隨著新一輪工業(yè)革命興起，應對氣候變化達成全球共識，能源技術成為引領能源產業(yè)變革、實現(xiàn)創(chuàng)新驅動發(fā)展的源動力。目前，世界主要國家和地區(qū)均把能源技術視為新一輪科技革命和產業(yè)革命的突破口，從能源戰(zhàn)略的高度制定各種能源技術規(guī)劃、采取行動加快能源科技創(chuàng)新，以增強國際競爭力。同時，能源技術開發(fā)的最新動態(tài)也預示著未來全球能源發(fā)展趨勢。

一、全球能源技術的發(fā)展趨勢分析

1.綠色、低碳能源技術必然是未來發(fā)展主要方向

未來，能源將繼續(xù)向著低碳化、綠色、高效方向發(fā)展。歐盟科研創(chuàng)新資助計劃“地平線2020”2018 ～ 2020 年度支出方案中，“低碳和適應氣候變化的未來”領域將獲 33 億歐元預算，按年度工作計劃，可再生能源、能效建筑、電動運輸和儲存方案 4個清潔能源領域的項目將獲 22 億歐元撥款。俄能源部宣布支持設立遠東聯(lián)邦區(qū)可再生能源發(fā)展基金，并將制訂具體建議。英國將投入 2800 萬英鎊資助可再生能源創(chuàng)新、智慧能源系統(tǒng)創(chuàng)新、低碳工業(yè)創(chuàng)新、核能創(chuàng)新等能源創(chuàng)新項目，作為能源創(chuàng)新計劃 (2016 ～ 2021年 )的一部分。特朗普政府宣布退出巴黎協(xié)定，全球應對氣候變化形勢變得撲朔迷離，但全球能源領域轉型已是大勢所趨，綠色能源技術、低碳能源技術必然是未來發(fā)展主要方向。

2.小型模塊化反應堆開啟核能新時代

小型模塊化反應堆 (SMR)因其較高的安全性能、操作靈活性、電網適應性等優(yōu)點，受到越來越多的關注。全球多個核電大國推進 SMR技術開發(fā)部署。美國Nuscale Power公司提交首個 SMR商業(yè)電廠設計認證審查申請。加拿大監(jiān)管機構啟動了首個 SMR示范堆的一般選址和取證程序。俄羅斯將協(xié)助菲律賓開展關于在陸上或近海建造 SMR的可行性研究。俄羅斯原子能集團所屬“光線”科學生產聯(lián)合公司研發(fā)出基于熱電子發(fā)射效應原理的小型核電站，具有安全可靠、不需維護、可長期運行等特點，可作為獨立電源為偏遠地區(qū)重要設施供電。英國政府承諾通過競爭探索 SMR的潛力，評估開發(fā)、商業(yè)化和資助 SMR技術的市場利益。2018年 7月 3日，日本政府公布了最新制定的“第 5次能源基本計劃”，提出今后將開發(fā)具有安全性、經濟性和機動性優(yōu)勢的堆型，小型模塊化堆將是日本未來開發(fā)的重要選項。

3.能源區(qū)塊鏈領域前景廣闊

區(qū)塊鏈技術具有去中心化存儲、信息高度透明等優(yōu)勢，能實現(xiàn)能源的數(shù)字化、分布式精準管理，將對未來能源市場產生巨大影響。美國能源部提出“基于區(qū)塊鏈技術的能源系統(tǒng)新概念”，探索區(qū)塊鏈技術在管理電網方面的應用。英國石油公司和荷蘭殼牌領銜的財團將開發(fā)一個針對能源大宗商品交易的區(qū)塊鏈數(shù)字平臺。澳大利亞政府將提供 257 萬澳元以支持一個應用區(qū)塊鏈技術的光伏和用水兩年試點項目。麥肯錫公司在一份報告中指出，區(qū)塊鏈是繼蒸汽機、電力、信息和互聯(lián)網科技之后目前最有潛力觸發(fā)第 5輪顛覆性革命浪潮的核心技術，對于石油和天然氣這樣一個分布廣泛、復雜龐大的行業(yè)，區(qū)塊鏈技術的黃金期正在到來。

4.電池儲能將發(fā)揮重要作用

儲能產業(yè)作為能源結構調整的支撐產業(yè)和關鍵推手，在傳統(tǒng)發(fā)電、輸配電、電力需求側、輔助服務、新能源接入等不同領域有著廣闊的應用前景。國際可再生能源署 (IRENA)發(fā)布的《電力存儲和可再生能源 ：成本和市場研究報告 (2030)》稱，到 2030 年，如果能源系統(tǒng)的可再生能源份額翻番，全球儲能容量將增加三倍。報告在基本預測情景中提出，到 2030年，全球儲能裝機將在 2017 年基礎上增長 42% ～ 68%，如果可再生能源增長強勁，那么儲能裝機增長幅度將達到155% ～ 227%。電池儲能將在改變儲能裝機結構中發(fā)揮重要作用，在尖峰負荷時段的電力能源系統(tǒng)中起到電源的作用。儲能技術的快速發(fā)展將給能源系統(tǒng)帶來顯著變化，同時，在化石燃料需求上會造成一定的影響，畢竟，儲能將越來越多地取代火電，在電力能源系統(tǒng)中發(fā)揮強大的電源調節(jié)能力。

5. 5G與能源的深度融合

近年來，能源行業(yè)積極實施“互聯(lián)網 +”戰(zhàn)略，全面提升行業(yè)信息化、智能化水平，充分利用現(xiàn)代信息通信技術、控制技術，實現(xiàn)智能設備狀態(tài)監(jiān)測和信息收集，激發(fā)新型作業(yè)方式和用能服務模式。隨著各類能源業(yè)務的快速增長，電網設備、電力終端、用電客戶迫切需要通過最新的通信技術及系統(tǒng)支撐，滿足爆發(fā)式增長的通信需求。5G技術將支持能源領域基礎設施的智能化，并支持雙向能源分配和新的商業(yè)模式，以提高生產、交付、使用和協(xié)調有限的能源資源的效率�？稍偕�能源、電網通信、智能電網等領域將成為 5G在全球能源行業(yè)的重點應用場景。歐盟特別注重 5G與行業(yè)的充分融合，在《關于 5G架構的觀點》白皮書中提出，5G網絡架構應具備為汽車、能源、食品、農業(yè)、醫(yī)療、教育等垂直行業(yè)提供定制化專網組網服務的能力，5G技術與商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的對接，有利于 5G網絡能夠高效率、低成本地提供各類新興業(yè)態(tài)服務。

6.3D打印技術應用于太陽能電池的制造工藝

3D打印技術除了用在晶體硅太陽電池以外，也可以應用在薄膜電池上。如美國俄勒岡州立大學的研究者們使用 3D打印技術成功地制造出了銅銦鎵硒 (CIGS)薄膜太陽電池，節(jié)約了 90%的原材料。麻省理工學院(MIT)則通過一臺特制 3D打印機將薄膜太陽電池印刷到紙張上，這種電池目前可提供 1.5% ～ 2%的電池效率。3D打印技術不僅能打印出分辨力高、導電性好的柵線，而且能夠降低生產成本，可以和高方阻發(fā)射極完美結合并應用于各類太陽電池新技術。國內外都在積極研究及應用推廣該技術，因此，3D打印技術應用于太陽能電池的制造工藝將是大勢所趨，這一技術也會帶來太陽能電池質量和效率的大幅提高。

二、啟示與建議

1.突破核心技術，打造新一代電力系統(tǒng)

以可再生能源逐步替代化石能源，使清潔能源在一次能源生產和消費中占更大份額，推動能源轉型，建設清潔低碳、安全高效的新一代能源系統(tǒng)，是我國能源革命的主要目標。一次能源消費中非化石能源主要來自一次電力，大幅提高非化石能源電力占比，形成非化石能源為主的電源結構，是電力系統(tǒng)轉型的重要標志。當前，突破高比例可再生能源、高比例電力電子裝備接入電網，多能互補綜合能源以及信息物理深度融合智能化電網等技術，是建設新一代電力系統(tǒng)的關鍵。

2.不斷壯大清潔能源產業(yè)，推動綠色能源發(fā)展

應對氣候變化，清潔能源扮演著舉足輕重的角色。加快水電、核電、風電、光伏等清潔能源替代迫在眉睫。國際能源署預測，在未來 5年內，中國將持續(xù)引領全球清潔能源發(fā)展。當前，我國已成為全球最大的可再生能源生產國和應用國，水電、風電、光伏裝機規(guī)模多年保持全球領先，核電在建規(guī)模也居世界首位。綠色低碳是能源技術創(chuàng)新的主要方向，集中在傳統(tǒng)化石能源清潔高效利用、新能源大規(guī)模開發(fā)利用、核能安全利用、能源互聯(lián)網和大規(guī)模儲能以及先進能源裝備及關鍵材料等重點領域。

3.加大研究力量，建立有效激勵機制

近年來，我國能源科技創(chuàng)新能力和技術裝備自主化水平顯著提升，建設了一批具有國際先進水平的重大能源技術示范工程。智能電網和多種儲能技術快速發(fā)展，陸上風電、海上風電、光伏發(fā)電、光熱發(fā)電、纖維素乙醇等關鍵技術均取得重要突破。一系列具備國際先進水平的重大能源示范工程成果標志著我國能源科技水平得到了跨越式發(fā)展。但與世界能源科技強國和引領能源革命的要求相比，還有較大的差距，主要體現(xiàn)在核心技術缺乏，高端能源裝備依賴進口 ;產學研結合不夠緊密，創(chuàng)新活動與產業(yè)需求脫節(jié) ;創(chuàng)新體制機制不夠完善，人才培養(yǎng)、管理和激勵制度有待改進等幾方面。因此推動能源技術革命已迫在眉睫，必須大力推進能源技術創(chuàng)新，縮小與國際先進水平差距，強調自主研發(fā)與技術引進相結合。

4.明確能源科技發(fā)展戰(zhàn)略的優(yōu)先方向與路線

能源技術是決定全球能源未來的重要因素之一，能源技術的發(fā)展方向更是關系能源戰(zhàn)略全局的關鍵棋子。把握世界能源科技綠色低碳、智能、高效、多元的發(fā)展方向，合理規(guī)劃建設清潔低碳、安全高效現(xiàn)代能源體系的中長期愿景和目標，建立穩(wěn)定的政策環(huán)境，把化石能源清潔高效利用、分布式能源和智能電網、先進安全核能、規(guī)�；�可再生能源作為戰(zhàn)略優(yōu)先方向，適時更新中長期發(fā)展戰(zhàn)略和行動計劃，并利用技術和產業(yè)路線圖指導技術研發(fā)和產業(yè)創(chuàng)新。

5.大數(shù)據背景下推動能源行業(yè)數(shù)字化轉型

在“智能 +”時代，云、物聯(lián)網、數(shù)據分析、機器學習、人工智能、自動化、智能終端、增強現(xiàn)實等技術組成錯綜復雜的生態(tài)系統(tǒng)。技術不僅是提升效率的工具，還是能源行業(yè)成功的業(yè)務戰(zhàn)略與未來收入增長的基石。在大數(shù)據時代，能源行業(yè)的數(shù)字化轉型已是大勢所趨。

能源行業(yè)的數(shù)字化轉型，就是發(fā)展數(shù)字能源，即利用數(shù)字技術，引導能量有序流動，構筑更高效、更清潔、更經濟、更安全的現(xiàn)代能源體系。