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研究报告 | 世界能源技术创新方向及发展趋势

来源:能源研究俱乐部 | 作者:能源研究俱乐部 | 2020年8月11日() | 打印内容 打印内容

四、发展趋势

当下,全球能源转型提速,能源系统逐步向低碳化、清洁化、分散化和智能化方向发展。未来,低成本可再生技术将成为能源科技发展的主流,能源数字技术将成为引领能源产业变革、实现创新发展的驱动力。储能、氢能、先进核能等前瞻性、颠覆性技术将从根本上改变能源世界的图景。

(一)可再生能源技术成本仍呈下降趋势

在“技术为王”的时代,获取能源资源的成本或效率是决定成败之关键所在,因此发展低成本技术是未来重要趋势。近年来,随着太阳能、风能等非传统可再生能源技术水平提高、成本下降,世界多国和地区都加快了可再生能源发展的步伐。据彭博新能源财经(BNEF)发布的2019年《新能源市场长期展望》,可再生能源目前是全球三分之二地区最便宜的新建电源。到2030年,其成本将在全球大部分地区低于已建火电,由于风电、太阳能和储能技术成本的大幅下降,到2050年全球近一半的电力将由这两种快速发展的可再生能源供给。太阳能和风能是未来可再生能源的主体,低成本可再生能源技术是能源科技发展的重点领域。

(二)数字技术将加速能源转型

随着各种信息化技术在能源领域中的应用,“数字化”技术逐步打破了不同能源品种间的壁垒,成为未来的一大发展趋势。数字技术(如传感器、超级计算、人工智能、大数据分析等)具有强大的变革推动力,能够提升整个能源系统效率,使能源供应和消费变得更安全、更可靠和更具成本效益。例如,在石油勘探领域智能机器人的应用,将解禁全球之前大量无法开采或者高成本开采的油气田,全球能源可开采量将发生巨大变化。智能化电网系统的应用发展将实现对电力系统实时监测、分析、分配和决策等,实现电力分配、使用的效率最大化。区块链技术已经被愈加广泛地应用,在以原油为代表的能源交易平台、可再生电力的点对点交易、电动汽车充电、电网资产管理、绿证追踪管理甚至虚拟能源货币等领域都已崭露头角,这将会给能源领域带来更深刻的变化。

IEA在《数字化和能源》预测,数字技术的大规模应用将使油气生产成本减少10%~20%,使全球油气技术可采储量提高5%,页岩气有望获得最大收益。仅在欧盟,增加存储和数字化需求响应就可以在2040年将太阳能光伏发电和风力发电的削减率从7%降至1.6%,从而到2040年减少3000万吨二氧化碳排放。与此同时,数字化还可以使碳捕获和储存等特定的清洁能源技术受益。

(三)新兴技术将重塑能源未来

当前,以新兴能源技术为代表的新一轮科技革命和产业变革正在兴起,在油气、储能、氢能、先进核能等领域,新的颠覆性技术不断涌现。其中,油服公司的技术创新尤为活跃,新技术、新工具、新装备以及一体化的解决方案不断推出。大规模储能系统的应用,使得能源转换与利用更加高效,实现能源的时空平移,以解决能源在生产、传输以及使用环节的不同步性等问题。随着氢能和燃料电池关键技术的逐步突破,各国争相将发展氢能产业提升到国家能源战略高度,大力推进氢能产业链布局与技术创新。目前,包括物理储能、电化学储能、储热、储氢等在内的多种储能技术类型,在新能源并网、电动汽车、智能电网、微电网、分布式能源系统、家庭储能系统、无电地区供电工程等不同应用场景下,展露出巨大的发展潜力,市场前景非常广阔。在核能领域,确保可持续性、安全性、经济性和防核扩散能力的先进技术是研发的重点,主要研究方向包括开发固有安全特性的第四代反应堆系统、燃料循环利用及废料嬗变堆技术,以及核聚变示范堆的设计与实现。此外,各类新兴技术将对现有的能源市场带来深远影响,例如先进材料的开发可以显著提高电池性能等。

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