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能源未来趋势展望,颠覆性技术会在哪里爆发

发布时间:2024/9/11 13:26:20   
文/金之钧白振瑞杨雷,中国石化石油勘探开发研究院页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京大学能源研究院,中国科学院院刊现代社会,能源、粮食和水是人类赖以生存的三大必需品。能源关乎人类社会的全面发展,与国内生产总值(GDP)息息相关(图1)。能源发展前景预测对国家政策制定和企业战略谋划都意义重大。能源科技的发展将深刻地影响未来能源格局,“科技决定能源的未来,科技创造未来的能源”。为此,各国十分重视能源科技的发展,并制定能源战略计划,如美国的《全面能源战略》、欧盟的《能源技术路线图》、日本的《面向年能源环境创新战略》等。我国《能源技术革命创新行动计划(—年)》提出,到年,建成与国情相适应的完善的能源技术创新体系,能源技术水平整体达到国际先进水平,以支撑我国能源产业与生态环境协调可持续发展,以及进入世界能源技术强国行列的奋斗目标。该计划部署了15个重点领域,分别是:煤炭无害化开采技术,非常规油气和深层、深海油气开发技术,煤炭清洁高效利用技术,二氧化碳捕集、利用与封存技术,先进核能技术,乏燃料后处理与高放废物安全处理处置技术,高效太阳能利用技术,大型风电技术,氢能与燃料电池技术,生物质、海洋、地热能利用技术,高效燃气轮机技术,先进储能技术,现代电网关键技术、能源互联网技术,以及节能与能效提升技术,从而对我国能源技术体系未来发展做了全面论述。中国工程院于年启动了“我国能源技术革命体系战略研究”重大咨询项目,从核能、风能、太阳能、储能、油气、煤炭、水能、生物质能、智能电网与能源网融合等九大能源技术领域开展研究,制定了前瞻性技术(年)、创新性技术(年)和颠覆性技术(年)三阶段发展的能源技术路线。近年来,随着资源与环境的双重约束,以及能源科技进步,新能源成本快速降低,能源清洁低碳加速转型已成为全球发展趋势。能源转型不仅伴随着产业结构调整,同时也是能源科技进步的重要驱动力,科技进步与能源转型相互促进,正在深刻改变能源发展的前景。本文是笔者在近2年参加科学技术部、国家能源局、国家自然科学基金委员会“十四五”规划及面向年的战略研究过程中,基于对当前能源现状与发展趋势的分析,对能源领域未来科技发展趋势所做的3个方面思考与判断,以期为我国积极应对能源转型,布局未来能源科技提供点滴参考。1能源现状与发展趋势1.1现状年,全球能源消费总量达到了.62亿吨油当量;其中,石油44.7亿吨油当量,煤炭38.3亿吨油当量,天然气34.3亿吨油当量,化石能源总的占比为84.62%,比年降低了2个百分点。同时,天然气长足发展,年消费量是年的6.35倍,占比从15%增长到24.7%。更加清洁的天然气替代了大量石油和煤炭。1.2发展趋势对于未来能源发展趋势,我们重点分析了自年以来的“变”与“不变”,在“不变”中坚守,在“变”中调整。近10年来,全球能源发展的主要趋势没有改变。①对于未来能源需求增长,世界上很多知名研究机构都进行过预测(图2):可再生能源和天然气将成为满足未来全球能源需求增长的主要来源,“低碳化”和“多元化”是未来能源发展的重要趋势与特征。随着太阳能、风能、地热能、海洋能及储能等新能源快速发展,能源正从过去以煤炭、油气、电力集中式资源供给,向集中式与“分散式”并重发展。②随着各种信息化技术在能源领域中的应用,特别是“数字化”技术逐步打破了不同能源品种间的壁垒,也成为未来的一大发展趋势。在能源界,“没有哪个国家能够在能源问题上独善其身”“技术没有国界”已经成为大家的共识。③全球能源互联网概念的提出与全球能源互联网发展合作组织的成立是能源“国际化”的一个重要标志。美国著名学者杰里米·里夫金在其著作《第三次工业革命》中,首先提出了能源互联网的愿景,引发了国内外的广泛

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