多元化、低碳化、智能化和分布式成能源科技發(fā)展新趨勢(shì)

當(dāng)今世界，能源的種類(lèi)有很多，以大類(lèi)劃分可將一次能源分為化石能源、可再生能源、核能等，而每一類(lèi)又包含了各種能源，如化石能源包含煤、石油、天然氣、頁(yè)巖氣和天然氣水合物等；可再生能源包含太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、生物質(zhì)能和水能等；核能可分為裂變能和聚變能等。能源只有轉(zhuǎn)化為能量才能做功、才能發(fā)揮作用，所以從能源轉(zhuǎn)化的角度考慮，又可將能源分為兩大類(lèi)，一類(lèi)在轉(zhuǎn)化過(guò)程中通過(guò)消耗自身產(chǎn)生能量，例如煤、石油、天然氣、生物質(zhì)能和核能等，這類(lèi)物質(zhì)被稱(chēng)為自耗型能源。自耗型能源的研究?jī)?nèi)容主要以勘探、開(kāi)采和轉(zhuǎn)化工藝、過(guò)程為主，以高效和低排放為目標(biāo)。另一類(lèi)在轉(zhuǎn)化為能量的過(guò)程中自身沒(méi)有消耗，但需要能量轉(zhuǎn)換的載體，例如太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿瓤稍偕茉?，這類(lèi)物質(zhì)被稱(chēng)為他耗型能源。他耗型能源的研究?jī)?nèi)容主要以能量的收集與轉(zhuǎn)換載體為主，以高效收集與轉(zhuǎn)換為目標(biāo)。由于生產(chǎn)載體的過(guò)程需要耗材、耗能，也會(huì)產(chǎn)生環(huán)境問(wèn)題，因此從廣義上看，可再生能源轉(zhuǎn)換為能量的過(guò)程也具有不可再生性。所以，對(duì)于他耗型能源來(lái)說(shuō)，能量收集與轉(zhuǎn)換載體的生產(chǎn)工藝、原料的可持續(xù)性、廢物再生利用以及環(huán)境性和生態(tài)性等都是未來(lái)能源科技發(fā)展中要解決的重大問(wèn)題。

能源領(lǐng)域具有自身的特點(diǎn)和規(guī)律，這是能源科技發(fā)展的重要遵循。其一，能源領(lǐng)域投資大、周期長(zhǎng)、慣性強(qiáng)。具體表現(xiàn)在研發(fā)投資大、工程建設(shè)投資大；研發(fā)周期長(zhǎng)、工程建設(shè)周期長(zhǎng)；能源技術(shù)應(yīng)用的慣性強(qiáng)，一旦某種能源技術(shù)投入實(shí)際應(yīng)用，將持續(xù)幾十年甚至上百年。所以，能源科技發(fā)展必須面向未來(lái)，進(jìn)行創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，絕不能急功近利。否則，落后將意味著在幾十年內(nèi)受制于人，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)上還是戰(zhàn)略上都處于被動(dòng)局面。其二，能源既具有經(jīng)濟(jì)屬性，又具有戰(zhàn)略屬性和環(huán)境屬性。所以，能源科技的發(fā)展必須兼顧這三種屬性。從能源的經(jīng)濟(jì)屬性出發(fā)，能源科技的重點(diǎn)應(yīng)考慮成本、效率和附加值等，要以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)；從能源的戰(zhàn)略屬性出發(fā)，能源科技就應(yīng)重點(diǎn)考慮技術(shù)的先進(jìn)性和創(chuàng)新性，要以技術(shù)儲(chǔ)備和資源儲(chǔ)備為目標(biāo)，而成本和產(chǎn)業(yè)化就是次要的了；從能源的環(huán)境屬性出發(fā)，應(yīng)將有機(jī)廢物的能源化利用作為重要的研究方向。因此，制定能源科技發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃時(shí)應(yīng)將這三者進(jìn)行不同定位、區(qū)別對(duì)待。這是未來(lái)能源科技發(fā)展的重要趨勢(shì)。

遵循能源領(lǐng)域的特點(diǎn)和規(guī)律，能源科技發(fā)展應(yīng)明確時(shí)空定位，適應(yīng)本國(guó)國(guó)情，聚焦需求目標(biāo)，實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。就我國(guó)而言，面向今后5年，應(yīng)以生態(tài)文明建設(shè)、低碳發(fā)展、美麗鄉(xiāng)村建設(shè)、城鎮(zhèn)化發(fā)展、節(jié)能生態(tài)智慧城市建設(shè)等重大需求為牽引，選擇一批較成熟的節(jié)能和清潔能源技術(shù)，重點(diǎn)開(kāi)展系統(tǒng)集成、優(yōu)化以及實(shí)用化的研發(fā)工作，以盡快推廣應(yīng)用，如各種先進(jìn)的工業(yè)節(jié)能技術(shù)、節(jié)能生態(tài)智能建筑技術(shù)、高效清潔煤利用技術(shù)等。面向未來(lái)20年（至2035年），應(yīng)通過(guò)重大工程實(shí)施，示范實(shí)驗(yàn)一批已有一定積累的先進(jìn)能源技術(shù)，如規(guī)模化的可再生能源利用技術(shù)、大型電力儲(chǔ)能技術(shù)、軌道交通和純電動(dòng)車(chē)技術(shù)、頁(yè)巖氣開(kāi)采與利用技術(shù)、特高壓輸電技術(shù)、新型核電技術(shù)和核廢料處理技術(shù)等。面向未來(lái)35年（至2050年），應(yīng)通過(guò)科技重大專(zhuān)項(xiàng)的設(shè)置，集中攻關(guān)一批核心技術(shù)，如太陽(yáng)能、風(fēng)能轉(zhuǎn)換新原理與新技術(shù)，集收集、儲(chǔ)能、發(fā)電于一體的光伏材料體系，能源植物（現(xiàn)代生物質(zhì)能）的選育與種植技術(shù)，海底與凍土天然氣水合物開(kāi)發(fā)與利用技術(shù)，可控?zé)岷司圩兪痉抖鸭夹g(shù)等。

我國(guó)的能源科技發(fā)展要遵循能源領(lǐng)域的特點(diǎn)和規(guī)律，綜合考慮能源的不同屬性。為了解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題、滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求，可以采用引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新的模式，以盡快縮短與國(guó)際先進(jìn)水平的差距。但從戰(zhàn)略需要出發(fā)，還必須進(jìn)行能源科技的自主創(chuàng)新、工程示范、推廣應(yīng)用，而不能只拘泥于成本和產(chǎn)業(yè)化，以避免出現(xiàn)從“能源匱乏”變?yōu)?ldquo;技術(shù)匱乏”。

（作者為中國(guó)工程院院士）