中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢院研究員郭劍鋒介紹，通過對發(fā)表論文的分析發(fā)現(xiàn)，新能源技術(shù)正處于加速發(fā)展期，2015-2019年間除核能外，太陽能、風能、氫能等7個技術(shù)領(lǐng)域發(fā)文量均超過近20年總量的40%，其中5個領(lǐng)域超過一半以上。進一步聚焦2015—2019年發(fā)文情況發(fā)現(xiàn)，全球?qū)π履茉吹年P(guān)注度持續(xù)升溫，五年期間在新能源領(lǐng)域共發(fā)表了388416篇論文，發(fā)文量年均復(fù)合增長率約為10%。

　　郭劍鋒介紹，統(tǒng)計被引頻次最高的前10篇論文可以揭示全球不同新能源技術(shù)領(lǐng)域關(guān)注和聚焦的研究方向：生物質(zhì)能研究主要關(guān)注木質(zhì)素熱解、催化劑、預(yù)處理、微藻生物燃料、生物精煉等方向；儲能研究主要聚焦鋰離子電池、鈉離子電池、鋰硫電池、正負極材料、快充技術(shù)等方向；地熱能研究熱點方向包括增強型地熱系統(tǒng)（EGS）、地熱系統(tǒng)數(shù)值模擬、地熱鉆井技術(shù)等；氫能研究主要關(guān)注非貴金屬催化劑、金屬有機框架材料、鈷基催化劑、雙功能催化劑等領(lǐng)域；核能研究主要的關(guān)注點包括核廢料處理技術(shù)、核電站安全技術(shù)、耐輻照材料、磁約束核聚變、慣性約束核聚變等；太陽能研究重點關(guān)注方向包括鈣鈦礦太陽能電池、疊層太陽能電池、太陽能光催化制氫、催化劑、半導體電極等；能源互聯(lián)網(wǎng)研究重點關(guān)注智慧能源系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、智慧家居能源管理系統(tǒng)、需求響應(yīng)等方向；風能研究的主要熱點方向包括高功率能量轉(zhuǎn)換器、風力渦輪機、風 電數(shù)值模擬、風電高比例穩(wěn)定并網(wǎng)等。

　　在這些領(lǐng)域中，無論是論文統(tǒng)計還是科學家訪談都發(fā)現(xiàn)，氫能和太陽能是大家重點關(guān)注的兩個新能源。

　　報告中介紹：在未來能源體系中，氫能是重要的降碳二次能源，制氫、儲氫以及氫能的輸送和利用研究熱度都在快速增長。其中，最先受到關(guān)注的氫燃料電池或氫發(fā)動機可以變革傳統(tǒng)交通工具，解決交通燃油消費帶來的城市大氣污染和脫碳問題。在可再生能源發(fā)電規(guī)?？焖僭黾拥倪^程中，電網(wǎng)消納能力是瓶頸之一，通過電解水制氫靈活消納棄風、棄光，為解決光伏和風電規(guī)模受消費側(cè)需求和電網(wǎng)消納能力限制問題提供了新路徑。同時，可再生能源制氫也將成為未來可持續(xù)的綠氫來源。

　　氫能是助推能源體系深度脫碳重要切入點。2018年至今，包括日本、韓國、澳大利亞、英國、法國在內(nèi)的諸多國家發(fā)布了氫能領(lǐng)域最新規(guī)劃。日本明確提出，到2025年將全面普及氫能交通，擴大氫能在發(fā)電、工業(yè)和家庭中的應(yīng)用，到2030年，氫能使用成本將不高于傳統(tǒng)能源。歐盟2020年7月發(fā)布的《歐盟氫能戰(zhàn)略》提出了歐洲構(gòu)建“氫能生態(tài)系統(tǒng)2050年戰(zhàn)略路線圖”，2030年前的目標是迅速減少氫氣生產(chǎn)過程中的碳排放，開發(fā)其他形式的低碳氫，以支持向可再生能源制氫過渡。中國在氫能關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)方面表現(xiàn)較活躍。中國最早的氫能發(fā)展部署是將氫燃料電池汽車列為新能源汽車發(fā)展方向之一。但由于制氫技術(shù)和氫燃料電池的高成本以及加氫站的布局等問題制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展，與純電動汽車和混合動力汽車相比，氫燃料電池汽車還處于示范運營階段。與此相呼應(yīng)，中國在制氫、儲氫、加氫等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的研究活躍度也排在新能源領(lǐng)域前列。

　　零碳太陽能燃料技術(shù)研發(fā)是科研界高度關(guān)注的焦點。報告顯示，太陽能燃料研究的發(fā)文量和關(guān)注度都位居前列，表明人類持續(xù)追求利用可持續(xù)的自然資源（水、二氧化碳）和能源（太陽能），以求通過更為生態(tài)、高效的轉(zhuǎn)化機制獲得綠色燃料?？茖W家們在光解水制氫、太陽能燃料等領(lǐng)域作出了很多努力，但距離應(yīng)用還有一段距離。例如光催化制氫仍處于實驗室研發(fā)階段，如何降低太陽能燃料制備成本，仍然是其產(chǎn)業(yè)化的瓶頸。

　　產(chǎn)業(yè)化遭遇瓶頸，誰是新能源應(yīng)用的“攔路虎”？

　　全球新能源領(lǐng)域研究成果技術(shù)轉(zhuǎn)化率整體較低，產(chǎn)學研結(jié)合有待加強；儲能技術(shù)和能源互聯(lián)網(wǎng)受到全球關(guān)注

　　中國科學院武漢文獻情報中心戰(zhàn)略情報中心副主任、研究館員陳偉總結(jié)，全球新能源領(lǐng)域研究成果技術(shù)轉(zhuǎn)化率整體較低，產(chǎn)學研結(jié)合有待加強。相對而言，儲能、生物質(zhì)能和太陽能的研究成果轉(zhuǎn)化率相對較高，鋰離子電池和有機太陽能電池是國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化共同關(guān)注的技術(shù)熱點。

　　結(jié)果顯示，儲能、太陽能和氫能技術(shù)研究的國內(nèi)外市場關(guān)注度最高，而產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化度相對較高的技術(shù)為儲能、生物質(zhì)能和太陽能技術(shù)。而全球及中國產(chǎn)研共同關(guān)注的新能源技術(shù)熱點集中在電池儲能和太陽能光伏領(lǐng)域，尤其是鋰離子電池和有機太陽能電池。

　　在新能源技術(shù)中，關(guān)注度最高的是儲能技術(shù)和能源互聯(lián)網(wǎng)。

　　儲能技術(shù)是現(xiàn)代能源體系建設(shè)重要組成，特別是電池儲能方面的論文發(fā)文量、增長率以及頭部高質(zhì)量研究的綜合表現(xiàn)在評估中得分位居第一。陳偉介紹，可再生能源發(fā)電、智能電網(wǎng)和分布式多能互補系統(tǒng)、電動汽車均為各國電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型的重點方向，而儲能技術(shù)是實現(xiàn)上述領(lǐng)域變革必不可少的技術(shù)支撐，是未來能源系統(tǒng)具備柔性、包容性和平衡功能的軟鏈接關(guān)鍵節(jié)點。

　　隨著儲能技術(shù)在能源生產(chǎn)、消費以及低碳智慧轉(zhuǎn)型中的廣泛應(yīng)用，提高儲能電池的安全性、能量密度、容量規(guī)模、續(xù)航能力、服役壽命以及降低電池成本的需求越來越迫切。論文和專利分析表明，電極材料、電解質(zhì)等電池材料是提高電池性能的研究熱點。領(lǐng)域相關(guān)專家認為，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池已相繼成為動力電池材料創(chuàng)新的主要技術(shù)方向。電池性能突破路線主要包括儲能電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、電池包空間利用優(yōu)化、電池能量密度及安全性提升、電池成本大幅降低等。

　　能源互聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代能源系統(tǒng)的新型基礎(chǔ)設(shè)施。隨著能源需求不斷增加和電氣化趨勢的顯現(xiàn)，未來全球?qū)⒓涌煨纬梢允?、天然氣、煤炭、可再生能源為主的多元化能源結(jié)構(gòu)，并在21世紀中葉完成向以非化石能源為主的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。因此，雖然分能源品種的能源技術(shù)創(chuàng)新依然重要，但多種能源融合的集成組合、融合匹配、智慧運維、供需雙向互動、多網(wǎng)互動等系統(tǒng)技術(shù)的突破也顯得尤為重要和迫切。同時，現(xiàn)代能源系統(tǒng)必然需要大數(shù)據(jù)挖掘、信息流管理、檢測和網(wǎng)絡(luò)泛在、決策優(yōu)化等跨界科學技術(shù)交叉融合的支撐。

　　在全球?qū)崿F(xiàn)碳中和情景下，能源系統(tǒng)將具有多元、智慧、安全、柔韌的基本屬性，這意味著能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智慧能源系統(tǒng)技術(shù)等研究的重要性凸顯，應(yīng)用基礎(chǔ)研究、應(yīng)用性技術(shù)研發(fā)將持續(xù)受到關(guān)注。

　　報告分析認為，目前能源互聯(lián)網(wǎng)研究仍需關(guān)注如下問題：一是關(guān)注能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和核心裝備技術(shù)研究，在能源生產(chǎn)消費的智能化、能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃、多能流能源交換與路由技術(shù)、能源智能傳輸技術(shù)、智能網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同控制技術(shù)等方面取得突破；二是關(guān)注能源系統(tǒng)大數(shù)據(jù)采集、挖掘和利用技術(shù)研究，在能源互聯(lián)網(wǎng)通信、能量信息化與信息物理融合、能源大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)、能源互聯(lián)網(wǎng)管理技術(shù)等方面取得突破；三是關(guān)注能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)落地轉(zhuǎn)化，在多學科交叉、信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和能源基礎(chǔ)設(shè)施鏈接的研究設(shè)計、示范應(yīng)用、落地實施等方面取得突破。

　　新能源研發(fā)競賽，中國表現(xiàn)如何？

　　中國在新能源研究領(lǐng)域貢獻總量較大，頭部高質(zhì)量研究貢獻量也較高；但與發(fā)達國家相比，研究整體效率仍需提升

　　中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢院可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究所副所長、研究員譚顯春介紹，報告對新能源研究頭部國家對領(lǐng)域發(fā)展的主要貢獻進行了對比，發(fā)現(xiàn)各國在研究效率上存在差異。中國在新能源8個技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)文量均位居世界前兩位，表明其在新能源研究各主要方向具有較強的活躍度。綜合分析8個技術(shù)領(lǐng)域的研究影響力（篇均被引頻次和優(yōu)質(zhì)研究論文數(shù)量），中國在所有技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)論文數(shù)量均排名前六，但大部分領(lǐng)域論文篇均被引頻次排名相對靠后，表明中國在新能源技術(shù)領(lǐng)域的研究效率仍需進一步提升。

　　例如，在國別對比中，中國能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)表論文數(shù)量最多，且優(yōu)質(zhì)論文數(shù)量也處于領(lǐng)先，表明中國科研界對能源互聯(lián)網(wǎng)的理論前沿研究高度關(guān)注，在能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域研究具有一定競爭力。然而，從論文篇均被引頻次國家排名來看，中國僅位居全球第五名，表明中國論文的影響力與英國、美國比還有一定差距，仍需加強關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，提高能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域研究水平。

　　但中國在不少領(lǐng)域表現(xiàn)也很亮眼。譚顯春說，例如，中國儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速成為全球后起之秀。報告中特別提到，中國能源研究會儲能專委會等聯(lián)合發(fā)布的《儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2020》顯示，2019年全球電池儲能累計裝機規(guī)模為9520.5MW，其中鋰離子電池儲能累計裝機規(guī)模占比88.6%。中國的儲能產(chǎn)業(yè)雖然起步較晚，但近幾年發(fā)展速度令人矚目，已投運電池儲能累計裝機規(guī)模達到1709.6MW，其中鋰離子電池儲能累計裝機規(guī)模占比60%，在2015—2019年間鋰電池儲能累計裝機年均增長超過100%。