中國儲能網訊：面對高比例新能源并網這一世界性難題，科技創(chuàng)新將提供關鍵支撐。在極端運行條件與多重考驗之下，我們正進入一個機遇與挑戰(zhàn)并存、探索與風險共生的創(chuàng)新“無人區(qū)”。
從基礎研究走向產業(yè)應用的征途中，各類困難與障礙不斷涌現(xiàn)，考驗著每一位前行者的智慧和韌性。在這場面向2030年的科技攻堅中，我們應如何統(tǒng)籌謀劃？又如何凝聚政府、產業(yè)、科研與市場等多方力量？全鏈條創(chuàng)新究竟該如何從理念走向實踐？
當前，能源電力行業(yè)正在開展系統(tǒng)性攻堅，既要實現(xiàn)新能源大規(guī)模高效消納，又要堅決維護電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
前沿技術將引發(fā)鏈式突破與系統(tǒng)性變革。而推動科技成果轉化，必須依靠系統(tǒng)性思維——除技術本身之外，還需對政策機制、市場環(huán)境、產業(yè)鏈供應鏈協(xié)同、資金鏈保障等各個環(huán)節(jié)進行通盤考量與有機管理。
中國力爭于2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和，新能源在新型電力系統(tǒng)中的占比將逐步提升。在“十四五”規(guī)劃收官之際，如何科學謀劃“十五五”藍圖，系統(tǒng)布局科技創(chuàng)新方向？本期專題從戰(zhàn)略引領、系統(tǒng)協(xié)同和全鏈條實踐等多個維度，嘗試勾勒出一幅面向2030年的新型電力系統(tǒng)科技創(chuàng)新“攻堅路線圖”。
剛剛過去的7月，我國全社會用電量突破1萬億千瓦時（約占全球的1/3）；綠電表現(xiàn)亮眼，當前每3度電中就有1度是綠電，這一成就離不開新型電力系統(tǒng)科技的支撐。
在8月26日舉行的“高質量完成‘十四五’規(guī)劃”系列主題新聞發(fā)布會上，國家能源局主要負責人介紹，“十四五”是能源科技創(chuàng)新取得更大突破的關鍵五年，我國在核電、新能源、電網等重點領域已實現(xiàn)國際領先。
從碳中和進程來看，整體技術成熟度仍有待提高。8月29日，電力規(guī)劃設計總院發(fā)布《能源科技創(chuàng)新藍皮書》，系統(tǒng)繪制了能源科技創(chuàng)新圖譜，涵蓋非化石能源大規(guī)模供給等8大關鍵方向。
新型電力系統(tǒng)的科技攻堅戰(zhàn)，是一場技術進階，更是一次創(chuàng)新治理體系現(xiàn)代化的深刻實踐。
前沿圖景：闖入“無人區(qū)”的挑戰(zhàn)與機遇
風光無限的新能源背后，是前所未有的技術挑戰(zhàn)。中國工程院院士、懷柔實驗室主任湯廣福認為，波動性新能源高比例接入，給電力“發(fā)—輸—用”實時動態(tài)平衡帶來了前所未有的挑戰(zhàn)，屬于世界性難題，沒有任何經驗可以借鑒。
當前，科學研究向極宏觀拓展、向極微觀深入、向極端條件邁進、向極綜合交叉發(fā)力，前沿技術不斷涌現(xiàn)引發(fā)鏈式變革。隨著新能源裝機占比不斷提升，中國電力科技正邁入多維度“無人區(qū)”。
——基礎理論的“無人區(qū)”。針對4月發(fā)生的西葡大停電，懷柔實驗室科研團隊專家湯涌提出，需要強化氣象電力學、電力電子學以及新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定機制等基礎研究，深入掌握系統(tǒng)的動態(tài)特性和故障演化機理，精準掌握系統(tǒng)安全穩(wěn)定本質。
——材料與器件的“無人區(qū)”。今年以來，中國科學院院士薛其坤團隊、王秋良團隊在鎳氧化物超導、大口徑高場超導磁體等方面取得突破，給業(yè)界帶來極大信心。
——技術融合的“無人區(qū)”。中國工程院院士薛禹勝團隊提出構建能源的信息-物理-社會系統(tǒng)（CPSSE）理論與研究范式，正在以人工智能融合創(chuàng)新探索破解新型電力系統(tǒng)難題。
光伏科學與技術全國重點實驗室副主任、長三角太陽能光伏技術創(chuàng)新中心副主任馮志強認為，我國在液態(tài)空氣儲能、超導輸電、鈣鈦礦光伏等領域已實現(xiàn)“技術創(chuàng)新+工程落地”雙輪驅動，處于國際領跑；在氫電耦合、液流電池等領域通過差異化創(chuàng)新實現(xiàn)并跑。未來需加強基礎研究與產業(yè)化銜接，如室溫超導、鈣鈦礦穩(wěn)定性等，以鞏固全球競爭優(yōu)勢。
排兵布陣：國家戰(zhàn)略科技力量的“沙盤”
國家能源局最新數(shù)據顯示，截至7月底，全國風電和太陽能發(fā)電合計裝機容量繼去年超越火電后，持續(xù)拉大與火電的差距，達到16.8億千瓦（火電為14.8億千瓦）。
這一結構性轉變的背后，是國家戰(zhàn)略科技力量系統(tǒng)性、有組織的“排兵布陣”。
科技創(chuàng)新布局已形成清晰路徑：從“0到1”的原始創(chuàng)新階段主要由高校和實驗室承擔，“從1到10”的技術開發(fā)和集成驗證由科研機構與龍頭企業(yè)主導，“從10到N”的產業(yè)化推廣和市場拓展則由更多企業(yè)與地方政府協(xié)同推進。這一分段協(xié)同、權責明晰的機制，正推動能源科技從單點突破邁向系統(tǒng)能力全面提升。
科技創(chuàng)新組織化協(xié)同化程度不高的問題也在得到改善。懷柔實驗室正在積極探索“大兵團”有組織的科研新模式，促進跨機構深度合作與聯(lián)合攻關。據介紹，該實驗室的靈活燃煤發(fā)電團隊由院士領銜，匯聚了來自華北電力設計院、華北電力大學、哈電集團、西安熱工院等十余家單位的近百名科研與工程人員，推動靈活燃煤發(fā)電技術實現(xiàn)300兆瓦級、600兆瓦級、1000兆瓦級的三級躍升。其中，300兆瓦級機組已完成示范，核心指標達到國際領先水平。
在馮志強看來，當前科技攻關體系呈現(xiàn)“金字塔—網絡”復合結構?！绊敹恕庇蓢覍嶒炇覡款^重大戰(zhàn)略任務，細分領域由全國重點實驗室支撐關鍵技術攻關；“腰部”由高校與科技領軍企業(yè)組成創(chuàng)新網絡；“底座”則通過稅收優(yōu)惠、研發(fā)補助等政策激發(fā)中小企業(yè)創(chuàng)新活力，構建技術路線多元、良性競爭的創(chuàng)新生態(tài)。
中國科協(xié)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略研究院創(chuàng)新環(huán)境研究所所長劉萱表示，當前我國處于從科技大國到科技強國轉型的關鍵階段，這對耐力和核心突破能力都提出了更高要求。
國家實驗室應聚焦重大戰(zhàn)略使命，承擔跨學科、跨領域復雜技術攻關，如長時儲能、智能電網核心算法和高溫超導輸電等關鍵“雙碳”技術，以整合資源、避免重復投入。
高水平研究型大學發(fā)揮“源頭創(chuàng)新”作用，致力于解決“從0到1”的科學問題，如新型光伏材料設計、氫能催化機理和電網安全理論，通過學科交叉與自由探索夯實理論根基、培育創(chuàng)新人才。
科技領軍企業(yè)，尤其是能源央企，則承擔“產學研協(xié)同”樞紐角色，打通“從1到N”的轉化通道。它們憑借工程化和市場應用能力，推動實驗室成果如新型儲能入網和高效光伏材料量產落地，并通過產業(yè)聯(lián)合體帶動中小企業(yè)融入創(chuàng)新生態(tài)。
合力破局：“政產學研用金”六位一體新范式
來自相關能源機構的研究顯示，從安全維度來衡量，與基于傳統(tǒng)化石能源的能源體系相比，以非化石能源為基礎的能源體系在供給、資源、生態(tài)、通道、合作、金融安全等方面全面勝出，目前的短板在于科技、網絡安全的欠缺。
為此，新型電力系統(tǒng)的科技創(chuàng)新需要“政產學研用金”六方構建“共擔風險、共享收益、全鏈貫通”的創(chuàng)新聯(lián)合體。
7月30日，由懷柔實驗室牽頭成立的能源領域國家實驗室體系創(chuàng)新聯(lián)盟，首批成員包括18家單位。此舉被認為是加快打造能源領域國家戰(zhàn)略科技力量，以新型舉國體制助力國家實現(xiàn)高水平科技自立自強的有益探索。
在金融支持方面，耐心資本支持科技創(chuàng)新的舉措也在電力行業(yè)深入推進。在債券、股權融資之外，資本市場能夠依托發(fā)行定價、估值交易等功能，實現(xiàn)對戰(zhàn)略性新興產業(yè)的價值發(fā)現(xiàn)與市場評估。來自國網能源研究院的數(shù)據顯示，2024年至2025年一季度末，A股新增新能源類戰(zhàn)略性新興產業(yè)14家上市公司，平均風險溢價1.57倍，高于新增上市公司平均風險溢價（1.45倍），表現(xiàn)出更高的投資價值。
馮志強認為，破解“政產學研用金”六方協(xié)同壁壘，需構建“需求錨定—資本催化—生態(tài)共生”的動態(tài)機制：以用戶需求定義創(chuàng)新方向，通過金融資本早期介入分擔風險，最終形成利益共享的產業(yè)生態(tài)。天合光能210光伏組件便是例證：以用戶需求定方向，靠“上市融資+專項債+產業(yè)基金”模式解決了資金問題。
這一實踐驗證了“用戶出題—企業(yè)答題—資本閱卷—生態(tài)共贏”模式的有效性。其核心啟示在于：需求端要建立“客戶痛點—技術指標”的轉化機制，資本端需構建與技術成熟度匹配的分階段投入模式，生態(tài)端則通過創(chuàng)新聯(lián)合體實現(xiàn)知識產權共享，最終讓六方在技術迭代中協(xié)同共贏，避免“拉郎配”式的低效合作。
全鏈條實踐：穿越“死亡之谷”
從論文、專利到實際生產線，從實驗室樣品到電網中穩(wěn)定運行的設備，創(chuàng)新鏈與產業(yè)鏈之間存在一道被稱為“死亡之谷”的巨大鴻溝，許多前沿技術因無法跨越而止步于此。如今，全鏈條創(chuàng)新實踐正在努力架設跨越之橋。
鈉離子電池的發(fā)展歷程是一個典型案例。自2011年起，中國科學院物理研究所胡勇勝團隊便致力于鈉離子電池技術的研發(fā)。2017年中科海鈉成立以來，先后實現(xiàn)100千瓦時、1兆瓦時項目落地。2024年6月，該公司提供電芯的大唐湖北100兆瓦/200兆瓦時鈉離子新型儲能電站科技創(chuàng)新示范項目一期工程投入運營。
馮志強認為，科技成果產業(yè)化依賴三大核心路徑：需求牽引的攻關機制、專業(yè)化中試平臺的支持，以及政策與資本的高效協(xié)同。當前，工程化中試仍是整個轉化鏈條中最薄弱的環(huán)節(jié)，亟須通過平臺共建與資本賦能實現(xiàn)重點突破。以光伏行業(yè)為例，業(yè)內數(shù)據顯示，中試階段仍面臨較高失敗風險，單個項目中試投入往往達數(shù)千萬元量級，對企業(yè)和資本構成顯著壓力。
他建議，應通過能源領域國家實驗室聯(lián)合光伏全國重點實驗室及相關企業(yè)，加強科研聯(lián)合攻關，推動“實驗室驗證—中試建設—樣品優(yōu)化—商業(yè)化落地”全流程銜接。此外，還需從風險共擔的資本介入和加速驗證的標準體系兩方面協(xié)同發(fā)力。
我國能源科技領域在基礎研究和成果轉化方面多采用重大任務攻關模式。劉萱認為，頭部企業(yè)（特別是央企）與高水平大學及科研機構之間已建立較緊密的合作機制，在重大任務中分工協(xié)作順暢。然而，在普通高校、中小型民營企業(yè)參與轉化時，科技中介服務體系尚不完善的問題依然突出，亟待系統(tǒng)解決。
激發(fā)活力：強化基礎+人才評價
推動新型電力系統(tǒng)建設的“科技長征”，既是對國家戰(zhàn)略組織能力的考驗，也是對產業(yè)創(chuàng)新生態(tài)活力的全面檢驗。
在業(yè)內人士看來，激發(fā)活力的密碼或許并不復雜：讓基礎研究獲得“不設結題指標”的耐心，讓頂尖人才擺脫“唯帽子”評價的自由。
馮志強認為，原始創(chuàng)新能力與政策體系的系統(tǒng)性重構構成“技術突破—制度保障”雙輪驅動。當前最迫切的是打破“重應用、輕基礎”的路徑依賴，通過“需求導向的集中攻關”與“自由探索的長期滋養(yǎng)”相結合，構建富有韌性的創(chuàng)新生態(tài)。
劉萱強調，核心在于提升原始創(chuàng)新的突破深度與頂尖人才生態(tài)的培育厚度。原始創(chuàng)新是打破技術壁壘、開辟新賽道的根本動力，而頂尖人才不斷涌現(xiàn)的生態(tài)環(huán)境，則是保持創(chuàng)新持續(xù)領先的根基。政策與市場機制在激活這兩大要素中扮演關鍵角色。
面向未來，應在以下兩方面發(fā)力：
一是構建“長效支持+風險容錯”的基礎研究體制機制。設立“目標導向與自由探索并重”的資助體系，針對長周期科學問題設立跨周期穩(wěn)定資助渠道，保障科研人員能夠專注重大科學問題探索。同時，設立“顛覆性技術探索專項”，鼓勵國家實驗室與科研機構承擔戰(zhàn)略性前沿任務，對高風險、高價值的研究實施“不設結題指標”的寬容支持機制，以克服“重短期產出、輕長期突破”的現(xiàn)狀。
二是發(fā)揮人才評價“指揮棒”作用，推進“破立結合”的評價改革。評價標準應立足實際價值貢獻，從機械符合指標轉向真正解決問題，緊密對接國家戰(zhàn)略、行業(yè)瓶頸與民生需求。針對基礎研究、應用技術等不同領域實行差異化評價，基礎研究人才以學術認可和長期影響力為核心，應用研究人才則突出技術突破與市場轉化價值。
在“雙碳”目標引領下，我國新型電力系統(tǒng)科技創(chuàng)新將穿越“無人區(qū)”，走向“新大陸”，攻堅終點亦是探索起點。
