三、1.電力技術(shù)

●美國(guó)NASA迷你核反應(yīng)爐“千瓦動(dòng)力”測(cè)試成功將用于月球與火星生活

在2017年12月美國(guó)總統(tǒng)特朗普簽署了“1號(hào)太空政策指令”，宣布美國(guó)將重返月球，并最終前往火星。美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)、洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、美國(guó)能源部和其他一些團(tuán)體正在研發(fā)一種可以在旅途中可靠發(fā)電的迷你核反應(yīng)爐“千瓦動(dòng)力”(kilopower)，在2017年11月開(kāi)始進(jìn)行全功率測(cè)試，并于2018年3月完成測(cè)試，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程相當(dāng)順利，這將是核能技術(shù)的重要發(fā)展，因?yàn)樗鼘⒊蔀槲磥?lái)最重要的太空船原件，并安裝在月球或是火星基地上。洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)堆設(shè)計(jì)總負(fù)責(zé)人表示，Kilopower系統(tǒng)是40多年來(lái)美國(guó)開(kāi)發(fā)的首個(gè)新型裂變反應(yīng)堆概念，而且最近的試驗(yàn)提供了寶貴的數(shù)據(jù)并有效評(píng)估了其基礎(chǔ)設(shè)施，接下來(lái)的18個(gè)月將會(huì)繼續(xù)測(cè)試，包括任務(wù)研究和風(fēng)險(xiǎn)分析等工作，并且希望能在2020年代的中期，將反應(yīng)爐送上太空。

●俄羅斯研發(fā)用血液中的葡萄糖獲取電力的方法

俄羅斯科學(xué)研究中心代表向俄媒表示，庫(kù)爾恰托夫研究所的學(xué)者研制出利用人血液中的葡萄糖獲取電力的方法，這將確保心臟起搏器的不間斷運(yùn)行。該研究所國(guó)家研究中心NVIS技術(shù)綜合體生物技術(shù)和生物能源部副主任巴維爾•戈托夫采夫介紹說(shuō)，新方法可以從人體血液所含葡萄糖中獲得15微瓦至40微瓦的電流。這足夠保障一部現(xiàn)代心臟起搏器運(yùn)轉(zhuǎn)，與此同時(shí)，患者不會(huì)感到任何不適。目前，學(xué)者們計(jì)劃在動(dòng)物身上進(jìn)行這項(xiàng)新技術(shù)的生物實(shí)驗(yàn)。但即使取得成功，仍需10年左右的時(shí)間才能開(kāi)展臨床試驗(yàn)。

2.儲(chǔ)能技術(shù)

●新加坡研發(fā)電池新技術(shù) 10小時(shí)內(nèi)容量恢復(fù)至95%

新加坡南洋理工大學(xué)的科研人員成功研發(fā)一項(xiàng)新的電池技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)不是改進(jìn)電池結(jié)構(gòu)、提升電池密度，而是針對(duì)用舊的老電池，號(hào)稱能讓鋰離子電池在10個(gè)小時(shí)內(nèi)，恢復(fù)至95%的容量，等于“返老還童”。具體來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)新技術(shù)是在每個(gè)鋰離子電池中已有的兩電極間增加第三電極，從而將殘留的鋰離子從一極排出到另一極，去除影響電池性能的“雜質(zhì)”。因?yàn)樘烊粚傩韵拗疲囯姵厥褂脮r(shí)間越長(zhǎng)，容量就睡損失越明顯，一般300~500次充放電循環(huán)后就會(huì)損失15~20%的容量，而且無(wú)法逆轉(zhuǎn)。

但是新加坡南洋理工大學(xué) Yazami教授稱，他的發(fā)明可以讓老舊鋰電池很快恢復(fù)青春，而且每隔幾年就能在相同的電池上重復(fù)進(jìn)行恢復(fù)容量操作，既能延長(zhǎng)電池使用壽命，也有利于環(huán)保。這一發(fā)明已經(jīng)在智能手機(jī)上做了測(cè)試，不過(guò)對(duì)于電動(dòng)汽車行業(yè)的改變意義更加重大，因?yàn)橐话闳丝赡軙?huì)兩年換一部手機(jī)，但汽車會(huì)用上十年以上。據(jù)悉，蘋(píng)果、三星和松下等產(chǎn)業(yè)巨頭都對(duì)這項(xiàng)發(fā)明興趣濃厚。

●研究人員發(fā)明生產(chǎn)出有史以來(lái)最高性能的倒置鈣鈦礦太陽(yáng)能電池

在《科學(xué)》雜志的一項(xiàng)研究中，來(lái)自北京大學(xué)、薩里大學(xué)，牛津大學(xué)和劍橋大學(xué)的一組研究人員詳細(xì)介紹了一種減少有害的非輻射復(fù)合過(guò)程的新方法，在該過(guò)程中鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的能量和效率都會(huì)降低。

該團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種稱為溶液二次生長(zhǎng)(SSG)的技術(shù)，該技術(shù)將倒置鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的電壓提高了100毫伏，達(dá)到1.21伏的高電壓，同時(shí)不會(huì)影響太陽(yáng)能電池的質(zhì)量或通過(guò)器件的電流。他們?cè)谝慌_(tái)設(shè)備上測(cè)試了該技術(shù)，測(cè)得了創(chuàng)記錄的20.9%的PCE，這是迄今為止記錄的倒置鈣鈦礦太陽(yáng)能電池最高認(rèn)證的PCE。

●德國(guó)科學(xué)家研制超級(jí)電池組汽車?yán)m(xù)航能力有望提高一倍

歐洲最大的應(yīng)用科學(xué)研究機(jī)構(gòu)——德國(guó)Fraunhofer-Gesellschaft(弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì))日前宣布，其研制出一種超級(jí)電池組，在不增加體積的前提下可提高電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航能力。該研究團(tuán)隊(duì)稱，以特斯拉Model S為例，其目前電池續(xù)航為540公里，若可使用該超級(jí)電池組，續(xù)航能力有望則有望提高一倍至1000公里左右。這種新型電池組名為EMBATT，該研究項(xiàng)目的經(jīng)理Mareike Wolter稱，這種新型電池組最大的技術(shù)突破是改變了電池內(nèi)部電極的形態(tài)。

像特斯拉這樣的電動(dòng)汽車，其電池板內(nèi)部是由大量圓柱形18650鋰電池連接而成，這樣的設(shè)計(jì)會(huì)出現(xiàn)很大空間浪費(fèi)，而Fraunhofer-Gesellschaft的新型電池設(shè)計(jì)就是為了消除這種空間浪費(fèi)。所謂的18650型是一種電池的規(guī)格，是電子產(chǎn)品中比較常用的鋰電池，常在筆記本電腦的電池中作為電芯使用。該型號(hào)具體定義的法則指的是，電池直徑為18mm，長(zhǎng)度為65mm，圓柱體形的電池。特斯拉最新車型Model S具有100千瓦時(shí)的電池板，包含8000多節(jié)18650型鋰離子電池。

●美國(guó)研究出一種新的水基鋅電池稱可以替代鋰電池

美國(guó)馬里蘭大學(xué)、陸軍研究實(shí)驗(yàn)室和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院研究人員組成的研究小組，將傳統(tǒng)的鋅電池技術(shù)與水電池技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)出了容量更大、安全性更高的可充電電池。他們使用新型的含水電解質(zhì)，替代傳統(tǒng)鋰離子電池中使用的易燃有機(jī)電解質(zhì)，大大提高了電池的安全性;而通過(guò)添加金屬鋅以及在電解液中添加鹽，則有效提高了電池的能量密度。

研究人員指出，鋅電池是一種安全且生產(chǎn)成本相對(duì)較低的電池，但能量密度低，壽命也短，因而并不完美。新型水基鋅電池則克服了傳統(tǒng)鋅電池的這些缺點(diǎn)，不僅大大提高了電池的能量密度，電池壽命也延長(zhǎng)了許多。而與鋰電池相比，水基鋅電池不僅可在能量密度方面與其一較高下，而且安全得多，不會(huì)有爆炸或引發(fā)火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。

●以色列StoreDot公司研發(fā)閃充電池，充電只需幾分鐘

以色列StoreDot公司研發(fā)“閃充電池(flash batteries)”，一種可在數(shù)分鐘內(nèi)將電動(dòng)車充滿的鋰離子電池，將納米材料與新型有機(jī)化合物相結(jié)合，利用納米材料保護(hù)合成有機(jī)材料不膨脹和不分解，從而也消除了傳統(tǒng)充電電池存在的安全隱患，以這種獨(dú)特方法研發(fā)開(kāi)創(chuàng)性的充電電池材料。除了汽車用電池外，StoreDot為手機(jī)充電研發(fā)類似的電池技術(shù)，該公司希望2019年前對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行商業(yè)化。StoreDot稱其電池產(chǎn)品環(huán)保，而且在充滿電后，電動(dòng)車可行駛300英里(約483公里)。

2018年英國(guó)石油公司對(duì)以色列初創(chuàng)公司StoreDot投資了2,000萬(wàn)美元，希望在運(yùn)營(yíng)中減少溫室氣體的排放。除了此次投資的BP之外，德國(guó)汽車制造商戴姆勒還是該初創(chuàng)公司的投資者，2017年9月向StoreDot投資了6,000萬(wàn)美元。

●韓國(guó)開(kāi)發(fā)出常溫液體金屬-空氣電池

韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院(KIST)能源儲(chǔ)存研究團(tuán)隊(duì)在全球最早采用常溫液態(tài)的Ga/In共融化合物，成功開(kāi)發(fā)出金屬-空氣電池(air-cell)的全新陰極材料，有望替代現(xiàn)有的二次電池。此項(xiàng)研究成果實(shí)現(xiàn)了電極的高穩(wěn)定性和長(zhǎng)壽命，在確保高性能的同時(shí)，還通過(guò)空間設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了自由變形，與復(fù)雜的納米工藝技術(shù)相比，通過(guò)簡(jiǎn)單的混合工藝就可以制造復(fù)雜金屬的電極，只需較低成本就可以完成高伸縮性和可變性的電極工藝，為了實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)的后期推廣，目前正在進(jìn)行商用化技術(shù)的評(píng)價(jià)工作。此次研究開(kāi)發(fā)的電池技術(shù)有望成為第四次工業(yè)革命能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)的全新解決方案。

●研究人員打造新生物太陽(yáng)能電池技術(shù)陰雨天也可用

哥倫比亞大學(xué)的研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種新的廉價(jià)方式，借助細(xì)菌打造的太陽(yáng)能電池將陽(yáng)光轉(zhuǎn)變成能量。他們打造的這種太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電流比之前記錄的任何類似裝置都要強(qiáng)，而且無(wú)論在強(qiáng)光和弱光環(huán)境下都同樣有效。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人稱，這項(xiàng)研究的重點(diǎn)在于我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)不會(huì)殺死細(xì)菌的過(guò)程，因此它們能夠無(wú)限期的制造生物染料。這種生物太陽(yáng)能電池技術(shù)也擁有著其它的潛在應(yīng)用，比如說(shuō)在采礦業(yè)、深海探索和其它低光照環(huán)境中等。

據(jù)加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)近日發(fā)布的一份新聞公報(bào)，該校研究人員選擇讓天然色素保留在細(xì)菌內(nèi)，他們通過(guò)基因工程技術(shù)改造大腸桿菌，使其大量產(chǎn)生番茄紅素。番茄紅素是一種賦予番茄橙紅色的色素，能特別有效地吸收光線并轉(zhuǎn)化為能量。據(jù)加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)近日發(fā)布的一份新聞公報(bào)，該校研究人員選擇讓天然色素保留在細(xì)菌內(nèi)，他們通過(guò)基因工程技術(shù)改造大腸桿菌，使其大量產(chǎn)生番茄紅素。番茄紅素是一種賦予番茄橙紅色的色素，能特別有效地吸收光線并轉(zhuǎn)化為能量。

3.其他技術(shù)

●瑞士生物沼氣直接甲烷化技術(shù)進(jìn)入實(shí)用階段

據(jù)瑞士保羅謝爾研究所(PSI)介紹，該所開(kāi)發(fā)出一項(xiàng)獨(dú)有的生物沼氣直接甲烷化技術(shù)，將氫氣直接加入生物沼氣中進(jìn)行甲烷化反應(yīng)，使生物沼氣中的二氧化碳直接轉(zhuǎn)化為甲烷。經(jīng)過(guò)直接甲烷化處理的生物沼氣甲烷含量大大提高，質(zhì)量可滿足直接輸入天然氣管網(wǎng)的要求，不再需要經(jīng)過(guò)提純凈化處理環(huán)節(jié)。

為在實(shí)際應(yīng)用條件下驗(yàn)證該項(xiàng)技術(shù)，瑞士保羅謝爾研究所與瑞士一家能源企業(yè)合作開(kāi)展驗(yàn)證和示范研究。將該項(xiàng)技術(shù)集成在一個(gè)集裝箱大小的代號(hào)為Cosma的示范裝置內(nèi)，接入實(shí)際運(yùn)行的生物沼氣站進(jìn)行1000小時(shí)驗(yàn)證試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)甲烷化后的沼氣直接進(jìn)入天然氣管道，可滿足一個(gè)獨(dú)立家庭住宅的取暖和熱水供應(yīng)。試驗(yàn)取得成功，顯示了該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)具備進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用的條件。該項(xiàng)成果日前獲得瑞士能源技術(shù)獎(jiǎng)。

●英國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新方法用太陽(yáng)能殺死水污染物質(zhì)

最近，英國(guó)斯旺西大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出了一種新型的無(wú)毒物質(zhì)，可以利用太陽(yáng)能將排放到水中的有害污染物無(wú)害化。據(jù)了解，目前每年大約有30萬(wàn)噸污染物被排放到水體中，而科學(xué)家開(kāi)發(fā)的這種新型物質(zhì)，可以從水中去除燃料污染物，并且吸附率達(dá)到90%以上，比現(xiàn)有的吸附技術(shù)效果整整提高了10倍。這種混合物平時(shí)被保存在高壓密封的容器中，通過(guò)在微型氮化鉭顆粒表面生產(chǎn)的超級(jí)“納米氧化物”進(jìn)行合成。然后這種材料利用太陽(yáng)能提供的能力將污染物分解成更小、更無(wú)害的分子，而這一過(guò)程被稱為“光催化降解”。在去除有害的燃料之后，催化劑可以通過(guò)簡(jiǎn)單的方法從水中過(guò)濾出來(lái)，然后重復(fù)使用。雖然通過(guò)光降解的方式已經(jīng)研究了幾十年，但是知道最近一段時(shí)間，研究人員才開(kāi)發(fā)出能夠真正吸收污染物的材料。之前雖然像二氧化鈦也能利用太陽(yáng)能分解染料，但是效率非常有限，因?yàn)榕c普通的太陽(yáng)光譜相比，它們紫外線這種能量更高的光線吸收率更好。如果未來(lái)這種材料能夠被大范圍的使用，那么新型材料將會(huì)大幅提升水體中污染物過(guò)濾的速度。

四、1.綠色、低碳能源技術(shù)必然是未來(lái)發(fā)展主要方向

2018年，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(jì)劃“地平線2020”2018-2020年度支出方案中，“低碳和適應(yīng)氣候變化的未來(lái)”領(lǐng)域?qū)@33億歐元預(yù)算，按年度工作計(jì)劃，可再生能源、能效建筑、電動(dòng)運(yùn)輸和儲(chǔ)存方案4個(gè)清潔能源領(lǐng)域的項(xiàng)目將獲22億歐元撥款。俄能源部宣布支持設(shè)立遠(yuǎn)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(guó)將投入2800萬(wàn)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(xiàng)目，作為能源創(chuàng)新計(jì)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(yīng)對(duì)氣候變化形勢(shì)變得撲朔迷離，但全球能源領(lǐng)域轉(zhuǎn)型已是大勢(shì)所趨，綠色能源技術(shù)、低碳能源技術(shù)必然是未來(lái)發(fā)展主要方向。

2.小型模塊化反應(yīng)堆開(kāi)啟核能新時(shí)代

小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)因其較高的安全性能、操作靈活性、電網(wǎng)適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)，受到越來(lái)越多的關(guān)注。全球多個(gè)核電大國(guó)推進(jìn)SMR技術(shù)開(kāi)發(fā)部署。美國(guó) Nuscale Power公司提交首個(gè)SMR商業(yè)電廠設(shè)計(jì)認(rèn)證審查申請(qǐng)。加拿大監(jiān)管機(jī)構(gòu)收到4種小堆設(shè)計(jì)，并啟動(dòng)了首個(gè)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(kāi)展關(guān)于在陸上或近海建造SMR的可行性研究。俄羅斯原子能集團(tuán)所屬“光線”科學(xué)生產(chǎn)聯(lián)合公司研發(fā)出基于熱電子發(fā)射效應(yīng)原理的小型核電站，具有安全可靠、不需維護(hù)、可長(zhǎng)期運(yùn)行等特點(diǎn)，可作為獨(dú)立電源為偏遠(yuǎn)地區(qū)重要設(shè)施供電。英國(guó)政府承諾通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)探索SMR的潛力，評(píng)估開(kāi)發(fā)、商業(yè)化和資助SMR技術(shù)的市場(chǎng)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(jì)劃”，提出今后將開(kāi)發(fā)具有安全性、經(jīng)濟(jì)性和機(jī)動(dòng)性優(yōu)勢(shì)的堆型，小型模塊化堆將是日本未來(lái)開(kāi)發(fā)的重要選項(xiàng)。

3.能源區(qū)塊鏈領(lǐng)域前景廣闊

區(qū)塊鏈技術(shù)具有去中心化存儲(chǔ)、信息高度透明等優(yōu)勢(shì)，能實(shí)現(xiàn)能源的數(shù)字化、分布式精準(zhǔn)管理，將對(duì)未來(lái)能源市場(chǎng)產(chǎn)生巨大影響。美國(guó)能源部提出“基于區(qū)塊鏈技術(shù)的能源系統(tǒng)新概念”，探索區(qū)塊鏈技術(shù)在管理電網(wǎng)方面的應(yīng)用。英國(guó)石油公司和荷蘭殼牌領(lǐng)銜的財(cái)團(tuán)將開(kāi)發(fā)一個(gè)針對(duì)能源大宗商品交易的區(qū)塊鏈數(shù)字平臺(tái)，預(yù)計(jì)在2018年底投入運(yùn)營(yíng)。澳大利亞政府將提供257萬(wàn)澳元以支持一個(gè)應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的光伏和用水兩年試點(diǎn)項(xiàng)目。麥肯錫公司在一份報(bào)告中指出，區(qū)塊鏈?zhǔn)抢^蒸汽機(jī)、電力、信息和互聯(lián)網(wǎng)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(shù)，對(duì)于石油和天然氣這樣一個(gè)分布廣泛、復(fù)雜龐大的行業(yè)，區(qū)塊鏈技術(shù)的黃金期正在到來(lái)。

4.電池儲(chǔ)能將發(fā)揮重要作用

儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)作為能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的支撐產(chǎn)業(yè)和關(guān)鍵推手，在傳統(tǒng)發(fā)電、輸配電、電力需求側(cè)、輔助服務(wù)、新能源接入等不同領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。國(guó)際可再生能源署(IRENA)2017年發(fā)布的《電力存儲(chǔ)和可再生能源：成本和市場(chǎng)研究報(bào)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(chǔ)能容量將增加三倍。報(bào)告在基本預(yù)測(cè)情景中提出，到2030年，全球儲(chǔ)能裝機(jī)將在2017年基礎(chǔ)上增長(zhǎng)42%～68%，如果可再生能源增長(zhǎng)強(qiáng)勁，那么儲(chǔ)能裝機(jī)增長(zhǎng)幅度將達(dá)到155%～227%。電池儲(chǔ)能將在改變儲(chǔ)能裝機(jī)結(jié)構(gòu)中發(fā)揮重要作用。此外，電池生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展還直接決定了電動(dòng)汽車的發(fā)展前景，可以在尖峰負(fù)荷時(shí)段的電力能源系統(tǒng)中起到電源的作用。儲(chǔ)能技術(shù)的快速發(fā)展將給能源系統(tǒng)帶來(lái)顯著變化，同時(shí)，在化石燃料需求上會(huì)造成一定的影響，畢竟，儲(chǔ)能將越來(lái)越多地取代火電，在電力能源系統(tǒng)中發(fā)揮強(qiáng)大的電源調(diào)節(jié)能力。

5.未來(lái)5G與能源的深度融合

近年來(lái)，能源行業(yè)積極實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”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(shù)、控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和信息收集，激發(fā)新型作業(yè)方式和用能服務(wù)模式。隨著各類能源業(yè)務(wù)的快速增長(zhǎng)，電網(wǎng)設(shè)備、電力終端、用電客戶迫切需要通過(guò)最新的通信技術(shù)及系統(tǒng)支撐，滿足爆發(fā)式增長(zhǎng)的通信需求。5G技術(shù)將支持能源領(lǐng)域基礎(chǔ)設(shè)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(chǎn)、交付、使用和協(xié)調(diào)有限的能源資源的效率。可再生能源、電動(dòng)汽車、電網(wǎng)通信、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域?qū)⒊蔀?G在全球能源行業(yè)的重點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)景。歐盟特別注重5G與行業(yè)的充分融合，在《關(guān)于5G架構(gòu)的觀點(diǎn)》白皮書(shū)中提出5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)具備為汽車、能源、食品、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、教育等垂直行業(yè)提供定制化專網(wǎng)組網(wǎng)服務(wù)的能力，5G技術(shù)與商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的對(duì)接，有利于5G網(wǎng)絡(luò)能夠高效率、低成本地提供各類新興業(yè)態(tài)服務(wù)。

6.3D打印技術(shù)應(yīng)用于太陽(yáng)能電池的制造工藝

3D打印技術(shù)除了用在晶體硅太陽(yáng)電池以外，也可以應(yīng)用在薄膜電池上。如美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)的研究者們使用3D打印技術(shù)成功地制造出了銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽(yáng)電池，節(jié)約了90%的原材料。麻省理工學(xué)院(MIT)則通過(guò)一臺(tái)特制3D打印機(jī)將薄膜太陽(yáng)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(shù)不僅能打印出分辨力高、導(dǎo)電性好的柵線，而且能夠降低生產(chǎn)成本，可以和高方阻發(fā)射極完美結(jié)合并應(yīng)用于各類太陽(yáng)電池新技術(shù)。國(guó)內(nèi)外都在積極研究及應(yīng)用推廣該技術(shù)的發(fā)展，因此，3D打印技術(shù)應(yīng)用于太陽(yáng)能電池的制造工藝將是大勢(shì)所趨，這一技術(shù)也會(huì)帶來(lái)太陽(yáng)能電池質(zhì)量和效率的大幅提高。

五、1.突破核心技術(shù)，打造新一代電力系統(tǒng)

以可再生能源逐步替代化石能源，實(shí)現(xiàn)可再生能源等清潔能源在一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)中占更大份額，推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型，建設(shè)清潔低碳、安全高效的新一代能源系統(tǒng)，是我國(guó)能源革命的主要目標(biāo)。非化石能源在一次能源消費(fèi)中占比是我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的主要指標(biāo)。一次能源消費(fèi)中非化石能源主要來(lái)自一次電力(水電、風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等可再生能源電力以及核電等)。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(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的重要標(biāo)志。當(dāng)前，突破高比例可再生能源、高比例電力電子裝備接入電網(wǎng)，多能互補(bǔ)綜合能源以及信息物理深度融合智能化電網(wǎng)等技術(shù)，是建設(shè)新一代電力系統(tǒng)的關(guān)鍵。

2.不斷壯大清潔能源產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)綠色能源發(fā)展

應(yīng)對(duì)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(fēng)電、光伏等清潔能源替代迫在眉睫。國(guó)際能源署預(yù)測(cè)，在未來(lái)5年內(nèi)，中國(guó)將持續(xù)引領(lǐng)全球清潔能源發(fā)展。當(dāng)前，我國(guó)已成為全球最大的可再生能源生產(chǎn)國(guó)和應(yīng)用國(guó)，水電、風(fēng)電、光伏裝機(jī)規(guī)模多年保持全球領(lǐng)先，核電在建規(guī)模也居世界首位。綠色低碳是能源技術(shù)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(kāi)發(fā)利用、核能安全利用、能源互聯(lián)網(wǎng)和大規(guī)模儲(chǔ)能以及先進(jìn)能源裝備及關(guān)鍵材料等重點(diǎn)領(lǐng)域。

根據(jù)國(guó)家能源局研究制定的《2018年能源工作指導(dǎo)意見(jiàn)》，2018年將統(tǒng)籌優(yōu)化水電開(kāi)發(fā)利用，穩(wěn)妥推進(jìn)核電發(fā)展，穩(wěn)步發(fā)展風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電，積極發(fā)展生物質(zhì)能等新能源，有序推進(jìn)天然氣利用。同時(shí)，加快傳統(tǒng)能源清潔高效開(kāi)發(fā)利用。指導(dǎo)意見(jiàn)明確，2018年全國(guó)能源消費(fèi)總量控制在45.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤左右。2018年將著力解決清潔能源消納問(wèn)題，增強(qiáng)油氣儲(chǔ)備應(yīng)急能力;積極發(fā)展新興能源產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)能源生產(chǎn)消費(fèi)新模式、新業(yè)態(tài)發(fā)展壯大，實(shí)施能源系統(tǒng)人工智能、大數(shù)據(jù)應(yīng)用等創(chuàng)新行動(dòng)，推廣智能化生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)和用能設(shè)施。2018年我國(guó)將加快能源綠色發(fā)展，進(jìn)一步壯大清潔能源產(chǎn)業(yè)。

3.加大研究力量，建立有效激勵(lì)機(jī)制

近年來(lái)，我國(guó)能源科技創(chuàng)新能力和技術(shù)裝備自主化水平顯著提升，建設(shè)了一批具有國(guó)際先進(jìn)水平的重大能源技術(shù)示范工程。智能電網(wǎng)和多種儲(chǔ)能技術(shù)快速發(fā)展，陸上風(fēng)電、海上風(fēng)電、光伏發(fā)電、光熱發(fā)電、纖維素乙醇等關(guān)鍵技術(shù)均取得重要突破。一系列具備國(guó)際先進(jìn)水平的重大能源示范工程成果標(biāo)志著我國(guó)能源科技水平得到了跨越式發(fā)展。但與世界能源科技強(qiáng)國(guó)和引領(lǐng)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(shù)缺乏，高端能源裝備依賴進(jìn)口;產(chǎn)學(xué)研結(jié)合不夠緊密，創(chuàng)新活動(dòng)與產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié);以及創(chuàng)新體制機(jī)制不夠完善，人才培養(yǎng)、管理和激勵(lì)制度有待改進(jìn)等幾方面。因此推動(dòng)能源技術(shù)革命已經(jīng)迫在眉睫，必須大力推進(jìn)能源技術(shù)創(chuàng)新，縮小與國(guó)際先進(jìn)水平差距，強(qiáng)調(diào)自主研發(fā)與技術(shù)引進(jìn)相結(jié)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(shù)是決定全球能源未來(lái)的重要因素之一，能源技術(shù)的發(fā)展方向更是關(guān)系能源戰(zhàn)略全局的關(guān)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(shè)清潔低碳、安全高效現(xiàn)代能源體系的中長(zhǎng)期愿景和目標(biāo)，建立有雄心和穩(wěn)定的政策環(huán)境，把戰(zhàn)略接續(xù)油氣資源開(kāi)發(fā)、化石能源清潔高效利用、分布式能源和智能電網(wǎng)、先進(jìn)安全核能、規(guī)模化可再生能源作為戰(zhàn)略優(yōu)先方向，適時(shí)更新中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略和行動(dòng)計(jì)劃，并利用技術(shù)和產(chǎn)業(yè)路線圖指導(dǎo)技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。

5.大數(shù)據(jù)背景下推動(dòng)能源行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

在+智能時(shí)代，云、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能、自動(dòng)化、智能終端、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)組成錯(cuò)綜復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。技術(shù)不僅是提升效率的工具，還是能源行業(yè)成功的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略與未來(lái)收入增長(zhǎng)的基石。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，能源行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型已然大勢(shì)所趨。能源行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，就是發(fā)展數(shù)字能源，即利用數(shù)字技術(shù)，引導(dǎo)能量有序流動(dòng)，構(gòu)筑更高效、更清潔、更經(jīng)濟(jì)、更安全的現(xiàn)代能源體系。

據(jù)調(diào)查，72%的能源公司已經(jīng)更新了老舊的IT應(yīng)用，剩下的28%計(jì)劃在未來(lái)一年內(nèi)完成這一工作。由此可見(jiàn)，能源行業(yè)是技術(shù)投資最活躍的行業(yè)之一。以電力行業(yè)為例，許多國(guó)家和地區(qū)在不斷推進(jìn)電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，其程度不亞于一場(chǎng)技術(shù)革命。數(shù)字化的智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了更高效的電力輸送，在尼日利亞，智慧電網(wǎng)減少了30%的線路損耗，不僅帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益，更造福千家萬(wàn)戶，創(chuàng)造出巨大的社會(huì)效益。

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