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，未來能夠為人類提供清潔、可持續(xù)的能源？當前，世界主要國家或地區(qū)均將發(fā)展新能源技術視為引領新一輪能源革命以及科技創(chuàng)新的重要突破口，新能源技術正以前所未有的速度加快迭代。日前，中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢研究院、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《未來科技系列報告（第一期）》——《新能源技術研究的機遇與挑戰(zhàn)》，對全球2000-2019年間（尤其是2015-2019年間）太陽能、風能、生物質能、地熱能、核能、氫能、儲能、能源互聯(lián)網(wǎng)等八個不同新能源技術領域整體及其20項代表性技術主題進行系統(tǒng)分析，訪談了歐陽明高院士、李燦院士、Joёl Ruet教授等中外能源領域的科學家，對未來能源進行了定量和定性的分析，并從全球尺度重點關注了中國新能源技術的研究特點以及研究競爭力。
產業(yè)化遭遇瓶頸，誰是新能源應用的“攔路虎”?
全球新能源領域研究成果技術轉化率整體較低，產學研結合有待加強;儲能技術和能源互聯(lián)網(wǎng)受到全球關注
中國科學院武漢文獻情報中心戰(zhàn)略情報中心副主任、研究館員陳偉總結，全球新能源領域研究成果技術轉化率整體較低，產學研結合有待加強。相對而言，儲能、生物質能和太陽能的研究成果轉化率相對較高，鋰離子電池和有機太陽能電池是國內外產業(yè)轉化共同關注的技術熱點。
結果顯示，儲能、太陽能和氫能技術研究的國內外市場關注度最高，而產業(yè)轉化度相對較高的技術為儲能、生物質能和太陽能技術。而全球及中國產研共同關注的新能源技術熱點集中在電池儲能和太陽能光伏領域，尤其是鋰離子電池和有機太陽能電池。
在新能源技術中，關注度最高的是儲能技術和能源互聯(lián)網(wǎng)。
儲能技術是現(xiàn)代能源體系建設重要組成，特別是電池儲能方面的論文發(fā)文量、增長率以及頭部高質量研究的綜合表現(xiàn)在評估中得分位居第一。陳偉介紹，可再生能源發(fā)電、智能電網(wǎng)和分布式多能互補系統(tǒng)、電動汽車均為各國電力系統(tǒng)低碳轉型的重點方向，而儲能技術是實現(xiàn)上述領域變革必不可少的技術支撐，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鍵節(jié)點。
隨著儲能技術在能源生產、消費以及低碳智慧轉型中的廣泛應用，提高儲能電池的安全性、能量密度、容量規(guī)模、續(xù)航能力、服役壽命以及降低電池成本的需求越來越迫切。論文和專利分析表明，電極材料、電解質等電池材料是提高電池性能的研究熱點。領域相關專家認為，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池已相繼成為動力電池材料創(chuàng)新的主要技術方向。電池性能突破路線主要包括儲能電池系統(tǒng)結構創(chuàng)新、電池包空間利用優(yōu)化、電池能量密度及安全性提升、電池成本大幅降低等。
能源互聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代能源系統(tǒng)的新型基礎設施。隨著能源需求不斷增加和電氣化趨勢的顯現(xiàn)，未來全球將加快形成以石油、天然氣、煤炭、可再生能源為主的多元化能源結構，并在21世紀中葉完成向以非化石能源為主的能源結構轉型。因此，雖然分能源品種的能源技術創(chuàng)新依然重要，但多種能源融合的集成組合、融合匹配、智慧運維、供需雙向互動、多網(wǎng)互動等系統(tǒng)技術的突破也顯得尤為重要和迫切。同時，現(xiàn)代能源系統(tǒng)必然需要大數(shù)據(jù)挖掘、信息流管理、檢測和網(wǎng)絡泛在、決策優(yōu)化等跨界科學技術交叉融合的支撐。
在全球實現(xiàn)碳中和情景下，能源系統(tǒng)將具有多元、智慧、安全、柔韌的基本屬性，這意味著能源互聯(lián)網(wǎng)技術、智慧能源系統(tǒng)技術等研究的重要性凸顯，應用基礎研究、應用性技術研發(fā)將持續(xù)受到關注。
報告分析認為，目前能源互聯(lián)網(wǎng)研究仍需關注如下問題：一是關注能源互聯(lián)網(wǎng)架構和核心裝備技術研究，在能源生產消費的智能化、能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃、多能流能源交換與路由技術、能源智能傳輸技術、智能網(wǎng)絡的協(xié)同控制技術等方面取得突破;二是關注能源系統(tǒng)大數(shù)據(jù)采集、挖掘和利用技術研究，在能源互聯(lián)網(wǎng)通信、能量信息化與信息物理融合、能源大數(shù)據(jù)應用技術、能源互聯(lián)網(wǎng)管理技術等方面取得突破;三是關注能源互聯(lián)網(wǎng)技術落地轉化，在多學科交叉、信息網(wǎng)絡基礎設施和能源基礎設施鏈接的研究設計、示范應用、落地實施等方面取得突破。
