中國儲能網(wǎng)訊：面對高比例新能源并網(wǎng)這一世界性難題，科技創(chuàng)新將提供關(guān)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(fēng)險共生的創(chuàng)新“無人區(qū)”。
從基礎(chǔ)研究走向產(chǎn)業(yè)應(yīng)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(yīng)如何統(tǒng)籌謀劃？又如何凝聚政府、產(chǎn)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?qū)嵺`？
當(dāng)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(shù)將引發(fā)鏈?zhǔn)酵黄婆c系統(tǒng)性變革。而推動科技成果轉(zhuǎn)化，必須依靠系統(tǒng)性思維——除技術(shù)本身之外，還需對政策機制、市場環(huán)境、產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)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(xué)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(lǐng)、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(dāng)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(zhì)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(fù)責(zé)人介紹，“十四五”是能源科技創(chuàng)新取得更大突破的關(guān)鍵五年，我國在核電、新能源、電網(wǎng)等重點領(lǐng)域已實現(xiàn)國際領(lǐng)先。
從碳中和進程來看，整體技術(shù)成熟度仍有待提高。8月29日，電力規(guī)劃設(shè)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(guān)鍵方向。
新型電力系統(tǒng)的科技攻堅戰(zhàn)，是一場技術(shù)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(fēng)光無限的新能源背后，是前所未有的技術(shù)挑戰(zhàn)。中國工程院院士、懷柔實驗室主任湯廣福認(rèn)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(jīng)驗可以借鑒。
當(dāng)前，科學(xué)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(shù)不斷涌現(xiàn)引發(fā)鏈?zhǔn)阶兏?。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(chǔ)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(xué)、電力電子學(xué)以及新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定機制等基礎(chǔ)研究，深入掌握系統(tǒng)的動態(tài)特性和故障演化機理，精準(zhǔn)掌握系統(tǒng)安全穩(wěn)定本質(zhì)。
——材料與器件的“無人區(qū)”。今年以來，中國科學(xué)院院士薛其坤團隊、王秋良團隊在鎳氧化物超導(dǎo)、大口徑高場超導(dǎo)磁體等方面取得突破，給業(yè)界帶來極大信心。
——技術(shù)融合的“無人區(qū)”。中國工程院院士薛禹勝團隊提出構(gòu)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(xué)與技術(shù)全國重點實驗室副主任、長三角太陽能光伏技術(shù)創(chuàng)新中心副主任馮志強認(rèn)為，我國在液態(tài)空氣儲能、超導(dǎo)輸電、鈣鈦礦光伏等領(lǐng)域已實現(xiàn)“技術(shù)創(chuàng)新+工程落地”雙輪驅(qū)動，處于國際領(lǐng)跑；在氫電耦合、液流電池等領(lǐng)域通過差異化創(chuàng)新實現(xiàn)并跑。未來需加強基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)化銜接，如室溫超導(dǎo)、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(jù)顯示，截至7月底，全國風(fēng)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(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)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(dān)，“從1到10”的技術(shù)開發(fā)和集成驗證由科研機構(gòu)與龍頭企業(yè)主導(dǎo)，“從10到N”的產(chǎn)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(quán)責(zé)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(gòu)深度合作與聯(lián)合攻關(guān)。據(jù)介紹，該實驗室的靈活燃煤發(fā)電團隊由院士領(lǐng)銜，匯聚了來自華北電力設(shè)計院、華北電力大學(xué)、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(shù)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(biāo)達到國際領(lǐng)先水平。
在馮志強看來，當(dāng)前科技攻關(guān)體系呈現(xiàn)“金字塔—網(wǎng)絡(luò)”復(fù)合結(jié)構(gòu)?！绊敹恕庇蓢覍嶒炇覡款^重大戰(zhàn)略任務(wù)，細分領(lǐng)域由全國重點實驗室支撐關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)；“腰部”由高校與科技領(lǐng)軍企業(yè)組成創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)；“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(gòu)建技術(shù)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(dāng)前我國處于從科技大國到科技強國轉(zhuǎn)型的關(guān)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(yīng)聚焦重大戰(zhàn)略使命，承擔(dān)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域復(fù)雜技術(shù)攻關(guān)，如長時儲能、智能電網(wǎng)核心算法和高溫超導(dǎo)輸電等關(guān)鍵“雙碳”技術(shù)，以整合資源、避免重復(fù)投入。
高水平研究型大學(xué)發(fā)揮“源頭創(chuàng)新”作用，致力于解決“從0到1”的科學(xué)問題，如新型光伏材料設(shè)計、氫能催化機理和電網(wǎng)安全理論，通過學(xué)科交叉與自由探索夯實理論根基、培育創(chuàng)新人才。
科技領(lǐng)軍企業(yè)，尤其是能源央企，則承擔(dān)“產(chǎn)學(xué)研協(xié)同”樞紐角色，打通“從1到N”的轉(zhuǎn)化通道。它們憑借工程化和市場應(yīng)用能力，推動實驗室成果如新型儲能入網(wǎng)和高效光伏材料量產(chǎn)落地，并通過產(chǎn)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(chǎn)學(xué)研用金”六位一體新范式
來自相關(guān)能源機構(gòu)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(chǔ)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(wǎng)絡(luò)安全的欠缺。
為此，新型電力系統(tǒng)的科技創(chuàng)新需要“政產(chǎn)學(xué)研用金”六方構(gòu)建“共擔(dān)風(fēng)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(lǐng)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(rèn)為是加快打造能源領(lǐng)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(quán)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(chǎn)業(yè)的價值發(fā)現(xiàn)與市場評估。來自國網(wǎng)能源研究院的數(shù)據(jù)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(chǎn)業(yè)14家上市公司，平均風(fēng)險溢價1.57倍，高于新增上市公司平均風(fēng)險溢價（1.45倍），表現(xiàn)出更高的投資價值。
馮志強認(rèn)為，破解“政產(chǎn)學(xué)研用金”六方協(xié)同壁壘，需構(gòu)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(dān)風(fēng)險，最終形成利益共享的產(chǎn)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(chǎn)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(shù)指標(biāo)”的轉(zhuǎn)化機制，資本端需構(gòu)建與技術(shù)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(chǎn)權(quán)共享，最終讓六方在技術(shù)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(chǎn)線，從實驗室樣品到電網(wǎng)中穩(wěn)定運行的設(shè)備，創(chuàng)新鏈與產(chǎn)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(shù)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(shè)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(xué)院物理研究所胡勇勝團隊便致力于鈉離子電池技術(shù)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(rèn)為，科技成果產(chǎn)業(yè)化依賴三大核心路徑：需求牽引的攻關(guān)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(dāng)前，工程化中試仍是整個轉(zhuǎn)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(nèi)數(shù)據(jù)顯示，中試階段仍面臨較高失敗風(fēng)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(gòu)成顯著壓力。
他建議，應(yīng)通過能源領(lǐng)域國家實驗室聯(lián)合光伏全國重點實驗室及相關(guān)企業(yè)，加強科研聯(lián)合攻關(guān)，推動“實驗室驗證—中試建設(shè)—樣品優(yōu)化—商業(yè)化落地”全流程銜接。此外，還需從風(fēng)險共擔(dān)的資本介入和加速驗證的標(biāo)準(zhǔn)體系兩方面協(xié)同發(fā)力。
我國能源科技領(lǐng)域在基礎(chǔ)研究和成果轉(zhuǎn)化方面多采用重大任務(wù)攻關(guān)模式。劉萱認(rèn)為，頭部企業(yè)（特別是央企）與高水平大學(xué)及科研機構(gòu)之間已建立較緊密的合作機制，在重大任務(wù)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(zhuǎn)化時，科技中介服務(wù)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(chǔ)+人才評價
推動新型電力系統(tǒng)建設(shè)的“科技長征”，既是對國家戰(zhàn)略組織能力的考驗，也是對產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)活力的全面檢驗。
在業(yè)內(nèi)人士看來，激發(fā)活力的密碼或許并不復(fù)雜：讓基礎(chǔ)研究獲得“不設(shè)結(jié)題指標(biāo)”的耐心，讓頂尖人才擺脫“唯帽子”評價的自由。
馮志強認(rèn)為，原始創(chuàng)新能力與政策體系的系統(tǒng)性重構(gòu)構(gòu)成“技術(shù)突破—制度保障”雙輪驅(qū)動。當(dāng)前最迫切的是打破“重應(yīng)用、輕基礎(chǔ)”的路徑依賴，通過“需求導(dǎo)向的集中攻關(guān)”與“自由探索的長期滋養(yǎng)”相結(jié)合，構(gòu)建富有韌性的創(chuàng)新生態(tài)。
劉萱強調(diào)，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(shù)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(lǐng)先的根基。政策與市場機制在激活這兩大要素中扮演關(guān)鍵角色。
面向未來，應(yīng)在以下兩方面發(fā)力：
一是構(gòu)建“長效支持+風(fēng)險容錯”的基礎(chǔ)研究體制機制。設(shè)立“目標(biāo)導(dǎo)向與自由探索并重”的資助體系，針對長周期科學(xué)問題設(shè)立跨周期穩(wěn)定資助渠道，保障科研人員能夠?qū)Ｗ⒅卮罂茖W(xué)問題探索。同時，設(shè)立“顛覆性技術(shù)探索專項”，鼓勵國家實驗室與科研機構(gòu)承擔(dān)戰(zhàn)略性前沿任務(wù)，對高風(fēng)險、高價值的研究實施“不設(shè)結(jié)題指標(biāo)”的寬容支持機制，以克服“重短期產(chǎn)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(jié)合”的評價改革。評價標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)立足實際價值貢獻，從機械符合指標(biāo)轉(zhuǎn)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(chǔ)研究、應(yīng)用技術(shù)等不同領(lǐng)域?qū)嵭胁町惢u價，基礎(chǔ)研究人才以學(xué)術(shù)認(rèn)可和長期影響力為核心，應(yīng)用研究人才則突出技術(shù)突破與市場轉(zhuǎn)化價值。
在“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)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。
