8月27日上午，由中國科學(xué)技術(shù)信息研究所、上海市科學(xué)學(xué)研究所聯(lián)合編撰的《雙碳科技及應(yīng)用場景前瞻》在浦江創(chuàng)新論壇成果發(fā)布會上正式發(fā)布。

風(fēng)力發(fā)電 新華社 資料圖本項研究從政府關(guān)注重點、產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿?、對?jīng)濟社會的全局帶動和重大引領(lǐng)作用等方面，遴選出雙碳科技五大焦點議題——氫能，碳捕集、利用與封存（CCUS），儲能，光伏建筑一體化，智能電網(wǎng)。報告顯示，五大雙碳科技中，除智能電網(wǎng)的論文數(shù)量稍遜于美國居全球第二位外，其他四大雙碳科技的論文數(shù)量均為全球第一。五大雙碳科技的專利數(shù)量全部達到世界第一，其中光伏建筑一體化的中國專利量已達到全球的75%，智能電網(wǎng)的專利量超過全球的70%。

值得注意的是，盡管中國的五大雙碳技術(shù)在專利申請量上已居世界首位，但PCT國際專利占比過低。比如氫能、儲能、CCUS和智能電網(wǎng)的PCT國際專利占比分別為3%、4.2%、5.1%和3.3%。光伏建筑一體化中國有一半的PCT專利沒有去其他國家/地區(qū)申請授權(quán)，而瑞士100%專利進入其他國家。

報告就中國在五大技術(shù)領(lǐng)域中的全球技術(shù)定位提出了政策建議。此外，報告基于上海市科學(xué)學(xué)研究所多元數(shù)據(jù)平臺的智能跟蹤分析，形成了對雙碳科技及應(yīng)用場景的熱點述評。

在氫能技術(shù)方面，基礎(chǔ)研究和技術(shù)研發(fā)均在21世紀初快速增長。技術(shù)研發(fā)以氫燃料電池占絕對優(yōu)勢，在基礎(chǔ)研究方面還有光催化制氫、生物制氫、析氫反應(yīng)、鉬/鎳/鈷催化劑等持續(xù)的研究熱點。綠氫目前由于生產(chǎn)成本過高，相關(guān)產(chǎn)業(yè)還處在緩慢培植期；但通過光伏發(fā)電、風(fēng)電以及太陽熱能等可再生能源電解水制造的綠氫，近期將是最可行路徑。

關(guān)于氫科技及其產(chǎn)業(yè)，報告建議加大技術(shù)攻關(guān)，開發(fā)建設(shè)長距離儲運的摻氫天然氣管道或純氫管道等基礎(chǔ)設(shè)施，進一步將氫能納入能源體系統(tǒng)籌考量，并積極制定制氫和氫品質(zhì)、儲運、加氫站和安全等相關(guān)技術(shù)標準，健全基于氫能的家庭熱電聯(lián)控、汽車、無人機等應(yīng)用環(huán)節(jié)的檢測與認證服務(wù)。

在儲能技術(shù)方面，基礎(chǔ)研究以鋰離子電池和超級電容儲能技術(shù)居多，技術(shù)研發(fā)以鋰離子電池和鉛酸電池占主流，而市場裝機規(guī)模則以抽水儲能、鋰離子和鈉硫電池為主。儲能科技創(chuàng)新再次活躍，預(yù)示著城市在能源經(jīng)濟、能源格局、能源可持續(xù)發(fā)展方面面臨重大的戰(zhàn)略機遇和挑戰(zhàn)。

城市一改過去單純能源消費環(huán)節(jié)的角色，而成為能源生產(chǎn)、再生、利用、存儲和平衡的重要節(jié)點。報告提出，未來需要在城市能源規(guī)劃方面重視儲能技術(shù)，從提升能源零碳效能和綜合效率切入，對城市儲能技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新方面統(tǒng)籌研判、融合思考、極優(yōu)設(shè)計，特別是在城市新建區(qū)域及城市改造中為儲能技術(shù)集成應(yīng)用提供場景驅(qū)動力。

碳捕捉封存和利用（CCUS）技術(shù)是目前唯一助力電力、鋼鐵、水泥等難以減排行業(yè)深度脫碳的技術(shù)，對實現(xiàn)雙碳目標極其重要。

CCUS相關(guān)基礎(chǔ)研究和技術(shù)研發(fā)在2008年之后快速發(fā)展。低成本、大規(guī)模、集中的碳源供應(yīng)是制約CCUS技術(shù)工業(yè)化推廣的瓶頸之一。新型低能耗化學(xué)溶劑、膜加變壓吸附以及化學(xué)吸收法組合技術(shù)都是研發(fā)重點。短期內(nèi)中國以化石能源為主的能源結(jié)構(gòu)不可能改變，有效的CCUS政策如具體的財稅支持和激勵機制，以及合理的碳定價至關(guān)重要。CCUS發(fā)展方向包括生物質(zhì)與CCS（BECCS）、直接空氣捕捉（DAC）、高價值轉(zhuǎn)化（化肥原料、蘇打粉、磚與水泥）等，發(fā)展前景廣闊。

光伏建筑一體化則是將太陽能光伏發(fā)電與建筑有機結(jié)合，并可與儲能微網(wǎng)結(jié)合，將成為未來建筑節(jié)能發(fā)展的趨勢。

相關(guān)基礎(chǔ)研究和技術(shù)研發(fā)成果從2009年開始迅速增長。目前的問題仍然是成本因素。長遠看，光伏電池效率的不斷提高、產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷增大等將讓裝機成本持續(xù)下降。如能加大電網(wǎng)市場化配置力度，加快光伏發(fā)電平價上網(wǎng)速度，將促進綜合成本下降。光伏建筑的智能化，以及光伏光熱建筑一體化技術(shù)（BITVT）都將是未來重要發(fā)展方向。目前需要建立完善的材料、工程等方面標準，保證光伏建筑的強度、安全性、防水、防火等建筑本體性能。同時，光伏建筑一體化技術(shù)障礙亟需突破，如光伏材料的篩選和創(chuàng)新、光伏組件的溫度效應(yīng)問題、發(fā)電不穩(wěn)定以及不均衡連接損失等。

智能電網(wǎng)串聯(lián)起發(fā)電、輸電、變電、配電、用電以及調(diào)度等各個產(chǎn)業(yè)節(jié)點，和儲能、信息通訊、高級計量體系等密不可分。

智能電網(wǎng)涉及面廣，多能源、多系統(tǒng)、多技術(shù)和設(shè)備整合入網(wǎng)，需要與時俱進地制訂相關(guān)標準和協(xié)議。我國很多電力系統(tǒng)設(shè)備老化，小型風(fēng)電、光伏、熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備沒有完全普及，智能電網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展需要考慮區(qū)域特定場景需求。隨著雙碳舉措的落實，能源結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)布局需要跟隨調(diào)整，需要強化針對電網(wǎng)的智能科技研發(fā)，對于在線監(jiān)測和自愈控制、電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合、分布式能源管理、柔性直流輸電、持續(xù)安全等問題，提供強有力的技術(shù)保障。