FB体育但我国能源科技创新水平与新时代推动能源生产和消费革命的战略目标仍有较大差距，离构建自主可控的核心技术体系还有较长距离。
在我国经济已进入高质量发展阶段的当下，对洁净高效能源的需求比以往任何时候更为迫切，加快推动能源技术革命已经迫在眉睫。
开发以煤炭为核心的化石资源清洁高效利用和耦合替代新路线和新技术，突破高能耗、高耗水、高排放等瓶颈问题；
突破低碳能源多能互补与规模化应用难题，推进可再生能源高比例消纳，构建智慧能源系统；
前瞻布局化石能源/可再生能源/核能多元化融合发展路径，解决我国现有各能源技术体系缺乏关联、孤立发展的结构性缺陷。
中国科学院于2018年正式启动的“变革性洁净能源关键技术与示范”战略性先导科技专项即首次从“清洁低碳、安全高效”国家能源体系顶层设计的角度，提出了通过技术创新实现多种能源之间的互补融合，这是中国科学院站在国家立场上提出的具有原创意义的系统解决设计方案。
目前，美国、德国等发达国家已开始探索一体化、智能化多能融合体系的架构设计。
为破除我国化石能源、可再生能源、核能等各能源体系之间技术上的相对割裂态势，需要尽快开展多能融合的未来能源系统研究，从能源全系统层面着手优化，突破多能互补、耦合利用技术。
美、欧等发达国家和地区洞察到这一趋势，均提前部署了跨学科、跨部门的重大课题。
我国应加快研究部署能源跨学科交叉融合创新平台，试点布局重大研究项目，推进能源技术与新一代信息技术、合成生物学技术、纳米技术、先进制造技术等深度融合，带动液态阳光、规模化高性能储能、氢能与燃料电池、智慧综合能源网络等潜在颠覆技术的发展应用，确保我国能够并跑甚至领跑世界能源科技前沿。
特别是，应尽快建立能源领域国家实验室，牵头组织优势力量开展重大关键技术集成化创新和联合攻关。
在国家层面建立多元化的能源科技风险投资基金，激励高风险、高回报的颠覆性技术开发，利用政府资源投入来撬动民间资本。
实施重大能源工程形成国际竞争优势的高端能源化工技术装备工业体系，在“一带一路”框架下支持更多先进能源化工技术装备“走出去”。
需要坚定不移地推进能源和数字技术深度融合，以引导能量有序流动，构筑更高效、更清洁、更经济、更安全的现代能源体系。
需要制定灵活政策以适应新技术发展需求，探讨跨部门广泛应用，并对从业人员进行数字技术专业技能培训。
需要从系统观出发来考量能源数字化转型的成本和收益，密切追踪数字化转型对全球能源消费需求变化的影响，充分考虑和评估能源数字化转型过程中面临的潜在风险，提供公平的竞争环境，以更好地服务各利益相关方，并加强国际合作分享能源数字化转型的成功案例和经验。
从传统集中式到分布式能源，从智能电网到能源互联网，从石化智能工厂到煤炭大数据平台，从用户侧智慧用能到汽车充电设施互联互通，一些重大或颠覆性技术创新在不断创造新产业和新业态，改变着传统能源格局。
能源生产端诸如可再生能源、先进安全核能、化石能源清洁高效利用等先进技术正在改变传统能源开发利用方式，并稳步推进主体能源的清洁低碳更替。
能源消费端致力于研发低能耗、高效能的绿色工艺与装备产品，工业生产向更绿色、更轻便、更高效方向发展，交通动力能源向智能化、电气化方向转变，建筑行业用能将实现洁净化、绿色化、智能化。
而分布式智慧供能系统、能源互联网发展应用正在引发能源系统整体变革，智慧能源新业态初现雏形。
国际能源署2017年底发布首份《数字化与能源》报告指出，能源数字化转型的最大潜力是其能够破除能源各部门之间的壁垒，推动全球能源系统向互联、智能、高效、可靠和可持续方向发展。
英国石油公司《技术展望报告2018》指出，随着数字技术（包括传感器、超级计算、数据分析、自动化、人工智能等）依托云网络应用，到2050年一次能源需求和成本将降低20%—30%。大数据和机器学习算法的普及，也推动着科研工作开始采用以人工智能和数据挖掘为基础的新兴研究手段，从而提升研究效率。
美国斯坦福大学基于人工智能技术，利用现有的锂离子电池文献中的所有实验数据，构建了具备深度学习能力的计算机预测模型，仅耗时数分钟，即从材料数据库的1万多种候选材料中筛选出了20余种有潜力的固态电解质材料，其筛选效率是传统随机测试的百万倍。
美国能源部还资助了机器学习在地热领域应用的研究项目，聚焦机器学习用于地热资源勘查和开发先进数据分析工具。
日本新能源产业技术综合开发机构也部署了相关研究课题，利用物联网、人工智能等技术改善地热发电站的管理运营效率。
2017年世界经济论坛发布的《数字化转型倡议——石油和天然气行业》报告指出，大数据和分析工具、工业物联网和移动技术正成为油气企业首要的数字化主题，而机器人和无人机、可穿戴技术、人工智能将成为未来3—5年增长最快的领域。
美国碳利用研究理事会（CURC）和电力科学研究院（EPRI）在2018年7月更新的《先进化石能源技术路线图》中，规划了增压富氧燃烧、化学链燃烧、超临界二氧化碳动力循环发电、先进超超临界（A-USC）、煤气化联合循环等高效低碳发电技术到2035年的研发与大规模示范路径。
美国、日本等发达国家已将超临界二氧化碳动力循环发电系统作为革命性前沿技术进行积极研究，目前在实验室已建成了小功率的试验机组，正在向工业示范电站迈进。
增材制造（3D打印）技术在燃气轮机制造中的应用已从原型试制逐渐走向实际生产，如通用电气公司、西门子公司等燃机制造巨头稳步推进制造工艺转型升级。
经过多年发展，中国的先进煤化工合成技术取得了重大突破，已掌握了世界领先的百万吨级煤直接液化和煤间接液化技术。
中国科学院大连化学物理研究所成功实现了具有自主知识产权的百万吨级煤制烯烃和煤制乙醇技术商业化应用，对保障我国能源安全等具有重要的战略意义。
中国科学院大连化学物理研究所还在煤气化直接制烯烃研究上取得重大进展，颠覆了90多年来煤化工领域一直沿袭的费-托路线，从原理上开创了一条低耗水进行煤转化的新途径，这是煤转化领域里程碑式的重大突破。
第四代核能系统国际论坛（GIF）在2014年初更新了技术路线年第四代堆型的研发目标和里程碑。
美国能源部于2017年底宣布，未来5年将资助4亿美元，重点开展新型反应堆示范工程、核电技术监管认证、先进反应堆设计开发等工作，以加速核能技术创新突破。
中国科学院在未来先进核裂变能——加速器驱动次临界系统（ADS）研究中取得重大成果，并基于此在国际上首次提出“加速器驱动先进核能系统（ADANES）”概念，将在广东惠州建设国际首台ADS嬗变研究装置。
可控核聚变技术目前在等离子体理论研究、材料开发和运行试验方面不断涌现新的成果。
中国科学院合肥等离子体物理研究所研制的全超导托卡马克核聚变实验装置，相继取得等离子体中心电子温度达到1亿摄氏度、百秒量级稳态运行等多项世界级重大突破。
德国马普学会等离子体物理研究所建造的世界最大仿星器聚变装置W7-X成功产出首个氢等离子体，实现持续30分钟的等离子体。
美国国家科学院2018年发布《美国燃烧等离子体研究战略计划最终报告》，建议美国继续参与国际热核聚变实验堆（ITER）计划，并启动国家研究计划迈向紧凑型聚变发电中试阶段。
，美国和欧盟均提出了海上风电发展战略，加速推动海上风能产业的发展。目前，8 MW风机已投入商业应用，10 MW及以上的超大规模风机正在研发中，浮动式海上风电场的投入使用推动风电向深海迈进。
，美国、欧盟、日本等主要国家和地区深化布局光伏发电全产业链创新，作为推进新兴产业发展的主要战略举措，通过全覆盖布局先进材料、制造和系统应用各环节研发实现平价上网目标。中国科学院半导体研究所在2018年创造了单结钙钛矿太阳电池转换效率世界纪录（23.7%）。
钙钛矿太阳电池器件结构日趋完善，效率已超多晶硅，逼近单晶硅，但实现商业化仍需攻克规模化制造工艺、稳定性等关键挑战。
日本、欧盟和澳大利亚等国家和地区相继公布了氢能发展战略和技术路线年的氢能与燃料电池技术和产业发展目标。
研究人员致力于解决低成本高效率规模化制氢、经济高效氢储存和输配、燃料电池基础关键部件制备和电堆集成、燃料电池发电及车用动力系统集成等重大科技问题。
欧盟组建“欧洲电池联盟”实施战略行动计划，在欧洲打造具有全球竞争力的电池产业链。
美国能源部将在未来5年为储能联合研究中心继续投入1.2亿美元，设计开发新型高能多价化学电池，并研究用于电网规模储能的液流电池新概念。
日本新能源产业技术综合开发机构在未来5年资助100亿日元，攻克全固态电池商业化应用的技术瓶颈，旨在2030年左右实现规模化量产。
科学家在储能反应机理探索、电化学体系设计、新材料开发方面成果斐然，研究重点在于开发高安全性、长寿命、低成本的锂离子电池及新型高能化学电源体系，并开展新型物理储能系统规模化示范。
美国伊利诺伊大学芝加哥分校等机构合作开发新型锂-空气电池，创造在自然空气环境中稳定运行超700次的循环寿命纪录。
美国哈佛大学研发出基于低成本醌类有机电解液的新型液流电池，创造工作寿命最长纪录，而且较全钒液流电池成本大幅下降。
中国科学院工程热物理研究所建成了国际首套10 MW级先进压缩空气储能示范系统，示范系统在额定工况下的效率超过60%。
中国科学院武汉文献情报中心战略情报中心副主任，副研究员。中国科学院大学经济与管理学院硕士生导师。长期从事先进能源科技学科发展战略研究、能源科技政策研究、科技创新规划咨询研究，以及情报分析理论、方法与技术研究。
文章源自：陈伟, 郭楷模, 岳芳. 国际能源科技发展动态研判与战略启示. 中国科学院院刊, 2019, 34(4): 497-507）