5月28日，中國科學(xué)院學(xué)部科學(xué)與技術(shù)前沿論壇在京召開，會議以“新一次科技革命浪潮”為主題，邀請多位院士專家進(jìn)行專題報告。會議期間，就“能源科技發(fā)展前沿及未來方向”，中國工程院院士、國家能源咨詢專家委員會副主任、國家氣候變化專家委員會主任杜祥琬作了報告并就其中部分內(nèi)容接受了本報記者的采訪。
能源科技將重塑能源轉(zhuǎn)型
記者：您認(rèn)為，中國能源變革的趨勢體現(xiàn)在哪些方面？
杜祥琬：首先體現(xiàn)在能源革命上，我認(rèn)為其發(fā)展方向可以概括為：能源消費(fèi)革命是由粗放、低效轉(zhuǎn)向節(jié)約、高效。能源生產(chǎn)革命是由黑色、高碳轉(zhuǎn)向綠色、低碳。而能源科技革命是它們的支撐，智能化、電氣化、低碳化、高效化是能源技術(shù)革命的方向。其次，能源安全有了新觀念。一是能源供給安全觀有了革新，從供給側(cè)單向提供保障到供給側(cè)和需求側(cè)雙向協(xié)同提供保障，即“以科學(xué)的供給滿足合理的需求”。二是能源環(huán)境安全觀由單純的“保障供給”理念轉(zhuǎn)向“保障供給和保護(hù)環(huán)境并重”的理念，把解決能源利用造成的生態(tài)環(huán)境問題提升到國家安全的戰(zhàn)略高度。三是從國際競爭來看，我國長遠(yuǎn)能源安全觀應(yīng)基于新能源科技和產(chǎn)業(yè)的振興，占領(lǐng)未來能源新科技的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，確立具備國際視野和長遠(yuǎn)戰(zhàn)略眼光的能源安全觀。
記者：全球能源變革的趨勢呢？
杜祥琬：全球環(huán)境的戰(zhàn)略地位在提升，觀念在進(jìn)步。國際上逐步認(rèn)識到需要“大保護(hù)”，而非“大開發(fā)”，在保護(hù)中、在環(huán)境容量下發(fā)展能源。
同時，氣候變化成為全球性的環(huán)境問題，應(yīng)對氣候變化正在引領(lǐng)全球能源的低碳轉(zhuǎn)型，這是嚴(yán)肅的、責(zé)任重大的全球性努力！我認(rèn)為，重塑能源，綠色化、低碳化、高效化，全球能源結(jié)構(gòu)逐步走向以非化石能源為主，能源科技創(chuàng)新進(jìn)入高度活躍期。
同時，世界各國在低碳、可持續(xù)發(fā)展上也作出了努力。歐盟、美國、日本都提出高比例發(fā)展非化石能源的戰(zhàn)略目標(biāo)。許多發(fā)展中國家也樹立了“把脫貧與可持續(xù)相結(jié)合”的發(fā)展戰(zhàn)略。為提高低碳能源的競爭力，需著力發(fā)展相應(yīng)的新材料、新工藝、新概念、新技術(shù)，特別是與信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)的深度融合。
我認(rèn)為，能源科技正在蓬勃發(fā)展，新概念、新技術(shù)和新用能方式將會重塑能源，而能源又是多學(xué)科交叉的應(yīng)用領(lǐng)域，其創(chuàng)新發(fā)展跟材料科學(xué)、生物技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，所以要加強(qiáng)基礎(chǔ)性研究。雖然新能源科技的突破有著一定的難度和不確定性，但我們要認(rèn)準(zhǔn)戰(zhàn)略方向，堅持并努力發(fā)展國際合作。中國能源的安全、可持續(xù)跟全球能源的安全、可持續(xù)本質(zhì)上一致，所以創(chuàng)造一個綠色、低碳、高效、安全的新型能源體系，將為國家和人類的永續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
記者：請描述下未來社會的形態(tài)與能源轉(zhuǎn)型。
杜祥琬：第一，未來將是更加個性化的以消費(fèi)者為中心的社會，需要更多的分布式能源供給，智能化網(wǎng)絡(luò)化的管理使能效提升。二是基礎(chǔ)設(shè)施的投資將向分布式發(fā)電設(shè)施以及智能化傾斜，智能技術(shù)會與綠色、低碳能源相結(jié)合。還有，人類將擁有更高的資源循環(huán)利用能力。
儲能居能源技術(shù)前沿首位
記者：談及能源科技發(fā)展的前沿領(lǐng)域，您會把什么放在優(yōu)先位置？
杜祥琬：我會把儲能放在最前面。我認(rèn)為，儲能技術(shù)尤其高能量密度儲能技術(shù)可能是個顛覆性的技術(shù)領(lǐng)域，它將與間歇性可再生能源配合，使其規(guī)模化高效發(fā)展，會使電動汽車趨向輕量和小型化，也會使智能電力系統(tǒng)更加節(jié)能提效等等。
儲能也是目前各國著力創(chuàng)新的領(lǐng)域。在化學(xué)儲能上，以色列研制的空氣鋰電池，比鋰—鎂電池的儲電量提高8倍，而西班牙的石墨烯電池的儲電量又比空氣鋰電池高出5倍。國際操控和設(shè)計納米材料的能力也推動了儲能的創(chuàng)新。液體電池、納米儲能、智能儲能、纖維狀超級電容器、無線的電磁充電技術(shù)也在發(fā)展中。同時，物理儲能的各種技術(shù)也有所進(jìn)展。
記者：那么可再生能源呢？
杜祥琬：可再生能源是未來低碳能源的主力。
水電是目前可再生能源的主力，不存在太多前沿技術(shù)難題，現(xiàn)在就是要做好能源效益與生態(tài)環(huán)境的雙贏。
特別說下太陽能。我們的煤炭、石油等于用的都是“昨天的太陽”，現(xiàn)在要學(xué)會用好“今天的太陽”。其實可再生能源都是廣義的太陽能。要說現(xiàn)在比較活躍的前沿科技，太陽能電池算一個。硅基的柔性薄膜太陽能電池，CIGS薄膜太陽能電池、全天候太陽能電池等都值得關(guān)注。在應(yīng)用上，美國人說如果在四千萬個屋頂都裝上太陽能，其裝機(jī)容量可達(dá)400吉瓦。太陽能熱發(fā)電也有多種形式，關(guān)鍵在于提高光熱的轉(zhuǎn)化效率和降低熱損失。另外，太陽能直接熱利用技術(shù)在未來也有很大的發(fā)展空間。
風(fēng)電技術(shù)方面，風(fēng)機(jī)的形狀和排布的新形式、風(fēng)機(jī)組成控制系統(tǒng)有不少的創(chuàng)新，高空風(fēng)的利用與低速風(fēng)的利用都是正在研究的對象，海上風(fēng)電機(jī)組抗臺風(fēng)和腐蝕技術(shù)也有新進(jìn)展。間歇性的風(fēng)能及太陽能峰值利用技術(shù)，如電解水制氫、海水淡化等也需要密切關(guān)注，它們對減少棄風(fēng)、棄光會起到重要作用。另外，生物質(zhì)能、地?zé)崮艿纫灿兄匾饬x并已取得不錯的進(jìn)展。
記者：核能呢？
杜祥琬：核能是科技含量較高的，目前先進(jìn)安全的核能技術(shù)在全球?qū)嶋H應(yīng)用的都是核裂變發(fā)電。在產(chǎn)業(yè)鏈的下端，核廢物的減量和嬗變技術(shù)及最終安全和環(huán)境友好的處置技術(shù)是全球重視的。瑞典核反應(yīng)堆不多，但對核廢料的地下儲存做到精細(xì)化。還有更先進(jìn)的堆型如第四代堆、小型模塊式堆等也值得研究。
在產(chǎn)業(yè)鏈的前端，就是燃料，要關(guān)注非常規(guī)鈾資源勘探開發(fā)技術(shù)，從海水、湖水中提取鈾的技術(shù)等。當(dāng)然核能的未來是受控核聚變，國際上正在合作進(jìn)行磁約束核聚變，不同概念的慣性約束聚變以及聚變—裂變混合堆等，中國也是ITER實驗堆計劃的參與者之一。我認(rèn)為，核聚變新概念的研究應(yīng)得到特別鼓勵。
