四

全球能源技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)分析

1.綠色、低碳能源技術(shù)必然是未來(lái)發(fā)展主要方向

2018年，能源將繼續(xù)向著低碳化、綠色、高效方向發(fā)展。歐盟科研創(chuàng)新資助計(jì)劃“地平線2020”2018-2020年度支出方案中，“低碳和適應(yīng)氣候變化的未來(lái)”領(lǐng)域?qū)�獲33億歐元預(yù)算，按年度工作計(jì)劃，可再生能源、能效建筑、電動(dòng)運(yùn)輸和儲(chǔ)存方案4個(gè)清潔能源領(lǐng)域的項(xiàng)目將獲22億歐元撥款。俄能源部宣布支持設(shè)立遠(yuǎn)東聯(lián)邦區(qū)可再生能源發(fā)展基金，并將制訂具體建議。英國(guó)將投入2800萬(wàn)英鎊資助可再生能源創(chuàng)新、智慧能源系統(tǒng)創(chuàng)新、低碳工業(yè)創(chuàng)新、核能創(chuàng)新等能源創(chuàng)新項(xiàng)目，作為能源創(chuàng)新計(jì)劃(2016~2021年)的一部分。特朗普政府宣布退出巴黎協(xié)定，全球應(yīng)對(duì)氣候變化形勢(shì)變得撲朔迷離，但全球能源領(lǐng)域轉(zhuǎn)型已是大勢(shì)所趨，綠色能源技術(shù)、低碳能源技術(shù)必然是未來(lái)發(fā)展主要方向。

2.小型模塊化反應(yīng)堆開啟核能新時(shí)代

小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)因其較高的安全性能、操作靈活性、電網(wǎng)適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)，受到越來(lái)越多的關(guān)注。全球多個(gè)核電大國(guó)推進(jìn)SMR技術(shù)開發(fā)部署。美國(guó) Nuscale Power公司提交首個(gè)SMR商業(yè)電廠設(shè)計(jì)認(rèn)證審查申請(qǐng)。加拿大監(jiān)管機(jī)構(gòu)收到4種小堆設(shè)計(jì)，并啟動(dòng)了首個(gè)SMR示范堆的一般選址和取證程序。俄羅斯將協(xié)助菲律賓開展關(guān)于在陸上或近海建造SMR的可行性研究。俄羅斯原子能集團(tuán)所屬“光線”科學(xué)生產(chǎn)聯(lián)合公司研發(fā)出基于熱電子發(fā)射效應(yīng)原理的小型核電站，具有安全可靠、不需維護(hù)、可長(zhǎng)期運(yùn)行等特點(diǎn)，可作為獨(dú)立電源為偏遠(yuǎn)地區(qū)重要設(shè)施供電。英國(guó)政府承諾通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)探索SMR的潛力，評(píng)估開發(fā)、商業(yè)化和資助SMR技術(shù)的市場(chǎng)利益。2018年7月3日，日本政府公布了最新制定的“第5次能源基本計(jì)劃”，提出今后將開發(fā)具有安全性、經(jīng)濟(jì)性和機(jī)動(dòng)性優(yōu)勢(shì)的堆型，小型模塊化堆將是日本未來(lái)開發(fā)的重要選項(xiàng)。

3.能源區(qū)塊鏈領(lǐng)域前景廣闊

區(qū)塊鏈技術(shù)具有去中心化存儲(chǔ)、信息高度透明等優(yōu)勢(shì)，能實(shí)現(xiàn)能源的數(shù)字化、分布式精準(zhǔn)管理，將對(duì)未來(lái)能源市場(chǎng)產(chǎn)生巨大影響。美國(guó)能源部提出“基于區(qū)塊鏈技術(shù)的能源系統(tǒng)新概念”，探索區(qū)塊鏈技術(shù)在管理電網(wǎng)方面的應(yīng)用。英國(guó)石油公司和荷蘭殼牌領(lǐng)銜的財(cái)團(tuán)將開發(fā)一個(gè)針對(duì)能源大宗商品交易的區(qū)塊鏈數(shù)字平臺(tái)，預(yù)計(jì)在2018年底投入運(yùn)營(yíng)。澳大利亞政府將提供257萬(wàn)澳元以支持一個(gè)應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的光伏和用水兩年試點(diǎn)項(xiàng)目。麥肯錫公司在一份報(bào)告中指出，區(qū)塊鏈?zhǔn)抢^蒸汽機(jī)、電力、信息和互聯(lián)網(wǎng)科技之后目前最有潛力觸發(fā)第5輪顛覆性革命浪潮的核心技術(shù)，對(duì)于石油和天然氣這樣一個(gè)分布廣泛、復(fù)雜龐大的行業(yè)，區(qū)塊鏈技術(shù)的黃金期正在到來(lái)。

4.電池儲(chǔ)能將發(fā)揮重要作用

儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)作為能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的支撐產(chǎn)業(yè)和關(guān)鍵推手，在傳統(tǒng)發(fā)電、輸配電、電力需求側(cè)、輔助服務(wù)、新能源接入等不同領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。國(guó)際可再生能源署（IRENA）2017年發(fā)布的《電力存儲(chǔ)和可再生能源：成本和市場(chǎng)研究報(bào)告（2030）》稱，到2030年，如果能源系統(tǒng)的可再生能源份額翻番，全球儲(chǔ)能容量將增加三倍。報(bào)告在基本預(yù)測(cè)情景中提出，到2030年，全球儲(chǔ)能裝機(jī)將在2017年基礎(chǔ)上增長(zhǎng)42%～68%，如果可再生能源增長(zhǎng)強(qiáng)勁，那么儲(chǔ)能裝機(jī)增長(zhǎng)幅度將達(dá)到155%～227%。電池儲(chǔ)能將在改變儲(chǔ)能裝機(jī)結(jié)構(gòu)中發(fā)揮重要作用。此外，電池生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展還直接決定了電動(dòng)汽車的發(fā)展前景，可以在尖峰負(fù)荷時(shí)段的電力能源系統(tǒng)中起到電源的作用。儲(chǔ)能技術(shù)的快速發(fā)展將給能源系統(tǒng)帶來(lái)顯著變化，同時(shí)，在化石燃料需求上會(huì)造成一定的影響，畢竟，儲(chǔ)能將越來(lái)越多地取代火電，在電力能源系統(tǒng)中發(fā)揮強(qiáng)大的電源調(diào)節(jié)能力。

5.未來(lái)5G與能源的深度融合

近年來(lái)，能源行業(yè)積極實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略，全面提升行業(yè)信息化、智能化水平，充分利用現(xiàn)代信息通信技術(shù)、控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和信息收集，激發(fā)新型作業(yè)方式和用能服務(wù)模式。隨著各類能源業(yè)務(wù)的快速增長(zhǎng)，電網(wǎng)設(shè)備、電力終端、用電客戶迫切需要通過(guò)最新的通信技術(shù)及系統(tǒng)支撐，滿足爆發(fā)式增長(zhǎng)的通信需求。5G技術(shù)將支持能源領(lǐng)域基礎(chǔ)設(shè)施的智能化，并支持雙向能源分配和新的商業(yè)模式，以提高生產(chǎn)、交付、使用和協(xié)調(diào)有限的能源資源的效率。可再生能源、電動(dòng)汽車、電網(wǎng)通信、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域?qū)⒊蔀?G在全球能源行業(yè)的重點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)景。歐盟特別注重5G與行業(yè)的充分融合，在《關(guān)于5G架構(gòu)的觀點(diǎn)》白皮書中提出5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)具備為汽車、能源、食品、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、教育等垂直行業(yè)提供定制化專網(wǎng)組網(wǎng)服務(wù)的能力，5G技術(shù)與商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的對(duì)接，有利于5G網(wǎng)絡(luò)能夠高效率、低成本地提供各類新興業(yè)態(tài)服務(wù)。

6.3D打印技術(shù)應(yīng)用于太陽(yáng)能電池的制造工藝

3D打印技術(shù)除了用在晶體硅太陽(yáng)電池以外，也可以應(yīng)用在薄膜電池上。如美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)的研究者們使用3D打印技術(shù)成功地制造出了銅銦鎵硒（CIGS）薄膜太陽(yáng)電池，節(jié)約了90%的原材料。麻省理工學(xué)院（MIT）則通過(guò)一臺(tái)特制3D打印機(jī)將薄膜太陽(yáng)電池印刷到紙張上，這種電池目前可提供1.5%～2%的電池效率。3D打印技術(shù)不僅能打印出分辨力高、導(dǎo)電性好的柵線，而且能夠降低生產(chǎn)成本，可以和高方阻發(fā)射極完美結(jié)合并應(yīng)用于各類太陽(yáng)電池新技術(shù)。國(guó)內(nèi)外都在積極研究及應(yīng)用推廣該技術(shù)的發(fā)展，因此，3D打印技術(shù)應(yīng)用于太陽(yáng)能電池的制造工藝將是大勢(shì)所趨，這一技術(shù)也會(huì)帶來(lái)太陽(yáng)能電池質(zhì)量和效率的大幅提高。