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全球能源技術的發展趨勢分析

1.綠色、低碳能源技術必然是未來發展主要方向

2018年，能源將繼續向著低碳化、綠色、高效方向發展。歐盟科研創新資助計劃“地平線2020”2018-2020年度支出方案中，“低碳和適應氣候變化的未來”領域將獲33億歐元預算，按年度工作計劃，可再生能源、能效建筑、電動運輸和儲存方案4個清潔能源領域的項目將獲22億歐元撥款。俄能源部宣布支持設立遠東聯邦區可再生能源發展基金，并將制訂具體建議。英國將投入2800萬英鎊資助可再生能源創新、智慧能源系統創新、低碳工業創新、核能創新等能源創新項目，作為能源創新計劃(2016~2021年)的一部分。特朗普政府宣布退出巴黎協定，全球應對氣候變化形勢變得撲朔迷離，但全球能源領域轉型已是大勢所趨，綠色能源技術、低碳能源技術必然是未來發展主要方向。

2.小型模塊化反應堆開啟核能新時代

小型模塊化反應堆(SMR)因其較高的安全性能、操作靈活性、電網適應性等優點，受到越來越多的關注。全球多個核電大國推進SMR技術開發部署。美國 Nuscale Power公司提交首個SMR商業電廠設計認證審查申請。加拿大監管機構收到4種小堆設計，并啟動了首個SMR示范堆的一般選址和取證程序。俄羅斯將協助菲律賓開展關于在陸上或近海建造SMR的可行性研究。俄羅斯原子能集團所屬“光線”科學生產聯合公司研發出基于熱電子發射效應原理的小型核電站，具有安全可靠、不需維護、可長期運行等特點，可作為獨立電源為偏遠地區重要設施供電。英國政府承諾通過競爭探索SMR的潛力，評估開發、商業化和資助SMR技術的市場利益。2018年7月3日，日本政府公布了最新制定的“第5次能源基本計劃”，提出今后將開發具有安全性、經濟性和機動性優勢的堆型，小型模塊化堆將是日本未來開發的重要選項。

3.能源區塊鏈領域前景廣闊

區塊鏈技術具有去中心化存儲、信息高度透明等優勢，能實現能源的數字化、分布式精準管理，將對未來能源市場產生巨大影響。美國能源部提出“基于區塊鏈技術的能源系統新概念”，探索區塊鏈技術在管理電網方面的應用。英國石油公司和荷蘭殼牌領銜的財團將開發一個針對能源大宗商品交易的區塊鏈數字平臺，預計在2018年底投入運營。澳大利亞政府將提供257萬澳元以支持一個應用區塊鏈技術的光伏和用水兩年試點項目。麥肯錫公司在一份報告中指出，區塊鏈是繼蒸汽機、電力、信息和互聯網科技之后目前最有潛力觸發第5輪顛覆性革命浪潮的核心技術，對于石油和天然氣這樣一個分布廣泛、復雜龐大的行業，區塊鏈技術的黃金期正在到來。

4.電池儲能將發揮重要作用

儲能產業作為能源結構調整的支撐產業和關鍵推手，在傳統發電、輸配電、電力需求側、輔助服務、新能源接入等不同領域有著廣闊的應用前景。國際可再生能源署（IRENA）2017年發布的《電力存儲和可再生能源：成本和市場研究報告（2030）》稱，到2030年，如果能源系統的可再生能源份額翻番，全球儲能容量將增加三倍。報告在基本預測情景中提出，到2030年，全球儲能裝機將在2017年基礎上增長42%～68%，如果可再生能源增長強勁，那么儲能裝機增長幅度將達到155%～227%。電池儲能將在改變儲能裝機結構中發揮重要作用。此外，電池生產技術的發展還直接決定了電動汽車的發展前景，可以在尖峰負荷時段的電力能源系統中起到電源的作用。儲能技術的快速發展將給能源系統帶來顯著變化，同時，在化石燃料需求上會造成一定的影響，畢竟，儲能將越來越多地取代火電，在電力能源系統中發揮強大的電源調節能力。

5.未來5G與能源的深度融合

近年來，能源行業積極實施“互聯網+”戰略，全面提升行業信息化、智能化水平，充分利用現代信息通信技術、控制技術，實現智能設備狀態監測和信息收集，激發新型作業方式和用能服務模式。隨著各類能源業務的快速增長，電網設備、電力終端、用電客戶迫切需要通過最新的通信技術及系統支撐，滿足爆發式增長的通信需求。5G技術將支持能源領域基礎設施的智能化，并支持雙向能源分配和新的商業模式，以提高生產、交付、使用和協調有限的能源資源的效率。可再生能源、電動汽車、電網通信、智能電網等領域將成為5G在全球能源行業的重點應用場景。歐盟特別注重5G與行業的充分融合，在《關于5G架構的觀點》白皮書中提出5G網絡架構應具備為汽車、能源、食品、農業、醫療、教育等垂直行業提供定制化專網組網服務的能力，5G技術與商業生態系統的對接，有利于5G網絡能夠高效率、低成本地提供各類新興業態服務。

6.3D打印技術應用于太陽能電池的制造工藝

3D打印技術除了用在晶體硅太陽電池以外，也可以應用在薄膜電池上。如美國俄勒岡州立大學的研究者們使用3D打印技術成功地制造出了銅銦鎵硒（CIGS）薄膜太陽電池，節約了90%的原材料。麻省理工學院（MIT）則通過一臺特制3D打印機將薄膜太陽電池印刷到紙張上，這種電池目前可提供1.5%～2%的電池效率。3D打印技術不僅能打印出分辨力高、導電性好的柵線，而且能夠降低生產成本，可以和高方阻發射極完美結合并應用于各類太陽電池新技術。國內外都在積極研究及應用推廣該技術的發展，因此，3D打印技術應用于太陽能電池的制造工藝將是大勢所趨，這一技術也會帶來太陽能電池質量和效率的大幅提高。