科技強，能源強——能源科技創新如何破局？

創新是引領發展的第一動力。

能源一直是科技創新的重要領域。

當今世界，能源科技創新正處于活躍期。

推進能源科技創新，建設能源強國，是一個長期的動态演進過程，将帶來能源發展格局和功能形态的深刻變革。

如何打造能源強國？有哪些值得關注的能源科技創新甚至是颠覆性技術？能源科技創新需要哪些助力？

在本刊近日舉辦的第31次學術沙龍上，來自科研機構、高等院校、能源企業、網際網路公司、投資機構的專家聚焦“科技強，能源強——能源科技創新如何破局”主題展開研讨。

專家們表示，科技決定能源的未來，從能源大國到能源強國，科技創新至關重要。推動能源科技創新，需要充分發揮大陸的制度、市場和産業優勢，在基礎理論、關鍵材料、前沿技術、體制機制等方面下大力氣。

一方面，要苦練内功，争取硬核科技突破，培育颠覆性技術；另一方面，要營造市場環境，理順體制機制，培育新型投融資和商業模式，促進多種産業、行業和企業的跨界融合。此外，我們需把握好既有優勢與發展瓶頸、研發鍊與産業鍊、“專精特新”培育與創新生态建構等多重關系，系統化提升創新實力。

總之，隻有把核心技術掌握在自己手中，才能真正掌握競争和發展的主動權。

從各省（自治區、直轄市）今年的政府工作報告來看，“雙碳”“能源轉型”“科技創新”“創新驅動”等都是核心熱詞，若幹“專精特新”企業、“瞪羚”企業、“小巨人”企業、“獨角獸”企業也正在為大衆熟知。

能源基礎研究越來越受到重視。2月24日，教育部公布了2021年度普通高校大學專業備案和審批結果，可持續能源、智慧能源工程、碳儲科學與工程、氫能科學與工程被列入《普通高等學校大學專業目錄》新專業中。

能源科技具有不同于一般科技創新的特點，資本密集、技術密集帶來了獨特的創新路徑模式。僅以大陸電力系統為例，全行業資産目前超過16萬億元，90%的在運煤電投産不足20年。應用于這樣系統的能源科技，推倒重來、“急刹車”、“急轉彎”的思路不現實，必須漸進式發展。

該如何運用戰略思維，謀求能源科技創新破局之道？

科學技術兩手抓，培育科技企業家

人類曆史上的數次産業革命，都源于基礎科學理論的突破。有了熱力學三大定律，才進入了蒸汽機時代；有了電磁感應定律、麥克斯韋方程，才迎來了電力時代；有了圖靈計算理論、馮洛伊曼架構，才步入了網際網路時代。

不容忽視的是，科技創新包括兩個方面的内容：一是基礎和前沿領域的科學研究，可以讓人類從未知走向已知，不僅知其然，還能知其是以然；二是形成技術成果進而實作産業化，可以變不确定性為确定性。

從目前的産業現狀來看，現在很多應用技術難以突破，本質上還是因為基礎研究不足。2021年大陸基礎研究投入達到1696億元，占全社會研發投入的比例已經達到6.09%。發達國家的這一比例是15%～25%。

越是步入“無人區”的時候，越要突破基礎研究，如此才能擁有較強的主動性和前瞻性，将發展主動權牢牢掌握在自己手裡。

基礎研究有其獨特規律。美國作家海明威在回答如何成為作家時說“要先給冰箱除霜”，意思是靈感的湧現并無固定方法和規律可循。藝術和科學的道理一脈相通，對科學研究而言，“水到渠成”或許勝于揠苗助長。中國工程院院士、清華大學化學工程系教授金湧在《科技創新啟示錄——創新與發明大師轶事》一書中，用衆多科學大師的事例說明了科技創新沒有快速催生的方法。

從産業化層面來看，創新就像童話裡的“紅舞鞋”，企業要想維持創新優勢，就需要不斷地推陳出新，一旦停止，就會面臨被競争對手超越、淘汰的危險。

專家認為，在沒有颠覆性技術出現之前，能源發展始終會面臨“三難”問題，這意味着，很難找到一種“完美”的能源技術，能同時滿足經濟、清潔和安全的要求。

由此，應同樣重視基礎科學研究和應用技術創新，既不能過度強調科學家，也不能單純強調産業應用，應讓科學家精神、企業家精神共同發揚光大，鼓勵科技企業家去改變世界，才是實作科技創新的長久之道。

中國科學院院士何祚庥表示，必須采取非常措施大力培育能在複雜性科學領域工作的複合型人才，特别需要加快培養複合型的能勝任理論創新的人才。

在金湧看來，能源革命的關鍵一是科學創新，二是技術産業化。要提升創新能力，應該抓住基礎研究，重視工程基礎科學。同時，中國很多前沿技術都在中試階段停止，原因在于中試耗資巨大，企業不敢輕易投資，但這個環節又非常關鍵，需要設計合适的商業模式去推動中試走向産業化。

如今，基礎研究自由探索的好奇心驅動和國家目标導向的“兩條腿走路”發展路徑正在形成。科技部部長王志剛近日明确表示，要支援一批有科學精神、有科學操守、願意獻身于科學的一批人，來從事這種安安靜靜、十年磨一劍的基礎研究。

“闆凳要坐十年冷”對能源科技創新意義重大。

2021年12月20日，國家科技重大專項——石島灣高溫氣冷堆核電站示範工程1号反應堆成功并網，标志着全球首座具有第四代先進核能系統特征的球床子產品式高溫氣冷堆，實作了從“實驗室”到“工程應用”的飛躍。

這一技術團隊的領軍人物就是2020年度國家最高科學技術獎獲得者、中國科學院院士王大中，正是在他和他的團隊數十年的堅持下，以固有安全為特征的大陸高溫氣冷堆技術才實作了從跟跑、并跑到領跑，從無到有到世界前沿。

多種路線齊發力，不看宣傳看效率

在2月25日國新辦舉行的新聞釋出會上，王志剛表示，科技部正在制定科技支撐碳達峰碳中和方案和技術路線圖。據介紹，科技部已經啟動了氫能、新能源汽車等20多個碳中和科技重點專項。在先進煤電技術、煤炭高效清潔利用方面，國家能源集團宿遷電廠應用了超超臨界發電技術，2021年的度電煤耗下降到266.8克/千瓦時，比火電機組平均煤耗下降了11%。

如今，能源科技的重要性和關鍵性日益顯著。

2008年，美國工程院提出的未來14項工程創新挑戰中，前3項均和能源相關，分别是經濟實用太陽能開發、核聚變能源、經濟的二氧化碳封存技術。

2019年，中國科協提出20個有待突破的重大科學問題與工程技術難題中，有近一半的技術屬于能源範疇。

“能源革命悄然臨近，我們已經身處其中。”中國工程院院士吳鋒認為，光伏、風電、儲能、新能源汽車和能源網際網路的發展，将極大改變全球能源的生産、傳輸和消費方式，會大範圍改變人類生活甚至地緣政治格局。

客觀而言，大陸能源科技水準有了長足進步和顯著提高，但是與建設世界能源科技強國和引領能源革命的要求相比，還有較大差距。目前大陸能源科技整體水準與能源結構轉型要求不适應，支撐引領作用不強，部分關鍵核心技術仍落後于國際前沿水準，自主創新能力不足，關鍵裝備、材料、零部件、專用軟體依賴進口問題比較突出，能源科技創新能力需進一步提高。

未來需要從被動跟随向自主創新轉變，着力突破重大關鍵能源技術，探索更好的方法、更多的路徑，出更多的成果，為建設能源強國、實作碳中和目标提供多樣化的解決方案。

比如，先進适用的清潔能源技術包括太陽能、風能、生物質能、核能、地熱能等；重大颠覆性技術包括可控熱核聚變、氫能等；基礎研究包括人工光合作用、石墨烯、超導材料等；前沿技術包括快中子堆核電技術、無線電能傳輸、微藻制油、藻類制氫、天然氣水合物、碳捕集利用與封存（CCUS）等；創新融合技術包括能源網際網路技術、綜合能源技術、智慧能源管理系統、虛拟電廠、車網互動（V2G）技術等。

根據碳排放控制過程所處的階段，國家發展改革委将低碳技術分為減碳技術、零碳技術和儲碳技術。相關機構據此整理了《面向碳達峰碳中和目标的電力關鍵技術彙編》，将低碳技術又分為發電減碳技術、發電零碳技術、電網減碳技術、儲能技術、需求側技術以及碳捕集利用與封存技術。

國家電網有限公司被認為是建構新型電力系統的排頭兵，董事長辛保安日前在《人民日報》撰文指出，針對“雙碳”情景下電力系統發展和安全運作面臨的重大技術難題，國家電網有限公司深入實施科技創新行動計劃，大力開展柔性直流輸電、虛拟電廠、大電網安全穩定控制、特高壓分接開關等重大技術攻關，強化基礎研究和前沿技術布局，争取更多“從0到1”的創新突破。

如何衡量能源科技創新的價值？能源道路千萬條，效率高低最重要。金湧表示，能源技術路線有很多種，不能隻看其“能否減排”，還要看其“能源轉化效率高低”，關鍵是看其投入産出比是否合适，應該更加關注那些具有産業化可行性的技術路線。

跨界融合需加強，三大優勢塑新局

人類社會發展的基礎是物質、能量和資訊，如今三者的融合也越發深入。一個重要原因就是科技已經越來越複雜，創新離不開整個産業的協作。

前哨科技創始人、全球科技創新産業趨勢觀察家王煜全認為，如今的科技創新表現出一種系統性，這極大地提升了效率，促成了新一輪科技産業的井噴，推動了大量新興科技企業的産生。

能源科技創新尤其需要秉持開放合作的心态，加強跨界融合，如此方能開拓出新産品、新模式、新業态。從高溫氣冷堆核電站示範工程首次并網發電成功，到大氣污染聯防聯控取得初步成效，都是各種主體、技術融合效果的展現。

如今，跨界融合的内涵正在不斷豐富。

從企業層面，将硬體與軟體融合，是一條具有獨特價值的道路。特斯拉造車的經驗表明， 硬體容易被模仿，軟體很難被超越。

1月19日，國家自然科學基金委員會釋出了《2022年度國家自然科學基金項目指南》。新型電力系統成為企業創新發展聯合基金中的一個獨立領域首次亮相，基礎研究覆寫了大電網、新能源、材料、儲能、綜合能源等軟硬體領域的多個熱點方向。

從産業層面，能源與資訊等行業的跨界融合将催生新的物種，未來空間不可限量。有專家指出，傳統能源行業發展模式難以兼顧安全、經濟、綠色協同發展。數字技術與能源尤其是新能源聯體聯姻，或可加速破解這個“不可能三角”難題。騰訊雲能源行業解決方案總經理程華軍認為，能源技術和數字技術的結合，是建構新型能源電力系統、推進碳中和戰略的關鍵，各方應秉持開放心态，合力創新突破 。

2月17日，大陸“東數西算”工程正式啟動的消息廣為傳播。有分析人士将其與南水北調、西電東送、西氣東輸三大工程媲美，認為這是數字經濟時代産業融合的創新之舉，将奠定中國繼續引領世界、成為創新強國的“算力基礎”，将為中國赢得下一個20年的先機。

從機制層面，大中小企業的聯合、融合，将為産業發展帶來無限生機。大企業在發揮引領支撐作用的同時，也會為中小企業創新提供機遇、提供生态、提供保障。

2021年10月12日，由中國電科院牽頭的海上風電友好并網技術創新聯合體、電氫耦合技術創新聯合體、新型電力儲能技術創新聯合體在北京成立。國家能源局科技司副司長劉亞芳表示，目前，相關研發、創新力量和技術創新資源存在投入分散、重複、低效和條塊化分割等現象，需要推動全局性的變革，依靠能源電力産業上下遊協同創新，整合“産、學、研、用”資源，高效發展。

從更廣闊層面，還要建立“政、産、學、研、金”深度融合協同機制。金融投資對能源科技創新的作用可謂舉足輕重。加速技術突破與産業應用，既需要對新技術的減排潛能有預判力，還要對研發轉化和市場形成有助推力，而這也是風險投資可積極發揮作用的地方。以氫能為例，據不完全統計，2021年，燃料電池産業鍊上有超過20家企業獲得資本支援，融資總金額超過40億元。國内外的商業案例都表明，資金對于初創企業跨越從科研到産業化的“死亡谷”具有特别重要的意義。

在專家看來，新型舉國體制、體量巨大的市場、完備的産業鍊和供應鍊，是中國的科技創新吸引全球産業合作的三大優勢。王煜全強調，中國應該利用自身的全産業鍊優勢，學會吸納全球前沿科技成果，與世界各地的創新創業者合作，幫助其實作産業化的成功。

分析人士指出，未來應将能源科技與相關産業深度融合，把新型能源技術及其關聯産業培育成能源強國和現代能源體系建設的“明珠”。讓人們印象中傳統封閉、傻大黑粗的能源行業成為開放包容、酷炫十足的時尚事業，或許應成為衡量能源強國的标準之一。

能源科技創新，知易行難，千頭萬緒，關涉萬千消費者和龐大的産業鍊、供應鍊。在能源科技創新征途上，業界各方需把握大勢、洞察趨勢，以“緻廣大而盡精微”的精神，小大兼顧、統籌安排，做到眼觀星辰大海，胸有萬千丘壑，精于培育科研沃土，敢于打造硬核技術，善于營造創新環境，進而實作能源強國的宏偉願景。

（本文由本刊記者王偉執筆，李易峰亦有貢獻）