2023新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 未來科技系列報(bào)告（第一期新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 未來科技系列報(bào)告（第一期1能源清潔低碳轉(zhuǎn)型是實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)、應(yīng)對(duì)全球氣候變化危機(jī)的最重要途徑之一。目前，1201。為實(shí)現(xiàn)全社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系的凈零排放，能源生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)方式需要進(jìn)行根本性變革。推進(jìn)綠色低碳技術(shù)創(chuàng)新、發(fā)展以新能源和可再生能源為主的現(xiàn)代能源體系已成為國(guó)際社會(huì)共識(shí)，具體包括太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉?，以及先進(jìn)核能、氫能、儲(chǔ)能和能源互聯(lián)網(wǎng)等新型能源系統(tǒng)技術(shù)。隨著新一輪低碳技術(shù)革命孕育興起，新能源技術(shù)正以前所未有的速度加快迭代，可再生能源發(fā)電、先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)、氫能技術(shù)、能源互聯(lián)網(wǎng)等具有重大產(chǎn)業(yè)變革前景的顛覆性技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。新能源技術(shù)的

進(jìn)步將深刻改變能源發(fā)展前景和世界能源格局。其中，風(fēng)能、太陽能等技術(shù)在各國(guó)的迅猛發(fā)展證明新能源技術(shù)具有變革能源結(jié)構(gòu)、降低排放總量的巨大潛力和現(xiàn)實(shí)可行性。本報(bào)告從2000201920對(duì)全球及中國(guó)新能源技術(shù)研究的進(jìn)展和趨勢(shì)進(jìn)行科學(xué)分析，放眼全球，立足中國(guó)，旨在揭示中國(guó)新能源技術(shù)研究的優(yōu)勢(shì)與不足，提出未來產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界共同關(guān)注的新能源領(lǐng)域熱點(diǎn)技術(shù)，為全球和中國(guó)新能源技術(shù)的研發(fā)和部署提供科學(xué)依據(jù)。

本報(bào)告遵循“收集數(shù)據(jù)—揭示信息—綜合研判—形成方案”的研究思路和路線，文獻(xiàn)調(diào)研和專家咨詢氫能、儲(chǔ)能、能源互聯(lián)網(wǎng)八個(gè)不同新能源技術(shù)領(lǐng)域20（1.1）作為分析對(duì)象。DigialScieneDimensions數(shù)據(jù)庫的文獻(xiàn)計(jì)量和專利分析數(shù)據(jù)，定量分析新能源領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、研究熱點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化潛力、技術(shù)關(guān)注度等。同時(shí)，以線上和線下相結(jié)合的方式，對(duì)國(guó)內(nèi)外不同能源技術(shù)領(lǐng)域的資深專家學(xué)者進(jìn)行深度

訪談，從領(lǐng)域?qū)＜乙暯翘岢鲂履茉醇夹g(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展2015-2019利用關(guān)鍵詞檢索的方式，獲取全球不同新能源技術(shù)3884162000-2014源技術(shù)研究進(jìn)行回溯，以滿足從長(zhǎng)時(shí)間尺度對(duì)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析。本研究從全球數(shù)據(jù)切入，著重新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 未來科技系列報(bào)告（第一期本報(bào)告共分六章。第一章是引言；第二章對(duì)國(guó)內(nèi)外新能源研究文獻(xiàn)進(jìn)行計(jì)量分析，通過逐年科研產(chǎn)出變化趨勢(shì)，總結(jié)新能源技術(shù)發(fā)展規(guī)律；第三章關(guān)注本報(bào)告共分六章。第一章是引言；第二章對(duì)國(guó)內(nèi)外新能源研究文獻(xiàn)進(jìn)行計(jì)量分析，通過逐年科研產(chǎn)出變化趨勢(shì)，總結(jié)新能源技術(shù)發(fā)展規(guī)律；第三章關(guān)注分析科研產(chǎn)出與專利間的轉(zhuǎn)化，識(shí)別市場(chǎng)關(guān)注度和轉(zhuǎn)化度普遍較高的新能源技術(shù)；第四章基于文獻(xiàn)計(jì)探尋各國(guó)新能源發(fā)展規(guī)律和相對(duì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)；第五章根據(jù)媒體對(duì)新能源不同領(lǐng)域論文的關(guān)注度和定量分析結(jié)果，選取新能源熱點(diǎn)技術(shù)，開展專家訪談，分析其發(fā)展態(tài)勢(shì)和機(jī)遇挑戰(zhàn)；第六章是結(jié)論與啟示，主要預(yù)判新能源技術(shù)發(fā)展前景，并結(jié)合可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)給出簡(jiǎn)要政策建議。中國(guó)在新能源領(lǐng)域具有較強(qiáng)的研究活躍度，近五1/4，且各技術(shù)領(lǐng)域的影響力均高于全球平均水平，并在太陽能和氫能領(lǐng)域表中國(guó)在大部分領(lǐng)域論文篇均被引頻次排名仍相對(duì)靠后，研究成果整體影響力有待進(jìn)一步提升。

全球新能源研究成果轉(zhuǎn)化率整體偏低，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合有待加強(qiáng)。相對(duì)而言，儲(chǔ)能、生物質(zhì)能和太陽能的研究成果轉(zhuǎn)化率相對(duì)較高，鋰離子電池和有機(jī)太陽能電池是學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界共同關(guān)注的技術(shù)熱點(diǎn)。重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜以L談?wù)J為，儲(chǔ)能技術(shù)的快速進(jìn)步將成為可再生能源電力和電動(dòng)汽車大規(guī)模發(fā)展的有力支撐；氫能將是打造未來能源體系、實(shí)現(xiàn)能源變革的重要媒介；太陽能燃料技術(shù)的突破及其成本新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 未來科技系列報(bào)告（第一期O O CAGR(t,t)= t02000-2004年第一個(gè)五年期；tn2015-2019；V(t0)是2019CAGR

本研究以五年為一個(gè)時(shí)間窗口，統(tǒng)計(jì)了全球2000-2019年新能源領(lǐng)域的發(fā)文情況（2.1）。研究發(fā)現(xiàn)，新能源技術(shù)正處于加速發(fā)展期，2015-201972040%5能源互聯(lián)網(wǎng)、儲(chǔ)能42010萬篇。從發(fā)文增速來看，生物質(zhì)能是發(fā)文量增速最快的技術(shù)領(lǐng)域，四個(gè)五年期平均復(fù)（CAGR2236.3%CAGR212.8%CAGR100%，反映出這兩個(gè)領(lǐng)域在較長(zhǎng)時(shí)間尺度上受到科研界持續(xù)、廣泛關(guān)注。進(jìn)一步聚焦2015-2019年發(fā)文情況發(fā)現(xiàn)，全球?qū)π履茉吹年P(guān)注度持續(xù)升溫（2.1）388,416201565,381201995,474篇，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到9.9%。其中，太陽能技術(shù)領(lǐng)域發(fā)文量超過10萬篇；儲(chǔ)能、氫能和能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)文量也均超過51萬篇的技術(shù)領(lǐng)域中，過去五年年均發(fā)文量增長(zhǎng)最快的是儲(chǔ)能領(lǐng)域，CAGR值高達(dá)15.9%，而氫能和能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的CAGR值也均超過第第2章通過對(duì)Dimensions數(shù)據(jù)庫收錄的2000-2019年新能源領(lǐng)域?qū)W術(shù)論文進(jìn)行分析，以2000-2000-2005-2015-2015-20192,77725,000

?SCIENCEPHOTO?SCIENCEPHOTOLIBRARY-ANDRZEJWOJCICKI/GETTY10,000 5,000 0

2015-2019（除中 和聚焦的研究方向（1.2）:地?zé)崮苎芯繜狳c(diǎn)方向包括增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)、地?zé)嵯到y(tǒng)數(shù)值7)能源互聯(lián)網(wǎng)研究重點(diǎn)關(guān)注智慧能源系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、智慧家居能源管(8)風(fēng)能研究的主要熱點(diǎn)方向包括高功率能量轉(zhuǎn)換器、風(fēng)力渦輪機(jī)、風(fēng) 未來科技系列報(bào)告（第一期

2015-201eCAGP 20%2015-CAGR444 0%3：由于一篇論文可能會(huì)涉及多個(gè)技術(shù)

新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 2015-2019100,52821,8925,000

技術(shù)領(lǐng) 合

從不同技術(shù)領(lǐng)域中國(guó)新能源研究發(fā)文量4在全球的占比情況來看（表2.3），中國(guó)發(fā)文量占比均超過20%；能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)占比(%)儲(chǔ)氫儲(chǔ)氫核風(fēng)

2015-201912,000

1,800 1,500 600 300

2015-201eCAGP 50% 40% 20% 10%0 00

0% 未來科技系列報(bào)告（第一期 新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 未來科技系列報(bào)告（第一期從中國(guó)新能源研究各技術(shù)領(lǐng)域論文的篇均被引頻次來看（：太陽能領(lǐng)域表現(xiàn)最優(yōu)，篇均被引頻85960究各技術(shù)領(lǐng)域的“論文相對(duì)篇均被引率”發(fā)現(xiàn)，八個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的R，說明中國(guó)RR

820OP1%7（2.6）14項(xiàng)技術(shù)主題中有論文入選全球OP1%8能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成基礎(chǔ)技術(shù)、生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)、燃料電池技術(shù)以及能源互聯(lián)網(wǎng)管理技術(shù)。7：TOP11

14TOP1%對(duì)比中國(guó)新能源研究不同領(lǐng)域入選全球P%6P%07%的文獻(xiàn)入選全球P%P%%6：TOP1010TOP10優(yōu)質(zhì)

5：論文相對(duì)篇均被引率（RACR）即將中國(guó)論文篇均被引頻次除以TOP1%TOP1%2.3 TOP10%入選全球TOP10% 43新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 未來科技系列報(bào)告（第一期增長(zhǎng)率TOP1%儲(chǔ)能增長(zhǎng)率TOP1%儲(chǔ)能太陽能太陽能2,3022,718能源互聯(lián)網(wǎng)能源互聯(lián)網(wǎng)生物質(zhì)能3.8地?zé)崮芎四?1風(fēng)能7177地?zé)崮?23太陽能風(fēng)能生物質(zhì)能氫能341942,290-及入選全球新能源TOP1%頂尖論文數(shù)量（Ti）三項(xiàng) 計(jì)量指標(biāo)上的表現(xiàn)8，初步識(shí)別排名前5位最具發(fā)展前景的技術(shù)主（表2.7）它們分別為：電池儲(chǔ)能技術(shù)、 8：表

2040%，其中太陽能、儲(chǔ)能和20被引率和全球TOP10優(yōu)質(zhì)論文占比表征的論文影2015-2019820新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 未來科技系列報(bào)告（第一期3

Dimensions專利申請(qǐng)通常會(huì)參考學(xué)術(shù)文獻(xiàn)，其引用情況一定程度上反映了學(xué)術(shù)研究的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化情況。本章基于專利申請(qǐng)通常會(huì)參考學(xué)術(shù)文獻(xiàn)，其引用情況一定程度上反映了學(xué)術(shù)研究的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化情況。本章基于s5/

美國(guó)德國(guó)英國(guó)法國(guó) 加拿大 澳大利亞俄羅斯 印度 瑞士中國(guó)香港新西蘭

新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 未來科技系列報(bào)告（第一期

Top350%。此外，全球新能

人所屬國(guó)（Top3）800 600

儲(chǔ)能太陽能氫能

500

核能風(fēng)能

中國(guó)學(xué)術(shù)論文施引專利數(shù)量排名前三的技術(shù)領(lǐng)域同樣為儲(chǔ)能、太陽能和氫能，而被專利引用的學(xué)術(shù)論文數(shù)量排名前三的為儲(chǔ)能、太陽能和能源互聯(lián)網(wǎng)（3.3），這在一定程度上表明中國(guó)能源產(chǎn)業(yè)對(duì)于能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的較高關(guān)注度。從被專利引用的學(xué)術(shù)論文在中國(guó)新能源學(xué)術(shù)論文占比來看，太陽能、儲(chǔ)能和生物質(zhì)能領(lǐng)域比例較高，這主要受近年來中國(guó)對(duì)這三類技術(shù)加大扶持力度的影響，科研和產(chǎn)業(yè)的結(jié)合度較高。但與全球的相應(yīng)比例比較，中國(guó)的學(xué)術(shù)論文與專利的結(jié)合度相對(duì)較低，雖然這可能受中國(guó)專利數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不全的影響。綜合比較國(guó)內(nèi)外情況可知，國(guó)內(nèi)而產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化度相對(duì)較高的領(lǐng)域是儲(chǔ)能、生物質(zhì)能和太陽能。

400 100

儲(chǔ)能氫能

核能

美 法 德 日 英 韓

新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 未來科技系列報(bào)告（第一期及的技術(shù)領(lǐng)域和技術(shù)重點(diǎn)等。基于CPC203.23.3。全球論文施引專利排名前五的分別為電池儲(chǔ)能、生物燃料和燃料電池?；贑PC33.4-3.6。CPC的全球新能源學(xué)5

在催化劑方面，催化劑金屬微晶尺寸的表征、含配位聚CPC的中國(guó)新能源學(xué)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 未來科技系列報(bào)告（第一期3.33.33.5CPC53.6CPC5[MOF]（含羧酸部分的金屬配C07C51/418；MOFC07F）新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 未來科技系列報(bào)告（第一期?522280476/GETTY?522280476/GETTY2015-20198新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 未來科技系列報(bào)告（第一期中國(guó)（25,244）是太陽能領(lǐng)域發(fā)表論文數(shù)量最多的國(guó)家，美國(guó)（11,789）和印度（7,551）分別位35本（24.2）和韓國(guó)（23.0）TOP10優(yōu)質(zhì)3,968和韓國(guó)（626）。綜上可知，中國(guó)在太陽能領(lǐng)域開

635頻次和全球TOP10待提升（4.2）。

在TOP10（43）第三（4.3）。綜合來看，中國(guó)在地?zé)崮茴I(lǐng)域發(fā)文量和TOP10優(yōu)質(zhì)論文數(shù)量均略微領(lǐng)先于美國(guó)，但

而美國(guó)（5,580）排名第一，第三名到第六名分別中國(guó)（14.6）位列全球第四名，前三名依次是英國(guó)4.4）。在優(yōu)質(zhì)論文數(shù)量方面，中國(guó)TOP10優(yōu)質(zhì)論4.1太陽能領(lǐng)域國(guó)家發(fā)文量、篇均被TOP10優(yōu)質(zhì)論文

4.2風(fēng)能領(lǐng)域國(guó)家發(fā)文量、篇均被引TOP10優(yōu)質(zhì)論文數(shù)

4.3地?zé)崮茴I(lǐng)域國(guó)家發(fā)文量、篇均被TOP10優(yōu)質(zhì)論文

4.4生物質(zhì)能領(lǐng)域國(guó)家發(fā)文量、篇均TOP10優(yōu)質(zhì)論TOP10441TOP10724334TOP1043TOP10新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 未來科技系列報(bào)告（第一期領(lǐng)域總發(fā)文量和TOP10%優(yōu)質(zhì)論文數(shù)量較多，但整

中國(guó)在氫能領(lǐng)域發(fā)表論文數(shù)量具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，為在TOP10優(yōu)質(zhì)論文數(shù)量國(guó)家排名中，中國(guó)（3,762篇）、韓國(guó)（329）、德國(guó)（320）和印度（291篇）分列排名第三到第六名（4.6）。綜上，無論

在論文篇均被引頻次方面，中國(guó)（20.5）僅位列全次）和韓國(guó)（21.3）TOP10優(yōu)質(zhì)論文4,860英國(guó)（205）和日本（177）（4.7）。綜上，

意大利（10.9）和德國(guó)（9.3）TOP10優(yōu)1,521美國(guó)和英國(guó)分別以1,287527（表TOP10優(yōu)質(zhì)論文數(shù)

TOP10優(yōu)質(zhì)論文數(shù)

TOP10優(yōu)質(zhì)論文數(shù)

4.8能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域國(guó)家發(fā)文量、篇TOP10優(yōu)質(zhì)美國(guó)日本印度韓國(guó)TOP10334TOP1034123.8TOP10TOP10221新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 未來科技系列報(bào)告（第一期

入選全球TOP10優(yōu)質(zhì)論文數(shù)量，開展了國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)8TOP10優(yōu)質(zhì)論文數(shù)量顯示，中國(guó)在所有領(lǐng)域的高被引論中中美德 新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 未來科技系列報(bào)告（第一期55在可再生能源領(lǐng)域，繼太陽能光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)進(jìn)步和成本快速下降支持了全球發(fā)電裝機(jī)規(guī)模地?zé)崮苎芯亢图夹g(shù)研發(fā)的速度明顯加快，體現(xiàn)了社會(huì)希望各種可再生能源資源潛力都能得到大規(guī)模利

用。在新能源領(lǐng)域，近年氫能作為零碳二次能源成也有望在消納可再生能源電力、增加能源系統(tǒng)柔性和靈活性方面發(fā)揮重要作用。儲(chǔ)能、能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也表現(xiàn)出較高的研究活躍度，表明未來能源系統(tǒng)必將面臨的多能耦合、數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能調(diào)控以及需求側(cè)響應(yīng)等風(fēng)險(xiǎn)要素和重要環(huán)節(jié)已成為新的研究熱點(diǎn)。

儲(chǔ)能技術(shù)成為現(xiàn)代能源體系建設(shè)重要組成。2020池儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)文量及其增長(zhǎng)率的綜合表現(xiàn)得分位居第一。電動(dòng)汽車均為各國(guó)電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)方向，而儲(chǔ)能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)上述領(lǐng)域變革必不可少的技術(shù)支撐，是未來能源系統(tǒng)具備柔性、包容性和平衡功能的軟鏈接關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。在電力供應(yīng)端，大容量、大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的突破和應(yīng)用將在很大程度上解決可再生能源利用的隨機(jī)性和波動(dòng)性問題，大幅減少棄風(fēng)棄光以及電力系統(tǒng)對(duì)基荷電源的依賴；在電力需求端，儲(chǔ)能技術(shù)可以突破供需兩側(cè)時(shí)間上、空間上的中國(guó)能源研究會(huì)儲(chǔ)能專委會(huì)等聯(lián)合發(fā)布的《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白2020》顯示，209年全球電池儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)9,520.5MW，其中鋰離子電池儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)88.6%。中國(guó)的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)雖然起步較晚，但近幾年發(fā)展速度令人矚目，已投運(yùn)電池儲(chǔ)能累計(jì)1,709.6MW，其中鋰離子電池儲(chǔ)能累

6%2015-019100%。作為“十二五”和“十三五”期間重點(diǎn)發(fā)展的新能源、新能源汽車和新材料三大產(chǎn)業(yè)中的交叉支撐性產(chǎn)業(yè)，儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展得到了國(guó)家一系列相關(guān)政策支持，其相關(guān)核心技術(shù)的研發(fā)被列為科技攻關(guān)重點(diǎn)方向，尤其是電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，帶動(dòng)了中國(guó)儲(chǔ)能電池市場(chǎng)保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。隨著儲(chǔ)能技術(shù)在能源生產(chǎn)、消費(fèi)以及低碳智慧轉(zhuǎn)型中的廣泛續(xù)航能力、服役壽命以及降低電池成本的需求越來電解液等電池材料是提高電池性能的研究熱點(diǎn)。領(lǐng)域相關(guān)專家認(rèn)為，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池已相繼成為動(dòng)力電池材料創(chuàng)新的主要技術(shù)方向。電池性能突破路線主要包括儲(chǔ)能電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、電池包空間利用優(yōu)化、電池能量密度及安全性提升、電池成本大幅降低等。例如，寧德時(shí)代推出的TP術(shù)，以及比亞迪發(fā)布的刀片電池。此外，由于光伏和風(fēng)力發(fā)電成本的大幅降低，除集中式可再生能源發(fā)電規(guī)模將繼續(xù)擴(kuò)大外，分布式可再生能源發(fā)電潛建筑組團(tuán)的分布式多能互補(bǔ)系統(tǒng)以及獨(dú)立可再生能源系統(tǒng)中的儲(chǔ)能電池裝機(jī)預(yù)計(jì)將會(huì)迎來加速增長(zhǎng)，亟需電池儲(chǔ)能核心技術(shù)的持續(xù)突破。此外，電動(dòng)車電池的衰減和廢棄物處理問題也亟待應(yīng)對(duì)。新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 未來科技系列報(bào)告（第一期??JOHNFEDELE/GETTY?JORGGREUEL/GETTY發(fā)展氫能成為助力交通和工業(yè)深度脫碳的重要切入85007?JORGGREUEL/GETTY

的氫能發(fā)展部署是將氫燃料電池汽車列為新能源汽9

太陽能燃O2和高價(jià)值化學(xué)品、人工光合系統(tǒng)等。太陽能燃料研究的發(fā)文量和關(guān)注度都位居前列，表明人類持續(xù)追（O2（太陽能光解水制氫，即利用太陽能光催化直接分解水制氫是最早開始研究的太陽能燃料制備路線，但當(dāng)前全1,000立方米/解水制氫走向?qū)嶋H應(yīng)用還尚需時(shí)日，尤其是高效光催化劑仍是新能源領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)瓶頸。太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)進(jìn)步促使發(fā)電成本快速下降，從而具備了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。全球光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)大幅增長(zhǎng)，帶動(dòng)了利用可再生能源發(fā)電的電解水制氫迅速成為綠色、可持續(xù)的太陽能燃料生產(chǎn)路線。此外，氫和二氧化碳通過催化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為甲醇

等碳?xì)淙剂?，作為氫的載體，可以降低氫儲(chǔ)運(yùn)的安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也可以將二氧化碳還原進(jìn)入化學(xué)品。例如，中國(guó)科學(xué)院提出的低碳化多能融合制備液體燃料和化學(xué)品技術(shù)路徑，突破了高效、廉價(jià)、穩(wěn)定的分解水（光）電催化劑技術(shù)和廉價(jià)、高選擇性的二氧化碳加氫制甲醇催化劑，利用風(fēng)電和光伏發(fā)電電解水制氫為中間步驟，將氫和二氧化碳合成得到甲醇。此外，近年來，利用聚光太陽能制備燃料也逐漸成為前沿基礎(chǔ)研究熱點(diǎn)。例如，通過太陽能熱化學(xué)分解二氧化碳和水得到碳?xì)浠衔铮约熬酃馓柲茯?qū)動(dòng)甲烷化學(xué)鏈制氫等。氫是石油化工業(yè)的基礎(chǔ)原料。可再生能源發(fā)電能夠?qū)崿F(xiàn)電力平價(jià)化生產(chǎn)和供應(yīng)，可以促使通過電解水制氫間接獲取太陽能，并通過不同工藝路線獲得氫基化學(xué)品和碳?xì)淙剂稀１狙芯课墨I(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，如何降低電解水制氫的成本，以及氫能存儲(chǔ)、輸送和利用的安全風(fēng)險(xiǎn)是全球氫能領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 未來科技系列報(bào)告（第一期新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 未來科技系列報(bào)告（第一期新能源技術(shù)創(chuàng)新與顛覆性能源技術(shù)突破已經(jīng)成為持續(xù)改變世界能源格局、開啟全球各國(guó)碳中和行動(dòng)的關(guān)鍵手段。在全球新一輪能源革命競(jìng)速賽中，世界主要國(guó)家和地區(qū)均將發(fā)展新能源技術(shù)視為引領(lǐng)新一輪能源科技革命的突破口。在各種能源技術(shù)規(guī)劃和研發(fā)資金的大力支持下，全球能源科技創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，各國(guó)科研人員對(duì)新能源技術(shù)的理論與應(yīng)用研究熱情空前高漲。本研究基于DigialScieneDimension主題進(jìn)行前沿文獻(xiàn)梳理，采用文獻(xiàn)計(jì)量分析與權(quán)威專家訪談相結(jié)合的科學(xué)方法，客觀反映了全球視域下新能源技術(shù)研究的發(fā)展趨勢(shì)和熱點(diǎn)領(lǐng)域，以期對(duì)指引全球能源相關(guān)科學(xué)研究方向和支撐中國(guó)能源戰(zhàn)略布局具有啟示意義。

一是全球新能源領(lǐng)域研究正進(jìn)入快速爆發(fā)期，中國(guó)2015-2019在太陽能、氫能、能源互聯(lián)網(wǎng)、儲(chǔ)能、核能、生物8399.9%，反映了全球新能源技術(shù)研究持續(xù)升溫。其中，中國(guó)科研人員在這八個(gè)領(lǐng)域25.9%（篇均被引頻次均高于全球平均水平，這充分反映了中國(guó)在新能源領(lǐng)域研究的快速崛起。此外，太陽能、儲(chǔ)能和氫能成為近五年全球發(fā)文量最大的新能源領(lǐng)域，電池儲(chǔ)能技術(shù)、太陽能光伏技術(shù)、太陽能燃料技術(shù)則是全球前三位最具發(fā)展前景的技術(shù)主題。從新能源技術(shù)研究的趨勢(shì)來看，政府應(yīng)進(jìn)一步加大對(duì)新能源技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新的資金投入，積極引導(dǎo)和支持科研界和產(chǎn)

6二是全球新能源技術(shù)研究成果轉(zhuǎn)化比例整體較低，新能源技術(shù)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合仍需加強(qiáng)。從新能源領(lǐng)域被專利引用的學(xué)術(shù)論文在所有相關(guān)學(xué)術(shù)論文中的占比來看，儲(chǔ)能、生物質(zhì)能和太陽能技術(shù)轉(zhuǎn)化度相對(duì)較高，鋰離子電池和有機(jī)太陽能電池是全球共同關(guān)注的技術(shù)熱點(diǎn)。從國(guó)別來看，中國(guó)新能源技術(shù)研究成果轉(zhuǎn)化情況與世界水平相近，但美國(guó)研究成果轉(zhuǎn)化情況整體水平較高，德國(guó)、法國(guó)、日本的部分研究成果轉(zhuǎn)化情況表現(xiàn)突出。未來如何進(jìn)一步發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研結(jié)合在突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸方面的重要作用，是全球新能源技術(shù)“落地”成生產(chǎn)力的關(guān)鍵。中國(guó)從依6但研究效率存在差異。88新能源技術(shù)快速發(fā)展的20一是大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的突破和普及是發(fā)展可再生能源的有力支撐。

二是氫能將成為打造未來能源體系、實(shí)現(xiàn)能源變革的重要媒介。氫能技術(shù)的突破利用成為能源清潔化發(fā)展的重要方三是太陽能燃料技術(shù)突破及其成本降低將助力減少石油依賴。太陽能燃料技術(shù)正逐步從基礎(chǔ)科學(xué)研究發(fā)展成為工業(yè)可行技術(shù)，有望從根本上改變能源和化工領(lǐng)域過度依賴化石資源的現(xiàn)狀。太陽能發(fā)電技帶動(dòng)可再生能源電解水制氫迅速成為綠色、可持續(xù)的太陽能燃料生產(chǎn)路線。而利用太陽能將水和二氧化碳高效轉(zhuǎn)變?yōu)槿剂匣蚧瘜W(xué)品的關(guān)鍵是如何降低成本、提高效率。四是能源互聯(lián)網(wǎng)將發(fā)揮“互聯(lián)網(wǎng)”和智慧能源雙重優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)能源統(tǒng)籌優(yōu)化配置。能源互聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)續(xù)的智慧能源系統(tǒng)。中國(guó)要積極推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，加強(qiáng)不同能源網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)互通，推進(jìn)綜合能源網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，完善能源互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和管理運(yùn)行機(jī)制。新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 未來科技系列報(bào)告（第一期表1.1新能源各技術(shù)領(lǐng)域20項(xiàng)技術(shù)主 表1.2新能源各技術(shù)領(lǐng)域被引頻次最高的前10篇論Occurrenceofthepotentmutagens2-nitrobenzanthroneand3-nitrobenzanthroneinfineairborneLignocellulosicbiomasspyrolysismechanism:Astate-of-the-artPretreatmentoflignocellulose:Formationofinhibitoryby-productsandstrategiesforminimizingtheirMacroalgaeandmicroalgaeasapotentialsourceforcommercialapplicationsalongwithbiofuelsproduction:AbiorefineryapproachReviewandevaluationofhydrogenproductionmethodsforbetterMicroalgaebiorefinery:HighvalueproductsPavingtheWayforLigninValorisation:RecentAdvancesinBioengineering,BiorefiningandBioenergyandbiofuels:History,status,andCelldisruptionformicroalgaeWastebiorefinerymodelstowardssustainablecircularbioeconomy:CriticalreviewandfutureLi-ionbatterymaterials:presentandSodium-ionbatteries:presentandHierarchicalporousnitrogen-dopedcarbonnanosheetsderivedfromsilkforultrahigh-capacitybatteryanodesandsupercapacitorsElectrochemicalcapacitors:mechanism,materials,systems,characterizationandMetallic1TphaseMoS2nanosheetsassupercapacitorelectrodeAdvancesinlithium–sulfurbatteriesbasedonmultifunctionalcathodesandLithiumbatterychemistriesenabledbysolid-state30YearsofLithium-IonAphosphorene–graphenehybridmaterialasahigh-capacityanodeforsodium-ionLaboratorysimulationofbinaryandtriplewellEGSinlargegraniteblocksusingAEeventsfordrillingAglobalreviewofenhancedgeothermalsystemEnhancedgeothermalsystems(EGS):AAreviewofgeothermalenergyresources,development,andapplicationsinChina:CurrentstatusandAsimplifiedcoupledhydro-thermalmodelforenhancedgeothermal新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào)新能源技術(shù)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)報(bào) 未來科技系列報(bào)告（第一期NumericalsimulationoftheheatextractioninEGSwiththermalhydraulic-mechanicalcouplingmethodbasedondiscretefracturesmodel

Noblemetal-freehydrogenevolutioncatalystsforwater Assessingwhetherthe2017Mw5.4PohangearthquakeinSouthKoreawasaninduced

Benchmarkinghydrogenevolvingreactionandoxygenevolvingreactionelectrocatalystsforsolarwatersplittingdevices

Numericalsimulationofheatextractionperformanceinenhancedgeothermalsystemwithmultilateral Areviewofdevelopmentsincarbondioxide

Metal-freeefficientphotocatalystforstablevisiblewatersplittingviaatwo-electron Amixed-cationleadmixed-halideperovskiteabsorberfortandemsolar Designingmulti-wellDesigningmulti-welllayoutforenhancedgeothermalsystemtobetterexploithotdryrockgeothermalEfficientluminescentsolarcellsbasedontailoredmixed-cationRecentAdvancesinElectrocatalystsforOxygenReductionEngineeringheterogeneoussemiconductorsforsolarwaterNoblemetal-freehydrogenevolutioncatalystsforwaterPolymericPhotocatalystsBasedonGraphiticCarbonAnefficientmolybdenumdisulfide/cobaltdiselenidehybridcatalystforelectrochemicalhydrogenThepathtowardssustainableAreviewong-C3N4-based Overviewofcurrentdevelopmentinelectricalenergystoragetechnologiesandtheapplicationpotential powersystemRecentadvancesintransitionmetalphosphidenanomaterials:synthesisandapplicationsinhydrogenevolutionreactionSmartEnergySystemsforcoherent100%renewableenergyandtransportRecentProgressinCobalt-BasedHeterogeneousCatalystsforElectrochemicalWaterBigdatadrivensmartenergymanagement:FrombigdatatobigAmetal–organicframework-derivedbifunctionaloxygenSodium-ionbatteries:presentandRecentadvancementsinPtandPt-freecatalystsforoxygenreductionSmarthomeenergymanagementsystems:Concept,configurations,andschedulingDesignofelectrocatalystsforoxygen-andhydrogen-involvingenergyconversionASurveyonDemandResponseProgramsinSmartGrids:PricingMethodsandOptimizationEfficienthydrogenevolutioncatalysisusingternarypyrite-typecobaltTheglobaldistributionofthearbovirusvectorsAedesaegyptiandAe.MagnetosphericMultiscaleOverviewandScienceASurveyonDemandResponseinSmartGrids:MathematicalModelsandInertial-confinementfusionwith Areviewoflithium-ionbatterystateofchargeestimationandmanagementsysteminelectricNB-CNN:DeepLearning-BasedCrackDetectionUsingConvolutionalNeuralNetworkandNaveBayes AreviewofcombinedwaveandoffshorewindLong-termstorageofspentnuclear High-powerwindenergyconversionsystems:State-of-the-artandemergingapplications:ChallengesandUmbellatedistortionsoftheuranylcoordinationenvironmentresultinastableandporouspolycatenatedframeworkthatcaneffectivelyremovecesium