论以科技创新推动能源技术革命的路径

莫神星

华东理工大学能源与资源环境法研究中心

能源科技创新是“安全、高效、低碳”现代能源工业体系的核心，是引领能源产业发展的第一动力，是建设现代化能源经济体系的战略支撑。无论是实现传统化石能源的清洁化、低碳化、高效化利用，还是实现绿色能源的规模化以降低成本和便于使用，保障我国能源资源的有效供给和高效利用，都要依靠技术创新与进步。

1 科技创新在能源革命中的决定性作用

1.1 科学技术革命是推动经济和社会发展的强大杠杆

科学技术始终是一种在历史上起推动作用、进步的革命力量。马克思曾明确指出：“在固定资本中，劳动的社会生产力表现为资本固有的属性;它既包括科学的力量，又包括生产过程中社会力量的结合，最后还包括从直接劳动转移到机器即死的生产力上的技巧” 。邓小平深刻指出：“科学技术不仅是生产力，而且是第一生产力。”

就能源领域，科技创新是引领能源发展的第一动力，是能源发展全局的核心。科技创新必须摆在能源发展全局的核心位置。只有科技创新，采用新的能源模式，才能保证我们的能源系统在未来具有竞争力与可持续性。

1.2 能源革命关键在于低碳科技创新

2014年6月，习近平提出：推进能源消费革命、供给革命、技术革命和体制革命。能源革命是由法律、政策、技术和市场环境共同推动的结果。能源革命关键在于科技进步，在于低碳技术创新。科技创新在能源革命中起决定性作用，能源技术是新一轮科技革命和产业革命的突破口。

科技创新在能源革命中起决定性作用，必须摆在能源发展全局的核心位置。能源革命基本发展趋势是供给消费清洁、绿色、低碳化，在大力推进煤炭清洁高效利用同时，着力发展非煤能源，形成煤、油、气、核、可再生能源多轮驱动的多元能源供应体系。

开发低碳能源技术是化石能源的洁净、高效利用的最重要的途径。低碳技术是实现低碳能源、低碳产出、消费以及社会低碳的支撑和保障。低碳技术主要指能提高能源效率，优化能源结构的主导技术，也称为清洁能源技术。低碳技术主要包括：降碳技术、去碳技术、无碳技术。绿色可再生能源技术、能源高效利用技术、节约能源技术和温室气体减排技术的开发和应用是推动能源革命的主要动力。

1.3 科技创新是能源结构优化及能源转型升级的不竭动力

目前，我国能源消费结构以煤为主，清洁能源占一次能源消费的比重较低，环境污染严重。因此，加快推进能源转型、促进绿色低碳发展，始终是我国经济社会发展需要解决的紧迫任务。科技创新可以促进能源结构优化及能源转型升级，煤炭、石油等高碳化石能源被天然气和页岩气等低碳能源取代，可再生能源大规模开发利用、核能安全利用。只有通过创新掌握核心技术，建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系，才能抓住能源变革的关键、把握能源持续健康发展的主动权。

1.4 清洁能源技术支撑能效提高与环境质量改善

科技创新是提高能源利用效率、改善环境质量的推动力。清洁能源技术能促进能源利用效率最大化和效能的最优化。目前，我国能源利用效率总体水平还不高，同时，对环境影响也较严重。生态环境的约束，已成为能源发展的最突出制约因素，提质增效已成为能源行业最大压力，随着我国工业化、城镇化和全面小康的深入推进，能源资源消耗持续增加，大气污染防治压力继续加大。生态文明建设对能源革命提出了更高要求。为此，必须加大科技创新力度，采用清洁能源及低碳能源技术提高能源利用效率及支撑CO2峰值目标的实现。

1.5 绿色低碳技术增强应对气候变化能力

发展低碳技术，一方面大力推广使用现有技术可控的低碳能源；另一方面大力推进科技创新，积极开发高效、经济、实用的低碳能源新技术，并将其转化成实际生产力。

当前，全球气候变化问题日益严峻，已成为威胁人类可持续发展的主要因素之一，削减温室气体排放、减缓气候变化成为当今国际社会关注的热点。2015年6月，我国政府向联合国提交《强化应对气候变化行动——中国国家自主贡献》文件，提出：到2030年单位国内生产总值CO2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。

2016年4月，中国签署《巴黎协定》，承诺将积极做好国内的温室气体减排工作，加强应对气候变化的国际合作。大力发展可再生能源技术是我国落实《巴黎协定》减排的必然要求。我们应把应对气候变化的压力变动力，积极推动科技创新，发展清洁能源，实现未来可持续发展。应对气候变化对我国现有发展模式、消费方式以及对我国以煤为主的能源结构、能源技术自主创新等领域均提出了现实的挑战。我们应通过科技创新，发展低碳技术、新能源和可再生能源技术，全面增强应对气候变化能力。

1.6 推进技术创新 降低新能源及可再生能源成本

可再生能源技术是推动经济转型、促进清洁能源转型、推动绿色经济发展的新动力。开发低碳能源技术和发展低碳经济是可再生能源的开发的现实重要途径。当前，可再生能源发展遇到了各种问题，降低成本是解决这些问题的关键。降成本主要靠技术进步。此外，中国现阶段风电厂开发规模很大，但方法很粗放，只有发展先进技术，才能使可再生能源有生命力，解决弃光、弃风、弃水等问题。在光伏建设中，要加大光伏领跑基础建设规模，启动光伏前沿技术建设。要通过推进技术创新以降低新能源、可再生能源的成本，提供更清洁、更价廉的能源产品。

1.7 科技创新可提高能源产业国际竞争力

当前，新一轮能源技术革命正在孕育兴起，世界能源强国对能源技术制高点的争夺日益激烈。我们要充分把握世界能源科技的新特点、发展的新态势和前沿问题。要坚持以全球视野谋划和推动科技创新，通过能源技术革命有效提升能源发展水平，缩小与发达国家能源科技发展差距。要奋起直追，弯道超车，实现能源科技整体水平由跟跑、并跑为主向并跑、领跑为主转变，早日建立能源科技强国。要瞄准世界能源科技前沿，强化能源基础研究，实现前瞻性基础研究、引领性原创成果重大突破，提高能源产业国际竞争力。

2 如何以科技创新推动能源革命

科技创新能推动未来能源向清洁低碳、高效多元、可持续的发展方向发展。能源科技的发展方向主要有5个：1）能源高效化。围绕能源各个环节提高效率的技术、平台和装置，包括生产、输配和使用的效率。2）能源多元化。建立多种能源互补的技术、平台和系统；3）能源清洁化。主要是能源结构清洁化、能源体系清洁化，包括化石能源清洁利用与能源替代、转型；4）能源智能化；5）能源可持续利用。

2.1 健全和贯彻能源科技创新的法规政策

2016年6月1日，国家有关部门发布《能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）》，明确今后一段时期我国科技创新的工作重点、主攻方向以及重点创新行动的时间表和路线图。包括：1）煤炭清洁高效利用技术创新；2）非常规油气和深层、深海油气开发技术创新；3）CO2捕集、利用与封存技术创新；4）先进核能技术创新、乏燃料后处理与高放废物安全处理处置技术创新；5）氢能与燃料电池技术创新；6）先进储能技术创新；7）能源互联网技术创新；8）生物质、海洋、地热能利用技术创新；9）节能与能效提升技术创新；10）高效太阳能利用技术创新以及大型风电技术创新，氢能与燃料电池技术创新，生物质、海洋、地热能利用技术创新，高效燃气轮机技术创新，先进储能技术创新等15项重点任务。

中共中央、国务院印发《国家创新驱动发展战略纲要》提出2020年进入创新型国家行列、2030年跻身创新型国家前列、2050年建成世界科技创新强国“三步走”目标。其中包括能源领域。2016年8月，国务院公布了《“十三五”国家能源科技创新规划》。明确以科技创新推动能源技术革命的方向、方略与路线图，促进能源的清洁化、低碳化、高效化和可持续化。

2016年12月30日，国家能源局公布了《能源科技创新“十三五”规划》，旨在发挥科技创新在全面创新中的引领作用，增强能源自主保障能力，提升能源利用效率，优化能源结构，进一步推进能源技术革命。《规划》分析了能源科技发展趋势，以深入推进能源技术革命为宗旨，明确了2016年至2020年能源新技术研究及应用的发展目标。要求按照当前世界能源前沿技术的发展方向以及我国能源发展需求，聚焦于清洁高效化石能源、新能源电力系统、安全先进核能、战略性能源技术以及能源基础材料五个重点研究任务，推动能源生产利用方式变革，为建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系提供技术支撑。

目前，我国科技创新还缺乏完整、有效的法律政策支持体系。激励机制还不健全，低碳技术项目还没有形成稳定的政府投入机制，在低碳技术的研发方面还面临诸多困难。我们要加强低碳科技法律政策支撑，补贴与定价政策要鼓励技术创新与技术进步；要鼓励市场竞争，鼓励优胜劣汰；政府要制定出台科技创新相关法律、政策和规划等，通过法律强制、财政支持、税收优惠等多种措施创造适于新能源与可再生能源产业发展的良好的法治与政策环境。要大力推进低碳科技创新，充分发挥科技创新在建设清洁低碳、安全高效现代能源体系中的引领和支撑作用。

2.2 科技创新推动传统能源的清洁开发利用

推动主体能源更替和能源生产利用方式的根本转变是能源革命的本质。低碳科技创新能够促使能源清洁高效利用。环保压力迫使各国开发煤炭清洁利用技术。传统能源领域，集中在传统化石能源清洁高效利用，大幅减少能源生产和使用过程中污染排放，对CO2封存利用，加强能源伴生资源综合利用，构建清洁、循环的能源技术体系。

以煤为主的能源结构和以重化工业为主的产业结构，决定我国目前发展低碳能源技术的重点是煤炭的洁净高效转化利用和节能减排技术。

随着技术的不断创新与进步，新能源与可再生能源的经济性和竞争力还将不断提高，我们要把握好科技创新绿色低碳化方向，加快推进以价格市场化为核心的能源体制改革，分类推动产业创新、商业模式创新和制度创新，建立市场决定资源配置、供需形成价格的现代能源市场体系，形成有效竞争的市场机制，建立气候与环境友好型的能源体制，为推动科技创新持续健康发展提供必要条件。

2.3 科技创新推动低碳能源的开发利用

新一轮能源革命将从工业文明的规模效益转向信息时代以效益定规模的低碳绿色能源时代。

能源技术革命能有效提升低碳能源发展水平，推动能源供应体系的绿色低碳转型发展，即传统的高碳化石能源供应体系向低碳清洁能源供应体系转变。能源技术革命推动低碳能源发展，即推动高能效、低能耗、低污染、低碳排放的能源的发展，包括可再生能源、核能和清洁煤。发展低碳经济的重要途径之一就是要改变现有的能源结构，加速从“碳基能源”向“低碳能源”和“氢基能源”转变，加快能源结构调整和优化升级，以有利于低碳经济的快速发展。

能源转型的关键是加快清洁能源开发利用，走绿色低碳可持续的发展道路，科技创新总趋势是更有效、更大规模使用清洁能源。在低碳经济理念下，推动能源生产和利用方式变革，构建安全、稳定、经济、清洁（低碳）的现代能源产业体系。

我国可再生能源将稳步、逐渐加速增长，新增可再生能源量可满足新增经济量对能源的需求。可再生领域重点发展更高效率、更低成本、更灵活的风能、太阳能利用技术。因地制宜发展生物质能、地热能、海洋能利用技术；发展可再生能源及先进核能制氢技术、氢气纯化技术，开发氢气储运的关键材料及技术设备，实现大规模、低成本氢气的制取、存储、运输、应用一体化。

从能源发展历程看，通过技术创新降低可再生能源和其他新能源的成本，可为市场化价格机制的形成、为构建有效竞争的市场机制和市场体系创造有利环境。同时，充分发挥技术创新的动力源泉作用需要制度、政策、市场相互作用、协同演进。

科技创新降低新能源和可再生能源成本，提高其经济性，带动产业创新和商业模式创新，推进能源价格市场化改革。通过科技创新降低成本，提高新能源和可再生能源的经济性，带动产业创新和商业模式创新，从而为市场化价格机制的形成和构建有效竞争的市场结构和市场体系创造条件。能源技术革命是推进能源价格市场化改革的重要手段，因此，科技创新能推动低碳能源的开发利用。

“十三五”期间，我国能源科技的发展将以转变能源发展方式为主线，围绕“安全、高效、低碳”的要求，以增强自主创新能力为着力点，按照“提效优先”的原则规划能源新技术的研发和应用，建立“重大技术研究、重大技术装备、重大示范工程、技术创新平台”四位一体的科技创新体系，并依照体系建设要求开展一系列卓有成效的工作，以显著提高我国科技创新水平。

设立碳基金，推动碳交易，鼓励低碳技术的研究和开发，用无限的科技潜力解决有限的资源环境约束，以满足能源可持续发展和合理控制能源消费总量的要求。我们要致力于建立一个多元化、竞争有序、开放的现代低碳能源市场，实现低碳技术的商业化。

2.4 科技创新推动核能的开发利用

核能领域，积极推动先进核能技术发展，重点发展第三代和第四代核电、先进核燃料及循环利用、小型堆等技术，探索研发可控核聚变技术，研究钍元素发电、月球氦三的开发与应用技术。当前我们正进入第三代核电技术，三代核电领域关键技术长期以引进消化吸收为主，全世界三代的技术大部分都在中国建的。同时，我国目前已经开始建立四代技术，然后进入到商业化运行。这方面中国是最领先的一个国家。第五代核电技术就要进入核聚变，未来最终极的一个能源的供应方式很可能就是核聚变。可能在2050年、2060年，或者2070年就可以投入商业运行。到那时能源基本上是无穷尽的，因为进入核聚变的状态就是完全能源的一种理想状态，但是这种技术进步是要通过一代一代的核电技术往前走。到那时，中国核电技术的研究突破将带来革命性的变化。

2.5 科技创新推动节能与科学用能的进步

科技创新与进步为促进能源消费转型打下技术基础，是抑制不合理能源消费、提高能效的重要手段，是形成节能型消费新模式的重要途径。

我国是石油消费大国，同时又是石油利用效率低、不合理用油比较严重的国家。因此，要坚持高效利用能源、综合利用能源，不断提高能源利用效率和效益的原则。提高能源效率，即提高能源的开发和利用效率。能源开发利用要讲究综合效益原则。能源法立法和能源管理应该贯彻提高能源效率的原则，既考虑经济活动的内部效率，也要考虑经济活动的外部效率，努力实现整体效益、总体效益和最佳效益的统一、最大化和最优化。

节能领域，要大力发展提高能效与节能减排技术，创新清洁技术、绿色技术，在现代化工业节能技术、新型建筑节能技术、先进交通节能技术以及能源系统全局优化技术等方面有新的突破，以技术创新提高能效、推动节能降耗减排，催生新产品和新模式，提高用能设备设施的效率，形成节能低碳的产业体系。

能源消费与经济发展具有密切的关系，建设科学合理的能源资源利用体系，建立“科学用能”机制，实施节能减排。“科学用能”是从能的梯级利用、清洁生产、资源再循环等基本科学原理出发，强调依靠科学技术节能和提高能源利用率，推进用能的合理性与高效性。“科学用能”主要包涵三个层面——科学使用能源、科学配置能源和科学管理能源，要提升能源产品综合利用价值，保障国家能源安全、满足未来能源需求。树立科学发展观，“科学用能”，这是保证能源持续供应、提高能源利用效率和降低污染排放的关键途径，是建设资源节约型社会的重要保障。

我们必须依靠科技创新，不断调整能源结构，逐步向可持续发展的能源体系过渡。对未来能源行业的发展，我国应转变资源配置的战略，制订能源科技发展的战略，明确方向、目标、重点，依靠科技创新，实现高碳能源的低碳发展。

智慧能源技术支撑能源效率提升目标的实现。只有依靠科技进步和创新，才能提高资源的利用效率，才能实现高碳能源的低碳发展、减少对环境的污染、破坏，才能在开发、研究新能源方面取得突破，才能在新一轮国际经济竞争中取得战略主动地位。

要建立和完善能源资源科学利用机制。建立和完善资源综合利用机制，建立和发展能源合作社，实现能源梯级利用。要建立和健全科学而全行之有效的节能制度和科学用能的机制，实现节能减排。要大力推进资源节约集约利用，注重资源保护和合理开发。坚持开源与节流并重，把节约放在首位。在做好数量管控同时，加强质量管理和生态管护，防止过度开采。

随着我国能源消耗总量的大幅增长，能源对经济社会发展的制约日益突出，对人类赖以生存的自然环境的影响也越来越大。我国的能源生产量和消费量虽然已居世界前列，但在能源供给和利用方式、技术创新和体制建设方面与发达国家相比还存在诸多突出问题，因此，在传统能源特别是化石能源的开发和利用过程中，加大勘探力度、提高能源利用效率、调整能源结构成为工作的重中之重。

未来我国能源发展必将从偏重保障供给为主，向科学调控能源生产和消费总量转变；从资源依赖型发展模式，向科技创新驱动型发展模式转变；从严重依赖煤炭资源，向绿色、多元、低碳化能源发展转变；从各种能源品种独立发展，向多种能源互补与系统的融合协调转变；从生态环境保护滞后于能源发展，向生态环境保护和能源协调发展转变；从过度依赖国内能源供应，向立足国内和加强国际合作转变。

2.6 科技创新推动低碳经济的发展

低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式。低碳经济的实质是能源效率和清洁能源结构问题，旨在建立新的能源结构，降低能耗和减少污染物排放。低碳科技创新是发展低碳经济动力之源。发展低碳经济的实质是降低能源强度，提高能源效率，清洁能源结构，开发清洁能源，建立绿色GDP的发展模式，核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人们生存发展观念的根本性转变。低碳技术创新是发展低碳经济的关键。低碳技术涉及电力、建筑、交通、石化、冶金等部门，是低碳经济发展的支撑。低碳技术涉及煤的清洁高效利用、可再生能源及新能源、油气资源和煤层气的勘探开发、CO2捕获与埋存等领域开发的有效控制温室气体排放的新技术。建设“低碳社会”是我国的发展目标，因此，发展低碳经济是我们的必然选择，低碳经济是一种经济的发展方式，它不仅仅会改变能源结构、产品结构，而且会更进一步改变人类的生产方式和消费方式。加快转变能源发展方式，要用无限的科技潜力解决有限的能源和资源约束，“十三五”期间，应致力于转变经济发展方式，致力于发展低碳经济，致力于节约资源、保护环境、减少排放和维护国家能源安全。

2.7 科技创新推动输电与储能技术的应用发展

储能可对电力进行存储，能有效解决电力在时间和空间上的不平衡。由于可再生能源发电的间隙性和易变性，对电网的正常运行和调度会有一定程度的冲击，为了尽可能利用更多的可再生能源和提高电网运行的可靠性和效率，需要发展各种储能技术。储能技术的应用贯穿于电力系统发电、输电、配电、用电的各个环节。储能技术是未来科技创新的一个攻坚的难点。要推动大规模储能和能源互联网等重点领域有新的突破。随着储能电池技术的快速发展，未来5年能量密度有望提升到5倍以上，成本降低到目前的五分之一，届时风电、太阳能发电将迎来新的发展期。我们要发挥电储能技术优势，建立促进新能源、再生能源消纳的长效机制。

能源输送与储备领域，要创新面向电网调峰提效、区域供能应用的储能技术，增强储能调峰的灵活性和经济性，掌握储能技术各环节的关键核心技术，推进能源技术与信息技术的深度融合，加强整个能源系统的优化集成，构建一体化、智能化的能源技术体系，实现各种能源资源的优化配置。通过加强储能和智能电网建设，发展分布式能源，推行节能低碳电力调度，以有利于建设清洁低碳、安全高效、绿色智能的现代能源体系。

2.8 科技创新推动能源装备与能源材料的应用发展

能源装备领域，要确定关键材料装备支撑能源技术发展目标，促进新能源发电、电气设备等领域的多项高端技术装备的发展。推动先进能源装备及关键材料等重点领域有新的突破。

重大能源专项对提升国家在能源相关领域的技术进步、解决国家面临的重要能源问题发挥了突出作用。要围绕能源技术发展目标提供关键材料装备支撑，重点发展非常规油气开采装备、海上能源开发利用平台、大型原油和液化天然气船舶、核岛关键设备、燃气轮机、智能电网用输变电及用户端设备、大功率电力电子器件、大型压缩机、特种用途的泵、阀等关键装备，全面加强能源供给基础设施建设的技术支持。

能源科技相关的新材料是未来科技创新的一个攻坚的难点。我国在燃气轮机及高温材料、海洋油气勘探开发技术装备等方面较落后。要根据重点能源技术需要，重点研发特种金属功能材料、先进复合材料、高性能结构材料、特种无机非金属材料、高温超导材料、石墨烯等关键材料。

3 结语

中国必须在能源高科技领域占有一席之地。我们需有前瞻性思维，“勿临渴而掘井”，必须努力制定推动能源科技创新和技术进步的法律政策，为形成可持续的能源资源体系，建设现代能源体系提供有力的法律制度支撑。我国要立足全球能源竞争的大格局，把握好能源绿色化、低碳化变革的大方向，准确把握能源互联网与能源智能化、信息化及能源产业发展面临的新形势，顺势而为，抢抓机遇，弯道超车，推动能源科技与能源产业由大变强，努力实现从跟跑并跑到领跑转变，赢得发展先机和主动权。到2020年，实现一批关键技术取得重大突破，科技创新体系初步形成；到2030年，建成与国情相适应的完善的科技创新体系，进入世界能源技术强国行列，为保障全球能源安全作出我们应有的贡献。

[1]莫神星：《节能减排机制法律政策研究》[M].中国时代经济出版社，北京，2008，7。

[2]肖国兴：《再论能源革命与法律革命的维度》[J].，载《中州学刊》2016（01）。

[3]莫神星:《论低碳经济与低碳能源发展》[J].《社会科学》2012(09): 41-49.

[4]徐锭明、王康鹏：《低碳：未来能源之路》[J].载《中国石油石化》2007（23）。

[5]王仁贵、尚前名：《大国角逐新能源技术》[J].《瞭望周刊》，2009（12）。

[6]莫神星:《论在能源开发利用中坚持科技创新与技术进步原则》[J].载《上海节能》2013(09) .

[7]张国宝：《中国的能源管理和能源结构调整》[J] .《中国发展观察》，2009（4）。

[8]莫神星:《科学发展观指导下的中国能源发展战略》[J].《中外能源》2013(05).

[9] P Cameron，Creating an Internal Market in Energy：Can the Tools be more effective?’， European University Institute Robert Schuman Centre Policy Paper，2005，25 page。