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实现新型能源体系创新发展需聚焦三类关键技术 |
加入时间:2025-09-17 来源:中国能源新闻网
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更加有力发挥能源科技对新型能源体系创新发展建设的带动支撑作用,是引领新一轮能源革命和产业发展,实现能源系统转型升级,保障国家能源安全的关键,需要技术布局重点和创新机制的深入转型。现阶段的新型能源体系发展具有发展路径高度不确定、不同能源品种相互耦合、不同技术逐步融合、数字技术广泛运用等特点,这要求重点加强路径影响技术、系统耦合技术、关键共性技术三类技术的研发应用。
路径影响技术:新型能源体系发展的“引路人”
系统发展路径指系统在时间维度上演化的轨迹,包含结构、功能、行为模式的动态变化方向。技术创新是引导新型能源体系发展路径的决定性因素,路径影响技术即发展速度对新型能源体系发展路径影响特别突出的技术。新型能源体系的路径影响技术主要有:一是新型储能技术,其发展可能替代CCUS和电氢耦合技术在调峰方面的作用,助力实现更高水平的新能源消纳。二是CCUS技术,其发展可充分促进煤电发挥调峰电源作用,对新能源形成挤出效应。三是电氢耦合技术,其发展除挤压新型储能和CCUS技术外,还可能对电网本身带来一定程度的替代效应,促进形成“电网+氢网”协同的能源互联网。四是内陆核电技术,其作为基荷电源需搭配新型储能技术和电氢耦合技术推广应用,同时减少CCUS技术的应用场景。
路径影响技术发展伴随的挑战主要有:一是发展方向不确定性推升研发风险。当系统的发展路径存在显著不确定性时,研发主体需在研发阶段面对显著的“试错成本”,这会抑制投入意愿,拖慢技术发展的进度。二是跨环节跨领域协同带来的额外协调成本。技术路径不确定导致产业链各环节的等待观望行为,这种行为的负面效应会在产业链中传导,导致有效供给或需求不足,抑制技术迭代。
为应对系统路径的不确定性,可采取以下手段:一是实施高水平的技术路线动态管理,完善技术评估预测机制,充分考虑不同系统发展路径下的研发成本和回报情况,辅助研发决策。二是提升产业链各环节协同水平,发挥链长企业的全链条带动作用,引导产业链同步投资布局。三是构造适应技术风险的政策框架,如在研发阶段设立政府牵头的研发投资基金,在应用阶段设立利益共享或风险共担协议、差价合约等专门的结构化工具等,帮助技术研发主体固定收益。
系统耦合技术:新型能源体系发展的“黏合剂”
系统耦合技术是打破能源品种间固有壁垒,把新型能源体系发展融为一体的关键。从技术用途角度,可将系统耦合技术分为以下几类:一是能源转换技术,能够实现能源形式的物理化学转化(如电→热、气→电、电→氢)。二是能源储存技术,能够解决不同种能源的供给与需求时空分布不匹配的问题。三是能源协同控制技术,能够利用智能算法和控制策略实现跨系统能量流的协调优化。四是系统优化仿真技术,能够通过构建物理能源系统的虚拟镜像实现能源系统预测性分析与动态优化。五是跨领域集成技术,能够突破原有能源系统边界实现跨行业能量流高效联动与可持续利用。
系统耦合技术推广应用的挑战主要有:一是多项关键技术成熟度较低,现有控制算法不易处理电力、热力、燃气等能源流强非线性、多时间尺度耦合问题。二是多能互补等类项目技术投资回收时间长、难度高。三是软硬基础设施方面存在短板局限,如电力、燃气、热力数据系统相互独立,多能互补数据平台经常遇到接入数据少、关键数据缺失的问题。四是管理机制限制,如电力、燃气、氢能分属不同部门管理,易带来协调困难。
促进系统耦合技术推广应用可采取以下举措:一是加大系统耦合技术关键方向研发资源投入,鼓励系统耦合技术适当超前发展。二是通过投资引导机制和市场机制建设解决经济性问题,加强对投资的吸引力。三是在软硬基础设施层面促进能源系统深度融合,打造一批能够发挥带动项目的示范项目。四是打通管理机制层面瓶颈,促进负有能源科技管理职责的多部门加强协同。
关键共性技术:新型能源体系发展的“奠基石”
共性技术创新在新型能源体系发展中具有关键作用,能够起到提供技术支撑、降低成本、促进产业协同和保障能源安全等多方面作用。结合对大量专利、文献进行的分析,可将物联网、微电网、综合能源管理、纳米材料、大数据、数字孪生、数据安全、人工智能等技术列为关键共性技术。
关键共性技术推广应用的挑战主要有:一是技术定位识别困难,识别关键共性技术的性能指标、应用前景和经济指标,需要大量的跨领域知识。二是竞合关系复杂,开展关键共性技术创新常需要潜在竞争对手在竞争前阶段开展研发合作。三是能及时了解行业技术需求、有效提供研发活动供给的专门共性技术平台往往较为稀缺。四是关键共性技术研发主体多元,应用方向多变,导致运用困难。
促进关键共性技术研发应用的举措主要有:一是合理选择研发目标,聚焦位于生命周期早期阶段的竞争前技术以及过程性、工艺性技术,系统性采用技术预见方法。二是设立关键共性技术创新的公共平台,形成政府牵头、不同主体分别承担责任的运营机制。三是完善知识产权管理机制,如在知识产权共享方面,采用专利池、交叉许可等方式扩大技术的研发与应用;在知识产权转让方面,适当放宽转让条件,鼓励有偿转让,以促进共性技术的快速扩散转化。
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