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當前(qian)全(quan)球能源(yuan)體系(xi)正經歷深刻變(bian)革，低碳化(hua)(hua)、數(shu)智化(hua)(hua)轉型(xing)加速推進(jin)。在(zai)全(quan)球應對氣候(hou)變(bian)化(hua)(hua)和(he)實(shi)現碳中和(he)目標的背(bei)景下，“技(ji)術(shu)就(jiu)是(shi)資源(yuan)”的趨勢(shi)更(geng)加明顯。世界各國紛紛將能源(yuan)技(ji)術(shu)創(chuang)(chuang)新置于國家戰略層面(mian)，積極(ji)布局前(qian)沿領域，搶(qiang)占(zhan)發(fa)展制(zhi)高點。本報告(gao)聚焦(jiao)可再生能源(yuan)發(fa)電、氫能與儲能、傳統(tong)能源(yuan)清潔利用以(yi)及新興前(qian)沿技(ji)術(shu)等重(zhong)點領域，系(xi)統(tong)梳(shu)理全(quan)球能源(yuan)關鍵(jian)技(ji)術(shu)的最新進(jin)展與趨勢(shi)動(dong)向(xiang)，從創(chuang)(chuang)新突破、成熟度(du)及產業化(hua)(hua)前(qian)景等多維度(du)開展綜合分析，旨在(zai)動(dong)態把(ba)握能源(yuan)科(ke)技(ji)發(fa)展的戰略方向(xiang)與演進(jin)路徑，為研(yan)判未來(lai)技(ji)術(shu)突破口(kou)、優化(hua)(hua)科(ke)技(ji)布局與制(zhi)定創(chuang)(chuang)新戰略提供決策(ce)參(can)考(kao)。

一、全(quan)球(qiu)能源技(ji)術創新(xin)競爭新(xin)形勢

當前全(quan)球(qiu)能源技術(shu)競(jing)爭格局呈現多極化(hua)、高技術(shu)密度(du)和地(di)緣博弈交織等特(te)征(zheng)。主(zhu)(zhu)要(yao)經(jing)濟(ji)體通過戰略引導與大(da)規模資源投入，積極爭奪技術(shu)主(zhu)(zhu)導權與未來產業制高點。中國(guo)、美(mei)國(guo)和歐盟成(cheng)為(wei)全(quan)球(qiu)能源創新(xin)的三大(da)核心力量，日本、韓國(guo)等國(guo)則在特(te)定領(ling)域構建差(cha)異化(hua)優勢。

（一(yi)）全球能(neng)源創新格局發(fa)生(sheng)深度調整

全(quan)(quan)(quan)球(qiu)能(neng)源創(chuang)(chuang)新格局(ju)正經(jing)歷系(xi)統性變革(ge)，清潔能(neng)源已成為投資(zi)與技術(shu)競爭(zheng)(zheng)的核心領域。根據(ju)國際能(neng)源署預測，2025年全(quan)(quan)(quan)球(qiu)能(neng)源投資(zi)規(gui)模預計將(jiang)達(da)到3.3萬億美元，其(qi)中清潔能(neng)源投資(zi)占(zhan)比接近(jin)三分之二(er)，顯著(zhu)超越化石(shi)燃料相關投資(zi)。這一轉變凸顯全(quan)(quan)(quan)球(qiu)能(neng)源創(chuang)(chuang)新重心正全(quan)(quan)(quan)面轉向低碳技術(shu)，主要經(jing)濟體(ti)通過戰(zhan)略布局(ju)與研發投入爭(zheng)(zheng)奪技術(shu)主導權。

從(cong)區域競爭(zheng)格局來看，中國(guo)、美國(guo)和(he)(he)歐盟已成為全(quan)球(qiu)(qiu)能(neng)源(yuan)創新(xin)的三大(da)核心力量。南(nan)網能(neng)源(yuan)研究(jiu)院發(fa)(fa)(fa)布的《全(quan)球(qiu)(qiu)領先企(qi)業(ye)創新(xin)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)報(bao)告(gao)（2025年）》顯示，2024年中國(guo)能(neng)源(yuan)電(dian)力行(xing)業(ye)研發(fa)(fa)(fa)投入位居全(quan)球(qiu)(qiu)首(shou)位，在光伏制造、新(xin)型儲能(neng)和(he)(he)特高壓輸電(dian)等(deng)(deng)領域已形成全(quan)產業(ye)鏈優(you)勢。美國(guo)則專注于人工智能(neng)、大(da)數(shu)據與能(neng)源(yuan)系統的深(shen)度融合，私營部門風(feng)險投資(zi)表現活躍(yue)，2024年投資(zi)規模實現顯著增長。歐盟依托“綠(lv)色協議”及配(pei)套產業(ye)計劃、創新(xin)基(ji)金(jin)等(deng)(deng)政策工具，重點推動氫能(neng)、海上風(feng)電(dian)等(deng)(deng)領域發(fa)(fa)(fa)展(zhan)，但(dan)在研發(fa)(fa)(fa)資(zi)源(yuan)協調、供應鏈自主性和(he)(he)產業(ye)競爭(zheng)力方面仍面臨挑戰。

全球能源技(ji)(ji)術(shu)創(chuang)新呈現明顯的多極化(hua)(hua)(hua)發(fa)展趨(qu)勢，各國基于資源稟賦與(yu)技(ji)(ji)術(shu)基礎，在(zai)不同細分領域構建差異化(hua)(hua)(hua)競爭(zheng)優勢。然而，清潔能源企業融資環境趨(qu)緊、關鍵(jian)礦產(chan)資源供(gong)應不穩定以及技(ji)(ji)術(shu)標準互認不足等問題，仍在(zai)制約創(chuang)新成(cheng)果的全球化(hua)(hua)(hua)應用和產(chan)業化(hua)(hua)(hua)進程(cheng)。未(wei)來(lai)需要加強國際(ji)合作與(yu)政策協調(diao)，共同應對能源轉型(xing)過(guo)程(cheng)中的技(ji)(ji)術(shu)與(yu)市場挑(tiao)戰。

（二）主要國家(jia)創新(xin)戰略與資源配置(zhi)差(cha)異顯(xian)著

根據(ju)國(guo)(guo)際(ji)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)署數據(ju)，2024年全(quan)(quan)(quan)球(qiu)(qiu)(qiu)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)投(tou)(tou)(tou)資(zi)(zi)總(zong)額首次(ci)突破3萬億美元(yuan)，其中(zhong)清(qing)潔(jie)(jie)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)投(tou)(tou)(tou)資(zi)(zi)達(da)到2萬億美元(yuan)，占(zhan)比顯著提升，反映出全(quan)(quan)(quan)球(qiu)(qiu)(qiu)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)轉型加(jia)速推進的整體(ti)趨勢。中(zhong)國(guo)(guo)已成為全(quan)(quan)(quan)球(qiu)(qiu)(qiu)最大的能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)投(tou)(tou)(tou)資(zi)(zi)國(guo)(guo)，其清(qing)潔(jie)(jie)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)投(tou)(tou)(tou)資(zi)(zi)規(gui)模與(yu)結(jie)構變化對全(quan)(quan)(quan)球(qiu)(qiu)(qiu)市場產生(sheng)深(shen)遠影響。《中(zhong)國(guo)(guo)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)生(sheng)態報告》顯示，2024年中(zhong)國(guo)(guo)清(qing)潔(jie)(jie)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)投(tou)(tou)(tou)資(zi)(zi)規(gui)模達(da)到約6250億美元(yuan)，占(zhan)全(quan)(quan)(quan)球(qiu)(qiu)(qiu)清(qing)潔(jie)(jie)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)總(zong)投(tou)(tou)(tou)資(zi)(zi)規(gui)模的近(jin)三分之(zhi)一，持(chi)續鞏固其全(quan)(quan)(quan)球(qiu)(qiu)(qiu)清(qing)潔(jie)(jie)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)投(tou)(tou)(tou)資(zi)(zi)引領者(zhe)的地位。中(zhong)國(guo)(guo)在光伏制造、風電裝(zhuang)(zhuang)機以及動力(li)電池等多個關鍵領域均保持(chi)全(quan)(quan)(quan)球(qiu)(qiu)(qiu)領先地位，并已提前六年實現2030年風光裝(zhuang)(zhuang)機目標(biao)。與(yu)此同(tong)時，中(zhong)國(guo)(guo)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)投(tou)(tou)(tou)資(zi)(zi)結(jie)構日趨多元(yuan)，民營資(zi)(zi)本加(jia)速涌(yong)入可再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)、儲(chu)能(neng)(neng)(neng)及能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)互聯網等領域，對外投(tou)(tou)(tou)資(zi)(zi)也更聚焦清(qing)潔(jie)(jie)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)項目，通(tong)過國(guo)(guo)際(ji)產能(neng)(neng)(neng)合(he)作推動全(quan)(quan)(quan)球(qiu)(qiu)(qiu)綠(lv)色產業鏈(lian)發展。

美(mei)國(guo)(guo)則依(yi)托《通脹削減法案》等(deng)政策，顯著加(jia)速(su)清潔能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)部署。2024年，美(mei)國(guo)(guo)清潔能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)投資估計增加(jia)到3000多億美(mei)元，是2020年水平的1.6倍。其新增發(fa)電裝機(ji)容量中，無碳能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)占比(bi)高達95%，其中太陽能(neng)(neng)(neng)(neng)和(he)電池儲能(neng)(neng)(neng)(neng)占據了主導(dao)地位。美(mei)國(guo)(guo)的發(fa)展模式側(ce)重(zhong)于(yu)市場驅動和(he)私人投資，特(te)別是在(zai)氫能(neng)(neng)(neng)(neng)、碳管理(li)和(he)先進(jin)核能(neng)(neng)(neng)(neng)等(deng)前沿技術(shu)領域(yu)。

歐(ou)盟(meng)則通過“綠(lv)色(se)協議”及“創(chuang)新基金”等(deng)政(zheng)策工具推動能(neng)(neng)(neng)源轉型。2024年，歐(ou)盟(meng)清潔(jie)能(neng)(neng)(neng)源投(tou)資約為3700億美元。歐(ou)盟(meng)能(neng)(neng)(neng)源結構轉型成(cheng)效顯著，可再生能(neng)(neng)(neng)源發電占比已接近(jin)一半，達到47%，其中太陽能(neng)(neng)(neng)發電量首次超過煤(mei)炭。歐(ou)盟(meng)的戰(zhan)略重點集中于海上風電、氫能(neng)(neng)(neng)和碳捕集技術，但其內部仍面臨研發資源分(fen)散、成(cheng)員國政(zheng)策協調難度大以及電網基礎設施升級(ji)等(deng)挑戰(zhan)。

日本(ben)和(he)韓國等國則(ze)依(yi)據自身產業基(ji)礎采(cai)取(qu)了差異化(hua)的競(jing)爭(zheng)策略。日本(ben)發(fa)布了“綠色轉型計劃(hua)”，重點(dian)支(zhi)持(chi)下一代太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)(neng)、核(he)能(neng)(neng)(neng)和(he)氫能(neng)(neng)(neng)技(ji)術(shu)。韓國則(ze)聚(ju)焦半(ban)導體與(yu)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)技(ji)術(shu)的結合，計劃(hua)投(tou)入9.4萬億韓元開(kai)發(fa)智能(neng)(neng)(neng)電網和(he)小型模塊化(hua)反(fan)應(ying)堆（SMR）技(ji)術(shu)，但其2024年對可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)的投(tou)資預(yu)計同比下降(jiang)9%，反(fan)映出其能(neng)(neng)(neng)源(yuan)戰略中(zhong)核(he)電與(yu)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)發(fa)展(zhan)的某種平(ping)衡與(yu)取(qu)舍。

（三）關鍵(jian)技(ji)術領域(yu)知識產權(quan)競爭加劇

綠(lv)色(se)低(di)碳技術已成(cheng)為(wei)全(quan)球知識(shi)產權競爭(zheng)的(de)高地(di)，核心專利布局成(cheng)為(wei)爭(zheng)奪(duo)市場競爭(zheng)主導(dao)權的(de)關鍵。數(shu)據顯示，中國、日(ri)本、美國、韓國和德國在(zai)相(xiang)關領域的(de)專利申(shen)請合計占比接近90%。

細分(fen)技(ji)術(shu)(shu)(shu)領(ling)域(yu)的(de)(de)知識產權競爭態勢(shi)各(ge)異。在(zai)光(guang)(guang)(guang)伏領(ling)域(yu)，TOPCon等N型電(dian)池技(ji)術(shu)(shu)(shu)已成為(wei)專(zhuan)(zhuan)利(li)訴(su)(su)訟的(de)(de)高(gao)發區。據(ju)統計，2024年至2025年初(chu)，全球涉及中國光(guang)(guang)(guang)伏企業的(de)(de)專(zhuan)(zhuan)利(li)糾紛高(gao)達(da)22起(qi)，天合光(guang)(guang)(guang)能、晶(jing)科能源、晶(jing)澳(ao)(ao)科技(ji)、隆(long)基(ji)綠能等頭部企業均卷入多起(qi)專(zhuan)(zhuan)利(li)訴(su)(su)訟，糾紛范圍覆蓋中國、美國、歐洲、日本(ben)、澳(ao)(ao)大利(li)亞等主要光(guang)(guang)(guang)伏市(shi)(shi)場。在(zai)儲(chu)能技(ji)術(shu)(shu)(shu)領(ling)域(yu)，專(zhuan)(zhuan)利(li)活動保持(chi)(chi)高(gao)度(du)活躍，年均增長率維持(chi)(chi)在(zai)15%～20%之(zhi)間。全球固(gu)態電(dian)池技(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)專(zhuan)(zhuan)利(li)申請總量截至2025年5月已突破4.6萬件。從(cong)技(ji)術(shu)(shu)(shu)來源國別分(fen)布(bu)(bu)來看(kan)，日本(ben)以37%的(de)(de)占比(bi)保持(chi)(chi)領(ling)先，中國以30%的(de)(de)申請量緊(jin)隨其后，兩國技(ji)術(shu)(shu)(shu)差距呈現持(chi)(chi)續收窄態勢(shi)。從(cong)專(zhuan)(zhuan)利(li)申請所(suo)在(zai)國別來看(kan)，中國已經趕(gan)超日本(ben)，是全球固(gu)態電(dian)池專(zhuan)(zhuan)利(li)布(bu)(bu)局最多的(de)(de)市(shi)(shi)場，約占35%。

就(jiu)能(neng)源(yuan)行業整體而言，中國新(xin)能(neng)源(yuan)專(zhuan)(zhuan)利數(shu)占全(quan)(quan)球四成以(yi)(yi)上，新(xin)型儲(chu)能(neng)規模躍居世界(jie)第(di)一。在電動(dong)汽(qi)車專(zhuan)(zhuan)利方面，截至(zhi)2024年11月，日本汽(qi)車制造商豐田汽(qi)車以(yi)(yi)6135件(jian)專(zhuan)(zhuan)利申請位居全(quan)(quan)球首位，韓國現代汽(qi)車以(yi)(yi)2250件(jian)位列第(di)二。值得注意的是(shi)，中國企業在專(zhuan)(zhuan)利質量上表(biao)現突出，根據日本智庫三井物產戰略研究所數(shu)據，寧德時代以(yi)(yi)2.7分的技(ji)術(shu)影響力(li)評分領先于(yu)行業1.0分的平(ping)均水平(ping)，華為、比(bi)亞(ya)迪等(deng)企業也躋身前列。

（四）全球能源治理(li)體系正經歷深刻變化

當(dang)前全(quan)球能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)治理體(ti)系(xi)正處于(yu)深度(du)調整與(yu)重構的(de)關鍵階段。發(fa)(fa)(fa)達(da)國(guo)家(jia)(jia)積極(ji)運用(yong)碳(tan)邊境調節(jie)機(ji)制(zhi)（CBAM）等新型政策(ce)工具，試圖維(wei)持其在(zai)全(quan)球能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)治理體(ti)系(xi)中(zhong)的(de)主(zhu)導(dao)地位，這(zhe)一(yi)趨勢(shi)(shi)與(yu)發(fa)(fa)(fa)展中(zhong)國(guo)家(jia)(jia)追(zhui)求公平轉(zhuan)型和(he)共同(tong)發(fa)(fa)(fa)展的(de)訴求形(xing)成顯著(zhu)對立。在(zai)技術標(biao)準(zhun)(zhun)領(ling)域(yu)，主(zhu)要經濟體(ti)持續加(jia)大投入(ru)，競相推(tui)動(dong)本國(guo)標(biao)準(zhun)(zhun)國(guo)際化。歐盟憑借其先發(fa)(fa)(fa)優勢(shi)(shi)，持續主(zhu)導(dao)可再生能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)和(he)能(neng)效領(ling)域(yu)標(biao)準(zhun)(zhun)制(zhi)定；美(mei)國(guo)則通過推(tui)動(dong)先進(jin)(jin)核能(neng)、碳(tan)捕(bu)集利用(yong)與(yu)封存（CCUS）等技術標(biao)準(zhun)(zhun)，強化其全(quan)球技術影響力；中(zhong)國(guo)在(zai)特高壓輸(shu)電、光(guang)伏等優勢(shi)(shi)領(ling)域(yu)積極(ji)推(tui)進(jin)(jin)標(biao)準(zhun)(zhun)國(guo)際化，但在(zai)構建全(quan)面標(biao)準(zhun)(zhun)體(ti)系(xi)方面仍需完善。

全球(qiu)能源(yuan)(yuan)治理(li)機(ji)制(zhi)呈現明顯的(de)碎片化特征。各類區域性能源(yuan)(yuan)合(he)(he)作(zuo)組織蓬勃發展，雖然促進了區域能源(yuan)(yuan)合(he)(he)作(zuo)，但(dan)也導致規則不(bu)統一(yi)、標(biao)準不(bu)一(yi)致等問題。如何加強不(bu)同機(ji)制(zhi)間的(de)協調配合(he)(he)，已成為(wei)提升全球(qiu)能源(yuan)(yuan)治理(li)效能的(de)關(guan)鍵挑戰。與此(ci)同時，地(di)緣政治因素對能源(yuan)(yuan)技術(shu)(shu)合(he)(he)作(zuo)的(de)干擾持(chi)續加劇(ju)。部(bu)分(fen)國家(jia)將能源(yuan)(yuan)技術(shu)(shu)合(he)(he)作(zuo)政治化，通(tong)過建立排他(ta)性技術(shu)(shu)聯盟、實施(shi)技術(shu)(shu)出(chu)口管制(zhi)等措施(shi)，阻礙能源(yuan)(yuan)創新資(zi)源(yuan)(yuan)的(de)全球(qiu)優化配置，給(gei)全球(qiu)能源(yuan)(yuan)轉(zhuan)型(xing)進程帶(dai)來(lai)不(bu)利(li)影響(xiang)。

二、可再生能源發電技(ji)術(shu)創新

全球可再(zai)生能(neng)源發(fa)電(dian)(dian)技(ji)術正(zheng)呈(cheng)現多元(yuan)化(hua)(hua)(hua)創新格局。光伏(fu)電(dian)(dian)池領域，BC、TOPCon、HJT及(ji)鈣鈦礦/疊層等多種高(gao)(gao)效(xiao)率技(ji)術路線并行發(fa)展，持續推動產業(ye)化(hua)(hua)(hua)升級(ji)。海(hai)上風電(dian)(dian)加(jia)速向大容量(liang)、輕量(liang)化(hua)(hua)(hua)、智(zhi)能(neng)化(hua)(hua)(hua)及(ji)深遠海(hai)方向演進。光熱發(fa)電(dian)(dian)憑借獨特儲能(neng)優勢，在全球范圍內形成(cheng)(cheng)差異化(hua)(hua)(hua)發(fa)展路徑。地熱能(neng)開發(fa)不(bu)斷向高(gao)(gao)效(xiao)化(hua)(hua)(hua)、深層化(hua)(hua)(hua)和(he)智(zhi)能(neng)化(hua)(hua)(hua)邁進，鉆(zhan)探技(ji)術與(yu)系統優化(hua)(hua)(hua)成(cheng)(cheng)為重點。海(hai)洋(yang)能(neng)利用方面，潮汐能(neng)技(ji)術較為成(cheng)(cheng)熟(shu)，潮流能(neng)逐步推廣應用，溫(wen)差能(neng)、波浪(lang)能(neng)和(he)鹽差能(neng)仍處于不(bu)同階段(duan)的研(yan)發(fa)與(yu)示(shi)范中。

（一）高效光伏電池技術

背(bei)接(jie)(jie)觸(chu)（BC）技(ji)術(shu)已成為高效(xiao)產(chan)業化的重要方向。中(zhong)國隆(long)基綠能HPBC 2.0技(ji)術(shu)實現全面量產(chan)，組(zu)件(jian)轉換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)達(da)24.8%，電池(chi)(chi)良率(lv)(lv)穩定在(zai)97%以上(shang)，其HIBC組(zu)件(jian)量產(chan)效(xiao)率(lv)(lv)進一步推升至25.9%，功率(lv)(lv)突破700瓦(wa)，自有電池(chi)(chi)產(chan)能已達(da)24吉瓦(wa)。實驗室研(yan)發(fa)方面，隆(long)基雜化背(bei)接(jie)(jie)觸(chu)晶硅(gui)太陽電池(chi)(chi)效(xiao)率(lv)(lv)達(da)27.81%，異質結背(bei)接(jie)(jie)觸(chu)晶硅(gui)電池(chi)(chi)效(xiao)率(lv)(lv)為27.52%，均刷新世界紀錄。

TOPCon技術仍為(wei)主流量(liang)產(chan)路(lu)線之一。2025年(nian)以來，海外擴產(chan)項(xiang)目以TOPCon為(wei)主導，印度及(ji)土耳其新增規劃規模超(chao)10吉瓦。法(fa)國CARBON公(gong)司(si)計劃2025年(nian)秋季(ji)投產(chan)5吉瓦TOPCon電池(chi)及(ji)3.5吉瓦組件(jian)產(chan)能(neng)。專(zhuan)業(ye)電池(chi)制造商英發(fa)睿能(neng)量(liang)產(chan)效(xiao)率突破27.1%，并率先(xian)實現N型(xing)xBC電池(chi)商業(ye)化應用。

鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)及疊(die)層(ceng)電池技(ji)術進展迅(xun)速(su)。中國海南大學團(tuan)隊將(jiang)單結鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池效(xiao)(xiao)率(lv)提升至27.32%。隆基全面積鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)—晶硅兩端疊(die)層(ceng)電池效(xiao)(xiao)率(lv)達32.98%，通威集(ji)團(tuan)也在鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)/晶硅疊(die)層(ceng)領域持續進行研發投入。然而(er)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)技(ji)術仍面臨穩定性與大面積制(zhi)備(bei)挑(tiao)戰，組件壽命僅3000～5000小時，且平方(fang)米級(ji)組件效(xiao)(xiao)率(lv)較(jiao)實驗室(shi)存在明顯衰(shuai)減(jian)。

（二）先進海上風電技術(shu)

在(zai)風(feng)機大(da)(da)型(xing)化方(fang)面(mian)，高效大(da)(da)容量機組已成為行(xing)業主(zhu)(zhu)流(liu)。陸上風(feng)電(dian)(dian)機組單(dan)(dan)(dan)機容量已從(cong)早期(qi)的5～6兆(zhao)(zhao)瓦提升至15兆(zhao)(zhao)瓦以上，海(hai)上風(feng)電(dian)(dian)機組更不斷(duan)突破(po)容量極限(xian)。2024年10月，中國東(dong)方(fang)電(dian)(dian)氣集團(tuan)自主(zhu)(zhu)研制成功26兆(zhao)(zhao)瓦級海(hai)上風(feng)電(dian)(dian)機組，是目前(qian)全(quan)球(qiu)單(dan)(dan)(dan)機容量最大(da)(da)、葉(xie)(xie)輪直徑最長(chang)的海(hai)上風(feng)電(dian)(dian)機組。在(zai)技術研發(fa)層面(mian)，韓國群山(shan)國立大(da)(da)學通過分析(xi)NREL IEA-15兆(zhao)(zhao)瓦大(da)(da)型(xing)海(hai)上風(feng)機的運行(xing)數據，確(que)定最佳(jia)風(feng)速和葉(xie)(xie)片俯仰角工作范圍；中國大(da)(da)連(lian)理工大(da)(da)學創新提出三彈(dan)簧模型(xing)，為大(da)(da)型(xing)風(feng)機單(dan)(dan)(dan)樁(zhuang)基礎側向承載力評估提供更精確(que)的方(fang)法。

在(zai)(zai)深(shen)遠海開發方面，漂浮式(shi)(shi)(shi)風電技術展現(xian)出廣(guang)闊前景(jing)。雖然目(mu)前仍處于商業化早期階段，但其工程經(jing)濟性已逐(zhu)步顯(xian)現(xian)，特別(bie)是在(zai)(zai)水(shui)深(shen)超過60米(mi)的(de)(de)海域優勢明顯(xian)。韓國科研人員開發新(xin)型五足吸(xi)力桶(tong)基礎(chu)結(jie)構，有效提(ti)(ti)升浮式(shi)(shi)(shi)風機(ji)極限承載(zai)能力；江(jiang)原(yuan)大學研究(jiu)團(tuan)隊提(ti)(ti)出復(fu)合控制算(suan)法，顯(xian)著(zhu)降低(di)15兆(zhao)瓦半潛式(shi)(shi)(shi)漂浮風機(ji)的(de)(de)負載(zai)和運動響(xiang)應(ying)。西(xi)班牙研究(jiu)人員則聚焦垂(chui)蕩板減振效果評(ping)估(gu)，提(ti)(ti)出了改進的(de)(de)無(wu)量綱模型來評(ping)估(gu)設(she)計安全(quan)裕度(du)。應(ying)用(yong)方面，挪威Equinor公司的(de)(de)Hywind Tampen項目(mu)成(cheng)為(wei)全(quan)球首個為(wei)海上(shang)油氣平(ping)臺供電的(de)(de)漂浮式(shi)(shi)(shi)風電場，年(nian)減碳20萬(wan)噸以上(shang)；法國FloatGen項目(mu)采用(yong)駁(bo)船(chuan)式(shi)(shi)(shi)技術，在(zai)(zai)33米(mi)水(shui)深(shen)海域成(cheng)功部署2兆(zhao)瓦漂浮式(shi)(shi)(shi)風機(ji)，為(wei)3000戶家庭穩定供電。

隨著(zhu)風機(ji)(ji)容量(liang)不(bu)斷提升，結構輕(qing)量(liang)化(hua)成(cheng)(cheng)為重要發(fa)(fa)展趨勢。中(zhong)國(guo)研(yan)究(jiu)機(ji)(ji)構在(zai)此領域取得多項突破(po)，如(ru)重慶大(da)學團(tuan)隊開(kai)(kai)發(fa)(fa)出(chu)納米多孔(kong)聚(ju)硅氧(yang)烷聚(ju)合絕緣(yuan)材料(liao)，兼具高絕緣(yuan)性(xing)、高疏水(shui)性(xing)和(he)熱穩定性(xing)，為下一代風機(ji)(ji)材料(liao)升級奠(dian)定基礎。在(zai)實(shi)際應用(yong)方面(mian)，中(zhong)國(guo)船舶(bo)集團(tuan)綜合運用(yong)超長葉片輕(qing)量(liang)化(hua)、智(zhi)能(neng)控制和(he)高塔筒等技術，成(cheng)(cheng)功破(po)解低風速區風能(neng)開(kai)(kai)發(fa)(fa)難題，建成(cheng)(cheng)的24臺智(zhi)能(neng)化(hua)機(ji)(ji)組年等效利用(yong)小時數(shu)達(da)2149小時，年減少碳排放約32萬噸。

（三）光熱發電技術

歐(ou)洲作為光(guang)熱(re)(re)技術的(de)(de)發(fa)源(yuan)地(di)，繼續保持(chi)技術創新(xin)領(ling)先地(di)位。西班牙擁有全(quan)(quan)球(qiu)最大(da)的(de)(de)在(zai)運光(guang)熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)站集群，總裝(zhuang)機容量(liang)約(yue)2.3吉(ji)瓦，約(yue)占全(quan)(quan)球(qiu)總裝(zhuang)機容量(liang)的(de)(de)三分之一。近(jin)年來，西班牙計劃重啟光(guang)熱(re)(re)發(fa)電(dian)(dian)(dian)市場，其(qi)(qi)國家能(neng)(neng)源(yuan)和(he)氣候(hou)綜合(he)計劃（PNEC）提(ti)出到(dao)2025年將光(guang)熱(re)(re)發(fa)電(dian)(dian)(dian)裝(zhuang)機容量(liang)提(ti)升至4.8吉(ji)瓦，到(dao)2030年進一步達到(dao)7.3吉(ji)瓦的(de)(de)目標(biao)。希臘太陽能(neng)(neng)熱(re)(re)利用(yong)裝(zhuang)置增長顯著，2023年其(qi)(qi)太陽能(neng)(neng)熱(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)總面(mian)積達570萬平方米，覆蓋38.1%的(de)(de)家庭熱(re)(re)水(shui)需求，政府還(huan)推出了2.23億歐(ou)元的(de)(de)支持(chi)計劃，為住(zhu)宅太陽能(neng)(neng)熱(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)提(ti)供補(bu)貼。塞浦(pu)路斯則(ze)推進創新(xin)技術項目，其(qi)(qi)50兆瓦的(de)(de)Eos光(guang)熱(re)(re)發(fa)電(dian)(dian)(dian)項目采用(yong)石墨作為傳熱(re)(re)和(he)儲(chu)熱(re)(re)工質，是全(quan)(quan)球(qiu)首個此類商(shang)業化嘗試(shi)，該項目獲得了歐(ou)盟(meng)6020萬歐(ou)元的(de)(de)資金扶持(chi)。

美(mei)國在(zai)光(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)電領域(yu)的(de)發(fa)(fa)展呈現出(chu)以技術創新(xin)驅動和(he)大型(xing)項(xiang)目(mu)應用為主導的(de)特(te)點(dian)(dian)。早期建設的(de)新(xin)月沙丘等光(guang)(guang)熱(re)電站(zhan)為該國積累了寶(bao)貴(gui)的(de)工程實踐和(he)運營(ying)經驗。當前，發(fa)(fa)展重點(dian)(dian)轉(zhuan)向(xiang)新(xin)一代光(guang)(guang)熱(re)技術的(de)研(yan)發(fa)(fa)與(yu)應用，尤其注(zhu)重探索光(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)電在(zai)工業(ye)供熱(re)、綠氫(qing)制備等多(duo)元化耦合(he)利用場景中的(de)潛力。得(de)益于優越(yue)的(de)太(tai)陽能資源條件，美(mei)國西南部(bu)各州已成為光(guang)(guang)熱(re)項(xiang)目(mu)部(bu)署的(de)核心區域(yu)。

澳(ao)(ao)大(da)利亞憑借其得(de)天獨厚的(de)(de)太陽能資源優勢，積極推動(dong)光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)發(fa)電技術的(de)(de)規(gui)模化發(fa)展。目(mu)前(qian)，多個(ge)大(da)型(xing)(xing)光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)項(xiang)目(mu)已(yi)進入規(gui)劃與(yu)(yu)建設階段。政府通過(guo)實施(shi)可再生能源目(mu)標（RET）等(deng)政策(ce)機制，為(wei)(wei)光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)產業(ye)提(ti)(ti)供了穩(wen)定的(de)(de)政策(ce)支持。值(zhi)得(de)關(guan)注(zhu)的(de)(de)是，澳(ao)(ao)大(da)利亞光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)項(xiang)目(mu)注(zhu)重整(zheng)合工業(ye)應用場景，特別是與(yu)(yu)水處理(li)、采礦(kuang)等(deng)高耗能行業(ye)相(xiang)結(jie)合，形成具有區域特色的(de)(de)“光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)+”綜(zong)合利用模式(shi)，為(wei)(wei)其清(qing)潔能源轉型(xing)(xing)提(ti)(ti)供了獨特路(lu)徑。

從全(quan)球(qiu)視角來看(kan)，中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)光熱發電(dian)產(chan)業的發展速度(du)和技(ji)(ji)術水平已(yi)處于世界前列。2025年(nian)8月，中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)電(dian)建總承包(bao)的青海格爾木10萬千瓦(wa)光熱項目(mu)成(cheng)功實現滿負荷發電(dian)，該項目(mu)采用(yong)塔(ta)式聚光技(ji)(ji)術，配(pei)置12小(xiao)時(shi)熔鹽儲能系統，年(nian)發電(dian)量(liang)達2.27億千瓦(wa)時(shi)。截(jie)至2025年(nian)7月，中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)光熱發電(dian)建成(cheng)裝機達1400兆瓦(wa)，預(yu)計全(quan)年(nian)新(xin)增裝機將突(tu)破(po)1800兆瓦(wa)。成(cheng)本方(fang)(fang)面，100兆瓦(wa)塔(ta)式光熱電(dian)站單位(wei)造價(jia)已(yi)從早(zao)期(qi)的29770元(yuan)/千瓦(wa)降(jiang)(jiang)至16209元(yuan)/千瓦(wa)，降(jiang)(jiang)幅達45.6%。中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)在“光熱+光伏”多(duo)能互(hu)補(bu)模式方(fang)(fang)面創新(xin)顯著，并(bing)通過裝備制(zhi)造優勢占據(ju)全(quan)球(qiu)光熱供應鏈58%的份額(e)。

（四）地(di)熱能開發利用(yong)新(xin)技術

在鉆(zhan)(zhan)探技(ji)術方面，美國Quaise Energy公司開發的微波鉆(zhan)(zhan)探技(ji)術取(qu)得(de)重大(da)突破。該技(ji)術采(cai)用2.45GHz毫(hao)米(mi)波發生(sheng)器，通(tong)過激(ji)發巖石內(nei)部(bu)水(shui)分(fen)子高頻振(zhen)動產生(sheng)熱(re)能，實(shi)現巖石熔化和破碎，大(da)幅降低了鉆(zhan)(zhan)頭磨損(sun)。實(shi)驗數據顯示，該技(ji)術使用直徑(jing)20厘米(mi)的波導裝置可(ke)在1小時(shi)內(nei)穿透20米(mi)厚花(hua)崗巖，效率達到傳統鉆(zhan)(zhan)機的三倍。根(gen)據公司規劃，2025年(nian)將在得(de)克(ke)薩斯(si)州開展現場測(ce)試(shi)，2026年(nian)實(shi)現15000米(mi)鉆(zhan)(zhan)探目標，2028年(nian)建成首座20000米(mi)級地熱(re)電站。

增強型(xing)地熱系統(tong)（EGS）成(cheng)為(wei)國際研發(fa)熱點。美國能(neng)源部支持的地熱能(neng)前沿瞭望臺計劃（FORGE）項目(mu)，通過水力(li)壓裂技(ji)術成(cheng)功在猶(you)他州花崗巖層中(zhong)構建人工(gong)熱儲，發(fa)電效率(lv)(lv)(lv)顯(xian)著提升。德國GeoLaB項目(mu)開發(fa)模塊化增強型(xing)地熱系統(tong)，通過分布式光纖監測裂縫動態，循環效率(lv)(lv)(lv)提升至25%。挪威采用納米材料涂層鉆頭和超臨界二氧(yang)化碳鉆井液，有效提升了鉆井效率(lv)(lv)(lv)。

中(zhong)國在深(shen)層地熱勘(kan)探開發方面取得重要進(jin)展。中(zhong)國石化(hua)首次在華南(nan)地區驗(yan)證了(le)(le)深(shen)層地熱資源富集(ji)機理，建(jian)立了(le)(le)基于(yu)多尺度(du)地質建(jian)模(mo)和數值模(mo)擬(ni)技(ji)術的深(shen)層地熱資源評價方法。成功(gong)鉆(zhan)探了(le)(le)亞洲最深(shen)地熱科學探井——福深(shen)熱1井，井深(shen)5200米，鉆(zhan)獲超過188攝(she)氏度(du)的高(gao)溫地熱資源。研發了(le)(le)抗(kang)高(gao)溫井筒工作液、混合布(bu)齒鉆(zhan)頭以及軸(zhou)扭耦(ou)合沖擊破巖工藝等關(guan)鍵(jian)技(ji)術。

綜合(he)利用(yong)模式創新顯(xian)著提(ti)高(gao)了能源(yuan)利用(yong)效率(lv)。土耳其將地(di)熱(re)發電尾水用(yong)于區域供暖和溫(wen)室種植，能源(yuan)綜合(he)利用(yong)率(lv)達85%；冰(bing)島(dao)將地(di)熱(re)發電尾水用(yong)于區域供暖和溫(wen)泉康(kang)養，顯(xian)著提(ti)高(gao)了能源(yuan)的經濟價值。

數字化技(ji)術在(zai)地熱(re)開發(fa)中的應(ying)用不斷(duan)深入。美國貝德洛克能(neng)源(yuan)公司利用AI驅(qu)動(dong)的地下建模和(he)智(zhi)能(neng)鉆(zhan)探技(ji)術，在(zai)科羅拉多州(zhou)將地熱(re)施(shi)工效率(lv)提升50%以(yi)上(shang)。研究表明，地源(yuan)熱(re)泵系(xi)統的最高季節性能(neng)系(xi)數可達5.62，平均值為4.86，預(yu)計(ji)每戶(hu)家庭年(nian)減排二氧化碳1956千克。

國際能源署(shu)預(yu)計(ji)(ji)，到(dao)2035年(nian)，新一代地(di)熱資(zi)源開發(fa)技(ji)術的(de)(de)成本(ben)(ben)可能下降(jiang)80%，屆(jie)時新的(de)(de)地(di)熱項目發(fa)電成本(ben)(ben)可降(jiang)至約50美元(yuan)(yuan)/兆(zhao)瓦(wa)時。預(yu)計(ji)(ji)到(dao)2035年(nian)地(di)熱領域的(de)(de)累計(ji)(ji)總投資(zi)有望(wang)達到(dao)1萬億美元(yuan)(yuan)，到(dao)2050年(nian)有望(wang)達到(dao)2.5萬億美元(yuan)(yuan)。中國擁有全球第(di)二大增強(qiang)型地(di)熱系統技(ji)術潛(qian)力，技(ji)術可開發(fa)的(de)(de)地(di)熱資(zi)源量占(zhan)全球總量的(de)(de)8%，未來發(fa)展前景(jing)廣闊。

（五）海(hai)洋能開(kai)發(fa)利用新技術

當前，各國正積極推進海(hai)洋(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)研(yan)發(fa)(fa)(fa)，不同(tong)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)路(lu)線處(chu)于(yu)差(cha)異化發(fa)(fa)(fa)展階段(duan)。潮汐能(neng)(neng)(neng)(neng)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)已(yi)(yi)趨(qu)于(yu)成熟(shu)(shu)，溫差(cha)能(neng)(neng)(neng)(neng)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)具(ju)備一定成熟(shu)(shu)度(du)但發(fa)(fa)(fa)展相對(dui)緩(huan)慢，潮流能(neng)(neng)(neng)(neng)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)逐步進入穩(wen)定應用階段(duan)，鹽差(cha)能(neng)(neng)(neng)(neng)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)仍主要處(chu)于(yu)實驗室研(yan)究層(ceng)面，而(er)波浪能(neng)(neng)(neng)(neng)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)尚未(wei)形(xing)成統(tong)一的技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)路(lu)線。在潮流能(neng)(neng)(neng)(neng)領域，中國浙江舟山兆瓦(wa)級潮流能(neng)(neng)(neng)(neng)發(fa)(fa)(fa)電(dian)工程已(yi)(yi)實現(xian)連續穩(wen)定運行超過(guo)八(ba)年。根據最(zui)新公開數據，LHD海(hai)洋(yang)潮流能(neng)(neng)(neng)(neng)工程累計上網(wang)電(dian)量超過(guo)783萬千瓦(wa)時，所有發(fa)(fa)(fa)電(dian)均(jun)通過(guo)國家電(dian)網(wang)實現(xian)全(quan)額(e)消(xiao)納，相當于(yu)節約標準(zhun)煤3132噸，減少二氧化碳排放7811噸。在波浪能(neng)(neng)(neng)(neng)領域，全(quan)球研(yan)發(fa)(fa)(fa)中的發(fa)(fa)(fa)電(dian)裝(zhuang)置概念超過(guo)200種，主要技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)類型(xing)包括振(zhen)蕩水(shui)柱式、振(zhen)蕩浮(fu)子式和越(yue)浪式。中國已(yi)(yi)成功開發(fa)(fa)(fa)出鴨式、鷹式、擺式等(deng)多(duo)種基于(yu)不同(tong)振(zhen)蕩體結構的波浪能(neng)(neng)(neng)(neng)裝(zhuang)置。美(mei)國通過(guo)TEAMER計劃(hua)資(zi)助多(duo)個海(hai)洋(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)源項目，重(zhong)點(dian)關注(zhu)波浪能(neng)(neng)(neng)(neng)轉(zhuan)換器系泊系統(tong)設計和水(shui)動力(li)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)測試等(deng)關鍵技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)環節。

在(zai)成本(ben)效益方面(mian)，隨著技(ji)術(shu)不斷成熟和商(shang)業化進程加(jia)速，疊加(jia)項目規模化效應(ying)顯現(xian)，海(hai)洋(yang)能(neng)發電的平準(zhun)化度(du)電成本(ben)（LCOE）呈現(xian)持續下降趨勢(shi)。國際能(neng)源署海(hai)洋(yang)能(neng)源系統技(ji)術(shu)合(he)作計(ji)劃（IEA-OES）預(yu)測，全球(qiu)潮流(liu)能(neng)裝機(ji)容(rong)量有望(wang)達到(dao)1.8億千(qian)(qian)瓦，若(ruo)保持12.5%的年均成本(ben)下降率，預(yu)計(ji)2049年前后實現(xian)平價上網。英國研究顯示(shi)，當波浪能(neng)與(yu)潮汐能(neng)總裝機(ji)規模達到(dao)260萬千(qian)(qian)瓦時(shi)(shi)，LCOE可(ke)降低至(zhi)(zhi)0.114美元/千(qian)(qian)瓦時(shi)(shi)。國際可(ke)再生能(neng)源署預(yu)計(ji)，到(dao)2030年潮流(liu)能(neng)LCOE將降至(zhi)(zhi)0.11美元/千(qian)(qian)瓦時(shi)(shi)，經(jing)濟性將顯著提(ti)升。

在(zai)(zai)應用領域方面，海(hai)洋(yang)(yang)能(neng)正加(jia)速與海(hai)上(shang)風電(dian)(dian)、海(hai)水養殖、海(hai)岸防護等產業融合發(fa)展。為(wei)克服單一海(hai)洋(yang)(yang)能(neng)發(fa)電(dian)(dian)存在(zai)(zai)的(de)(de)輸出功(gong)率(lv)低、經濟(ji)性差和穩(wen)定性不足等瓶(ping)頸，多種海(hai)洋(yang)(yang)能(neng)互補發(fa)電(dian)(dian)已(yi)成(cheng)為(wei)海(hai)島(dao)供電(dian)(dian)的(de)(de)重要發(fa)展方向(xiang)。低功(gong)率(lv)等級海(hai)洋(yang)(yang)能(neng)裝置(zhi)已(yi)在(zai)(zai)航(hang)道導(dao)航(hang)、海(hai)洋(yang)(yang)觀(guan)測浮標等領域實(shi)現商業化應用。例如，瑞典企業開發(fa)的(de)(de)風能(neng)-潮(chao)流能(neng)混合發(fa)電(dian)(dian)系(xi)統，能(neng)夠(gou)在(zai)(zai)惡劣海(hai)況下(xia)為(wei)海(hai)上(shang)浮標提供持續(xu)可靠的(de)(de)電(dian)(dian)力供應。

三(san)、電力系統轉型(xing)關鍵技術(shu)

全球輸(shu)(shu)電(dian)領(ling)域正圍繞(rao)先進輸(shu)(shu)電(dian)技(ji)術(shu)、智能微電(dian)網管理和車網互動(dong)(dong)協(xie)同等方(fang)向(xiang)快速(su)發展，以應對可再生(sheng)能源大規(gui)模(mo)接入和遠距離輸(shu)(shu)送的挑戰。未來微電(dian)網技(ji)術(shu)將向(xiang)全流(liu)程智能化方(fang)向(xiang)演進，通(tong)過物聯網、人工智能及(ji)區塊鏈技(ji)術(shu)優化能源調度(du)與交易(yi)模(mo)式(shi)。電(dian)動(dong)(dong)汽車與電(dian)網協(xie)同運(yun)行(xing)（V2G）技(ji)術(shu)正逐步(bu)成為新型電(dian)力(li)系統靈活性(xing)調節的重(zhong)要(yao)支撐。

（一）先進輸電技術

特(te)(te)高(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)技術(shu)領域，中(zhong)(zhong)國(guo)2025年投(tou)運隴東—山東±800千(qian)(qian)(qian)伏特(te)(te)高(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)直(zhi)流工程，采(cai)用(yong)±800千(qian)(qian)(qian)伏額定電壓(ya)(ya)(ya)、800萬(wan)千(qian)(qian)(qian)瓦額定容(rong)量的(de)(de)“雙八百”特(te)(te)高(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)直(zhi)流輸(shu)(shu)電技術(shu)，輸(shu)(shu)電距離915公里，總投(tou)資(zi)202億元。沙(sha)特(te)(te)中(zhong)(zhong)南±500千(qian)(qian)(qian)伏柔(rou)直(zhi)輸(shu)(shu)電工程作為沙(sha)特(te)(te)“2030愿景(jing)”關鍵項目(mu)，輸(shu)(shu)送容(rong)量高(gao)(gao)(gao)達(da)700萬(wan)千(qian)(qian)(qian)瓦，可(ke)滿足約1300萬(wan)人口用(yong)電需求(qiu)，采(cai)用(yong)混(hun)合橋拓撲結構彰(zhang)顯了柔(rou)性(xing)直(zhi)流輸(shu)(shu)電技術(shu)的(de)(de)進步。在環保型(xing)設備方面，中(zhong)(zhong)國(guo)2025年投(tou)運的(de)(de)全球首(shou)臺500千(qian)(qian)(qian)伏植物(wu)油變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器采(cai)用(yong)天(tian)然(ran)酯絕(jue)緣油，可(ke)減少碳排(pai)放72.8噸，噪(zao)(zao)音降低近30%，且絕(jue)緣油可(ke)完全生物(wu)降解。吳江變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器有限公司(si)研制的(de)(de)BKD-320000/1100-145特(te)(te)高(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)電抗器噪(zao)(zao)聲控制在61.6dB(A)，底部振幅僅(jin)5微米，突破(po)了大容(rong)量設備減振降噪(zao)(zao)的(de)(de)技術(shu)瓶頸。

超(chao)導(dao)(dao)輸(shu)(shu)電(dian)(dian)技術(shu)取(qu)得工程(cheng)突破(po)，美國VEIR公司(si)利用(yong)高(gao)溫超(chao)導(dao)(dao)帶和開(kai)環被動氮氣冷卻系統，實(shi)現(xian)(xian)了4000安(an)(an)培傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)電(dian)(dian)流，容量(liang)達400兆瓦(wa)，較傳(chuan)(chuan)統線路(lu)提升5～10倍輸(shu)(shu)送(song)能(neng)(neng)力(li)。中國上(shang)海寶山變電(dian)(dian)站的千米級超(chao)導(dao)(dao)電(dian)(dian)纜(lan)示范(fan)工程(cheng)輸(shu)(shu)電(dian)(dian)容量(liang)達到2200安(an)(an)培，是世界(jie)上(shang)首條納入城市(shi)電(dian)(dian)網實(shi)際(ji)運行的超(chao)導(dao)(dao)線路(lu)。數(shu)字化(hua)(hua)與(yu)智能(neng)(neng)化(hua)(hua)技術(shu)深度(du)賦能(neng)(neng)輸(shu)(shu)電(dian)(dian)系統，美國太平(ping)洋煤氣電(dian)(dian)力(li)公司(si)應用(yong)數(shu)字孿生平(ping)臺實(shi)現(xian)(xian)輸(shu)(shu)電(dian)(dian)線路(lu)實(shi)時監測與(yu)壽命預測，將運維成本降(jiang)低約(yue)15%。中聯重科新能(neng)(neng)源牽張設備采用(yong)電(dian)(dian)驅系統替代燃油驅動，實(shi)現(xian)(xian)施工過程(cheng)零排(pai)放，噪聲降(jiang)低20%～30%，作業效率提升10%以(yi)上(shang)。

電(dian)網投(tou)(tou)資(zi)(zi)與供(gong)應鏈面臨新挑(tiao)戰。2023年(nian)全球輸電(dian)投(tou)(tou)資(zi)(zi)增長(chang)10%達到(dao)1400億美元，但投(tou)(tou)資(zi)(zi)分布呈現(xian)區域失衡，發達經濟體和(he)中(zhong)國占總量80%。國際能源署(shu)研究指出，電(dian)纜(lan)和(he)變(bian)壓器等關鍵設備采(cai)購周期顯著延長(chang)，電(dian)纜(lan)需兩至三年(nian)，大型電(dian)力變(bian)壓器需四(si)年(nian)，價格自2019年(nian)以來(lai)分別上漲約100%和(he)75%。

（二）微電網管理

全球微電(dian)網(wang)(wang)技術正加速從單一的(de)供電(dian)模(mo)式向(xiang)智能(neng)(neng)化、多元化的(de)方向(xiang)演(yan)進，成為(wei)集成分布式能(neng)(neng)源和提升電(dian)網(wang)(wang)韌性的(de)關(guan)鍵解決方案。相(xiang)關(guan)研(yan)究顯示(shi)，2024年(nian)(nian)全球微電(dian)網(wang)(wang)市(shi)場(chang)規模(mo)約為(wei)375億美元，預計2025—2029年(nian)(nian)期間其市(shi)場(chang)將以(yi)18.6%的(de)年(nian)(nian)復合增長率增長。微電(dian)網(wang)(wang)能(neng)(neng)夠靈活、高效(xiao)地整合太(tai)陽能(neng)(neng)、風能(neng)(neng)等(deng)可(ke)再生能(neng)(neng)源，以(yi)實現能(neng)(neng)源結(jie)構(gou)優化與自給自足，進而為(wei)住(zhu)宅、商(shang)區、工業園(yuan)區、偏遠地區等(deng)提供穩(wen)定電(dian)力供應。

智能(neng)微電網的(de)技(ji)術(shu)(shu)創新主要體現(xian)在(zai)智能(neng)控制算法(fa)與(yu)系統集成方面。人工(gong)(gong)智能(neng)算法(fa)深度應(ying)用(yong)(yong)于(yu)能(neng)源管理，如(ru)基(ji)于(yu)人工(gong)(gong)神經網絡的(de)最(zui)(zui)大(da)功率點跟(gen)蹤（MPPT）策略能(neng)夠增強(qiang)風力渦(wo)輪(lun)機(ji)和光伏系統的(de)效能(neng)，實(shi)(shi)現(xian)最(zui)(zui)大(da)化(hua)能(neng)源利(li)用(yong)(yong)，同時減少對額(e)外(wai)傳(chuan)感器的(de)依(yi)賴。數字(zi)孿生技(ji)術(shu)(shu)實(shi)(shi)現(xian)設備(bei)實(shi)(shi)時監(jian)測與(yu)壽(shou)命預(yu)測，部分項目(mu)運維(wei)成本降低約15%。中國(guo)的(de)泰開(kai)工(gong)(gong)業園項目(mu)作(zuo)為(wei)山東省首(shou)個規模化(hua)“光儲直柔”技(ji)術(shu)(shu)應(ying)用(yong)(yong)園區，集成了電能(neng)路由器、柔性互(hu)聯裝置與(yu)智能(neng)控制技(ji)術(shu)(shu)，實(shi)(shi)現(xian)了綠電就地利(li)用(yong)(yong)率100%，年(nian)消納綠電約1100萬千瓦時，節省電費超過500萬元，減少二氧化(hua)碳排放9300余(yu)噸(dun)。

應用場(chang)景呈現多元化(hua)發(fa)展趨勢。微電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)適用于企業(ye)(ye)辦公(gong)樓宇、工業(ye)(ye)園區、商業(ye)(ye)綜合體(ti)等。工業(ye)(ye)領域成為(wei)微電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)規(gui)模化(hua)應用的重(zhong)要場(chang)景，因(yin)其(qi)用電(dian)(dian)(dian)(dian)需求穩定，降本意(yi)愿強烈，且具備實施條(tiao)件。在偏(pian)遠地區，微電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)系統解決了電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)延(yan)伸困難(nan)的問題(ti)。世界(jie)銀(yin)行報告顯(xian)示，全(quan)球已(yi)有4800萬人通過2.15萬個微型(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)接(jie)入電(dian)(dian)(dian)(dian)力，其(qi)中一半是太陽能光(guang)伏微型(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)。

成(cheng)(cheng)本(ben)下降(jiang)(jiang)趨勢顯著(zhu)，經濟性不(bu)斷提升。過(guo)去十年，微電(dian)網成(cheng)(cheng)本(ben)持(chi)續下降(jiang)(jiang)。非(fei)洲和亞洲微電(dian)網的(de)(de)投資成(cheng)(cheng)本(ben)已從2010年的(de)(de)每千(qian)瓦穩(wen)定功率(lv)輸(shu)出（kWfirm）8000多美(mei)元(yuan)，降(jiang)(jiang)至如今的(de)(de)3660美(mei)元(yuan)/kWfirm，LCOE約為0.38美(mei)元(yuan)/千(qian)瓦時。預計(ji)到2030年，太陽能+混合微電(dian)網的(de)(de)前期投資成(cheng)(cheng)本(ben)將降(jiang)(jiang)至2500美(mei)元(yuan)/kWfirm，LCOE預計(ji)降(jiang)(jiang)至0.20美(mei)元(yuan)/千(qian)瓦時。

（三(san)）電(dian)動汽車(che)與電(dian)網協同運(yun)行技(ji)術

近年(nian)來，V2G（車輛到(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)網）技術逐步(bu)從(cong)實(shi)驗(yan)示(shi)范走向規模(mo)化應用，成(cheng)為(wei)提(ti)升(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)網靈活性(xing)和(he)(he)促進可再生能(neng)源消納的(de)(de)重要(yao)路(lu)徑。盡(jin)管其發(fa)(fa)展長期受限于(yu)用戶對電(dian)(dian)(dian)(dian)池損耗的(de)(de)顧慮，市場普遍認(ren)為(wei)頻(pin)繁充放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)可能(neng)加速(su)電(dian)(dian)(dian)(dian)池衰減(jian)，但最新(xin)研究成(cheng)果為(wei)該問(wen)題提(ti)供(gong)了(le)突破性(xing)解(jie)決(jue)方(fang)案。2025年(nian)，清(qing)華大學(xue)歐陽(yang)明高(gao)院士團隊在(zai)《Journal of Energy Storage》發(fa)(fa)表重要(yao)研究，提(ti)出一種基(ji)于(yu)雙(shuang)向脈(mo)沖電(dian)(dian)(dian)(dian)流（BPC）的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)池調控策(ce)略。該策(ce)略可在(zai)車輛閑置時段（通常超過80%）施(shi)加特定頻(pin)率(lv)與強度(du)的(de)(de)脈(mo)沖電(dian)(dian)(dian)(dian)流，有效調節電(dian)(dian)(dian)(dian)池內部電(dian)(dian)(dian)(dian)化學(xue)狀態，抑(yi)制(zhi)固(gu)體電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)界面膜（SEI）的(de)(de)過度(du)生長和(he)(he)鋰離子庫存損失。實(shi)驗(yan)表明，采(cai)用BPC策(ce)略的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)池在(zai)提(ti)供(gong)V2G調頻(pin)服(fu)務的(de)(de)同時，日歷壽(shou)(shou)命(ming)延長9.03%，循環壽(shou)(shou)命(ming)顯著提(ti)升(sheng)98.7%。這(zhe)不僅(jin)從(cong)根(gen)本上(shang)緩解(jie)了(le)用戶對電(dian)(dian)(dian)(dian)池壽(shou)(shou)命(ming)的(de)(de)擔憂，更將V2G從(cong)“必要(yao)成(cheng)本”轉化為(wei)“增值服(fu)務”，為(wei)技術的(de)(de)大規模(mo)推廣提(ti)供(gong)了(le)關鍵科學(xue)依據。

V2G系統的核心(xin)支撐技術也在不(bu)斷突破(po)。高性(xing)能(neng)雙向充放(fang)電設備(bei)(bei)已實(shi)現規模化(hua)應用，充電樁(zhuang)功率(lv)范圍覆(fu)蓋(gai)7千瓦(wa)至350千瓦(wa)，可滿足從私家車到重型(xing)商用車的多元(yuan)需求，并具備(bei)(bei)毫(hao)秒(miao)級響(xiang)應能(neng)力，支持(chi)電網(wang)頻率(lv)調節。智能(neng)聚合平臺通過(guo)云計算(suan)和(he)人工智能(neng)算(suan)法，實(shi)現對分布式電動汽車資源(yuan)的集(ji)群協調控制。

完善市場激勵機制是V2G技(ji)術實現商業化應用(yong)的關(guan)鍵前提。目前，中國已在(zai)多個省(sheng)份(fen)開展峰谷電(dian)價與放電(dian)補(bu)償(chang)試(shi)點。例如，江蘇省(sheng)實行尖(jian)峰時(shi)段(duan)放電(dian)價格機制，用(yong)戶每向電(dian)網返送1千(qian)瓦(wa)時(shi)電(dian)力，可獲得約(yue)0.85元收益(yi)(yi)。武漢、深(shen)圳等地通過(guo)“虛擬電(dian)廠”平臺(tai)聚合私家車、公交和物流車隊，參與電(dian)網需求(qiu)響(xiang)應，用(yong)戶年均收益(yi)(yi)可覆蓋日常(chang)充電(dian)成本的30%以(yi)上。

展望(wang)未(wei)來，V2G技術不僅是一種電(dian)網調(diao)節工(gong)具，更將演(yan)變為新型電(dian)力系(xi)統中(zhong)不可或缺的(de)(de)靈活性資源。隨著電(dian)池技術的(de)(de)進(jin)步(bu)、市場機(ji)制的(de)(de)完善(shan)和標準化程(cheng)度的(de)(de)提升，研究顯示，V2G有望(wang)在2030年后(hou)實現千萬千瓦級(ji)容量(liang)的(de)(de)整合應用，為構建清潔、低碳、高(gao)效能源系(xi)統提供核心支撐(cheng)。

四、氫能與儲能全(quan)產業鏈技術

氫(qing)能與儲(chu)能技(ji)術是全球能源轉型(xing)的關鍵支撐。在(zai)氫(qing)能領域，綠氫(qing)技(ji)術聚焦電解制氫(qing)與高效儲(chu)運(yun)，推動氫(qing)能清(qing)潔化與規模(mo)化應(ying)(ying)用(yong)。儲(chu)能方(fang)面，電化學儲(chu)能憑借其靈(ling)活(huo)的功率與容量配置，已成為全球應(ying)(ying)用(yong)最廣泛的新型(xing)儲(chu)能方(fang)式；與此(ci)同時，壓縮空(kong)氣(qi)、飛輪(lun)和重力等(deng)機(ji)械儲(chu)能技(ji)術持(chi)續(xu)發展(zhan)，在(zai)不同應(ying)(ying)用(yong)場景(jing)(jing)中展(zhan)現出互補優勢與良好前景(jing)(jing)。

（一）綠氫技術

1.電解制氫技術

堿(jian)(jian)(jian)性(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)水（ALK）技(ji)術成熟(shu)度高、成本較(jiao)低，是(shi)目前(qian)商業化(hua)應用(yong)最(zui)廣(guang)泛的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)技(ji)術。分析顯(xian)示，2024年(nian)，ALK電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)槽(cao)價(jia)格降至1203元/千(qian)(qian)瓦(wa)，較(jiao)2023年(nian)下降12%。中國在(zai)該領域占據全球近70%的(de)產能(neng)，中能(neng)建松原綠色氫氨醇一體化(hua)項目采用(yong)320兆瓦(wa)堿(jian)(jian)(jian)性(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)槽(cao)，總投資達296億元。技(ji)術方(fang)(fang)面，雙良集(ji)團推(tui)出(chu)5000標(biao)(biao)準(zhun)立(li)方(fang)(fang)米(mi)(mi)/小時(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)槽(cao)，電(dian)(dian)(dian)(dian)流密度最(zui)高達10600安/平方(fang)(fang)米(mi)(mi)，電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)消耗為4.7千(qian)(qian)瓦(wa)時(shi)/標(biao)(biao)準(zhun)立(li)方(fang)(fang)米(mi)(mi)，其(qi)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)槽(cao)的(de)最(zui)低運(yun)行(xing)負(fu)荷可降低至10%，且在(zai)此(ci)狀態下氫氣中的(de)氧含量始終保持在(zai)1.5%以下。派瑞氫能(neng)推(tui)出(chu)的(de)3000標(biao)(biao)準(zhun)立(li)方(fang)(fang)米(mi)(mi)/小時(shi)堿(jian)(jian)(jian)性(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)槽(cao)，運(yun)行(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)流密度提升17%，質(zhi)量減(jian)輕13%，動態調節范圍達30%～110%。南開(kai)(kai)大學團隊開(kai)(kai)發的(de)新型堿(jian)(jian)(jian)性(xing)(xing)制(zhi)氫電(dian)(dian)(dian)(dian)催化(hua)劑(ji)，使(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)槽(cao)在(zai)10000安/平方(fang)(fang)米(mi)(mi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流密度下穩定運(yun)行(xing)1000小時(shi)未出(chu)現(xian)性(xing)(xing)能(neng)衰退。

質子交(jiao)(jiao)換(huan)膜(mo)電(dian)解(jie)（PEM）技術(shu)因其高效率和快(kuai)速(su)(su)響應特性(xing)，在可再(zai)生(sheng)能源制氫(qing)場景備受關(guan)注(zhu)。據了解(jie)，2024年(nian)PEM電(dian)解(jie)槽(cao)價格降至6050元(yuan)/千(qian)瓦，較2023年(nian)下降20%。中(zhong)國清能股(gu)份推出(chu)(chu)的(de)1兆(zhao)瓦PEM電(dian)解(jie)槽(cao)電(dian)能消耗為3.6～4.3千(qian)瓦時(shi)/標(biao)準立(li)方(fang)(fang)米，體積僅0.223立(li)方(fang)(fang)米，緊(jin)湊性(xing)突(tu)出(chu)(chu)。陽光氫(qing)能推出(chu)(chu)的(de)300標(biao)準立(li)方(fang)(fang)米/小(xiao)(xiao)時(shi)PEM電(dian)解(jie)槽(cao)工(gong)作(zuo)壓力達3.5兆(zhao)帕(pa)，額定直流電(dian)耗低(di)于4.15千(qian)瓦時(shi)/標(biao)準立(li)方(fang)(fang)米，負荷調節速(su)(su)率達10%/秒。陰離子交(jiao)(jiao)換(huan)膜(mo)電(dian)解(jie)（AEM）技術(shu)采(cai)用非貴金屬催化(hua)劑，成(cheng)本優勢(shi)明(ming)顯，但材(cai)料耐(nai)久(jiu)性(xing)仍是關(guan)鍵挑戰。南方(fang)(fang)電(dian)網兆(zhao)瓦級制加(jia)氫(qing)一(yi)體化(hua)示范站(zhan)建設項目包含1.25兆(zhao)瓦AEM制氫(qing)系統(tong)，山西(xi)呂梁3兆(zhao)瓦綠電(dian)制氫(qing)項目采(cai)用400標(biao)準立(li)方(fang)(fang)米/小(xiao)(xiao)時(shi)AEM設備。在技術(shu)方(fang)(fang)面，西(xi)湖大(da)學團(tuan)隊通(tong)過一(yi)步異相(xiang)成(cheng)核策略(lve)開發的(de)鎳(nie)鐵基催化(hua)劑，實(shi)現(xian)了15200小(xiao)(xiao)時(shi)的(de)水氧(yang)化(hua)穩定性(xing)。

固體氧化物電(dian)(dian)解（SOEC）是目前制氫效(xiao)率(lv)最高的(de)技術路(lu)線(xian)，其(qi)效(xiao)率(lv)可達(da)90%，顯(xian)著優于(yu)多數低(di)(di)溫電(dian)(dian)解技術。國(guo)際領先企(qi)業應用的(de)SOEC電(dian)(dian)堆制氫能耗(hao)約為37.7千瓦時/千克，較傳統低(di)(di)溫技術降低(di)(di)能耗(hao)約30%。然而，該(gai)技術仍(reng)面臨成本較高和(he)長期運行穩定性不(bu)足的(de)制約。目前，其(qi)單電(dian)(dian)池衰減(jian)速(su)率(lv)可控(kong)制在小于(yu)等(deng)于(yu)1%/1000小時的(de)水平，進一步提升耐久性仍(reng)是研發重點。

2.儲運技術

高壓氣態儲(chu)運(yun)(yun)技(ji)(ji)術仍是當前(qian)最成(cheng)(cheng)熟且(qie)應(ying)用(yong)最廣泛(fan)的(de)技(ji)(ji)術，各國(guo)正推動壓力(li)等級和容(rong)量提(ti)升。中(zhong)國(guo)已(yi)具備(bei)20～30兆(zhao)帕(pa)(pa)(pa)氫(qing)氣運(yun)(yun)輸車(che)制造能力(li)，單車(che)運(yun)(yun)氫(qing)量達627千克，并研發90兆(zhao)帕(pa)(pa)(pa)站用(yong)儲(chu)氫(qing)瓶組。國(guo)外已(yi)小規模使用(yong)50兆(zhao)帕(pa)(pa)(pa)Ⅳ型(xing)管(guan)束式集束柜，單車(che)運(yun)(yun)氫(qing)量達1350千克，預計中(zhong)國(guo)2030年前(qian)完(wan)成(cheng)(cheng)50兆(zhao)帕(pa)(pa)(pa)以上(shang)壓力(li)氣瓶開發。在車(che)載儲(chu)氫(qing)領域(yu)，中(zhong)國(guo)35兆(zhao)帕(pa)(pa)(pa)Ⅲ型(xing)瓶已(yi)商業化(hua)，70兆(zhao)帕(pa)(pa)(pa)Ⅳ型(xing)瓶進入(ru)示范階段，重(zhong)點攻關內膽材料(liao)國(guo)產化(hua)及瓶口(kou)密封技(ji)(ji)術。美(mei)國(guo)StellarJet公(gong)司開發的(de)固態儲(chu)氫(qing)罐(guan)采用(yong)金屬氫(qing)化(hua)物(wu)技(ji)(ji)術，重(zhong)量儲(chu)氫(qing)密度達23%，能量密度6.6千瓦(wa)時/千克，支持(chi)零下60至零上(shang)80攝氏(shi)度環境安全運(yun)(yun)行，適用(yong)于(yu)航空(kong)領域(yu)。

低(di)溫(wen)液態(tai)儲(chu)運（液氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)）技術(shu)因(yin)體積(ji)密度(du)(du)高，在(zai)航空、軌(gui)道交(jiao)通等領域取得新進展。韓國鐵路技術(shu)研究院開發了軌(gui)道車(che)輛車(che)載液氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)供應系統(tong)，采(cai)用緊(jin)湊型控制(zhi)(zhi)裝置(zhi)(zhi)，體積(ji)縮減(jian)10%、重量減(jian)輕5%，續航里程提(ti)升2倍(bei)以上。該(gai)系統(tong)集(ji)成(cheng)壓力—流量—溫(wen)度(du)(du)控制(zhi)(zhi)，采(cai)用Kevlar支(zhi)撐結(jie)構和雙(shuang)熱源汽化技術(shu)，支(zhi)持零下(xia)253攝(she)氏度(du)(du)極低(di)溫(wen)儲(chu)存，無需(xu)液氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)泵即(ji)可維持17巴壓力。中(zhong)國中(zhong)集(ji)安瑞(rui)科等企業(ye)推(tui)動液氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)罐(guan)車(che)及儲(chu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)裝置(zhi)(zhi)商(shang)業(ye)化，國富氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)能10噸(dun)級(ji)液氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)裝置(zhi)(zhi)落地山東。

固態(tai)儲氫(qing)(qing)(qing)憑借高安全性成(cheng)為(wei)研(yan)發熱(re)點，重點聚焦材料(liao)改性和(he)系(xi)統優化。中國(guo)在鎂基(ji)(ji)和(he)鈦基(ji)(ji)材料(liao)領域領先：江蘇華鎂百(bai)噸(dun)(dun)級鎂基(ji)(ji)生產(chan)(chan)線投(tou)產(chan)(chan)，全球首套大型鎂基(ji)(ji)設備出(chu)口(kou)；包(bao)頭中科軒達建(jian)設年產(chan)(chan)3000噸(dun)(dun)鈦基(ji)(ji)材料(liao)基(ji)(ji)地。復旦大學團隊(dui)開發MgH2-CuNi合金材料(liao)，實現太陽能(neng)驅動可逆(ni)儲氫(qing)(qing)(qing)，在35000瓦/平方米(mi)光照下(xia)15分鐘完全脫氫(qing)(qing)(qing)，容量保持率(lv)95%。韓國(guo)團隊(dui)利用廢棄(qi)聚苯乙烯轉化為(wei)LOHC，采用釕/鉑催(cui)化劑和(he)納(na)米(mi)氧化鋁載體，既解(jie)決塑(su)料(liao)污染又降低儲氫(qing)(qing)(qing)成(cheng)本(ben)。美(mei)國(guo)StellarJet的固態(tai)儲氫(qing)(qing)(qing)罐在航空(kong)領域實現應用，支持30分鐘快速加(jia)注。國(guo)際相關研(yan)究提(ti)出(chu)海上風電—電解(jie)水—儲氫(qing)(qing)(qing)—應用全產(chan)(chan)業鏈耦合系(xi)統，采用AB2型合金（如TiMn2）和(he)Mg基(ji)(ji)合金，體積儲氫(qing)(qing)(qing)密(mi)度達液氫(qing)(qing)(qing)1.5倍(bei)。

有(you)(you)機(ji)液態儲氫(qing)(qing)（LOHC）技(ji)術(shu)(shu)(shu)因可利用現有(you)(you)石油設施運(yun)輸(shu)，成為長(chang)距離儲運(yun)重(zhong)點(dian)方向。韓國(guo)團隊開(kai)發(fa)(fa)聚苯乙(yi)烯衍(yan)生(sheng)LOHC技(ji)術(shu)(shu)(shu)，通過釕催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)儲氫(qing)(qing)、鉑催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)釋氫(qing)(qing)，結合納(na)米(mi)氧化(hua)(hua)鋁(lv)載(zai)體提(ti)升效率，并(bing)采用蒸餾步驟去除污染物(wu)，延長(chang)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)壽命(ming)。中(zhong)國(guo)北(bei)京航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天(tian)大(da)學團隊開(kai)發(fa)(fa)鈷基(ji)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)，其(qi)中(zhong)高(gao)度分布的單(dan)金(jin)屬(shu)位點(dian)與小定義的納(na)米(mi)顆(ke)粒協同結合，可實現高(gao)效的甲酸脫(tuo)氫(qing)(qing)。德國(guo)政(zheng)府撥款7250萬歐元(yuan)資金(jin)，支持大(da)型液態有(you)(you)機(ji)儲氫(qing)(qing)項目(mu)發(fa)(fa)展，該項目(mu)旨(zhi)在(zai)利用創新的LOHC技(ji)術(shu)(shu)(shu)建立綠(lv)氫(qing)(qing)供(gong)應(ying)中(zhong)心(xin)，將部署3.2吉瓦的大(da)型電解槽(cao)，建設2700公里的氫(qing)(qing)氣輸(shu)送管道，并(bing)側重(zhong)于使用新的LOHC技(ji)術(shu)(shu)(shu)將綠(lv)氫(qing)(qing)運(yun)輸(shu)到德國(guo)南(nan)部。預計該項目(mu)自(zi)2028年起，將擁有(you)(you)向多(duo)瑙(nao)河地區(qu)巴(ba)伐利亞工業區(qu)供(gong)應(ying)1800噸綠(lv)氫(qing)(qing)的能(neng)力。

（二）新型儲能技術

1.電化學儲能

鋰離(li)子電(dian)(dian)池儲(chu)(chu)能(neng)(neng)在新型儲(chu)(chu)能(neng)(neng)裝機中占據絕對主(zhu)(zhu)導地位，其(qi)市場(chang)份額超過(guo)(guo)90%。全球鋰離(li)子電(dian)(dian)池儲(chu)(chu)能(neng)(neng)規模已(yi)突破百兆瓦級別，中國在山東、寧(ning)夏、湖南、湖北等(deng)地成(cheng)功投運了多(duo)座(zuo)百兆瓦級鋰離(li)子電(dian)(dian)池儲(chu)(chu)能(neng)(neng)項目，為全球儲(chu)(chu)能(neng)(neng)產(chan)業(ye)發展提供了重(zhong)要實(shi)踐(jian)案例。從(cong)技術創新角度看，正極(ji)(ji)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)研發持(chi)(chi)續(xu)推(tui)進，高壓鈷酸鋰、錳基(ji)正極(ji)(ji)和高鎳三元等(deng)新型材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)不(bu)斷(duan)涌(yong)現，通(tong)過(guo)(guo)改(gai)性(xing)(xing)和表(biao)面修飾等(deng)工藝顯(xian)著提升了材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。與此同時(shi)，二維材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)和金屬有(you)機骨架材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)等(deng)新型包覆(fu)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)探(tan)索(suo)也在不(bu)斷(duan)深入。負(fu)(fu)極(ji)(ji)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)方(fang)面，行業(ye)正在從(cong)石墨材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)向(xiang)硅基(ji)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)升級，其(qi)中硅碳(tan)復(fu)合材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)已(yi)實(shi)現量產(chan)應用，比容量達到450毫安時(shi)/克。不(bu)過(guo)(guo)，硅基(ji)負(fu)(fu)極(ji)(ji)存在的(de)膨(peng)脹收縮(suo)問題仍需通(tong)過(guo)(guo)持(chi)(chi)續(xu)的(de)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)改(gai)性(xing)(xing)來解決(jue)。在電(dian)(dian)解液和隔膜(mo)(mo)(mo)技術領域，有(you)機液態電(dian)(dian)解液通(tong)過(guo)(guo)成(cheng)分優化(hua)不(bu)斷(duan)提升性(xing)(xing)能(neng)(neng)，而聚烯(xi)烴隔膜(mo)(mo)(mo)則(ze)以(yi)其(qi)優良特性(xing)(xing)成(cheng)為市場(chang)主(zhu)(zhu)流，其(qi)中濕(shi)法隔膜(mo)(mo)(mo)是當前(qian)主(zhu)(zhu)要技術方(fang)向(xiang)，涂(tu)覆(fu)隔膜(mo)(mo)(mo)則(ze)代表(biao)著未來發展趨(qu)勢。

鈉離(li)(li)子電(dian)(dian)池(chi)(chi)儲能(neng)(neng)作為(wei)(wei)鋰離(li)(li)子電(dian)(dian)池(chi)(chi)儲能(neng)(neng)的(de)重要補充(chong)，憑借(jie)其(qi)資源豐富(fu)、成本(ben)較(jiao)低、低溫性(xing)(xing)能(neng)(neng)優(you)異、充(chong)放電(dian)(dian)倍率高(gao)和(he)安全性(xing)(xing)能(neng)(neng)好等(deng)優(you)勢(shi)，正(zheng)在(zai)(zai)全球(qiu)范圍內引發研(yan)究(jiu)(jiu)熱潮。然而(er)，該技(ji)術(shu)目前仍面臨循環壽命較(jiao)短和(he)能(neng)(neng)量密度偏低等(deng)挑戰。在(zai)(zai)正(zheng)極材(cai)料方面，層狀氧(yang)化(hua)物和(he)聚(ju)陰(yin)離(li)(li)子化(hua)合(he)(he)物成為(wei)(wei)研(yan)究(jiu)(jiu)重點，其(qi)中層狀氧(yang)化(hua)物主(zhu)(zhu)要包括鐵基和(he)錳(meng)基過渡金屬氧(yang)化(hua)物，而(er)聚(ju)陰(yin)離(li)(li)子化(hua)合(he)(he)物則以(yi)復合(he)(he)磷(lin)酸(suan)鐵鈉、硫(liu)酸(suan)鐵鈉和(he)磷(lin)酸(suan)釩(fan)鈉為(wei)(wei)主(zhu)(zhu)要技(ji)術(shu)路(lu)線。負(fu)極材(cai)料主(zhu)(zhu)要采(cai)用硬碳，通過表面改性(xing)(xing)、堿(jian)處理活化(hua)和(he)摻(chan)雜改性(xing)(xing)等(deng)工(gong)藝不斷提升性(xing)(xing)能(neng)(neng)。電(dian)(dian)解(jie)液體系與鋰離(li)(li)子電(dian)(dian)池(chi)(chi)類(lei)似，以(yi)鈉鹽替代(dai)鋰鹽，隔(ge)膜(mo)(mo)則主(zhu)(zhu)要采(cai)用聚(ju)烯烴隔(ge)膜(mo)(mo)、陶瓷隔(ge)膜(mo)(mo)和(he)凝膠(jiao)隔(ge)膜(mo)(mo)等(deng)類(lei)型(xing)。2024年6月，中國(guo)(guo)大唐湖北50兆(zhao)瓦(wa)/100兆(zhao)瓦(wa)時鈉離(li)(li)子新型(xing)儲能(neng)(neng)電(dian)(dian)站一期(qi)工(gong)程成功投產，標志(zhi)著鈉離(li)(li)子電(dian)(dian)池(chi)(chi)儲能(neng)(neng)技(ji)術(shu)在(zai)(zai)全球(qiu)范圍內首次實(shi)現大規模商(shang)業(ye)(ye)化(hua)應(ying)用。歐盟(meng)通過歐洲電(dian)(dian)池(chi)(chi)技(ji)術(shu)與創新平臺發布了《2025年歐洲電(dian)(dian)池(chi)(chi)研(yan)發創新路(lu)線圖》，為(wei)(wei)鈉離(li)(li)子電(dian)(dian)池(chi)(chi)等(deng)新興技(ji)術(shu)制定了明(ming)確的(de)發展目標。與此同時，日本(ben)住(zhu)友化(hua)學和(he)德國(guo)(guo)巴(ba)斯(si)夫等(deng)國(guo)(guo)際企(qi)業(ye)(ye)通過專(zhuan)利布局構建(jian)技(ji)術(shu)壁壘，美(mei)國(guo)(guo)能(neng)(neng)源部也設立(li)了鈉電(dian)(dian)池(chi)(chi)研(yan)發專(zhuan)項，共同推動高(gao)能(neng)(neng)量密度技(ji)術(shu)突破。

液(ye)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)儲能(neng)(neng)技(ji)(ji)術(shu)(shu)因其獨特的結構和性能(neng)(neng)特點，在(zai)大規模(mo)長時(shi)儲能(neng)(neng)領域展現(xian)出(chu)巨大應用(yong)(yong)潛力。這種將正負極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)液(ye)分開循(xun)環的設(she)(she)計(ji)(ji)理(li)念，使其具有容量(liang)大、安全(quan)穩(wen)定性高(gao)、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)液(ye)可再利(li)(li)用(yong)(yong)和循(xun)環壽命(ming)長等顯著優(you)勢(shi)。不過，該技(ji)(ji)術(shu)(shu)也面(mian)臨(lin)著能(neng)(neng)量(liang)密度(du)低(di)(di)、循(xun)環效率不高(gao)和投資(zi)成(cheng)本(ben)較大等挑戰。2022年(nian)中國大連百兆瓦級全(quan)釩(fan)液(ye)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)儲能(neng)(neng)項目成(cheng)功并網，成(cheng)為(wei)(wei)全(quan)球首套百兆瓦級全(quan)釩(fan)液(ye)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)儲能(neng)(neng)投運項目。從技(ji)(ji)術(shu)(shu)分類(lei)來看(kan)，液(ye)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)可分為(wei)(wei)水(shui)系(xi)(xi)和非水(shui)系(xi)(xi)兩大類(lei)，其中水(shui)系(xi)(xi)液(ye)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)憑借更(geng)高(gao)的離子導電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)率和更(geng)低(di)(di)的成(cheng)本(ben)優(you)勢(shi)，發(fa)(fa)展速度(du)較快，目前已(yi)涌現(xian)出(chu)全(quan)釩(fan)液(ye)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)、全(quan)鐵(tie)液(ye)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)、鐵(tie)鉻液(ye)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)和鋅(xin)溴液(ye)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)等多種技(ji)(ji)術(shu)(shu)路(lu)線。《2025年(nian)歐洲(zhou)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)研發(fa)(fa)創(chuang)新(xin)路(lu)線圖(tu)》指出(chu)，液(ye)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)需要重(zhong)點開發(fa)(fa)先進材料、高(gao)效膜(mo)以及(ji)創(chuang)新(xin)性的系(xi)(xi)統概(gai)念，同時(shi)探索雙應用(yong)(yong)化(hua)學體系(xi)(xi)。短期技(ji)(ji)術(shu)(shu)目標(biao)包括為(wei)(wei)低(di)(di)成(cheng)熟度(du)技(ji)(ji)術(shu)(shu)設(she)(she)計(ji)(ji)新(xin)型活性材料和先進組件，開發(fa)(fa)低(di)(di)成(cheng)本(ben)無機材料、新(xin)型有機化(hua)合(he)物和有機金屬化(hua)合(he)物，以及(ji)針對特定化(hua)學成(cheng)分優(you)化(hua)的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)和低(di)(di)成(cheng)本(ben)催(cui)化(hua)劑。日本(ben)住友化(hua)學在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)液(ye)膜(mo)技(ji)(ji)術(shu)(shu)方面(mian)建(jian)立了強大的專利(li)(li)壁壘，展現(xian)出(chu)國際企(qi)業(ye)在(zai)該領域的技(ji)(ji)術(shu)(shu)優(you)勢(shi)。

2.機械儲能

壓(ya)縮(suo)空氣(qi)(qi)儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)技(ji)(ji)術通(tong)過(guo)(guo)空氣(qi)(qi)的(de)壓(ya)縮(suo)和(he)膨脹過(guo)(guo)程(cheng)實現(xian)能(neng)(neng)(neng)(neng)量轉(zhuan)換，具(ju)有儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)容量大、建(jian)設周期短(duan)、運行壽(shou)命長和(he)環境友好等優勢。該技(ji)(ji)術儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)時長可達4小時以上(shang)，使用壽(shou)命超(chao)過(guo)(guo)三十年，系(xi)統(tong)(tong)(tong)效(xiao)(xiao)率(lv)維持在(zai)(zai)50%至70%之(zhi)間。德(de)國Huntorf電站(zhan)和(he)美(mei)國McIntosh電站(zhan)作為最早投入商業運營的(de)壓(ya)縮(suo)空氣(qi)(qi)儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)項(xiang)目(mu)，采(cai)用傳(chuan)統(tong)(tong)(tong)補燃(ran)技(ji)(ji)術，實際運行效(xiao)(xiao)率(lv)分別(bie)為42%和(he)54%。目(mu)前絕熱(re)式、等溫(wen)式、液態及超(chao)臨界(jie)壓(ya)縮(suo)空氣(qi)(qi)儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)等新型技(ji)(ji)術在(zai)(zai)中(zhong)國均已開展工(gong)(gong)(gong)程(cheng)示(shi)(shi)范(fan)。其(qi)中(zhong)絕熱(re)壓(ya)縮(suo)空氣(qi)(qi)儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)技(ji)(ji)術最為成熟(shu)，已進入300兆瓦級工(gong)(gong)(gong)程(cheng)示(shi)(shi)范(fan)階(jie)段(duan)，系(xi)統(tong)(tong)(tong)額(e)定效(xiao)(xiao)率(lv)達到72.1%，處于國際領先(xian)水平(ping)。液態壓(ya)縮(suo)空氣(qi)(qi)儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)技(ji)(ji)術實現(xian)10兆瓦級工(gong)(gong)(gong)程(cheng)示(shi)(shi)范(fan)，超(chao)臨界(jie)壓(ya)縮(suo)空氣(qi)(qi)儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)技(ji)(ji)術達到1.5兆瓦級示(shi)(shi)范(fan)階(jie)段(duan)，等溫(wen)壓(ya)縮(suo)空氣(qi)(qi)儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)技(ji)(ji)術則處于1兆瓦級試驗示(shi)(shi)范(fan)階(jie)段(duan)。當前研究重(zhong)點集(ji)中(zhong)在(zai)(zai)關鍵(jian)(jian)部件內部流(liu)動與傳(chuan)蓄熱(re)機制以及儲(chu)(chu)(chu)(chu)氣(qi)(qi)裝置(zhi)優化等方面(mian)，通(tong)過(guo)(guo)仿真(zhen)建(jian)模探索系(xi)統(tong)(tong)(tong)工(gong)(gong)(gong)作流(liu)程(cheng)，同時針(zhen)對(dui)人工(gong)(gong)(gong)硐室儲(chu)(chu)(chu)(chu)氣(qi)(qi)庫(ku)的(de)選址標準、結構設計(ji)和(he)密封系(xi)統(tong)(tong)(tong)等關鍵(jian)(jian)技(ji)(ji)術開展深入研究。

飛(fei)輪(lun)(lun)儲能(neng)(neng)技(ji)術(shu)(shu)(shu)利用(yong)高(gao)(gao)速(su)(su)旋轉的(de)飛(fei)輪(lun)(lun)實現電能(neng)(neng)與(yu)(yu)動能(neng)(neng)的(de)相(xiang)互(hu)轉換(huan)，具有(you)能(neng)(neng)量(liang)(liang)轉換(huan)效率高(gao)(gao)、響應速(su)(su)度快和(he)使(shi)用(yong)壽命長等特點。歐美(mei)日等發達(da)國(guo)(guo)家和(he)地區在(zai)該領域開展(zhan)了大量(liang)(liang)研究和(he)應用(yong)工(gong)作。美(mei)國(guo)(guo)紐約(yue)(yue)8兆瓦飛(fei)輪(lun)(lun)項(xiang)目于2011年投入運營，標志著飛(fei)輪(lun)(lun)儲能(neng)(neng)開始實現電網規模商業化應用(yong)。中國(guo)(guo)飛(fei)輪(lun)(lun)儲能(neng)(neng)技(ji)術(shu)(shu)(shu)雖(sui)(sui)然起步(bu)(bu)較晚但發展(zhan)迅速(su)(su)，2024年10月完成國(guo)(guo)內首臺(tai)套(tao)完全自主知識產權(quan)的(de)4兆瓦/1兆瓦時磁(ci)懸浮飛(fei)輪(lun)(lun)吊裝工(gong)作，多個(ge)飛(fei)輪(lun)(lun)電化學混合儲能(neng)(neng)項(xiang)目也相(xiang)繼簽約(yue)(yue)。當(dang)前技(ji)術(shu)(shu)(shu)研究重點集中在(zai)材(cai)料開發、冷(leng)卻與(yu)(yu)絕緣技(ji)術(shu)(shu)(shu)以及軸(zhou)(zhou)承系(xi)(xi)統(tong)優化等方面。其(qi)中，碳纖維復合材(cai)料雖(sui)(sui)已(yi)廣(guang)泛應用(yong)，但其(qi)成本和(he)制造工(gong)藝仍需(xu)進一步(bu)(bu)優化；高(gao)(gao)真(zhen)空(kong)環境下大功(gong)率高(gao)(gao)速(su)(su)電機(ji)的(de)冷(leng)卻與(yu)(yu)絕緣技(ji)術(shu)(shu)(shu)成為關鍵研究方向，需(xu)要(yao)攻克(ke)高(gao)(gao)真(zhen)空(kong)維持技(ji)術(shu)(shu)(shu)并開發復合散(san)熱系(xi)(xi)統(tong)；磁(ci)懸浮軸(zhou)(zhou)承系(xi)(xi)統(tong)存在(zai)功(gong)耗(hao)(hao)高(gao)(gao)和(he)穩定(ding)性不足等問題，需(xu)要(yao)優化磁(ci)場設計與(yu)(yu)控制策略，以降低能(neng)(neng)量(liang)(liang)損耗(hao)(hao)并保障系(xi)(xi)統(tong)安全穩定(ding)運行。

重(zhong)(zhong)力(li)儲(chu)能(neng)技術通過提升重(zhong)(zhong)物儲(chu)存勢能(neng)，其工作(zuo)原理與抽水蓄能(neng)類似但擺(bai)脫(tuo)了地(di)理條件約束。該技術主要(yao)包(bao)括活塞式(shi)(shi)(shi)、懸掛(gua)式(shi)(shi)(shi)、混凝土砌塊儲(chu)能(neng)塔和(he)山地(di)重(zhong)(zhong)力(li)儲(chu)能(neng)等形式(shi)(shi)(shi)，具有儲(chu)能(neng)容量(liang)(liang)大、選址靈活和(he)轉(zhuan)換效(xiao)率(lv)高(gao)等優勢。國際上有瑞士(shi)Energy Vault、英國Gravitricity和(he)美國Energy Cache等公司(si)開展相關研究。2019年Energy Vault公司(si)在瑞士(shi)建設(she)(she)5兆(zhao)瓦(wa)(wa)/35兆(zhao)瓦(wa)(wa)時(shi)(shi)塔式(shi)(shi)(shi)重(zhong)(zhong)力(li)儲(chu)能(neng)項(xiang)目，并于2020年實(shi)現并網(wang)運行。中國天楹(ying)股份有限(xian)公司(si)在江蘇如東建成全球首(shou)座百兆(zhao)瓦(wa)(wa)時(shi)(shi)重(zhong)(zhong)力(li)儲(chu)能(neng)示范(fan)電(dian)站(zhan)，設(she)(she)計容量(liang)(liang)為(wei)25兆(zhao)瓦(wa)(wa)/100兆(zhao)瓦(wa)(wa)時(shi)(shi)，采用垂直(zhi)式(shi)(shi)(shi)重(zhong)(zhong)力(li)儲(chu)能(neng)設(she)(she)計方案。該技術發(fa)展需要(yao)解(jie)決勢能(neng)轉(zhuan)化(hua)設(she)(she)備的高(gao)穩(wen)定性(xing)和(he)高(gao)效(xiao)率(lv)問題(ti)，同時(shi)(shi)優化(hua)電(dian)站(zhan)土地(di)空間利用率(lv)。

五、傳統能(neng)源清潔(jie)利用技術

在全(quan)球能(neng)源(yuan)轉(zhuan)(zhuan)型進程(cheng)中，傳統能(neng)源(yuan)清(qing)潔(jie)(jie)利用技(ji)術(shu)(shu)持續創新發展。碳捕集、利用與封存技(ji)術(shu)(shu)（CCUS）加速推進規(gui)模化示范，助力工業與能(neng)源(yuan)領域深度脫碳。新一代清(qing)潔(jie)(jie)高(gao)效煤電技(ji)術(shu)(shu)通過(guo)提(ti)升參數(shu)、耦合(he)可再生(sheng)(sheng)能(neng)源(yuan)與CCUS，實(shi)現低碳化轉(zhuan)(zhuan)型。油氣行業積極探索多(duo)能(neng)協同清(qing)潔(jie)(jie)利用模式，將(jiang)風光等可再生(sheng)(sheng)能(neng)源(yuan)與傳統生(sheng)(sheng)產有機(ji)結合(he)，顯著(zhu)提(ti)升能(neng)源(yuan)效率并降低碳排放(fang)。

（一）碳捕集(ji)利用與封(feng)存技術

全球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)碳(tan)(tan)捕(bu)(bu)集利用與封存技術正處(chu)于快速發(fa)展階段，項(xiang)目數量和(he)規模呈現顯著(zhu)增(zeng)長態(tai)勢。全球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)碳(tan)(tan)捕(bu)(bu)集與封存研究(jiu)院發(fa)布《2024年(nian)(nian)全球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)碳(tan)(tan)捕(bu)(bu)集與封存（CCS）現狀報(bao)告》顯示，截至2024年(nian)(nian)7月(yue)，全球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)在開發(fa)和(he)籌備中的(de)CCS項(xiang)目達(da)到628個，同比增(zeng)長60%。這些項(xiang)目全部投入運營后，全球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)二(er)氧化碳(tan)(tan)年(nian)(nian)捕(bu)(bu)集能力將實(shi)現翻番，達(da)到每(mei)年(nian)(nian)1億噸以上。現有(you)項(xiang)目的(de)累計二(er)氧化碳(tan)(tan)捕(bu)(bu)集能力為4.16億噸每(mei)年(nian)(nian)，自2017年(nian)(nian)以來保持32%的(de)年(nian)(nian)復(fu)合增(zeng)長率。

從區(qu)域(yu)分布來(lai)看，美洲地(di)(di)區(qu)在(zai)CCS設施部(bu)署方面繼續保持領先地(di)(di)位。報(bao)告顯示(shi)，美國(guo)、巴西和加拿大共有27個項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)處于(yu)(yu)運(yun)行狀態(tai)，18個項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)正在(zai)開工建(jian)設階段。歐(ou)洲和英國(guo)地(di)(di)區(qu)有191個項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)處于(yu)(yu)不同開發(fa)階段，其中(zhong)5個項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)已(yi)經投(tou)入運(yun)營(ying)，10個項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)進入建(jian)設階段。亞(ya)洲地(di)(di)區(qu)的(de)(de)發(fa)展(zhan)重點聚焦于(yu)(yu)地(di)(di)質封存(cun)中(zhong)心和跨境(jing)CCS項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)合作(zuo)，地(di)(di)質封存(cun)資(zi)源有限(xian)的(de)(de)國(guo)家(jia)正在(zai)與封存(cun)資(zi)源豐(feng)富(fu)的(de)(de)國(guo)家(jia)探(tan)索(suo)合作(zuo)機會。中(zhong)東和非洲地(di)(di)區(qu)的(de)(de)CCS項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)發(fa)展(zhan)呈現出從提高石油(you)采收率向(xiang)工業(ye)脫(tuo)碳(tan)和低碳(tan)燃(ran)料開發(fa)轉(zhuan)型的(de)(de)趨勢。

在技術研(yan)發(fa)方面(mian)，二氧(yang)化(hua)(hua)碳捕集(ji)(ji)技術正從第一(yi)代技術向新一(yi)代技術過渡(du)。新型吸附劑(ji)研(yan)究集(ji)(ji)中在金(jin)屬(shu)有機框架、共價有機框架、摻雜多孔(kong)碳等(deng)先進結構化(hua)(hua)材料(liao)(liao)領域。吸收溶劑(ji)研(yan)發(fa)重點轉向離(li)子(zi)溶液、胺基(ji)(ji)吸收劑(ji)、相(xiang)變溶劑(ji)等(deng)高效綠色(se)溶劑(ji)體系。膜分離(li)技術致力(li)于(yu)開發(fa)混合(he)基(ji)(ji)質膜、聚合(he)物膜、沸石咪唑骨(gu)架材料(liao)(liao)膜等(deng)高滲(shen)透率(lv)膜材料(liao)(liao)。化(hua)(hua)學鏈(lian)燃燒技術作(zuo)為最具(ju)應用前景的碳捕集(ji)(ji)技術之一(yi)，研(yan)究熱(re)點包括鎳基(ji)(ji)、銅基(ji)(ji)、鐵基(ji)(ji)金(jin)屬(shu)氧(yang)化(hua)(hua)物載氧(yang)體以及鈣(gai)基(ji)(ji)載氧(yang)體。

二氧化(hua)碳(tan)地(di)質(zhi)利用(yong)與(yu)(yu)封(feng)存技術(shu)(shu)(shu)研(yan)(yan)究重(zhong)點包括(kuo)強化(hua)石(shi)油(you)開采、強化(hua)氣體開采、采熱(re)技術(shu)(shu)(shu)以及注入與(yu)(yu)封(feng)存技術(shu)(shu)(shu)監測。地(di)質(zhi)封(feng)存安全性及泄(xie)漏風險(xian)研(yan)(yan)究受到特別(bie)關注，長期可靠監測手段和二氧化(hua)碳(tan)—水(shui)—巖石(shi)相互作用(yong)成為重(zhong)點研(yan)(yan)究方向。目前二氧化(hua)碳(tan)強化(hua)采油(you)技術(shu)(shu)(shu)在(zai)發達國(guo)家已(yi)實(shi)現廣(guang)泛商業(ye)化(hua)應用(yong)，驅替煤層氣開采、強化(hua)深(shen)部咸水(shui)開采與(yu)(yu)封(feng)存等(deng)技術(shu)(shu)(shu)處于工業(ye)示范(fan)或試點階段。

二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)與生物利(li)用技(ji)術(shu)面臨提高轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)效率和(he)選擇性的(de)挑戰。研究熱點集中在熱化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)、電(dian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)、光化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)機理研究，以及(ji)高效催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑的(de)可控(kong)合成方法(fa)和(he)構效關系建立。二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)碳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)制尿(niao)素(su)、合成氣、甲醇等技(ji)術(shu)已(yi)進入(ru)工業(ye)示(shi)范(fan)階(jie)段，制液體(ti)燃(ran)料、烯烴(jing)技(ji)術(shu)處于中試示(shi)范(fan)階(jie)段。生物轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)利(li)用從簡單化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)品(pin)向復雜(za)生物大分子(zi)發(fa)展，微(wei)藻固定二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)碳轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)制生物燃(ran)料和(he)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)品(pin)技(ji)術(shu)達(da)到工業(ye)示(shi)范(fan)水平。

直(zhi)接(jie)(jie)空(kong)(kong)氣捕(bu)集和(he)(he)生物質(zhi)能碳(tan)捕(bu)集與封存技(ji)(ji)術（BECCS）等(deng)新(xin)型碳(tan)去除(chu)技(ji)(ji)術受到(dao)日益重視。直(zhi)接(jie)(jie)空(kong)(kong)氣捕(bu)集技(ji)(ji)術研(yan)究(jiu)重點包(bao)括金屬(shu)有機框架(jia)材(cai)料、固態(tai)(tai)胺(an)、沸石等(deng)固態(tai)(tai)技(ji)(ji)術，以及堿性氫氧化物溶(rong)液、胺(an)溶(rong)液等(deng)液態(tai)(tai)技(ji)(ji)術。全球現有18個直(zhi)接(jie)(jie)空(kong)(kong)氣捕(bu)集設(she)施正在運(yun)行，11個處(chu)于(yu)(yu)(yu)(yu)開發(fa)階(jie)段(duan)(duan)。BECCS技(ji)(ji)術研(yan)究(jiu)重點包(bao)括基于(yu)(yu)(yu)(yu)生物質(zhi)燃(ran)燒發(fa)電(dian)的BECCS技(ji)(ji)術和(he)(he)基于(yu)(yu)(yu)(yu)生物質(zhi)高效轉(zhuan)(zhuan)化利用(yong)的BECCS技(ji)(ji)術。目前全球有18個BECCS項目處(chu)于(yu)(yu)(yu)(yu)運(yun)行狀態(tai)(tai)，主要應用(yong)于(yu)(yu)(yu)(yu)乙(yi)(yi)醇生產(chan)、發(fa)電(dian)和(he)(he)廢物轉(zhuan)(zhuan)化為能源(yuan)領域。第(di)一代(dai)生物乙(yi)(yi)醇生產(chan)中的二氧化碳(tan)捕(bu)集是最成熟的BECCS路線，生物質(zhi)燃(ran)燒廠的二氧化碳(tan)捕(bu)集處(chu)于(yu)(yu)(yu)(yu)商(shang)業示范階(jie)段(duan)(duan)，用(yong)于(yu)(yu)(yu)(yu)合(he)成氣應用(yong)的生物質(zhi)大(da)規模(mo)氣化仍(reng)處(chu)于(yu)(yu)(yu)(yu)試(shi)驗驗證階(jie)段(duan)(duan)。

（二）新一代清潔高(gao)效煤電(dian)技(ji)術

美(mei)國通過系(xi)統化(hua)的政策(ce)支(zhi)持和資金投(tou)入(ru)，大力(li)推動(dong)(dong)先進煤電(dian)(dian)技術(shu)研(yan)發(fa)(fa)。美(mei)國能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)部(bu)化(hua)石能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)辦公室和國家(jia)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)技術(shu)實(shi)驗室主導的“煤炭優先”計劃，旨在(zai)開發(fa)(fa)提供(gong)安全、穩定(ding)電(dian)(dian)力(li)且近乎零(ling)碳(tan)(tan)排放(fang)的燃(ran)(ran)(ran)煤電(dian)(dian)廠(chang)(chang)。2019年(nian)至(zhi)2020年(nian)間(jian)，美(mei)國能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)部(bu)累計投(tou)入(ru)2.18億美(mei)元(yuan)(yuan)，重點支(zhi)持超臨界(jie)二氧化(hua)碳(tan)(tan)渦輪機(ji)高(gao)溫密封(feng)(feng)件(jian)等(deng)關鍵部(bu)件(jian)研(yan)發(fa)(fa)，以及先進燃(ran)(ran)(ran)煤電(dian)(dian)廠(chang)(chang)的概念設計和系(xi)統集(ji)成研(yan)究。這些投(tou)入(ru)推動(dong)(dong)了多個(ge)技術(shu)領域的進展，包(bao)括先進整體煤氣化(hua)聯合(he)循環技術(shu)商(shang)業(ye)示范(fan)、碳(tan)(tan)捕集(ji)增壓流化(hua)床燃(ran)(ran)(ran)燒發(fa)(fa)電(dian)(dian)系(xi)統設計、燃(ran)(ran)(ran)煤發(fa)(fa)電(dian)(dian)狀態監測傳感器(qi)技術(shu)、超超臨界(jie)鍋爐耐腐蝕涂層材料等(deng)。值得注意的是，美(mei)國還(huan)通過稅收優惠政策(ce)推動(dong)(dong)碳(tan)(tan)捕集(ji)利(li)用與封(feng)(feng)存(cun)技術(shu)發(fa)(fa)展，對(dui)強化(hua)采油封(feng)(feng)存(cun)項目給予(yu)每噸35美(mei)元(yuan)(yuan)稅收抵(di)免，地質封(feng)(feng)存(cun)項目稅收抵(di)免達到每噸50美(mei)元(yuan)(yuan)。

歐(ou)盟(meng)成員(yuan)國根據(ju)各自能源(yuan)結構和(he)政策目(mu)標，采取了(le)(le)差異化(hua)(hua)的(de)(de)清(qing)潔煤(mei)電(dian)技(ji)(ji)(ji)術(shu)發展路徑。德國重(zhong)點(dian)開發高效靈活的(de)(de)超超臨界(jie)機組(zu)，在提升(sheng)發電(dian)效率(lv)的(de)(de)同時(shi)(shi)，注(zhu)重(zhong)與(yu)可再生能源(yuan)的(de)(de)協同運行(xing)。英國將研發重(zhong)點(dian)放在碳捕(bu)集利用與(yu)封存(cun)技(ji)(ji)(ji)術(shu)上，投入大量(liang)資源(yuan)推(tui)動(dong)燃煤(mei)電(dian)廠(chang)近零排放轉型。波蘭(lan)作為(wei)煤(mei)炭依賴度(du)較(jiao)高的(de)(de)歐(ou)盟(meng)國家(jia)，著力推(tui)進循(xun)環(huan)(huan)流化(hua)(hua)床燃燒技(ji)(ji)(ji)術(shu)優化(hua)(hua)升(sheng)級，顯著提高機組(zu)運行(xing)靈活性和(he)環(huan)(huan)保(bao)性能。這些(xie)技(ji)(ji)(ji)術(shu)路線雖然(ran)各有側重(zhong)，但都體現了(le)(le)歐(ou)盟(meng)國家(jia)在保(bao)持能源(yuan)安全的(de)(de)同時(shi)(shi)實現減(jian)排目(mu)標的(de)(de)戰(zhan)略(lve)考(kao)量(liang)。

中(zhong)國在(zai)清潔高(gao)效煤電(dian)技(ji)(ji)術(shu)領(ling)域取得了顯(xian)著進(jin)展。通過持續的節能降耗(hao)技(ji)(ji)術(shu)改造，先進(jin)煤電(dian)機組(zu)的供電(dian)煤耗(hao)已(yi)降至每千瓦(wa)時(shi)(shi)300克以下。650攝氏度超超臨界(jie)發(fa)電(dian)技(ji)(ji)術(shu)的開發(fa)應用，預計可(ke)將供電(dian)煤耗(hao)進(jin)一(yi)步降低至每千瓦(wa)時(shi)(shi)254克，發(fa)電(dian)效率提升至50%水平(ping)。在(zai)循(xun)(xun)環(huan)流化(hua)(hua)(hua)床(chuang)技(ji)(ji)術(shu)方面(mian)，中(zhong)國不(bu)僅完成了300兆瓦(wa)等(deng)級機組(zu)的自主研制(zhi)與(yu)示(shi)范運行，還(huan)實現了600兆瓦(wa)超臨界(jie)循(xun)(xun)環(huan)流化(hua)(hua)(hua)床(chuang)鍋(guo)爐的商業化(hua)(hua)(hua)運營，標志著該(gai)技(ji)(ji)術(shu)達到國際(ji)先進(jin)水平(ping)。此外(wai)，中(zhong)國在(zai)煤氣化(hua)(hua)(hua)技(ji)(ji)術(shu)領(ling)域也取得重要突破，自主開發(fa)的煤氣化(hua)(hua)(hua)甲烷化(hua)(hua)(hua)關鍵技(ji)(ji)術(shu)、焦(jiao)爐煤氣制(zhi)天然氣技(ji)(ji)術(shu)等(deng)均已(yi)建立中(zhong)試(shi)裝置或進(jin)入(ru)工(gong)藝試(shi)驗階段。

在(zai)煤電碳捕(bu)(bu)集(ji)(ji)利用與(yu)封存技(ji)術(shu)(shu)(shu)領(ling)域，全球主(zhu)要國(guo)(guo)家(jia)都在(zai)積(ji)極布(bu)局。美(mei)國(guo)(guo)能源部近年(nian)來投入約2.41億美(mei)元支持碳捕(bu)(bu)獲技(ji)術(shu)(shu)(shu)研發，包括前(qian)端工(gong)程設計、工(gong)業煙氣捕(bu)(bu)集(ji)(ji)和燃(ran)燒(shao)后(hou)捕(bu)(bu)集(ji)(ji)等技(ji)術(shu)(shu)(shu)示范(fan)。中(zhong)國(guo)(guo)CCUS技(ji)術(shu)(shu)(shu)雖然起步(bu)較晚但發展迅速，燃(ran)燒(shao)前(qian)捕(bu)(bu)集(ji)(ji)技(ji)術(shu)(shu)(shu)整體(ti)處(chu)于(yu)工(gong)業示范(fan)階(jie)段，與(yu)美(mei)國(guo)(guo)先進水(shui)平基本同(tong)步(bu)；燃(ran)燒(shao)后(hou)捕(bu)(bu)集(ji)(ji)技(ji)術(shu)(shu)(shu)處(chu)于(yu)中(zhong)試或工(gong)業示范(fan)階(jie)段，相比美(mei)國(guo)(guo)還存在(zai)一(yi)定差距；富氧燃(ran)燒(shao)技(ji)術(shu)(shu)(shu)國(guo)(guo)內(nei)外均處(chu)于(yu)中(zhong)試階(jie)段。

燃煤殘渣(zha)資源(yuan)化(hua)利用技(ji)術也得到(dao)各國重視。美國能源(yuan)部在“碳利用計劃”框架(jia)下支(zhi)持多(duo)個研發項目(mu)，包(bao)括合(he)成高(gao)價值(zhi)有(you)機產品、開發藻類(lei)固(gu)碳技(ji)術、生產碳納米管(guan)以及提高(gao)建筑材料二氧化(hua)碳吸收量等技(ji)術方向。這些技(ji)術不(bu)僅有(you)助于降低碳排放，還能實現燃煤副產品的增值(zhi)利用。

（三）油(you)氣(qi)行業多能協同清潔利用技術

多能(neng)協同(tong)(tong)發展已(yi)成為油(you)氣行業(ye)清(qing)潔轉型的(de)重(zhong)要方(fang)(fang)向。在風光儲一體化應用(yong)方(fang)(fang)面，油(you)氣企(qi)業(ye)通(tong)過智(zhi)能(neng)調度和數字化管理(li)技術，實現了風電、光伏與儲能(neng)系(xi)(xi)統的(de)高效(xiao)協同(tong)(tong)。國際領先企(qi)業(ye)如艾奎諾公司成功(gong)將(jiang)海(hai)上風電與油(you)氣平(ping)臺(tai)相結合，通(tong)過先進的(de)能(neng)量管理(li)系(xi)(xi)統動態平(ping)衡發電、儲能(neng)和用(yong)電需求(qiu)。油(you)田聯合站通(tong)過余熱回收等創新技術，顯(xian)著提高了能(neng)源利(li)用(yong)效(xiao)率。道達爾能(neng)源公司在海(hai)島(dao)油(you)氣平(ping)臺(tai)部署的(de)風光發電系(xi)(xi)統，結合電解制氫技術，將(jiang)多余電力轉化為氫氣儲存，有效(xiao)增強了能(neng)源系(xi)(xi)統的(de)穩定性和靈活性。

風光(guang)水(shui)儲(chu)一體化模式(shi)充(chong)分利(li)用(yong)現有電(dian)(dian)網基(ji)礎設(she)施和(he)(he)水(shui)電(dian)(dian)資源(yuan)(yuan)，構(gou)建多元協同(tong)的清潔能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)供(gong)(gong)應(ying)體系(xi)。該模式(shi)通過(guo)改造(zao)油(you)田設(she)施和(he)(he)利(li)用(yong)地下空(kong)間(jian)，大幅(fu)提升了能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)存儲(chu)和(he)(he)調(diao)節能(neng)(neng)力(li)。中國(guo)(guo)渤(bo)海油(you)田“岸電(dian)(dian)入海”項目采用(yong)高(gao)壓直流輸(shu)電(dian)(dian)技(ji)術(shu)，實現了岸電(dian)(dian)向(xiang)海上油(you)田的高(gao)效輸(shu)送(song)。美國(guo)(guo)Quidnet Energy公司(si)創新利(li)用(yong)廢棄油(you)氣井進行地下抽(chou)水(shui)蓄能(neng)(neng)，為能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)儲(chu)存提供(gong)(gong)了新的技(ji)術(shu)路徑(jing)。巴西國(guo)(guo)家石油(you)公司(si)則通過(guo)浮式(shi)生產儲(chu)油(you)裝置，整合海上風電(dian)(dian)、光(guang)伏和(he)(he)海水(shui)勢能(neng)(neng)回收技(ji)術(shu)，構(gou)建了綜(zong)合能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)供(gong)(gong)應(ying)系(xi)統。

風(feng)(feng)光熱(re)儲(chu)一體化技術重點關注(zhu)地熱(re)資源的(de)開發利用(yong)，通過(guo)改造廢(fei)棄(qi)油(you)(you)井構建地熱(re)循環系(xi)統(tong)。沙(sha)特阿美(mei)公司(si)在胡萊斯油(you)(you)田(tian)建設(she)的(de)智(zhi)(zhi)慧油(you)(you)田(tian)，采(cai)用(yong)數字孿生和人工智(zhi)(zhi)能(neng)技術，實(shi)現了(le)能(neng)源的(de)實(shi)時監測和優化調度。美(mei)國(guo)克恩(en)河油(you)(you)田(tian)將廢(fei)棄(qi)稠油(you)(you)油(you)(you)藏轉(zhuan)化為增強型地熱(re)系(xi)統(tong)，為油(you)(you)田(tian)生產和生活(huo)區域提(ti)供熱(re)能(neng)和電力。中國(guo)石(shi)油(you)(you)大慶油(you)(you)田(tian)通過(guo)多能(neng)協(xie)同系(xi)統(tong)，實(shi)現了(le)風(feng)(feng)、光、熱(re)、儲(chu)等(deng)多種能(neng)源的(de)高效集成利用(yong)。

風(feng)(feng)光氣(qi)(qi)(qi)氫儲一體化模式充(chong)分(fen)發(fa)揮天然氣(qi)(qi)(qi)發(fa)電的調峰調頻作用(yong)，結合綠色制(zhi)氫技(ji)術(shu)提(ti)升系統靈活性。奧(ao)地利(li)利(li)用(yong)枯竭氣(qi)(qi)(qi)田開展地下儲氫示(shi)范，為大(da)規模氫能儲存積累了(le)寶(bao)貴(gui)經驗。俄羅斯上喬氣(qi)(qi)(qi)田實現(xian)95%以上的伴生氣(qi)(qi)(qi)回收利(li)用(yong)率，顯著(zhu)提(ti)高了(le)資源(yuan)(yuan)利(li)用(yong)效率。挪威海上油(you)氣(qi)(qi)(qi)平臺通過風(feng)(feng)電制(zhi)氫技(ji)術(shu)，構建了(le)離網型(xing)能源(yuan)(yuan)供應系統。中國石(shi)化在西(xi)北油(you)田建設的“風(feng)(feng)光氣(qi)(qi)(qi)儲”離網系統，集成了(le)多種能源(yuan)(yuan)技(ji)術(shu)，保障了(le)油(you)田生產的電力供應。

六(liu)、新興前(qian)沿技術(shu)方向

新興前沿技術(shu)正(zheng)加速推動(dong)全球(qiu)能(neng)源體(ti)系(xi)(xi)變(bian)革。核聚變(bian)研發(fa)持續突破，多國在(zai)等離子體(ti)高約束(shu)運(yun)行(xing)、裝置(zhi)創新及(ji)關鍵(jian)部件研發(fa)方面取得顯著進展。能(neng)源數字化(hua)深度(du)融合人工智能(neng)、物聯網與數字孿生技術(shu)，推動(dong)系(xi)(xi)統智能(neng)化(hua)轉(zhuan)型，顯著提(ti)升效率與清潔化(hua)水平。新能(neng)源材料研發(fa)不斷突破，新型光伏、儲能(neng)及(ji)超導材料為(wei)能(neng)源轉(zhuan)換與輸配(pei)提(ti)供關鍵(jian)支撐。

（一）核(he)聚變技術研(yan)發

在等(deng)離(li)子(zi)體(ti)高(gao)(gao)(gao)參數(shu)運(yun)(yun)行方(fang)面(mian)，各國研究機構相繼刷新(xin)世(shi)界紀錄。中國全超導(dao)托卡馬克核聚變實驗裝(zhuang)置EAST成(cheng)功實現1億攝(she)氏度下1066秒穩態(tai)長脈沖高(gao)(gao)(gao)約束模等(deng)離(li)子(zi)體(ti)運(yun)(yun)行，這一(yi)突破(po)為未來聚變堆(dui)的穩態(tai)運(yun)(yun)行提供(gong)了(le)(le)重要技術(shu)支撐。隨后，中國核工業西南物理研究院的新(xin)一(yi)代人造太陽“中國環流三號”實現“雙(shuang)億度”目標，標志著(zhu)我國聚變裝(zhuang)置具備了(le)(le)更高(gao)(gao)(gao)參數(shu)運(yun)(yun)行能力(li)。歐(ou)洲方(fang)面(mian)，法國WEST裝(zhuang)置在5000萬攝(she)氏度高(gao)(gao)(gao)溫條件下將等(deng)離(li)子(zi)體(ti)維持了(le)(le)1337秒，創造了(le)(le)新(xin)的穩定運(yun)(yun)行時(shi)間紀錄。

裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)創(chuang)新(xin)(xin)和(he)技術研發(fa)同樣取得重要進(jin)展(zhan)。美國(guo)(guo)DIII-D國(guo)(guo)家核聚變設施完成20萬次實驗(yan)性脈沖(chong)測試，實現了(le)超過理論上限(xian)20%的(de)等(deng)離子(zi)體密度(du)，同時(shi)保持了(le)高質量的(de)約(yue)束性能(neng)。全球首臺負三角度(du)托(tuo)(tuo)卡馬克裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)SMART成功產(chan)生首束等(deng)離子(zi)體，為新(xin)(xin)型裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)構形驗(yan)證開辟了(le)新(xin)(xin)路徑。德國(guo)(guo)完成全球最大仿(fang)星器(qi)Wendelstein 7-X裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的(de)全面升級(ji)，并在ASDEX Upgrade托(tuo)(tuo)卡馬克裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)上驗(yan)證了(le)共振磁擾(rao)動抑制邊界局(ju)域模的(de)物理機制。

人(ren)工(gong)智能技術(shu)的(de)(de)應用正在加速聚(ju)變(bian)研(yan)究的(de)(de)進程。美(mei)國(guo)能源(yuan)部普林斯頓等離子(zi)體物理實驗室開發的(de)(de)AI模型(xing)將等離子(zi)體加熱預測速度(du)提高了(le)(le)1000萬倍，極大提升了(le)(le)研(yan)究效率(lv)。中國(guo)研(yan)究機構合作推出首個(ge)專(zhuan)注于核(he)聚(ju)變(bian)任務的(de)(de)大模型(xing)XiHeFusion，為聚(ju)變(bian)研(yan)究提供了(le)(le)新的(de)(de)技術(shu)手段。日(ri)本JT-60SA裝置首次應用AI成功預測并(bing)控制等離子(zi)體約束磁場狀態(tai)，實現了(le)(le)高速動態(tai)調(diao)控能力的(de)(de)顯(xian)著(zhu)提升。

高溫(wen)超導材(cai)(cai)料(liao)(liao)和(he)新型(xing)結(jie)構材(cai)(cai)料(liao)(liao)的研發為聚變(bian)裝置(zhi)工程化提供了關鍵(jian)支撐。德國(guo)研究團隊通過激光誘導技術在接近室溫(wen)條件下(xia)實現超導現象(xiang)，為超導材(cai)(cai)料(liao)(liao)應(ying)用(yong)開辟了新途徑。美國(guo)開發出具有最高臨界(jie)電(dian)流(liu)密度的稀(xi)土鋇銅氧高溫(wen)超導磁體，有望(wang)顯著(zhu)降低聚變(bian)堆(dui)建設(she)成本。在結(jie)構材(cai)(cai)料(liao)(liao)方(fang)面，麻省(sheng)理工學院通過納米級顆粒添加技術，顯著(zhu)延長(chang)了反應(ying)堆(dui)內部材(cai)(cai)料(liao)(liao)的使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。俄羅斯(si)研究團隊利(li)用(yong)增材(cai)(cai)制造方(fang)法研制出適(shi)用(yong)于托卡馬(ma)克偏濾器(qi)的鎢銅復合(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)。

國際合作的深度(du)和廣度(du)不(bu)斷拓(tuo)展。ITER項(xiang)目取得重要進(jin)展，大型環形場線圈順(shun)利完成制(zhi)造和交付，中(zhong)國承(cheng)擔了其中(zhong)12個子(zi)(zi)包的制(zhi)造任(ren)務。該項(xiang)目已完成低(di)溫泵等(deng)關鍵設備測試準備，預計年內實現(xian)首次等(deng)離(li)子(zi)(zi)體實驗。日本與歐盟合作的JT-60SA裝置正在進(jin)行(xing)全面技術升(sheng)級(ji)，計劃于2026年下半年開展實驗運行(xing)。

各國(guo)政府(fu)持續加(jia)大投(tou)(tou)入力度，為(wei)聚變(bian)(bian)研(yan)發提供堅實保(bao)障。德國(guo)實施“聚變(bian)(bian)2040計(ji)劃(hua)”，五(wu)年(nian)(nian)內(nei)增加(jia)投(tou)(tou)入3.7億歐元。美國(guo)能源部為(wei)核聚變(bian)(bian)創新研(yan)究(jiu)引擎合作組織(zhi)提供1.07億美元資金支持，并(bing)撬動超過(guo)3.5億美元私營投(tou)(tou)資。英國(guo)政府(fu)宣(xuan)布“聚變(bian)(bian)未來計(ji)劃(hua)”，2025至2026年(nian)(nian)度投(tou)(tou)資4.1億英鎊(bang)，到2027年(nian)(nian)總投(tou)(tou)資將達6.5億英鎊(bang)。日本政府(fu)計(ji)劃(hua)投(tou)(tou)入100億日元加(jia)速(su)核聚變(bian)(bian)研(yan)究(jiu)，目標在2030年(nian)(nian)實現商(shang)業(ye)化(hua)應用(yong)。

（二）能(neng)源數字(zi)化與智(zhi)能(neng)技術應用

在電(dian)(dian)力(li)(li)領域，數(shu)字(zi)化(hua)(hua)轉型(xing)呈(cheng)現出多(duo)元化(hua)(hua)發展態勢。意(yi)大(da)利國(guo)家(jia)電(dian)(dian)力(li)(li)公(gong)(gong)(gong)司(si)計劃(hua)到2025年投入640億美元用(yong)于數(shu)字(zi)化(hua)(hua)建(jian)設(she)(she)，重點推進智能電(dian)(dian)表升級和電(dian)(dian)網自動化(hua)(hua)。該公(gong)(gong)(gong)司(si)采用(yong)數(shu)字(zi)孿生技術(shu)實現設(she)(she)備(bei)連接(jie)與預測分析，顯(xian)著提(ti)升了系統(tong)智能化(hua)(hua)水平。英(ying)國(guo)國(guo)家(jia)電(dian)(dian)網與人(ren)工智能企(qi)業(ye)深度合作，開發出能夠處理海量信息的(de)電(dian)(dian)力(li)(li)需求預測模型(xing)，通過機器學(xue)習算法(fa)優化(hua)(hua)電(dian)(dian)網運行(xing)管理。芬蘭富騰公(gong)(gong)(gong)司(si)則創(chuang)新性地利用(yong)移動網絡質量測量技術(shu)監控(kong)能源系統(tong)，有效提(ti)高了電(dian)(dian)網的(de)運行(xing)效率(lv)和可靠(kao)性。

石油(you)和天然氣行(xing)業的(de)(de)數字(zi)化轉型(xing)同樣(yang)取得顯(xian)著進(jin)展。沙特阿美公司開發了AI勘(kan)探者技術，實(shi)現地震解釋過(guo)(guo)程自動(dong)化，使勘(kan)探效率提升20%以上。該公司應用的(de)(de)智能(neng)鉆井優化器系統(tong)，通過(guo)(guo)對鉆井平臺的(de)(de)實(shi)時(shi)(shi)監控，累計(ji)節省超過(guo)(guo)1.5億(yi)美元成本。殼牌公司建立了完善的(de)(de)預測性維護體系，通過(guo)(guo)傳感器網絡監測全球上萬(wan)臺設備(bei)性能(neng)，能(neng)夠提前識(shi)別潛在(zai)故障并及(ji)時(shi)(shi)進(jin)行(xing)維護。

人(ren)工(gong)智能技(ji)術在(zai)能源領域(yu)的(de)應用(yong)正在(zai)不(bu)斷深化和擴展(zhan)。道(dao)達爾能源公(gong)司向全體員工(gong)開(kai)(kai)放(fang)生成式AI工(gong)具，將(jiang)這些先進技(ji)術應用(yong)于(yu)安全生產、碳(tan)排放(fang)管理和貿易航(hang)運等多個業(ye)務環節。雪(xue)佛龍公(gong)司與專業(ye)無人(ren)機企業(ye)開(kai)(kai)展(zhan)合作，將(jiang)人(ren)工(gong)智能與無人(ren)機技(ji)術深度(du)融合，不(bu)僅有效輔助一線員工(gong)工(gong)作，還顯(xian)著減少了現(xian)場巡檢需求。阿布扎(zha)比國家石油公(gong)司則基于(yu)八十年運營數據，自主開(kai)(kai)發了ENERGYai系(xi)統(tong)，該系(xi)統(tong)的(de)應用(yong)使地(di)震解釋精度(du)得到大幅(fu)提升。

數(shu)字(zi)化(hua)技術(shu)正在(zai)深刻改變(bian)傳統(tong)化(hua)工(gong)行業的生產模式。巴斯(si)夫公司開發的AI化(hua)學(xue)家(jia)Copilot，將新材料研發周期縮(suo)短(duan)了60%。通過部署機器學(xue)習模型實時分析(xi)生產數(shu)據，實現(xian)了參數(shu)組合的動態優化(hua)。該(gai)公司還利用數(shu)字(zi)孿生技術(shu)模擬設(she)備維護方(fang)案，使(shi)維修時間減少50%以上，大幅提升了生產效率和設(she)備可靠性。

（三）新(xin)(xin)能(neng)源新(xin)(xin)材(cai)料研發

光(guang)伏材料領(ling)域，鈣鈦(tai)礦太(tai)(tai)陽能(neng)電池(chi)技術(shu)進展(zhan)顯(xian)著，其(qi)理論效率(lv)極限(xian)超過40%，大(da)幅領(ling)先傳統晶(jing)硅電池(chi)的(de)29.4%極限(xian)，且生產(chan)成本(ben)有望(wang)降低50%以上。2025年以來，實驗室(shi)研發不斷突(tu)破，疊(die)層電池(chi)效率(lv)達到34.02%，產(chan)線級大(da)尺寸組(zu)件效率(lv)提升至29.01%。柔性光(guang)伏技術(shu)同步發展(zhan)，全鈣鈦(tai)礦太(tai)(tai)陽能(neng)電池(chi)實現27.5%的(de)轉換效率(lv)，在(zai)經歷萬次彎曲后仍能(neng)保持97%以上的(de)初(chu)始效率(lv)，展(zhan)現出優(you)異的(de)機械耐(nai)久性。

光(guang)(guang)熱發電材料(liao)(liao)領(ling)域，陶瓷纖維制品憑借優異的耐高溫(wen)性能和保溫(wen)特性，成為光(guang)(guang)熱電站首選(xuan)保溫(wen)材料(liao)(liao)，廣泛應(ying)用于聚光(guang)(guang)集(ji)熱系(xi)統(tong)、換熱系(xi)統(tong)和儲熱裝置(zhi)等(deng)關鍵部位(wei)，為光(guang)(guang)熱發電系(xi)統(tong)的長期穩定運行提供重要保障。

風力發電(dian)材料(liao)領域，碳纖維材料(liao)在風電(dian)葉片中的(de)滲透(tou)率不斷提升，其(qi)高比強(qiang)度、高比模量和(he)低比重的(de)特性(xing)有效(xiao)滿足葉片大型化對減重的(de)需(xu)求(qiu)。玻璃纖維作為傳統(tong)增強(qiang)材料(liao)，因其(qi)良好(hao)的(de)絕緣性(xing)、機械強(qiang)度和(he)耐腐蝕性(xing)能，目前仍是(shi)應用(yong)最廣泛的(de)增強(qiang)材料(liao)。樹脂基體材料(liao)和(he)夾芯材料(liao)等(deng)技術也在持續優化，以適(shi)應風電(dian)葉片尺寸(cun)不斷增加(jia)帶來的(de)新(xin)要求(qiu)。

電化學儲(chu)能材料(liao)領域，磷酸鐵鋰(li)材料(liao)憑借其安全(quan)性和成本優(you)勢，在儲(chu)能和商用(yong)車(che)領域保持重要地位，市(shi)場(chang)份(fen)額穩定(ding)在50%～60%區(qu)間。高(gao)鎳三元材料(liao)主(zhu)要應用(yong)于對(dui)能量(liang)密(mi)度(du)要求較高(gao)的乘用(yong)車(che)領域，通過提(ti)高(gao)鎳含(han)量(liang)不(bu)斷提(ti)升能量(liang)密(mi)度(du)。磷酸錳(meng)鐵鋰(li)作為(wei)升級方向(xiang)，理(li)論能量(liang)密(mi)度(du)可提(ti)高(gao)10%～15%，但還需(xu)解決電導率較低和錳(meng)元素溶(rong)出等技術難題(ti)。

儲(chu)氫材(cai)料(liao)領(ling)域，固態(tai)儲(chu)氫技(ji)術展(zhan)現(xian)出良好前景，鎂基儲(chu)氫材(cai)料(liao)的體積儲(chu)氫密度(du)達到110千克/立方(fang)米，約為(wei)標(biao)準狀(zhuang)態(tai)下氫氣密度(du)的1191倍(bei)。稀土(tu)系儲(chu)氫材(cai)料(liao)生產工藝相對成熟(shu)，已成為(wei)氫能產業化的重要(yao)技(ji)術路徑。近年來固態(tai)儲(chu)氫應用(yong)范圍不斷擴(kuo)大，在(zai)交通運(yun)輸和備(bei)用(yong)電源等領(ling)域實(shi)現(xian)示(shi)范應用(yong)。

氫燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)池材料(liao)領(ling)域(yu)，研發重點圍繞性(xing)(xing)(xing)能提升和耐(nai)久性(xing)(xing)(xing)改善。膜電(dian)(dian)極作為燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)池核心組件，其性(xing)(xing)(xing)能直接(jie)影(ying)響電(dian)(dian)池的功率(lv)密度(du)和使用壽命。質子(zi)交換膜需要兼顧質子(zi)傳導(dao)和燃(ran)料(liao)阻隔(ge)功能，催(cui)化(hua)劑材料(liao)則關系(xi)著電(dian)(dian)池的活化(hua)極化(hua)過(guo)程。雙(shuang)極板材料(liao)呈現多元(yuan)化(hua)發展趨勢，石(shi)墨雙(shuang)極板具有耐(nai)腐蝕和長壽命優勢，金屬(shu)雙(shuang)極板提供(gong)更高(gao)功率(lv)密度(du)，復合雙(shuang)極板著力平衡導(dao)電(dian)(dian)性(xing)(xing)(xing)與(yu)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)能。

七、小結與展望

新(xin)一(yi)輪科技革(ge)命與(yu)產業變(bian)革(ge)持(chi)續(xu)深化，推(tui)動(dong)能源(yuan)體系加速由資源(yuan)規模型向創(chuang)新(xin)驅動(dong)型轉變(bian)。在(zai)此背景下(xia)，世(shi)界主要(yao)國家紛紛將能源(yuan)科技創(chuang)新(xin)置(zhi)于戰略優先位置(zhi)，力爭在(zai)低碳能源(yuan)關鍵技術領域占據國際競(jing)爭制(zhi)高點。

在傳統能源(yuan)(yuan)領(ling)域，深(shen)地(di)深(shen)海(hai)(hai)油(you)(you)氣(qi)勘探開發技術面臨(lin)重大挑戰與機遇(yu)。當前，我(wo)國(guo)深(shen)層(ceng)超深(shen)層(ceng)油(you)(you)氣(qi)資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)量(liang)(liang)達671億噸(dun)油(you)(you)當量(liang)(liang)，占全(quan)國(guo)油(you)(you)氣(qi)資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)總量(liang)(liang)的34%，需要(yao)攻克超高(gao)溫高(gao)壓環境下安全(quan)高(gao)效(xiao)開發的技術難(nan)題。深(shen)海(hai)(hai)油(you)(you)氣(qi)可采資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)量(liang)(liang)約1560億噸(dun)，占全(quan)球總量(liang)(liang)的15%以上，未(wei)來發展重點將(jiang)集中在超深(shen)水浮式生產裝(zhuang)備(bei)、海(hai)(hai)底(di)工廠等(deng)關鍵技術與裝(zhuang)備(bei)創(chuang)新。陸相頁巖油(you)(you)氣(qi)作為(wei)重要(yao)戰略接替(ti)領(ling)域，需要(yao)通(tong)過地(di)質理論創(chuang)新和工程技術突破實(shi)現規模效(xiao)益開發。

新能源(yuan)與(yu)低碳(tan)(tan)技(ji)術(shu)呈現(xian)多元化(hua)發展(zhan)態勢。風(feng)光氫儲一體(ti)化(hua)技(ji)術(shu)致力于解決可再生(sheng)(sheng)能源(yuan)間歇性(xing)問題，通過電解水制氫和儲氫技(ji)術(shu)實(shi)現(xian)能源(yuan)高(gao)效轉化(hua)與(yu)利用(yong)。碳(tan)(tan)捕集(ji)利用(yong)與(yu)封存技(ji)術(shu)作(zuo)為實(shi)現(xian)碳(tan)(tan)中(zhong)和的(de)(de)重(zhong)要(yao)路徑，預計(ji)2030年(nian)前后核心技(ji)術(shu)將取得突破性(xing)進展(zhan)，大幅降低工(gong)業和能源(yuan)生(sheng)(sheng)產過程中(zhong)的(de)(de)碳(tan)(tan)排(pai)放。資(zi)源(yuan)回收與(yu)循(xun)環利用(yong)技(ji)術(shu)對(dui)推(tui)動循(xun)環經濟發展(zhan)具有(you)重(zhong)要(yao)意義(yi)，特(te)別是廢塑料化(hua)學循(xun)環和退役(yi)動力電池梯次利用(yong)等技(ji)術(shu)將支撐相(xiang)關(guan)產業綠色高(gao)質量發展(zhan)。

前沿顛覆性技(ji)術(shu)展(zhan)現出巨大發展(zhan)潛力。基于(yu)(yu)合成(cheng)生(sheng)物(wu)學的(de)先進生(sheng)物(wu)制造技(ji)術(shu)正(zheng)處(chu)于(yu)(yu)從實驗(yan)室研(yan)究向產(chan)業化(hua)應用過(guo)渡的(de)階段，預(yu)計未(wei)來十至二十年(nian)將(jiang)形成(cheng)數萬億美(mei)元市場規模。能(neng)(neng)(neng)(neng)源智慧生(sheng)產(chan)與利用技(ji)術(shu)通過(guo)人工智能(neng)(neng)(neng)(neng)和能(neng)(neng)(neng)(neng)源互(hu)聯網(wang)實現多能(neng)(neng)(neng)(neng)互(hu)補與協(xie)同(tong)優化(hua)，將(jiang)推動傳統能(neng)(neng)(neng)(neng)源生(sheng)產(chan)方(fang)式的(de)智能(neng)(neng)(neng)(neng)化(hua)變革。可(ke)控核(he)聚變技(ji)術(shu)作為(wei)人類能(neng)(neng)(neng)(neng)源的(de)終極解決方(fang)案之一，雖然(ran)仍處(chu)于(yu)(yu)實驗(yan)階段，有(you)業內(nei)研(yan)究顯示，預(yu)計2050年(nian)前后(hou)有(you)望實現商(shang)業化(hua)應用。

儲(chu)能(neng)技(ji)(ji)術(shu)作為(wei)能(neng)源轉型的(de)(de)關鍵環節，目(mu)前(qian)90%采用物理儲(chu)能(neng)方式，未來突破重點(dian)在于化(hua)(hua)學(xue)儲(chu)能(neng)領域，特別(bie)是新材料(liao)和新工藝的(de)(de)創新應(ying)用。氫(qing)能(neng)技(ji)(ji)術(shu)從制(zhi)造到利用的(de)(de)全鏈條仍(reng)需進一步突破，技(ji)(ji)術(shu)路(lu)線仍(reng)存(cun)在不確定性。數字化(hua)(hua)技(ji)(ji)術(shu)在能(neng)源領域應(ying)用前(qian)景(jing)廣闊，預計可提高(gao)整體能(neng)效20%以上。

總體而言(yan)，能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)科技創新正在加(jia)速推進全球能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)體系(xi)向綠色低(di)碳、智能(neng)(neng)化(hua)、可持續(xu)方向轉型。未來需要(yao)進一步加(jia)強(qiang)基礎理論研究(jiu)、關鍵技術(shu)攻(gong)關和(he)產(chan)業應(ying)用(yong)示范，通(tong)過技術(shu)創新推動能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)生產(chan)方式和(he)利用(yong)模式的(de)根本性(xing)變革，為應(ying)對(dui)氣候(hou)變化(hua)和(he)實現可持續(xu)發展目標提供堅實的(de)技術(shu)支撐。能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)科技創新將繼續(xu)引領全球能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)格局(ju)深刻調整，為構建清(qing)潔(jie)、低(di)碳、安全、高(gao)效的(de)現代(dai)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)體系(xi)注入(ru)持續(xu)動力。