挑战性，如果处理不当，可能会增加全球能源危机、经济衰退、社会动荡等风险。

“油气行业在能源转型进程中具有双重角色和双重使命，既是维持世界经济运转的推动者，又是绿色低碳能源发展的引领者，特别是天然气，为全球降低碳排放作出了重要贡献。展望未来，石油和天然气依然是世界经济发展的重要基石，油气行业应运用其强大的运营能力、资本能力和创新能力，为全球能源转型探索新的解决方案。”丹尼尔·耶金说道。

2022年上半年，在多方因素影响下，石油、天然气价格高位波动。与此同时，在碳中和目标推动下，国际主要石油公司纷纷向综合能源供应商转型。

在中国工程院院士、中国石油科学技术协会主席孙龙德看来，油气安全依旧是能源安全的核心。

“在‘双碳’目标下，2040年前，油气消费占比保持30%以上，油气绿色低碳生产与油气稳定供应保障压力增大，亟须围绕加快陆上深层超深层油气勘探开发、新一代大幅提高采收率技术、海洋油气勘探开发、非常规油气勘探开发等四大领域，加快推进智慧油气田技术、超级盆地多资源多能源绿色协同、新一代工程技术与装备、油气区二氧化碳捕集地质利用与埋存等核心技术创新。未来油气行业肩负能源安全保障、稳油增气和绿色低碳三大使命，并且基于油气的能源和材料双重属性，特殊作用仍不可替代。”孙龙德进一步解释道。

清洁能源替代是大势所趋

近年来，我国清洁能源替代正在逐渐提升。

国家能源局统计数据显示，2022年上半年，我国可再生能源发电新增装机5475万千瓦，占全国新增发电装机的80%。其中，水电新增941万千瓦、风电新增1294万千瓦、光伏发电新增3088万千瓦、生物质发电新增152万千瓦，分别占全国新增装机的13.6%、18.7%、44.7%和2.2%。截至2022年6月底，我国可再生能源发电装机达11.18亿千瓦。其中，水电装机4.0亿千瓦（其中抽水蓄能0.42亿千瓦）、风电装机3.42亿千瓦、光伏发电装机3.36亿千瓦、生物质发电装机3950万千瓦。

中国工程院院士、国家能源专家咨询委员会副主任、国家气候变化专家委员会顾问杜祥琬表示，中国作为世界上最大的发展中国家和碳排放大国，需先立后破，实施节约提效、能源安全、非化石能源替代、资源循环利用、再电气化、固碳、数字化、国际合作等八大战略，并通过产业结构优化升级、打造清洁低碳安全高效的能源体系、构建新能源为主的新型电力系统、持续推进电气化和深度脱碳技术攻关、提高交通领域电气化、突破绿色建筑关键技术、制定碳移除行动方案、完善碳交易制度等八大抓手推动碳达峰碳中和目标实现。

在清洁能源替代过程中，电力发展成为其中焦点。

“新型电力系统是支撑全社会高度电气化，实现碳达峰碳中和目标的重要平台。”中国工程院院士、国际电工委员会主席、中国电机工程学会理事长、中国华能集团有限公司董事长舒印彪说，构建新型电力系统，一方面需要从基本原理、控制理论、分析方法上开展整体研究，深化对新型电力系统随机规划、安全稳定分析、协同控制等理论方法的认知；另一方面推进清洁发电技术、先进电网技术、用户侧响应技术、储能技术、电能替代技术、电动汽车、碳捕集利用与封存（CCUS）/生物质能碳捕集与封存（BECCS）、氢能及电力市场与碳市场等9项关键技术突破。

在国家能源局原副局长吴吟看来，节能减污降碳是新能源与传统能源融合发展的核心要义。

吴吟表示，新能源与传统能源融合发展的主要目的是提升能源转型质量，在能源可靠性、生态性和经济性之中寻求能源不可能三角的最优解。新能源与传统能源融合方法要坚持系统逻辑思维，从战略和理念要做到先破后立；战术和行动应坚持先立后破。新能源和传统能源融合发展路径要以碳的控制和利用为基本指导，从“少用碳、少排碳、利用碳、不排碳和碳循环”五条路径，实现融合发展。

来源：中国经营报时间：2022年08月20日

王中林院士：能源转型需要颠覆性原创技术

王中林（中国科学院外籍院士、中国科学院北京纳米能源与系统研究所所长）

能源是人类赖以生存的根本，也是一个国家安全的保障。

与其他国家相比，中国的能源现状是富煤、少油、缺气，尽管煤炭储量较为丰富，但也并非取之不尽。寻找新型可持续的能源，迫在眉睫。

当前，随着化石能源的过度使用，二氧化碳排放达到新高度，给生态环境造成严重危害。近年来，自然灾害整体发生的频率比以往更高，这可能与化石能源的过度使用不无关系。

国家提出将“双碳”作为重大战略目标，能源转型是必然趋势。一方面，我们要大力发展绿色可再生能源，包括太阳能、风能、生物质能等；另一方面，散落在地球上的分布式能源也不可忽视。

能源从产生、利用到回收是一个系统性过程。过去，化石能源燃烧被用于发电后，都以其他形式散落在环境中，例如热能、机械能等。这些大面积分布、碎片化的能源，可回收率很低，造成了能源不可再

利用。

如何把环境中散落的“分布式能源”重新变成电力，输送至千家万户，是一个重大挑战。

20年前，随着分布式传感装置和物联网的出现，信息通信技术的发展从有线走向无线，从有序走向分布。我们由此意识到，在能源领域也将可能面临同样的趋势，即从一元变成多元，从集中走向分布。而这其中的关键问题之一，是如何使分布式传感器件能够可持续运转、回收能量、提供数据信息。基于此，我们继而开始研究微纳能源。

微纳能源即除传统可再生能源、化石能源等“大能源”之外的“小能源”。

海洋中蕴藏着巨大能量。前不久，中国科学院联合欧洲科学院发布了基于海洋的气候行动，其中提到，海洋能源是未来替代化石能源的出路之一。

海洋中包括热能、风能、潮汐能、波浪能、生物质能等能源，它们分布广、能量大，我们必须向海洋要资源。汇聚各种各样的海洋能量可极大满足人类的能源需求、降低二氧化碳排放。

然而，与欧洲国家海岸线上的“大风大浪”相比，我国海岸线上的风浪比较平静，平均浪高仅有0.3~0.8米，收集起来非常困难，且能量较低很难进行发电，这就需要颠覆性原创技术。为此，2012年，我们发明了纳米发电机（TENG），它可以将广泛分布的能量收集起来，将微小的机械能转换为电能。

与传统发电机的原理不同，纳米发电机是基于两种材料的接触起电，产生静电感应并对外输出电流，具有高电压低电流、在低频下具有高效率的特点。每台纳米发电机并不大，但把它们结成网状放置到海洋中，就可以将海水无规则的运动转变为电能，且能够稳定输出。

根据实验数据作理论测算，1平方公里的海面面积、1米深的水，用球形纳米发电机连成三维网格，理论上可以产生10兆瓦级的电能输出，可以点亮100万盏电灯。海洋蓝色能源前景广阔。

经过成本核算，海洋能源形成规模化后，其成本低于风能和太阳能，且因为海浪是昼夜不停的，大面积所发的电应该是持续、稳定的，因此可以并网。我们在海上、海下做的试验也取得了显著成效，证明了我们的想法是正确的。

纳米发电机的发明为实现能源系统的微型化带来了可能，这是突破了1831年法拉第发明的电磁感应定理后的第二个重大发明，也是在科学原理从0到1的颠覆性原创思想。

自从20年前纳米发电机首次发明以来，迄今整整10年，我们已经建立了基本理论框架、技术方法，在产业应用方面也迈出了重要步伐。纳米发电机作为一个把机械信号转为电信号的传感装置，目前在安全防护、人机交互、网络安全、空气净化、健康维护等领域有潜在应用。在拓展应用的过程中，我们不断完善技术理论，不断学习提高，为在海洋能源领域真正规模化应用奠定基础。

实现“双碳”目标是一项宏大而复杂的系统工程，在能源转型过程中仍需要很多技术创新，包括发电方式、电网运输和储能等。这十分重要但又十分艰难，需要多方配合、系统协作，相信未来一定能找出解决方案。

未来，一方面我们应该大力推动现有技术，保证化石能源作为能

源安全保障的基础；另一方面应大力培育原创性、颠覆性技术，发展分布式能源，颠覆性技术有可能成为未来能源革命性转变的保证。

从0到1的原创突破是非常困难的工作。比如，你有了世界首次的原创思想，能否变为现实？能否得到行业认可和社会接纳？成本高的时候如何降成本……这需要长期稳定坚持、久久为功。

因此，这需要国家顶层设计和政府专项资金的支持，同时带动社会资本投入。新能源领域需要科学突破，但也蕴藏着巨大商机。此外，还需要人才培养和学科建设，使得该领域在发展中后继有人。

重视基础研究、原创思想和科学，只有这样，我们才不会跟着别人跑、不会在核心技术方面被“卡脖子”，才能够在科学发展史上留下印迹，也才能够产生真正的颠覆性技术。

来源：中国科学报时间：2022年09月09日

周孝信院士：“两个构建”是我国能源转型的主要实施路径！

9月1日下午，2022年太原能源低碳发展论坛——新能源新技术产业论坛在太原市晋阳湖国际会议中心举办。

会议中，中国科学院院士周孝信做了“双碳目标下构建我国新型电力系统”的主旨报告。周孝信院士对我国能源转型的战略目标和实施路径、新型电力系统的主要特征和关键技术、综合能源生产单元及其灵活性调节能力作出了详细介绍，并对如何构建新型电力系统进行

了总结和讨论。

能源转型的5大实施路径

2020年9月22日，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上的讲话提出应对气候变化“双碳”目标，周孝信认为习近平总书记提出的生态目标，也就是我国能源转型的战略目标。而习近平总书记2021年3月在中央财经委员会第九次会议提出明确了构建清洁低碳安全高效的能源体系和构建新型电力系统，也就是我国实现能源转型的实施路径。

在周孝信看来实现“双碳”目标、落实“两个构建”与能源转型的目标和努力高度一致，因此他提出了五大实施路径：

第一、大力开发利用风光等新能源和可再生能源，发展核能、地热能等非化石能源综合利用，要在电力系统中逐渐形成以新能源为主体的电源结构，助力能源结构的转型。

第二、持续的推进终端用能的电气化，实现以电为中心的多能互补的用能结构，大幅提高电能在终端能源消费中的比重和综合能源利用效率。

第三、加强电力电子、储能、氢能等关键技术的创新，通过数字化转型推动新一代输配电网和能源互联网的建设，促进高比例可再生能源电力的消纳，确保电力系统安全稳定运行。

第四、积极推动煤电的灵活性改造，为高比例可再生能源电力系统运行提供灵活调节的能力；加速研发碳捕集利用等新技术，推动煤电低碳零碳转型。

第五、完善能源转型各项政策，坚持市场化的改革方向。加快构

建完善能源电力市场、碳交易市场，助力国家应对气候变化碳中和目标的实现

新型电力系统有六大主要特征

对于新型电力系统，周孝信提出了四个结构模式和六项技术特征。四个结构模式分别为新能源为主体的多元能源结构、集中分布并举的生产和供应模式、多能互补、节约高效的用能方式和以电为中心面向全社会的综合能源服务。

技术特征方面有6点：高比例可再生能源电力系统、高比例电力电子装备电力系统、多能互补综合能源电力系统、数字化智能化智慧能源电力系统、清洁高效低碳零碳电力系统、高韧性本质安全电力系统。

根据周孝信的预测，“双碳”目标下我国能源电力系统发展情景的初步分析结果表明：装机容量方面，2025年非化石能源发电装机占比超过50%，2035年风电的装机风光装机量超过总容量的50%，2050~2060年期间煤电装机保持在4亿千瓦以上。

在发电量方面，2030~2035年期间非化石能源年发电量占比超过50%，2045~2050年期间风光发电量超过总发电量的50%，2050~2060年期间煤电主要起调节作用，所以年运行数在2000小时以下。

周孝信认为，2035年是非常具有标志性的一年。国家能源局发布的《“十四五”现代能源体系规划》提出，2035年基本建成现代能源体系。非化石能源消费比重在2030年达到25%的基础上进一步大幅提高，可再生能源发电成为主体电源。

周孝信对我国能源电力发展情景进行初步预测：

2035年非化石能源消费比重达到33.5%，可再生能源发电成为主体能源，发电装机占比将达到61.9%，风光装机占比将超过50.9%。

2050年全年的发电总量预计将达到15万亿千瓦时。风电和光伏的装机占比达到72%，发电量占比为58%；煤电气电装机占比15.5%，发电量占比占12.5%。

周孝信还将能源电力系统中CO₂排放情况分为三个阶段：第一阶段为2020年到2030年是碳达峰阶段。第二阶段2030年到2050年为加速减碳阶段。第三阶段就是2050年到2060年是碳中和阶段。

从上图可以看出，能源系统CO₂排放于2027年达峰，电力系统(煤电+气电) CO₂排放量于2030年达峰，占当年能源系统排放总量45%。2050-2060年期间保留煤电气电主要承担灵活性调节功能，CCUS及生物质等负碳技术的采用，助力实现CO₂净零排放。

无论是构建清洁低碳安全高效的能源体系，还是构建以新能源为主体的新型电力系统，都需要技术“底座”的支撑。

周孝信认为，对能源电力系统全局产生影响的十项关键技术包括：可再生能源发电和综合利用技术、燃煤发电提高灵活性和CCUS技术、新型电力电子元器件装置和系统技术、综合能源电力系统技术、新型储能技术、氢能生产储运转化和应用技术、新型输电和超导综合输能技术、新型电力系统运行控制技术、数字化智能化能源互联网技术、综合能源电力市场技术。

这些关键技术如何共融发展，形成合力？对此，周孝信提出了综合能源生产单元（IEPU)解决方案，即利用燃煤电厂或者燃煤混烧生物质电厂进行二氧化碳捕集，利用火电或者新能源电力进行电解水制氢，利用生产出来的二氧化碳和氢合成甲烷或甲醇，从而解决氢气储运安全性的难题。

并且，周孝信通过对比各电源灵活调节能力得出结论：与电网并网的优化运行结果表明，IEPU比传统火电厂具有范围更大的灵活调节能力。

在报告最后，周孝信总结道：采取更加有力的政策和措施“先立后破”实现“双碳"目标，构建清洁低碳安全高效的能源体系和适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统是我国能源转型的战略目标和实施路径；高比例可再生能源、高比例电力电子装备、多能互补综合能源、数字化智能化智慧能源、清洁高效低碳零碳、高韧性本质安全可靠是新型电力系统的6项主要特征；可再生能源发电及可靠入网、燃煤电厂灵活性和CCUS、新型电力电子、新型储能、氢能、新型电力系统运行控制等10项技术是对构建新型电力系统具有全局影响的关键技术。

来源：国际能源网时间：2022年09月05日

时璟丽：新能源成推动全球能源转型主力

大力发展新能源和可再生能源成为全球能源革命和应对气候变化的主导方向和一致行动。2019年以来中国、欧盟、美国、日本等130多个国家和地区提出碳中和目标，以风电、光伏发电为代表的新能源呈现性能快速提高、经济性持续提升、应用规模加速扩张态势，尤其是近一年来国际煤油气等化石能源价格高企，再加上俄乌冲突影响，形成新能源加快替代传统化石能源的趋势。

新能源尤其是新能源电力成为推动全球能源转型主力。2015年至2020年，全球风光水等可再生能源在新增发电装机中占比约70％，在发电量增量中占比约60％，2021年分别提升到84％和70％以上。根据国际机构“21世纪可再生能源网络”今年6月发布的《2022全球可再生能源报告》，2021年全球可再生能源投资3659亿美元，较2019年增长27％；风电新增装机1.02亿千瓦，累计装机8.45亿千瓦；光伏发电新增装机1.75亿千瓦，累计装机9.42亿千瓦；2021年全球风电和光伏发电量在全部发电量中占比首次超过10％（10年前仅为2％）。作为本地供应能源，风光电量近一年来对缓解许多地区能源和电力供应紧张、价格高涨问题起到了一定作用。

以高比例新能源为特征之一的能源低碳转型将推动全球能源格局重塑。今年5月，欧盟公布预期投资2100亿欧元、名为“REPowerEU”的能源计划，提出将欧盟“减碳”55％的组合政策中的2030年可再生能源占比目标从40％提高到45％，大幅提高风光开发规模，2025年光伏发电量在2021年基础上翻倍，新战略总体目标是在2027年前摆脱对俄罗斯化石能源的依赖。能源结构上，全球呈现向电力持续转变态势，国际能源署预计，到2050年全球电力需求将为目前的2倍，电力、氢和合成燃料占能源结构的50％，可再生能源满足80％至90％的能源供应。要达成目标，风光年新增装机规模在2030年需接近6亿千瓦，是2021年的2倍多，在2050年需超8亿千瓦。风光产业市场规模快速增加，以及今后广阔的应用前景，带动了各类储能、氢能和合成燃料、精准天气预测、柔性输电、智能配电网和微电网、负荷侧响应等技术持续进步。

新能源大规模应用促使能源系统形态迭代演进。从全球看，分散化、扁平化、去中心化趋势特征日益明显，传统能源生产和消费之间的界限正在打破，能源生产向集中式与分散式并重转变，系统模式由大基地大网络为主逐步向与智能微网并行转变，为新能源发展营造更加开放多元的发展环境。

与欧美日等发达国家相比，我国风光等新能源市场起步相对较晚，但通过产业链建设和项目开发相互促进，风电和光伏发电制造业产能、新增和累计装机规模在近10年保持世界第一。2021年可再生能源发电量在全部发电量中占比29.7％，风光电量占比11.7％，均略高于世界平均水平。但新能源电力方面电力系统对大规模高比例新能源接网消纳适应性不足。与欧美国家相比，我国电网技术水平和网架结构条件好，电网支撑能力较强，但风光所需要的灵活调节电源少，欧洲很多国家气电、水电、生物质热电联产等可以支撑较高比例风光融入。非电利用方面，我国新能源供热、供气、固液燃料市场增长缓慢，有效商业模式普及度不高，其能源替代作用尚未充分显现，而2021年全球新能源供热和生物液体燃料在全部新能源贡献中比重分别为56％和12％，新能源替代作用体现在终端用能的各个方面。

我国新能源发展一个明显优势是建立了完整产业链及配套设施，并带来新能源开发成本优势，2021年除户用光伏外，风光全面实现平价上网，部分竞价和基地项目实现低价上网。光伏制造业从上游到下游的多晶硅、硅片、电池片和组件生产四个主要环节，2021年全球市场占有率分别达83.6％、97.3％、88.4％和82.3％，在整个产业链中形成压倒性优势，光伏已成为我国最具有代表性的出口高技术产业之一，今年上半年出口额超过200亿美元，光伏电池技术水平和效率不断提升，各环节产能不断扩大。风电制造业建立全产业链，整机和零部件制造、安装施工能力等可支撑年新增装机6000万千瓦以上，低风速风机技术国际领先，智慧风电场得到广泛应用。

来源：经济日报时间：2022年10月13日

策划：白珊、杨荣华

编辑：白珊、杨荣华