饒宏，李立浧，郭曉斌，許愛東，白浩

（1. 南方電網(wǎng)科學研究院，廣州 510663；2. 中國南方電網(wǎng)有限責任公司，廣州 510663）

一、前言

面對能源供需格局新變化、國際能源發(fā)展新趨勢，2014年6月13日，習近平總書記主持召開中央財經(jīng)領導小組第六次會議，明確提出中國能源安全發(fā)展的“四個革命、一個合作”戰(zhàn)略思想。能源技術革命的首次提出，標志著能源技術創(chuàng)新已經(jīng)擺在能源發(fā)展全局的核心位置。能源技術革命是助推能源消費、供給、體制革命和加強國際合作的基礎，是實現(xiàn)“十三五”時期建設綠色、低碳、安全、高效可持續(xù)的現(xiàn)代能源體系目標的支撐，是建設創(chuàng)新型國家的重要內容[1]。

新一輪能源技術革命已經(jīng)出現(xiàn)，我國需把握住這一歷史性機遇，準確分析我國的能源形勢和能源稟賦，展望2020年、2030年和2050年能源消費結構，分析核能、風能、太陽能、儲能、油氣、煤炭、水能、生物質能、智能電網(wǎng)的技術趨勢，提出支撐結構轉型的能源技術革命方向，積極搶占能源革命的制高點，成為新一輪競賽規(guī)則的制定者和主導者，在未來能源體系和經(jīng)濟政治格局中占據(jù)主動地位。

二、能源形勢

我國已成為世界上最大的能源生產(chǎn)國和消費國，形成了煤炭、電力、石油、天然氣、新能源、可再生能源全面發(fā)展的能源供給體系，技術裝備水平明顯提高，生產(chǎn)生活用能條件顯著改善，能源事業(yè)發(fā)展取得舉世矚目的成就。在供求關系緩和的同時，結構性、體制機制性等深層次矛盾進一步凸顯，成為制約能源可持續(xù)發(fā)展的重要因素，我國能源發(fā)展也面臨諸多矛盾交織、風險隱患增多的嚴峻挑戰(zhàn)。

（一）能源資源地域分布不均勻

中國煤炭資源主要分布于華北、西北地區(qū)，地質開采條件較差，極少可供露天開采。石油、天然氣資源多分布于東、中、西部地區(qū)和海域，地質條件復雜，埋藏深，勘探開發(fā)技術要求較高。未開發(fā)的水利資源多集中在西南的高山深谷，開發(fā)難度大、成本高。而我國主要能源消費地區(qū)集中在東南沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，大規(guī)模、長距離的北煤南運、北油南運、西氣東輸、西電東送，是中國能源流向的顯著特征和能源運輸?shù)幕靖窬帧?/p>

（二）一次能源消費結構問題依舊突出

2016年我國一次能源消費結構中，煤炭占比為61.93%，石油占比為18.83%，天然氣占比為6.28%，非化石能源占比為12.96%。說明我國現(xiàn)階段能源利用過于單一，過于依賴煤炭、石油等化石能源，這與我國的能源資源現(xiàn)狀相關，反映出我國能源結構的均衡性差，不能抵抗未來煤炭、石油緊缺而帶來的經(jīng)濟風險和能源問題。因此，需要將非化石能源作為滿足未來新增能源需求的重點，大力發(fā)展核電、水電、風電和太陽能發(fā)電。

（三）能源供給安全可持續(xù)發(fā)展亟待保障

石油對外依存度是衡量一個國家和地區(qū)石油供應安全的重要指標，受國內產(chǎn)量下降和進口量增加雙重影響，2016年中國原油對外依存度升至65.4%。高依存度容易使得我國受到供應中斷和國際油價波動等外部因素的影響。亞太地區(qū)與中亞地區(qū)及海上要道相連，能源地緣政治博弈主要為運輸通道的控制、海外資源來源爭奪以及海上油氣資源爭奪，如菲律賓炮制“南海仲裁案”、日本覬覦釣魚島涉及油氣資源的博弈。我國石油進口的80%以上需要通過印度洋和馬六甲海峽，馬六甲海峽容易受到他國干涉，威脅正常的能源運輸通道。因此我國需積極建設中緬天然氣石油管道、泰國克拉地峽，開辟新的資源通道。通過“一帶一路”加強和俄羅斯、中亞的資源交易，拓展能源進口來源。

（四）能源發(fā)展導致的生態(tài)環(huán)境問題日趨嚴重

以煤為主的能源消費結構所帶來的嚴重環(huán)境污染、煤炭燃燒的低效率和煤炭使用防污染設施的缺乏，導致我國霧霾頻繁發(fā)生。煤炭消費的巨大體量和煤的高碳性，使煤炭相關二氧化碳排放量成為我國二氧化碳排放的最主要來源，同時導致我國成為世界第一碳排放國。我國部分地區(qū)能源生產(chǎn)消費的環(huán)境承載能力接近上限，大氣污染形勢嚴峻。以氣代煤和以電代煤等清潔替代成本高，潔凈型煤推廣困難，大量煤炭在小鍋爐、小窯爐及家庭生活等領域散燒使用，污染物排放嚴重。高品質清潔油品利用率較低，交通用油等亟需改造升級。在核電大發(fā)展背景下，我國核電站卸出的乏燃料數(shù)量在不斷增長，乏燃料后處理能力嚴重不足，乏燃料儲存與廢物處置壓力日益增加。

（五）能源綜合利用效率偏低

世界銀行統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，2016年我國單位GDP能耗為3.7 tce /萬美元，是世界能耗強度平均水平的1.4倍，是發(fā)達國家平均水平的2.1倍，與國外發(fā)達國家相比，我國能源綜合利用效率依然偏低。能源綜合利用效率是指能源在開采、加工、轉換、儲運和利用過程中得到的有效能與實際輸出能之比，包括能源生產(chǎn)和中間環(huán)節(jié)效率及終端能源使用效率。在能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)，煤電轉換效率仍有提升空間；在能源傳輸環(huán)節(jié)，電力、天然氣峰谷差逐漸增大，系統(tǒng)調峰能力嚴重不足，長距離大規(guī)模外送需配套大量煤電用以調峰，輸送清潔能源比例偏低，部分地區(qū)棄風、棄水、棄光問題嚴重，系統(tǒng)利用效率不高；在終端能源使用環(huán)節(jié)，電力、熱力、燃氣等不同供能系統(tǒng)集成互補、梯級利用程度不高，需求側響應機制尚未充分建立，供應能力大都按照滿足最大負荷需要設計，造成系統(tǒng)設備利用率持續(xù)下降。

（六）各能源領域尚未有明確的長周期技術路線和技術體系

核能、風能、太陽能、儲能、油氣資源、煤炭、水能、生物質能、智能電網(wǎng)領域的技術取得了快速發(fā)展，但部分關鍵核心技術裝備仍受制于人，重大能源工程依賴進口設備的現(xiàn)象仍較為普遍，技術空心化和對外依存度偏高的現(xiàn)象尚未完全解決。創(chuàng)新模式有待升級，引進消化吸收的技術成果較多，但與國情相適應的原創(chuàng)性成果不足。各能源領域沒有明確確定未來的技術體系，無法精準識別重點的技術領域和相應的關鍵技術，容易造成技術力量分散，無法集中人力、物力、財力攻克重點技術難題，核心技術升級緩慢。相關研究機構制定了研究路線，但未形成長周期的技術路線，容易造成各能源領域的技術冗余研究，無法通過統(tǒng)籌兼顧，協(xié)調發(fā)展，形成技術領域的交互推進，同時沒有清晰的階段發(fā)展目標和技術的演變關系，無法形成技術節(jié)點的銜接和穩(wěn)步升級。通過制定明確的技術路線和技術體系，將有助于引導廣大企業(yè)和科研機構在充分進行市場調研、審慎考慮自身條件的基礎上，確定本單位的發(fā)展方向和重點。

三、能源消費結構展望

“十九大”報告指出要構建清潔低碳、安全高效的能源體系，未來將形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅動的能源結構。面對能源結構的重大轉型，能源技術革命要為新型能源體系結構提供重要支撐。從目前可以預見的趨勢出發(fā)，基于現(xiàn)有政策情景，分析了2020年、2030年以及2050年中國的能源消費結構，為制定能源技術路線、構建能源技術體系提供參考。

（一）中國能源現(xiàn)狀

由圖1和圖2可知，我國能源消費結構呈現(xiàn)出向清潔能源轉型的大趨勢。2016年全年能源消費總量為4.36×109tce，比上年增長1.4%，為世界能源最大消費國，其中化石能源占比87.11%。煤炭消費量為2.7×109tce，同比下降4.7%，占能源消費總量的61.93%，比上年下降2%。石油消費量為8.21×108tce，原油消費量增長5.5%，占比為18.83%。天然氣消費量為2.74×108tce，增長8.0%，占比為6.28%。全社會用電量為5.9198×1012kW·h，電力消費量增長5.0%。水電、風電、核電等非化石能源消費量占能源消費總量的12.96%，提高了1.3%。

圖1 2005—2016年我國能源消費結構趨勢圖

（二）2020年中國能源展望

2016—2020年，為能源結構優(yōu)化期，我國需把發(fā)展清潔低碳能源作為調整能源結構的主攻方向，堅持發(fā)展非化石能源與清潔高效利用化石能源并舉，堅持發(fā)展非煤能源發(fā)電與煤電清潔高效有序利用并舉，降低煤炭的消費比重，顯著提高非化石能源和天然氣消費比重，加快推進主體能源由油氣替代煤炭、非化石能源替代化石能源的雙重更替[2～5]。

2020年， 能 源 消 費 總 量 控 制 在 4.7×109～4.9×109tce。煤炭、油氣、非化石能源消費比例達到6∶2.5∶1.5。煤炭消費總量控制在4.1×109t以內，煤炭消費比重降低到58%，基本達到峰值水平（如圖3所示）。石油消費總量為5.9×108t，消費比重達到17%。天然氣消費比重逐漸上升，最終達到10%，即4.1×1011m3。非化石能源消費比重提高到15%以上，其中核能利用量達到1.7×108tce、水能利用量達到3.7×108tce、風能利用量達到1.5×108tce、太陽能利用量達到1.4×108tce、生物質能利用量達到6×107tce [6]。

（三）2030年中國能源展望

圖2 2016年我國一次能源消費結構

圖3 2020年我國一次能源消費結構展望

2021—2030年，為能源變革期，實現(xiàn)能源消費顯著優(yōu)化和能源綠色低碳發(fā)展，力爭2030年煤炭、油氣、非化石能源消費比例達到5∶3∶2，非化石能源占比將提升至22%，打破對化石能源絕對依賴的局面。風能、水能、太陽能、核能等占一次能源消費的比重將上升[7～10]。從化石能源結構上看，從煤炭一家獨大向著煤、氣、油結構逐漸合理的方向演進，能源消費結構更趨低碳化和清潔化。

2020—2030年期間能源需求總量增長放緩，2030年總量達到5.3×109tce。一次能源消費結構持續(xù)優(yōu)化，傳統(tǒng)石化能源消費占比將下降至78%（如圖4所示）。煤炭消費峰值已經(jīng)過去，消費量回落至3.6×109tce左右，占比降至49%；2020—2030年中國石油供需基本以1%～2%的速度增長，到 2030年石油消費量在6.5×108t左右，占比降至17%。2020—2030年中國天然氣供需增長率降到5%左右，2030年中國天然氣需求量為4.1×1011m3，占能源需求總量比重將達到12% [11,12]；石油占比下降，天然氣占比上升，油氣比趨于合理，在2030年達到1∶0.7左右。非化石能源占比上升到22%左右，其中核能占5%，水能占10%，可再生能源占7%。

（四）2050年中國能源展望

2030—2050年，是能源革命的定型期，將形成新型能源體系。經(jīng)過能源供給側改革，能源消費在2035年前后達到峰值，達到5.5×109tce左右，然后2030—2040年年均降低0.04%，2040—2050年年均降低0.5%，最終在2050年一次能源消費量下降到5×109tce [7,8]。通過走高比例可再生能源利用路線，實現(xiàn)《能源生產(chǎn)和消費戰(zhàn)略》中對2050年的展望，非化石能源消費占比為50%以上。

圖4 2030年我國一次能源消費結構展望

中國經(jīng)濟增長放緩、結構優(yōu)化以及對環(huán)境污染和氣候變化的高度重視，促使煤炭消費提前進入下降趨勢。在嚴格控煤政策下，中國煤炭消費逐步下降到2050年的1.86×109tce，年均降低1%。受經(jīng)濟增速下降和環(huán)保政策的影響，煤電增長將受到制約，同時考慮到煤電效率的提升，預計發(fā)電用煤在2030年之后持續(xù)下降，屆時新增電力需求將主要依賴于可再生能源和核電。2035年之后，隨著燃油經(jīng)濟性不斷提高、燃料替代和電動汽車普及加快，成品油消費量開始出現(xiàn)較快下降，最終2050年石油消費下降到5×108t左右。天然氣需求持續(xù)增長，2016—2050年年均増長3.8%左右，2050年將達到7×1011m3，接近美國目前消費水平。同時天然氣凈進口量到2050年將高達2.85×1011m3左右，對外依存度達到40% [13]。

中國化石能源消費將在2030年達到峰值，2030—2050年年均下降2.3%，2050年占比達到49%。煤炭消費比重持續(xù)下降[14,15]，在2050年達到26%（如圖5所示）；電力替代技術快速發(fā)展，導致石油消費比重快速下降，直到2050年占比降到9%；天然氣消費比重則上升到14%左右。非化石能源消費增速遠快于化石能源增速，2050年達到1.54×109tce，年均增長1.3%，消費比重達到50%以上，其中太陽能、風能等其他可再生能源比重上升最快，由2030年的7%上升至2050年的26%。

四、技術發(fā)展趨勢

核能、風能、太陽能、儲能、油氣資源、煤炭、水能、生物質能、智能電網(wǎng)與能源網(wǎng)的融合等不同能源技術方向的發(fā)展趨勢和技術路線不盡相同，但存在重疊內容和共性部分?？偨Y歸納起來，不同類型能源的技術發(fā)展趨勢將呈現(xiàn)共基/交叉、滲透/融合、先進/高端、智能/高效等特征。技術突破和創(chuàng)新將更加注重基礎研究、技術研發(fā)、工程示范等工作的統(tǒng)籌協(xié)調和銜接，以及研發(fā)、設計、制造、試驗和運行等環(huán)節(jié)的相互促進和閉環(huán)的實質性協(xié)同合作。

圖5 2050年我國一次能源消費結構展望

（一）不同類型能源具有共同的內生動力

各類能源技術的進步和突破越發(fā)依賴于基礎材料、先進制造和信息通信等基礎學科和原創(chuàng)性技術的發(fā)展。不同能源類型具有不同的技術發(fā)展方向，但在理論、器件和材料等層面擁有共同的基礎和內生動力，同一基礎性重大突破將可能同時給多個能源技術方向帶來跨越性發(fā)展。未來能源技術發(fā)展趨勢將更加強調能源相關技術與非能源相關技術的交叉聯(lián)系和創(chuàng)新，尤其是能源、材料、環(huán)境、信息和數(shù)據(jù)等交叉方向的基礎理論研究。比如，耐高溫材料研發(fā)是提高核能、油氣和煤炭等各類能源技術方向的發(fā)電裝備制造水平的關鍵，可提高能源利用效率和機組發(fā)電效率；納米技術是太陽能和油氣資源等能源技術方向的共同支撐技術；先進傳感技術在油氣資源探測、風電場智能監(jiān)控、水情測報、智能電網(wǎng)與能源網(wǎng)融合等方面發(fā)揮重要作用；先進電力電子變換技術是風能、太陽能、儲能、智能電網(wǎng)與能源網(wǎng)的融合等能源技術方向的共同核心技術，具有廣泛的能源領域應用場景，而高壓大容量功率半導體器件和寬禁帶半導體器件是電力電子技術發(fā)展的基礎。

（二）不同類型能源相互滲透和不斷融合

在能源生產(chǎn)側、傳輸側和消費側等不同環(huán)節(jié)以及在物理、信息等不同層面，各類能源互相滲透和不斷融合，信息流與能量流的耦合越發(fā)緊密。在各類能源技術取得共同和全面進步的基礎上，建設安全、低碳、清潔、高效的新一代綜合能源系統(tǒng)是未來的技術發(fā)展趨勢，這不是簡單的某個環(huán)節(jié)的技術進步，而是貫穿各類能源生產(chǎn)、供給與消費的全過程，打破目前各類能源計劃單列、條塊分割、各自壟斷的固有藩籬，為各種一次、二次能源的生產(chǎn)、傳輸、使用、存儲和轉換提供先進裝備和可靠網(wǎng)絡。能源體制革命與互聯(lián)網(wǎng)滲透發(fā)展的新形勢，為能源領域的技術融合創(chuàng)新提供了新機遇。比如，光熱電站與其他能源形式的整合與集成，諸如光熱-天然氣聯(lián)合發(fā)電、光熱-生物質聯(lián)合發(fā)電、光熱-風電聯(lián)合發(fā)電、光熱-燃煤電站梯級利用等都將具有發(fā)展前景；天然氣系統(tǒng)在負荷側通過熱電聯(lián)產(chǎn)或冷熱電三聯(lián)供等耦合設備與電力系統(tǒng)實現(xiàn)交互，在源端或者網(wǎng)側通過電轉氣技術實現(xiàn)多類型能源聯(lián)合優(yōu)化運行；熱力系統(tǒng)在受端通過電-熱耦合和存儲技術及設備，完成與電力系統(tǒng)結合；耦合設備的增加為互聯(lián)系統(tǒng)的供應帶來更多的靈活性和可靠性，有利于就地消納分布式可再生能源，并通過實現(xiàn)能量的長時間、大范圍時空平移達到有效消納大規(guī)模集中式可再生能源發(fā)電；信息通信技術實現(xiàn)新一代綜合能源系統(tǒng)各能源系統(tǒng)、各環(huán)節(jié)之間的高效信息通信與交互共享，為綜合能源系統(tǒng)從產(chǎn)能到用能的全過程實時信息采集、多能流生產(chǎn)協(xié)同控制、多能調度和交易服務等提供技術支撐。

（三）能源相關技術水平更為高端和先進

能源生產(chǎn)、傳輸、使用、存儲和轉換等環(huán)節(jié)相關的器件/部件、裝備/系統(tǒng)、工藝/集成等技術水平向更加高端、先進方向發(fā)展，具體體現(xiàn)在參數(shù)高、容量大、體積/密度大、安全系數(shù)高、集成度高等方面，主要目的是提高能源利用效率、降低能源利用綜合成本。比如，鈾資源利用率可到60%以上的快堆技術是核能下一步的發(fā)展方向；風能開發(fā)向高空和海上發(fā)展，需重點突破10 MW 及以上高可靠性海上風機的關鍵部件技術，包括100 m級超大型、輕量化風電機組葉片和風電機組變流器；太陽能利用需實現(xiàn)單結晶體硅太陽電池效率達到25%以上，且需掌握35年長壽命低衰減晶體硅電池組件成套重大工藝及核心裝備技術；在儲能方面，需突破10 MW/100 MWh 和100 MW/800 MWh 的超臨界壓縮空氣儲能系統(tǒng)中寬負荷壓縮機和多級高負荷透平膨脹機、緊湊式蓄熱（冷）換熱器等核心部件的流動、結構與強度設計技術，鋰硫電池能量密度達到300 Wh/kg，鉛炭儲能電池循環(huán)壽命＞5 000次；油氣資源開發(fā)朝深海和深井方向發(fā)展，寬方位多分量高分辨率地震勘探技術需滿足東部4 500 m/分辨率＜3 m、西部7 000 m/分辨率＜7 m，識別斷層斷距＜ 5 m等需求；700 ℃超超臨界燃煤發(fā)電技術是煤炭清潔高效利用的核心技術，需研制700 ℃機組關鍵材料和關鍵部件，同時需掌握600 MW 等級700 ℃先進超超臨界發(fā)電系統(tǒng)的方案設計技術；水能資源開發(fā)利用向高落差方向發(fā)展，需發(fā)展700 m水頭、4×105kV及以上沖擊式水電站技術；直流輸電向高電壓等級發(fā)展，重點突破±1 100 kV 特高壓直流輸電關鍵技術和500 kV 以下基于架空線的柔性直流輸電技術。

（四）智能化技術深度影響和改變能源行業(yè)

以先進傳感技術、信息通信技術、控制技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、云計算技術、大數(shù)據(jù)技術和人工智能技術等為基礎的智能化技術體系將深度滲透和影響各傳統(tǒng)能源行業(yè)及其產(chǎn)業(yè)鏈，可實現(xiàn)能源生產(chǎn)、傳輸、使用、存儲和轉換等環(huán)節(jié)的全方位感知、數(shù)字化管理、智能化決策和自動化運維。在各能源系統(tǒng)物理層面融合和自身智能化提升的基礎上，通過互聯(lián)網(wǎng)技術進一步促進各能源系統(tǒng)在信息層面的融合，實現(xiàn)綜合能源系統(tǒng)的智能化，建立能源生產(chǎn)運行的監(jiān)控、管理和調度信息共同服務網(wǎng)絡，推動能源生產(chǎn)和消費革命，進一步提高能源利用效率，實現(xiàn)可再生能源的全額消納。比如，未來油氣資源技術將由傳統(tǒng)技術體系轉向智能化技術體系，基于納米尺度下的微納技術、智能材料技術、人工智能和量子技術，以智能化精確導向鉆完井系統(tǒng)、納米采油、原位改質等極具顛覆性的技術組成的新一代油氣資源勘探開發(fā)智能化技術體系正在形成；在核電站智能化技術方面，通過提高燃料可利用率、在線監(jiān)測、智能診斷等技術減少備品備件，實現(xiàn)高效運營，未來將以計算機超算技術為基礎，實現(xiàn)核電站設計分析的精細化與多物理場耦合；在發(fā)電設備方面，將發(fā)展基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算的設備全壽命周期設計、控制、智能運維及故障診斷技術；包括電網(wǎng)在內的綜合能源系統(tǒng)運行將實現(xiàn)高度智能化，運行狀態(tài)透明化，形成趨零邊際成本的能源輸送網(wǎng)，整個能源網(wǎng)絡泛在化，可高智能、深優(yōu)化、高可靠性地獲取各類能源，并優(yōu)先支持可再生能源電力傳輸和消納；基于互聯(lián)網(wǎng)的綜合能源信息融合將帶來商業(yè)模式創(chuàng)新，并衍生新的能源產(chǎn)業(yè)鏈。

五、能源技術革命方向

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在興起，全球科技創(chuàng)新進入高度活躍期，新興能源技術正以前所未有的速度加快對傳統(tǒng)能源技術的替代，正在并將持續(xù)改變世界能源格局。我國需緊跟能源產(chǎn)業(yè)轉型升級步伐，通過不斷創(chuàng)新發(fā)展思路，集中力量突破重大關鍵技術瓶頸，推動能源技術革命，引領能源生產(chǎn)和消費方式的重大變革。我國能源技術革命需體現(xiàn)科學性、全局性和戰(zhàn)略性，既要著眼于當前，也要考慮長遠發(fā)展，為全面構建安全、綠色、低碳、經(jīng)濟和可持續(xù)的現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)體系提供技術支撐。

（一）研發(fā)創(chuàng)新性技術，實現(xiàn)能源技術自主創(chuàng)新

創(chuàng)新性技術是能源技術革命的核心和牽引力。目前我國能源領域核心技術缺乏，關鍵裝備及材料依賴進口問題比較突出，三代核電、新能源、頁巖氣等領域關鍵技術長期以引進消化吸收為主，燃氣輪機及高溫材料、海洋油氣勘探開發(fā)技術裝備等長期落后。能源科技一直走追趕與超越并重的道路，而實踐反復證明，任何關鍵、核心技術都不是舶來的，自主創(chuàng)新才是最終的落腳點。堅持發(fā)展創(chuàng)新性技術，占領能源技術高峰，徹底擺脫了對外依賴，實現(xiàn)能源技術自主化，滿足短期能源技術需求，助力未來能源發(fā)展方向轉型。

近期（2020年前），能源技術革命的方向是在能源各領域推進創(chuàng)新性技術研發(fā)攻關和自主創(chuàng)新，強化原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進消化吸收再創(chuàng)新。在核能技術領域，加強關注自主三代核電技術優(yōu)化和型譜化產(chǎn)品開發(fā)，帶動核電產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)調發(fā)展。在可再生能源和儲能技術領域，關注陸上風電機組智能制造與運維技術、高效光伏和大容量儲能關鍵部件制造技術、復雜地質條件下的水電站筑壩技術、生物燃料規(guī)?；a(chǎn)示范技術。在節(jié)能領域，關注先進節(jié)能標準、檢測、認證和評估技術。在化石能源技術領域，關注油氣行業(yè)微機電系統(tǒng)/納機電系統(tǒng)和智能材料兩大核心技術。在智能電網(wǎng)和能源網(wǎng)融合技術領域，關注交直流混合輸電技術、以智能電網(wǎng)為核心的能源供應技術。

（二）部署前瞻性技術，趕超國際先進水平

前瞻性技術是能源技術革命的基礎和推動力。國內外的科學技術史表明，若一國的能源領域基礎研究缺乏前瞻性，其科學技術水平將長期處于跟隨狀態(tài)，很難追趕其他國家的先進水平。我國在世界能源技術革命和產(chǎn)業(yè)轉型升級過程中，只有以前瞻性的戰(zhàn)略眼光，研究布局能源技術體系，堅持發(fā)展前瞻性技術，才能在關鍵技術上、關鍵時間節(jié)點上，實現(xiàn)彎道超車，逐步追趕甚至趕超國際先進水平，從而推動我國能源技術革命的不斷前進，促進我國能源結構升級。

中期（2030年前），能源技術革命的方向是在能源各領域加強未來潛在技術發(fā)展方向的布局，科學分析各技術的可行性及技術發(fā)展?jié)摿Γa(chǎn)學研用協(xié)同閉環(huán)，逐步縮小與國際先進水平的差距，甚至在某些能源技術方向取得突破，實現(xiàn)超越。在核能領域，以耐事故燃料為代表的核安全技術研究取得突破，全面實現(xiàn)消除大規(guī)模放射性物質釋放，提升核電競爭力；實現(xiàn)壓水堆閉式燃料循環(huán)，核電產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)調發(fā)展；鈉冷快堆等部分四代反應堆成熟，突破核燃料增殖與高水平放射性廢物嬗變關鍵技術；積極探索模塊化小堆多用途利用。在可再生能源和儲能技術領域，關注10 MW級海上風電機組智能制造與運維技術；高參數(shù)太陽能熱發(fā)電技術；高效儲能結構設計及材料研制技術；生態(tài)友好型小水電和高水頭水電站設計及機組制造技術；生物質混燃發(fā)電和氣化發(fā)電。在節(jié)能技術領域，關注自主知識產(chǎn)權的先進節(jié)能技術體系。在化石能源技術領域，關注深層油氣開發(fā)技術以及特殊品質油氣開發(fā)技術；不同煤種先進煤氣化技術。在智能電網(wǎng)和能源網(wǎng)融合技術領域，關注綜合能源網(wǎng)絡技術以及透明能源網(wǎng)絡技術。

（三）探索顛覆性技術，領跑世界能源科技

顛覆性技術是能源技術革命的突破口和爆發(fā)力。探索和發(fā)展顛覆性技術，對我國在局部領域、關鍵行業(yè)和主流產(chǎn)品領跑世界能源科技意義深遠。顛覆性技術打破傳統(tǒng)的技術發(fā)展路線，是對漸進性技術的跨越式發(fā)展，必須突破既有思維模式和“漸進-突變”的縱向發(fā)展模式，跳出自身學科范疇，不斷開拓跨學科研究，開展多種學科、多個方向的橫向滲透和交叉交互研發(fā)試驗工作，如量子計算、石墨烯材料、超導材料、互聯(lián)網(wǎng)技術等在石油化工、儲能、新能源、電力系統(tǒng)等各個領域的應用。

遠期（2050年前），能源技術革命的方向是敏銳識別、捕獲和培育那些對能源供應安全具有戰(zhàn)略影響的顛覆性技術，科學地、系統(tǒng)地開展研究，搶占能源新科技變革的戰(zhàn)略主動權，奠定我國在未來世界能源科技競爭格局中的優(yōu)勢地位。在核能技術領域，實現(xiàn)快堆閉式燃料循環(huán)，壓水堆與快堆匹配發(fā)展，力爭建成核聚變示范工程。在可再生能源和儲能技術領域，關注高空風力發(fā)電等新型風能利用技術及裝備；新型高效太陽能電池技術；氫儲能以及多功能全新混合儲能技術；水電站智能設計、智能制造、智能發(fā)電和智能流域綜合技術；高品質能源植物新品種的產(chǎn)業(yè)化技術。在節(jié)能技術領域，關注先進節(jié)能技術與新一代信息技術深度融合。在化石能源技術領域，關注極限鉆井以及智能采油技術；新型煤基發(fā)電技術；磁流體發(fā)電聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術。在智能電網(wǎng)和能源網(wǎng)融合技術領域，關注基于功能性材料的電子開關以及泛在信息能源網(wǎng)。

六、結語

能源結構轉型需要能源技術支撐，堅持多能源領域基礎技術研究，推動能源交叉融合，促進技術高端化和智能化。堅持研究創(chuàng)新性技術、前瞻性技術和顛覆性技術，支撐在2020年、2030年和2050年完成能源結構優(yōu)化、變革以及定型，使得非化石能源占比提高到15%、22%和51%，逐步構建清潔低碳、安全高效的能源體系，實現(xiàn)能源技術革命戰(zhàn)略。