电化学能源核心技术的关键科学问题

第218期双清论坛"电化学能源"针对二次电池和特种电化学能源、燃料电池、超级电容器、电化学能源方法与基础等方面,聚焦电化学能源核心技术和关键科学问题,分析了基础前沿和国家重大需求,总结了我国电化学能源体系中的"卡脖子技术"及其背后的关键科学问题,提出了解决这些关键科学问题的思路、举措和保障机制,以及未来5～10年的重要研究方向。     

碳中和愿景下的能源变革

气候变化是当今人类面临的重大挑战之一,已成为全球性的非传统安全问题,严重威胁着人类的生存和可持续发展。我国碳达峰、碳中和承诺的提出,对我国建设人与自然和谐共生的社会主义现代化强国具有重要战略意义。面对我国如期实现碳达峰、碳中和的挑战,文章提出通过能源变革,大力推进能源供给侧的电力脱碳与零碳化、燃料零碳化,以及能源需求侧的能源利用高效化、再电气化和智慧化,构建以新能源为主体,"化石能源+二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)"和核能为保障的未来清洁零碳、安全高效能源体系。     

加速能源转型的经济社会效益评估

在碳中和背景下,我国能源系统需要深度转型,而发展新能源是能源转型的核心。文章利用综合经济社会效益评价模型框架,比较了当前能源系统转型力度下和未来能源系统加速转型下的经济社会成本和收益。研究表明,以新能源为主体的能源系统深度转型是实现2060年碳中和目标和美丽中国的空气质量要求的必要条件;风光发电的大规模发展将促进自身成本和我国用能成本的进一步下降,带动我国光伏和风电设备出口及其他出口行业的发展,驱动经济的持续增长。加速能源转型还将带动就业岗位的净增长和环境健康效益,避免大量因碳排放造成的社会成本。     

数字化能源管理系统促进工业界节能减碳的分析与建议

工业生产是碳排放的主要来源。减少能源浪费、达成生产节能对实现我国“双碳”目标至关重要。随着数字化技术进步,数字化能源管理系统可通过将不可见的能源可视化,促进企业节能。文章分析了英国、美国、德国、日本和瑞典应用能源管理系统的现状,总结了其特点与应用条件,与我国在此方面的发展进行了对比,并探讨了我国在部署能源管理系统过程中所面临的挑战。文章还提出从“工厂、产线和设备”到“产品”角度分析能耗,构建“基于生产步骤的单位产品能耗标签”的方法论框架。探讨了政府、企业等利益相关者在该方法论中的角色,并提出了政府支持发展数字化能源管理系统的对策,包括推动系统建设、支持合作、确定能耗基准和引导企业对标行业最优实践。     

分子仿生——仿生膜体系的电化学研究

分子仿生研究的就是模拟在微观的分子层面上的生物分子的功能。生物体的信号传递过程和功能性相互作用的机理越来越清楚，计算机中心处理器速度更快，功能更强大的分子模拟及分子设计软件的发展，使在分子水平设计并合成物质模拟生物大分子的功能成为可能。     

基于“三流合一”视角的碳中和贡献力评价研究 ——以传统能源企业为例

针对学术界对于微观主体碳中和贡献的评价不足、维度单一化等问题，基于“三流合一”的研究视角，构建涵盖物质流、价值流和信息流三大系统维度共24项指标的企业碳中和贡献力评价指标体系；并采用熵值法、层次分析法与灰色关联分析法相结合的综合评价模型，选取传统能源企业为案例对象进行评估分析。结果表明：目前我国火电企业碳中和贡献力的不均衡发展问题突出，不同火电企业之间、同一火电企业内各系统维度间以及同一企业同一系统维度内各要素间均存在着明显差异。其中，物质流系统是主导性影响因素，但价值流和信息流系统的影响效果不可忽视。因此，传统能源企业应当充分调动市场、技术、金融等多元要素，促进碳素物质流、价值流与信息流系统的耦合，以提升碳中和行动的全面性与高效性。     

产业结构转型升级与能源消费的动态演化

基于中国1966-2020年相关样本数据,运用向量自回归模型(VAR)和脉冲响应分析,创新性地探讨了三大产业结构的转型升级和传统化石能源及可再生能源消费之间的动态演化关系,并结合格兰杰因果关系检验进行了因果关系探讨。研究表明：石油能源消费与产业结构的转型和升级互为格兰杰原因,并且当石油能源的消费为解释变量时,其对产业结构转型升级的水平冲击波动在前期基本一致。产业结构升级对可再生能源消费水平波动的反应与其对传统化石能源的反应基本相反。当产业结构的转型和升级为解释变量时,石油能源消费对其产生的冲击基本为交替波动状态。基于此,建议在循环经济发展背景和“双碳”目标下,重视石油能源消费在经济产业结构优化发展中的关键作用,以及不同能源对产业结构优化的作用机制。     

永续能源学之华章--记东北电力大学能源与动力工程学院新能源系教授陈奇成

将时针回拨至2014年6月13日,习近平总书记在十八届中央财经领导小组第六次会议上发表重要讲话,明确提出要推动能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命、能源体制革命。这是我国作为世界最大能源生产国和消费国在经济发展新常态下,为抢占全球新一轮科技革命和产业变革先机的奋起一跃,更由此成为全国能源高质量发展的实践遵循。     

智慧城市能源系统迈向碳中和的典型路径研究——以澳门特别行政区为例

“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”这一国家战略目标，不仅体现了我国作为世界大国的担当，也符合我国经济产业结构转型的需要。城市在我国人口、能源消耗、碳排放中均占据主导地位，是我国实现碳达峰、碳中和的主战场。文章首先指出城市能源系统在推进国家“双碳”目标中的重要角色及其面临的重要挑战。然后，以澳门为例分析城市能源消费、碳排放的基本特征。最后，提出“推广需求侧管理为主、利用分布式清洁能源为辅、主动外购绿电为补充、发展智能化技术为支撑”的城市实现碳中和的技术路径，为推动我国城市碳中和进程提供参考依据。     

超越追赶视角下新型国家创新体系的构建

在“跟跑、并跑与领跑”的三大阶段,中国成功构建从政府主导下“产学研”松散联系到“政产学研”紧密互动,再至“政产学研金介用”七位一体协同联动的国家创新体系结构演化路径,为中国式现代化奠定制度安排。本研究系统梳理了中国国家创新体系的实践演进与理论脉络,从超越追赶视角阐释了政府引导、多元协同、包容适应的中国式创新基本特点与实现路径,拓展了技术追赶理论的情境解释与适用边界,从创新环境、创新主体、创新资源和创新体制四个方面解析后发国家构建国家创新体系的战略必要性并提出针对性建议。在新一轮科技革命加速全球要素资源颠覆性重组的背景下,我国亟待深化认识国家创新体系发展规律,建成与特殊国情、阶段需求相匹配的新型国家创新体系,构建高质量发展新格局下的长期制度安排。     

“双碳”目标下能源转型对低碳发展的影响机理分析

在“双碳”目标背景下,选取产业结构、技术创新和外商投资等典型因素作为过渡变量,深入探讨能源转型对低碳发展的影响机制和作用逻辑。研究结果表明：(1)随着能源转型政策的实施,企业通过技术创新来适应变化的能源结构并缓解成本压力,但同时可能导致科研资金短缺和减污降碳流程简化等后果。(2)能源转型通过消费需求、投资需求、行业进入壁垒、产业转移和工业内部转型等维度影响产业结构,不同产业之间的相互转化和每个产业的内部调整都会影响区域低碳发展水平。(3)能源转型在限制“高碳排放、高能耗”行业投资的同时,也激励了新的投资优惠政策和创新投资效应的形成,外商投资在引入先进管理理念、技术人才和工艺流程的同时,也可能导致部分欠发达国家成为“污染避难所”。     

新型能源体系建设的背景形势、策略建议和未来展望

“加快规划建设新型能源体系”是党的二十大报告的新提法和新论断,为我国能源事业指明了新的发展方向,具有重要战略意义。站在新的起点上,该如何准确理解新型能源体系的核心要义,新型能源体系包含了哪些重点建设任务,应当在哪些关键点寻求突破,又有哪些重要关系需要揭示和兼顾,文章基于我国能源领域当前面临的背景形势对上述问题予以梳理分析并提出对策建议,为我国加快规划建设新型能源体系提供决策参考。     

构建开放的国际原油交易平台完善有效的能源市场体系

<正>新形势下,若使市场在资源配置中起决定性作用,就要求我们要建立起完善有效的、现代化、国际化的能源市场体系,强化以市场化的手段维护国家经济利益和能源安全,促进经济结构转型升级和企业风险管理水平及国际竞争力的提高。世界能源格局调整,亚太地区势必形成新的重要市场。当前,国际能源市场供需格局和贸易格局正在发生深刻调整,美国能源自给能力不断增强,欧洲能源消费水平增长缓慢,以     

“双碳”目标下的化石能源高效清洁利用

在碳达峰、碳中和（以下简称“双碳”）目标下，化石能源利用面临新挑战。文章梳理总结了目前我国化石能源利用现状，立足我国能源资源状况，提出了“双碳”约束下化石能源高效清洁利用思路，从煤炭高效燃烧与转化、石油天然气高效利用及煤化工“三废”处理方面提出技术发展建议，以期为“双碳”目标实现和新型能源系统构建提供科技支撑。     

基于能源政策模拟模型的广州市2050年实现碳中和的路径研究

在中国快速城镇化进程中，为尽早推动城市层级的碳中和路径规划工作并作出相应行动，须重点关注城市电力、交通、工业、建筑等行业的能源政策目标制定，因此，以广州市为对象，通过构建能源政策模拟模型，设置基准情景、政策情景和碳中和情景模拟广州市到2050年的能源消费和碳排放情况，分析其重点部门的减排潜力，并评估碳中和情景下各项政策措施的减排贡献。结果显示：在碳中和情景下，广州市能源消费将于2030年达峰，碳排放量将于2026年达峰，到2050年全市碳排放将降至848万t，其中有611万t来自交通领域；电力部门的脱碳将是广州市实现碳中和最重要的途径，碳减排潜力由大到小的其他部门依次为交通、工业、制氢业和建筑；累计碳减排贡献最大的5项政策依次为电力系统零碳化、建筑能效标准提升、交通领域生物燃料替代、工业能效标准提升和氢燃料交通工具销售占比提升。     

关于高等教育学学科体系建立的思考--基于经济学学科体系建立的视角

在国外,尽管高等教育学研究已经有较长的历史,但却从来没有取得“学科”的头衔。在国内,尽管从高等教育学专业建立起,我国的学者就致力于将其建成一门独立的学科,但目前仍然遭受着许多人的怀疑。然而,作为人文学科体系的一员,经济学学科建设在近300年来却取得了极其显著的成就,成为一门较为完善的学科。高等教育学的学科体系建设不妨以经济学发展为参考,要开辟出一条自己的道路可以从以下几方面去思考：(1)高等教育学研究应增加科学性,注重基于一定数据分析的研究;(2)高等教育学可以效仿经济学建立成熟的学科下属分类,开展界限分明的研究;(3)高等教育学研究可以借鉴经济学,逐步建立自己独特的研究方法。     

“双碳”目标下能源科技的多能融合发展路径研究

文章首先从必要性和紧迫性两方面分析我国实现“双碳”目标的驱动因素，提出要实现“双碳”目标就必须科学有序重构我国能源结构及相关工业体系，其中科技创新将发挥至关重要的引领作用；随后基于中国科学院能源领域的长期研究基础，提出以多能融合理念引领“双碳”目标实现的科技发展路径，并详细阐述了多能融合理念内涵和化石能源清洁高效利用与耦合替代、非化石能源多能互补与规模应用、工业低碳/零碳流程再造、数字化/智能化集成优化4条多能融合科技路径；最后提出了推进多能融合科技发展路径实施的建议。     

促进湖北省新材料产业创新体系建设的思考与建议

新材料作为关系未来发展的重点领域,是拉动湖北省经济增长的重要增长极.在对湖北省新材料产业创新体系基本现状和存在问题分析的基础上,提出了为湖北省材料产业发展创造优良的软环境、提升新材料产业核心竞争力、构建新材料产业发展平台、解决中小型新材料企业的金融贷款问题、加强新材料产业创新体系的建立和完善等若干建议.     

范兴：探索纳米电化学研究的新路

近年来,作为化学学科的重要分支——电化学得到了蓬勃发展,并将触角伸入了纳米领域,衍生出纳米电化学这一新的研究方向。重庆大学副教授范兴近年来专注于纳米电化学的应用研究,由新型光电器件向工业电解过程强化等不断拓展,更从非平衡态电化学等基础理论入手,尝试寻找新的突破口,走出一条独具特色的纳米电化学应用研究之路。     

中国科学技术发展应重视的几个问题

<正>过去的70年,特别是最近几年中国科学技术日新月异,我国已成为名副其实的科技大国,成绩值得骄傲。与此同时,我们应当清醒地认识到中国科学技术水平要支撑实现"两个一百年"奋斗目标仍然差距不小。幸运的是,当前正处于挑战和机遇并存的历史时期。在这样一个时期,战略选择和对应的改革十分重要。能否抓住这一机遇,特别是新一轮科技革命和科学研究范式变革的机遇,科技界肩负着重大的历史使命。从当前看,以下4个问题十分重要。