孙福全、王超、许晔 | 依靠科技创新推动我国能源结构低碳化转型
能源领域作为全球温室气体的主要排放领域，已成为世界各国推进碳中和行动的重要改革对象。实现“双碳”目标，必然要求能源结构低碳化转型，而科技创新可为能源结构低碳化转型提供有力支撑。
PART.一、观点
第一，能源部门低碳化将是未来能源发展方向。
根据国际能源署（IEA）统计，能源部门是第一大碳排放部门。欧盟、英国、法国、日本等国家（地区）将能源系统脱碳作为碳中和战略政策主线，从海上风力发电、氢能和核能等产业全面布局能源结构低碳化转型。
第二，我国正面临经济发展所依赖的能源需求增长同碳中和目标下温室气体减排之间的矛盾，清洁电力将成为能源主体。
统计数据揭示，美国人均GDP为20000美元时实现碳达峰，英国、法国、德国和日本等发达国家人均GDP约15000美元时实现碳达峰。目前，我国人均GDP刚突破10000美元，未来中国仍将保持经济高质量发展，伴随的能源需求总量也将呈持续增长趋势。在实现经济增长和“双碳”目标的背景下，依靠科技创新加速能源结构低碳化转型尤为迫切和重要。
碳中和进程将推动清洁电力成为能源主体，加速全社会能源结构电气化率提升。欧盟、法国和日本预计到碳中和节点，电气化率增幅分别为50%、55%和30-50%。
第三，科技创新将推动全球能源结构转型。
碳中和行动将重塑全球生产方式和生活方式。人类将结束自英国工业革命以来由化石能源推动工业化的阶段，进入以清洁能源推动的经济增长和绿色生活。纵观人类能源演化历程，科技创新推动了由薪柴向煤炭、由煤炭向油气的能源结构转型。当今社会正经历由油气向清洁能源转型过程，后者成本较高，需通过技术降本，消除绿色溢价，实现低碳转型。
第四，提升能量转换效率是可再生能源科技重要发展方向，能源系统集成化程度同能源结构低碳化转型密切相关。
在光伏产业，理论揭示单晶光伏电池光电转换极限为40.7%，多晶可达85.4%。目前主流单晶硅和多晶硅量产电池的光电转化率分别约为23.5%和20.4%，仍有较大提升空间。此外，当今全球能源系统建立在若干平行能源产业链之上，例如：煤炭用于电力发电，石油用于交通运输。提升能源系统集成化程度，既可降低能源系统总体用能效率，又可加速能源结构低碳化转型。例如，欧盟发布《能源系统整合战略》，旨在通过加强能源跨部门流动，实现能源消费总量降低1/3，GDP同步增长2/3的目标。
第五，世界主要国家将提升本国清洁能源科技实力作为首要任务。
虽然世界主要国家碳中和政策注重科技领域国际合作，但其核心是借助国际合作提升本国清洁能源科技实力，通过技术、产品出口带动本国经济复苏，提升国际话语权。例如，英国和日本将海上风力发电作为未来重点产业，均提出了严格控制该产业国内技术和产品供给率不低于60%的要求。此外，英国《2020能源白皮书》提出通过技术出口赢得全球市场绿色技术产业大部分份额，以增加本国财富。世界主要国家纷纷通过国际合作，提升本国绿色科技实力，抢占全球绿色科技制高点。
PART.二、建议
一是坚持采用“多能并跑，有序侧重”战略部署原则。
坚持多类型清洁能源产业同步发展，通过市场选择降低绿色成本溢价，同时确保不错失未来颠覆性技术带来的重大变革机遇。建议重点部署氢能和储能领域科技攻关，开展大型电解槽、兆瓦级燃料电池和氢储运技术研发；加快推进光伏、风电领域科技攻关，聚焦能源转换效率提升和分布式应用；持续开展生物质能、核能和碳捕获等领域科技攻关，关注颠覆性技术研发，增强碳捕获能力和效率。
二是加快构建能源领域科技创新联合体。
一方面，以能源企业绿色需求为导向，调动企业、高校和科研院所资源，聚焦能源转型面临的突出问题，攻克关键核心技术，提升企业绿色发展水平。另一方面，以国家战略为导向，发挥领军企业作用，引导企业科研投入，支持企业清洁能源新技术推广，通过规模效应降低绿色成本溢价，助力国家能源结构低碳化转型。
三是全面搭建能源系统集成化研究平台。
一是应从国家层面开展我国能源系统集成化战略顶层设计，梳理关键技术，明确关键节点，形成政策和舆论导向。二是建立能源系统集成研究平台，融合科研院所、高校和企业科研力量，聚焦能源互通技术、能源系统智能化、跨部门通用标准和跨部门碳排放监测等重点领域，提升能源生产、传输、利用效率，助力我国打造多能互补的低碳化能源系统。
四是积极加强能源领域国际科技合作。
在国际科技竞争日益凸显的背景下，通过发起或参与国际科学计划工程，共建能源领域国际科技联盟。围绕绿色能源技术链和产业链，积极推进全球绿色技术潜力评价图编制，针对我国技术短板，加强国际合作，抢占能源领域科技制高点，提高我国在全球碳中和行动中的影响力和话语权。
来源：原文见《科技发展》2022年第12期
责编：小之
初审：张淑慧
终审：亦君
作者：孙福全，中国科学技术发展战略研究院副院长、研究员、博士后合作导师；王超，前沿科学与先进技术发展研究所，博士后；许晔，前沿科学与先进技术发展研究所副所长、研究员。本文仅代表作者本人观点。
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