5月28日，中國科學院學部科學與技術前沿論壇在京召開，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容接受了本報記者的采訪。
能源科技將重塑能源轉型
記者：您認為，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，我認為其發(fā)展方向可以概括為：能源消費革命是由粗放、低效轉向節(jié)約、高效。能源生產革命是由黑色、高碳轉向綠色、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，從供給側單向提供保障到供給側和需求側雙向協(xié)同提供保障，即“以科學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”理念轉向“保障供給和保護環(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，我國長遠能源安全觀應基于新能源科技和產業(yè)的振興，占領未來能源新科技的戰(zhàn)略制高點，確立具備國際視野和長遠戰(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，觀念在進步。國際上逐步認識到需要“大保護”，而非“大開發(fā)”，在保護中、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，應對氣候變化正在引領全球能源的低碳轉型，這是嚴肅的、責任重大的全球性努力！我認為，重塑能源，綠色化、低碳化、高效化，全球能源結構逐步走向以非化石能源為主，能源科技創(chuàng)新進入高度活躍期。
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。許多發(fā)展中國家也樹立了“把脫貧與可持續(xù)相結合”的發(fā)展戰(zhàn)略。為提高低碳能源的競爭力，需著力發(fā)展相應的新材料、新工藝、新概念、新技術，特別是與信息技術、數(shù)字技術的深度融合。
我認為，能源科技正在蓬勃發(fā)展，新概念、新技術和新用能方式將會重塑能源，而能源又是多學科交叉的應用領域，其創(chuàng)新發(fā)展跟材料科學、生物技術、信息技術的發(fā)展密切相關，所以要加強基礎性研究。雖然新能源科技的突破有著一定的難度和不確定性，但我們要認準戰(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。
記者：請描述下未來社會的形態(tài)與能源轉型。
杜祥琬：第一，未來將是更加個性化的以消費者為中心的社會，需要更多的分布式能源供給，智能化網(wǎng)絡化的管理使能效提升。二是基礎設施的投資將向分布式發(fā)電設施以及智能化傾斜，智能技術會與綠色、低碳能源相結合。還有，人類將擁有更高的資源循環(huán)利用能力。
儲能居能源技術前沿首位
記者：談及能源科技發(fā)展的前沿領域，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。我認為，儲能技術尤其高能量密度儲能技術可能是個顛覆性的技術領域，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)新的領域。在化學儲能上，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也在發(fā)展中。同時，物理儲能的各種技術也有所進展。
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注。在應用上，美國人說如果在四千萬個屋頂都裝上太陽能，其裝機容量可達400吉瓦。太陽能熱發(fā)電也有多種形式，關鍵在于提高光熱的轉化效率和降低熱損失。另外，太陽能直接熱利用技術在未來也有很大的發(fā)展空間。
風電技術方面，風機的形狀和排布的新形式、風機組成控制系統(tǒng)有不少的創(chuàng)新，高空風的利用與低速風的利用都是正在研究的對象，海上風電機組抗臺風和腐蝕技術也有新進展。間歇性的風能及太陽能峰值利用技術，如電解水制氫、海水淡化等也需要密切關注，它們對減少棄風、棄光會起到重要作用。另外，生物質能、地熱能等也有重要意義并已取得不錯的進展。
記者：核能呢？
杜祥琬：核能是科技含量較高的，目前先進安全的核能技術在全球實際應用的都是核裂變發(fā)電。在產業(yè)鏈的下端，核廢物的減量和嬗變技術及最終安全和環(huán)境友好的處置技術是全球重視的。瑞典核反應堆不多，但對核廢料的地下儲存做到精細化。還有更先進的堆型如第四代堆、小型模塊式堆等也值得研究。
在產業(yè)鏈的前端，就是燃料，要關注非常規(guī)鈾資源勘探開發(fā)技術，從海水、湖水中提取鈾的技術等。當然核能的未來是受控核聚變，國際上正在合作進行磁約束核聚變，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。我認為，核聚變新概念的研究應得到特別鼓勵。
