能源革命亟须自主创新技术

　　中国及世界经济的持续发展，创造了工业和农业文明，也带来了对能源和环境的巨大压力。找到一整套可使人类生活与自然环境和谐共生的理想能源解决方案，已成为全人类共识。

　　习近平主席曾在气候变化巴黎大会上指出，中国将把生态文明建设作为“十三五”规划重要内容，落实创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，通过科技创新和体制机制创新，实施优化产业结构、构建低碳能源体系、发展绿色建筑和低碳交通、建立全国碳排放交易市场等一系列政策措施，形成人和自然和谐发展现代化建设新格局。

　　习主席向全世界承诺中国将于2030年左右使二氧化碳排放达到峰值，并争取尽早实现。2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%～65%，非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右。

　　众所周知，能源革命亟须创新技术引领。正处于创新发展阶段的理想能源有望为完成这一指标提供技术保障。当前，人们对理想能源的标准已达成共识：可再生，低成本，无伤害。与传统能源设施兼容、与化石能源功能兼容的“可兼容”这一标准至关重要。过去100多年，世界范围已建成约20TW（1012W）以火电为主的基础能源设施，形成了效率和性能较高的热功转换系统，如蒸汽、燃气轮机。理想能源解决方案应与传统热功转换系统相兼容，否则需要建设全新的替代设施，势必会造成额外的浪费和污染。

　　目前，建筑能耗占全球能耗的40%，中国建筑能耗略低，但建筑及工业依靠散煤燃烧的能源却占总煤耗的50%。散煤燃烧造成的“雾霾”是煤电的20倍以上，理想能源解决方案应与建筑能源供热及制冷系统“兼容”并可替代工业散煤燃烧，从而率先解决“雾霾”问题。理想能源解决方案还应具备化石能源的可调度性，像燃气轮机电厂一样具有可调峰功能。

　　从科学战略层面看，最有可能满足理想能源标准，特别是“可兼容”标准的主要技术途径是太阳能光热技术，当前世界各国的科学家都在围绕解决制约太阳能光热利用效率的一系列关键技术难题你追我赶。可喜的是，中国率先自主研制成功了原始创新技术，形成了一套完整的理想能源解决方案，在集热、吸热、输热、储热、换热，以及低温潜热利用六大环节上性能指标超越国际先进水平，彻底打破了以往中国科学技术只能跟踪赶超国外技术的路径。

　　有研究判断，中国的“雾霾”主要由全国70万小型锅炉每年18亿吨散煤燃烧供热造成。散煤锅炉不仅燃煤效率远低于大型煤电企业，燃煤排放也未经严格处理和污染控制，没有系统的脱硫、脱硝、除尘，每吨散煤燃烧的大气污染物排放总量是煤电的20倍。

　　光热技术解决方案可使原本无法利用或利用价值不高的“弃风电”及“谷电”为治理“雾霾”作出重要贡献；由于“谷电”能源成本低于天然气30%以上，比煤改天然气方案多出的设备投资可在3年内回收，无需政府补贴，无需关停现有小型工厂，造成大量失业，只需政府提供稳定的谷电价格（约0.3元）和低息贷款。据估算全国改造市场约7000亿元。

　　在国家创新机制下，由“国家千人计划特聘专家”团队，走一条与国外完全不同的技术创新路径，则可以改变国内部分垄断性能源企业宁可购买国外落后的“成熟”技术，而不愿尝试中国自主创新技术的尴尬局面。

　　这一理想能源解决方案，基本无需进口国外关键生产设备及关键材料；这一绿色产业的大规模兴起，可通过现有行业广泛协作完成；同时会填补未来由于房地产业及机械加工产业下滑造成的需求空缺，持续拉动中国的基础设施制造业。

　　笔者认为，当前，国家应从战略高度出发布局理想能源解决方案，鼓励、支持和保护国内自主原始创新技术，通过顶层设计，采取有效政策。相信经过不懈地创新努力下，中国一定会在这一领域处于世界领先水平。（项晓东 材料物理科学家、国家千人计划特聘专家）