全球能源科技竞争态势与我国应对策略

（1.北京化工大学经济管理学院 2.北京化工大学绿色创新与可持续发展研究中心）

当前和今后一个时期，能源科技正成为重塑全球能源格局、重构产业链供应链、培育新质生产力的重要牵引力量。在“双碳”目标与能源安全并重、全球新一轮科技革命和产业变革加速演进的背景下，谁能率先在关键能源技术和重大工程上实现体系化突破，谁就更有可能在未来竞争中掌握主动。总体看，我国近年来在新能源装备、新型电力系统、储能、电动汽车等方面已经形成一定先发优势，但面向未来一个时期乃至2035年，基础支撑能力、前沿技术储备、体制机制供给等仍存在一些短板，科技优势向体系优势、规则优势转化的任务仍然较重。基于此，有必要对当前全球能源科技态势和我国现实基础作出系统研判，并就下一步发展重点和政策安排提出针对性建议。

一、全球能源科技竞争进入体系化新阶段，我国机遇与压力并存

当前全球能源科技正步入以高强度投入、快速迭代、体系化竞争为特征的新阶段。发达经济体和新兴市场国家普遍将能源科技视作未来产业竞争和地缘博弈的重要着力点，在清洁能源、新型储能、氢能与燃料电池、先进核能、碳捕集利用与封存（CCUS）、能源数字化与智能化等领域持续加大投入，通过财政激励、市场机制和规则设计协同发力，形成“技术—产业—规则”一体推进的竞争格局。国际能源署测算，在各国全面落实已宣布能源与气候承诺的情形下，仅以光伏、风电、电池、电动汽车、热泵、电解槽等若干关键大规模制造的清洁能源技术为例，到2030年前后的年度市场机会就有望达到约6500亿美元，较当前水平扩大三倍以上。围绕技术标准、供应链安全和关键矿产资源的博弈明显升温，能源科技正成为重塑国际分工和全球价值链的重要支点。全球能源科技已由“试点示范”全面迈入“体系竞争”阶段，我国既处于重要战略机遇期，也面临外部不确定性上升带来的竞争压力。

从技术演进路径看，一批前沿方向正在由“概念验证”向“工程化—产业化”同步推进。长时储能、氢能与燃料电池、先进核能、新型地热、CCUS及负排放技术等普遍进入放量前的关键爬坡期，“窗口期”特征较为明显：一是全球范围内尚未形成完全锁定的技术路线和标准体系，技术方案、商业模式和政策工具仍在动态演进；二是单点突破难以形成可持续优势，跨领域集成创新和系统解决方案成为主要竞争方向；三是具有代表性的重大示范工程对推动技术成熟、带动产业集聚、形成规模经济的作用进一步凸显。充分用好当前技术路线和标准体系尚未固化的窗口期，在重点领域统筹推进技术攻关和标准预研，适度超前布局和储备，为在技术体系上争取主动、在规则演进中保持从容创造条件。

在供给侧技术持续演进的同时，从需求侧看，以算力革命和数字经济为代表的新型需求，正在重塑能源消费结构和时空格局。数据中心、智能制造、交通电动化、城市综合能源服务等新增负荷持续增长，对“就地、低碳、稳定”的能源供给提出更高要求，也对电力系统灵活性、韧性和安全性形成新的约束。未来能源科技既要回答传统意义上的“清洁替代”“节能降碳”问题，也要支撑高密度算力运行、韧性电网建设、区域一体化协同调度等一系列新课题。相应地，对技术路线选择、基础设施布局和制度安排都提出了更高要求。

从具体政策取向看，主要发达经济体围绕能源科技已经形成有区别但高度聚焦的布局路径。美国通过《通胀削减法案》，在清洁氢能、CCUS和新型储能等环节大幅强化税收激励和示范工程支持，着力培育面向重工业减排的新增市场空间；欧盟依托《净零产业法案》及相关配套立法，通过设定产能目标、前移标准规则、叠加关键原材料安全安排，推动净零技术在制造、供应链和规则层面的整体部署；日本则在《能源白皮书》和最新能源政策中，将数字化与绿色转型统筹考虑，把数据中心等新型负荷与低碳电源布局联动起来，同时前瞻布局氢/氨燃料、下一代光伏、海上风电、创新反应堆等一批新技术方向。总体来看，国际竞争已经从单一技术比拼转向围绕电力系统枢纽、储能与灵活性调节、氢能与CCUS深减排以及前瞻核能和新型可再生能源的体系化布局。

表 主要经济体能源科技布局方向

二、我国能源科技基础总体良好，结构性短板仍需加快补齐

在全球能源科技加速演进的大背景下，我国已经形成较为坚实的产业基础和工程能力，是少数在多项能源技术领域同时具备规模优势和成本优势的大国之一。一是新能源装备制造整体处于全球前列，光伏、风电、电动汽车和动力电池产业链条完整、配套体系较为完备，形成了明显的成本优势和集聚效应，为构建新型电力系统提供了重要基础。二是特高压输电等电网基础设施技术处于国际领先水平，大电网安全稳定运行经验丰富，为高比例可再生能源并网和跨区域、大范围资源优化配置提供了有力支撑。三是“东数西算”、大型风光基地、新型储能试点示范等一批重大工程有序推进，为各类新技术提供了丰富应用场景，也为后续形成规模化推广和系统化应用打下了基础。总体看，我国能源科技已具备由“跟跑并跑”向“并跑领跑”加快迈进的条件。

同时，我国在若干关键技术和基础能力方面仍存在一些不容忽视的结构性短板，这对我国在全球能源科技竞争中争取主动形成了约束。一是“长板不够长”，部分优势尚未牢固锁定。在光伏、风电、电池等领域虽已形成明显产能和成本优势，但在高端装备、关键材料、核心控制器件和系统软件等环节仍存在受制于人的风险，距离全面掌控产业链供应链主动权仍有差距。二是“从0到1”原始创新能力有待进一步增强。在长时储能、高端氢储运材料、大功率燃气轮机、先进核能关键设备、CCUS高效集输和封存等方向，核心技术仍处于攻关爬坡阶段，尚未形成一批经工程检验、可复制可扩展、与国际规则相衔接的成套技术方案和标准体系，对我国在新一轮规则重构中的话语权形成一定制约。

从工程化与商业化环节看，“最后一公里”问题依然存在，影响着技术优势向产业优势、竞争优势的有效转化。现有示范工程的数量、规模与类型，与技术迭代速度和现实需求相比仍显不足，首台（套）、首批次装备的风险分担与收益分享机制不够健全，“能研不能用、可用难推广”的情况在部分领域仍有体现。一些关键技术长期停留在小试、中试或单点示范阶段，缺乏跨区域、多场景、长周期的系统验证，难以及时跨越从“样机”到“批量”的关键门槛，影响了产业成长速度和社会资本投入预期。

从体制机制看，支撑能源科技持续跃升的制度供给仍有待加强，创新链、产业链、资金链、政策链之间尚未完全打通。一是产学研用协同不够紧密，科研立项与产业需求、重大工程布局之间存在一定脱节，科研人员评价激励与长期工程化攻关的周期性、不确定性不完全匹配，企业参与基础研究和前沿探索的积极性有待进一步释放。二是储能、氢能、CCUS、新型电力系统等新兴领域的技术标准、安全规范和检测认证体系尚不完备，地方和企业标准碎片化问题较为突出，不利于技术快速迭代和行业有序发展。三是能源相关数据和算力基础设施投入相对滞后，数据汇聚、共享和安全管理机制有待健全，难以充分支撑复杂系统优化、精准调度和政策评估。综合研判，如若上述关键短板在未来一个规划期内补齐进展未达预期，我国在全球能源科技新赛道上的竞争主动权和规则塑造能力可能面临边际收缩的压力。

三、发展方向与战略重点：系统布局关键能源科技赛道

未来一个时期的能源科技布局，在保持战略定力的前提下，应突出三个重点取向：一是坚持问题导向与目标导向相统一，紧扣高比例新能源接入、电力系统灵活性不足、工业领域减排难点等突出制约，把提升原始创新能力、工程实现能力和规模化应用能力作为推进主线；二是坚持“系统布局、适度超前、以用促研”，通过重大工程、复杂场景和集成示范，把技术研发与实际运行深度嵌套，形成“迭代—验证—再升级”的持续演进机制；三是更加注重创新链、产业链、资金链、政策链协同，强化中央统筹规划、地方差异化探索与龙头企业牵引布局相结合，为今后能源科技体系塑造和在相关规则演进中保持相对主动和从容创造制度条件与技术基础。

在总体布局上，应聚焦四类对我国未来能源科技竞争力具有基础性、牵引性与保障性的关键能力模块：一是以新型电力系统为核心枢纽，提升系统调节与运行韧性；二是以新型与长时储能体系为灵活调节支撑，实现源网荷各环节能力匹配；三是以氢能与CCUS为工业深减排领域的主要技术路径，为产业低碳转型提供技术抓手；四是以前瞻核能与新型可再生能源为中长期战略安全底座，为未来可能出现的能源需求峰值、极端气候冲击和绿色算力扩张提供韧性支撑。通过上述重点方向的体系化推进，有望带动不同技术路径之间的互补验证与协同演进，形成支撑未来能源科技体系跃升的“稳固底座+灵活调节+深度减排+战略备用”综合格局。

（一）围绕新型电力系统，协同推进关键技术突破与储能规模化应用

面向高比例可再生能源开发利用和终端电气化趋势，新型电力系统是能源科技体系的关键支撑。随着新能源发电占比提升、电力电子化水平加快、负荷侧灵活性需求增强，系统动态性与运行不确定性显著上升，传统以集中电源和刚性负荷为基础的调度模式与安全稳定控制面临适应性压力。

下一步，需要统筹推进多端柔性直流、区域直流电网、源网荷储协同调度、虚拟电厂、分布式能源精细化管理及电力系统网络安全等关键技术攻关，并以系统集成方式带动新型储能与长时储能从多点试验迈向规模化应用。在储能方面，要围绕钠离子电池、液流电池、压缩空气储能、熔盐蓄热、氢储能等多路线同步布局，组织若干百兆瓦级及以上示范工程，与电网规划、电源结构和负荷演进协同设计，推动储能在电源侧、电网侧和用户侧形成合理配置结构。同步完善储能参与辅助服务、容量市场和现货交易的价格与收益机制，探索将性能稳定、可计量的储能项目纳入可交易“标准化资产”，提高社会资本参与度和工程落地效率。

通过在新能源基地建设“源网荷储一体化+灵活调节”示范区，在大负荷中心建设“虚拟电厂+新型配电网+柔性响应”示范项目，逐步形成跨区域、跨电压等级、跨主体协同的系统运行与调度模式，支持新型电力系统运行质量持续提升，也为长时储能等关键技术成熟与商业模式形成创造条件。

（二）围绕氢能与燃料电池，推动全链条、一体化发展

氢能在中长期能源体系中的作用，正由“电能附属产品”向支撑工业深度减排和重载交通转型的重要载体演进。结合我国资源禀赋和产业基础，下一步可围绕钢铁、有色、化工等重点行业减排和港口、干线物流、城市群交通等重点场景，规划建设若干具有国际影响力的氢能示范集群。在可再生能源资源丰富、负荷基础较好、相关产业较为集聚的区域，布局绿氢制取、储运、加注和终端使用一体化项目，推进氢能高速公路、氢能港口、氢燃料重卡等示范工程，通过规模化应用带动关键材料、核心部件和系统集成能力整体提升，逐步形成覆盖制、储、运、用的完整产业链。同时，适度超前布局氢氨耦合、液氢运输等关键技术方向，在安全标准、检测认证、基础设施准入等方面形成一批可复制、可推广的制度成果，为氢能源科技和产业发展营造稳定预期。

（三）围绕CCUS与负排放技术，由可行性论证加快转向规模化示范

考虑到部分高耗能行业在中长期仍难以完全实现零排放，CCUS是实现深度减排乃至负排放的重要技术选项，也是需要前瞻布局的能源科技重点方向之一。我国在二氧化碳捕集技术、管网建设、封存安全监测等方面已积累一定基础，但整体成本偏高、收益机制相对模糊，缺乏兼顾环境效益与经济效益的规模化示范样板。下一步，可依托资源禀赋较好、产业基础扎实的区域，布局建设若干CCUS集群示范区，围绕“发电—化工—建材—封存”一体化路径，探索多源一网、多点封存的综合方案，推进二氧化碳在化工原料、建材固化等环节的规模化利用。结合全国碳市场建设进程，逐步完善二氧化碳定价机制和财政、金融支持政策，为CCUS项目提供相对稳定的收益预期。同时，有序开展生物质能碳捕集与封存（BECCS）等负排放技术试点，在充分评估环境安全和经济可行性的基础上，探索形成技术路线多元、风险可控的负排放解决方案，为中长期深度减排预留技术选项。

（四）围绕先进核能与新型可再生能源，统筹安全与创新稳妥推进布局

先进核能和新型可再生能源是中长期保障能源安全和优化能源结构的重要支撑，也是关系我国未来能源科技竞争力的关键方向。小型模块化反应堆、高温气冷堆等先进核能技术，在区域供热、工业用汽、海水淡化、制氢以及数据中心供能等方面具有较大潜力。下一步，在确保安全可控的前提下，可稳妥推进若干先进核能示范工程建设，探索“核能+供热”“核能+制氢”“核能+数据中心”等综合利用模式，推动形成一批具有系统效益的示范项目，积累技术、标准和监管经验。在可再生能源领域，应重视新型地热、海洋能等方向的技术储备和小规模试点布局，以相对较小成本提前锁定一批可能形成比较优势的备选技术，为2035年以后能源结构优化和系统韧性提升预留空间。在此过程中，统筹开展基础研究、关键技术攻关与工程示范，促进先进核能与新型可再生能源在技术路线、基础设施和市场机制层面的协同发展。

四、体制保障：打通链条、优化供给，营造良好创新生态

要在上述关键赛道形成实质性进展，需要同步推进体制机制创新和政策体系完善，为能源科技水平持续跃升提供更加稳定的预期和制度环境。当前制约能源科技持续发展的关键，不仅在于单项技术本身难度较大，也在于创新链、产业链、资金链、政策链之间衔接不够顺畅、合力尚未充分形成。

一是优化攻关组织方式，健全“揭榜挂帅+赛马争先”机制。围绕关键核心技术和重大工程任务，打破部门、行业和所有制边界，面向具体问题“揭榜”，通过“主攻方向+领军单位+协同联合体”的形式组织多方力量协同攻关。在考核评价上，可在一定周期内实行更具弹性的绩效评价和必要的容错安排，把工程化应用成效和长期技术贡献作为重要衡量标准，避免短期化、碎片化考核削弱攻关动力。

二是健全示范工程和首台套装备的风险分担与收益分享机制。围绕新型电力系统、新型储能、氢能、CCUS、先进核能等重点领域，可研究设立专门的示范工程风险补偿工具和相关保险机制，探索财政、金融机构和企业共同承担示范风险的模式。通过特许经营、收益权质押、绿色金融工具等方式，引导多元资本参与新技术示范和首台套推广，推动关键技术实现从“样机示范”到“批量应用”的跨越。

三是加快标准体系和数据算力基础设施建设。针对新型电力系统、储能、氢能、CCUS等新兴领域，加快制定和修订技术标准、安全规范和检测认证体系，减少地方和企业各自为战导致的标准不统一和市场碎片化问题。同步推进国家层面的能源数据与算力基础设施建设，完善数据汇聚、共享与安全管理机制，为复杂系统优化、运行调度和政策评估提供高质量数据支撑，为新技术迭代和新业态发展创造良好基础。

四是发挥区域试验田和龙头企业的牵引带动作用。支持具备条件的地区建设国家级能源科技创新和应用示范区，在项目管理、要素配置、收益分配等方面赋予更大改革自主权，鼓励在准入机制、交易机制和监管方式等方面开展差异化探索。支持头部企业牵头组建创新联合体和产业联盟，在标准制定、技术路线选择和国际合作中增强话语权，逐步形成“一个领域一批标杆工程、一批骨干企业、一批共性平台”的格局，推动关键赛道由“局部突破”向“体系能力”稳步跃升。