攻坚 2030——新型电力系统进入科技创新“无人区”

从基础研究走向产业应用的征途中，各类困难与障碍不断涌现，考验着每一位前行者的智慧和韧性。在这场面向2030年的科技攻坚中，我们应如何统筹谋划？又如何凝聚政府、产业、科研与市场等多方力量？全链条创新究竟该如何从理念走向实践？

当前，能源电力行业正在开展系统性攻坚，既要实现新能源大规模高效消纳，又要坚决维护电力系统的安全稳定运行。

前沿技术将引发链式突破与系统性变革。而推动科技成果转化，必须依靠系统性思维——除技术本身之外，还需对政策机制、市场环境、产业链供应链协同、资金链保障等各个环节进行通盘考量与有机管理。

中国力争于2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，新能源在新型电力系统中的占比将逐步提升。在“十四五”规划收官之际，如何科学谋划“十五五”蓝图，系统布局科技创新方向？本期专题从战略引领、系统协同和全链条实践等多个维度，尝试勾勒出一幅面向2030年的新型电力系统科技创新“攻坚路线图”。

9月18日，国务院新闻办公室在北京举行“高质量完成‘十四五’规划”系列主题新闻发布会。科技部主要负责人介绍，“十四五”期间我国重大科技成果加速涌现，现在距离实现建成科技强国目标只有10年时间，未来五年是十分关键的攻坚期。

刚刚过去的7月，我国全社会用电量突破1万亿千瓦时（约占全球的1/3）；绿电表现亮眼，当前每3度电中就有1度是绿电，这一成就离不开新型电力系统科技的支撑。

在8月26日举行的“高质量完成‘十四五’规划”系列主题新闻发布会上，国家能源局主要负责人介绍，“十四五”是能源科技创新取得更大突破的关键五年，我国在核电、新能源、电网等重点领域已实现国际领先。

从碳中和进程来看，整体技术成熟度仍有待提高。8月29日，电力规划设计总院发布《能源科技创新蓝皮书》，系统绘制了能源科技创新图谱，涵盖非化石能源大规模供给等8大关键方向。

新型电力系统的科技攻坚战，是一场技术进阶，更是一次创新治理体系现代化的深刻实践。

01

前沿图景：

闯入“无人区”的挑战与机遇

风光无限的新能源背后，是前所未有的技术挑战。中国工程院院士、怀柔实验室主任汤广福认为，波动性新能源高比例接入，给电力“发—输—用”实时动态平衡带来了前所未有的挑战，属于世界性难题，没有任何经验可以借鉴。

当前，科学研究向极宏观拓展、向极微观深入、向极端条件迈进、向极综合交叉发力，前沿技术不断涌现引发链式变革。随着新能源装机占比不断提升，中国电力科技正迈入多维度“无人区”。

——基础理论的“无人区”。针对4月发生的西葡大停电，怀柔实验室科研团队专家汤涌提出，需要强化气象电力学、电力电子学以及新型电力系统安全稳定机制等基础研究，深入掌握系统的动态特性和故障演化机理，精准掌握系统安全稳定本质。

——材料与器件的“无人区”。今年以来，中国科学院院士薛其坤团队、王秋良团队在镍氧化物超导、大口径高场超导磁体等方面取得突破，给业界带来极大信心。

——技术融合的“无人区”。中国工程院院士薛禹胜团队提出构建能源的信息-物理-社会系统（CPSSE）理论与研究范式，正在以人工智能融合创新探索破解新型电力系统难题。

光伏科学与技术全国重点实验室副主任、长三角太阳能光伏技术创新中心副主任冯志强认为，我国在液态空气储能、超导输电、钙钛矿光伏等领域已实现“技术创新+工程落地”双轮驱动，处于国际领跑；在氢电耦合、液流电池等领域通过差异化创新实现并跑。未来需加强基础研究与产业化衔接，如室温超导、钙钛矿稳定性等，以巩固全球竞争优势。

02

排兵布阵：

国家战略科技力量的“沙盘”

国家能源局最新数据显示，截至7月底，全国风电和太阳能发电合计装机容量继去年超越火电后，持续拉大与火电的差距，达到16.8亿千瓦（火电为14.8亿千瓦）。

这一结构性转变的背后，是国家战略科技力量系统性、有组织的“排兵布阵”。

科技创新布局已形成清晰路径：从“0到1”的原始创新阶段主要由高校和实验室承担，“从1到10”的技术开发和集成验证由科研机构与龙头企业主导，“从10到N”的产业化推广和市场拓展则由更多企业与地方政府协同推进。这一分段协同、权责明晰的机制，正推动能源科技从单点突破迈向系统能力全面提升。

科技创新组织化协同化程度不高的问题也在得到改善。怀柔实验室正在积极探索“大兵团”有组织的科研新模式，促进跨机构深度合作与联合攻关。据介绍，该实验室的灵活燃煤发电团队由院士领衔，汇聚了来自华北电力设计院、华北电力大学、哈电集团、西安热工院等十余家单位的近百名科研与工程人员，推动灵活燃煤发电技术实现300兆瓦级、600兆瓦级、1000兆瓦级的三级跃升。其中，300兆瓦级机组已完成示范，核心指标达到国际领先水平。

在冯志强看来，当前科技攻关体系呈现“金字塔—网络”复合结构。“顶端”由国家实验室牵头重大战略任务，细分领域由全国重点实验室支撑关键技术攻关；“腰部”由高校与科技领军企业组成创新网络；“底座”则通过税收优惠、研发补助等政策激发中小企业创新活力，构建技术路线多元、良性竞争的创新生态。

中国科协创新发展战略研究院创新环境研究所所长刘萱表示，当前我国处于从科技大国到科技强国转型的关键阶段，这对耐力和核心突破能力都提出了更高要求。

国家实验室应聚焦重大战略使命，承担跨学科、跨领域复杂技术攻关，如长时储能、智能电网核心算法和高温超导输电等关键“双碳”技术，以整合资源、避免重复投入。

高水平研究型大学发挥“源头创新”作用，致力于解决“从0到1”的科学问题，如新型光伏材料设计、氢能催化机理和电网安全理论，通过学科交叉与自由探索夯实理论根基、培育创新人才。

科技领军企业，尤其是能源央企，则承担“产学研协同”枢纽角色，打通“从1到N”的转化通道。它们凭借工程化和市场应用能力，推动实验室成果如新型储能入网和高效光伏材料量产落地，并通过产业联合体带动中小企业融入创新生态。

03

合力破局：

“政产学研用金”六位一体新范式