四、能源技术装备创新的关键领域

IEA发布的《能源技术展望2020》报告中指出，要实现能源转型和气候目标，全球需要大力开发和部署清洁能源技术。未来需要的清洁能源技术取决于当下的创新。

自2000年以来，清洁低碳能源技术加速变革，特别是风电、光伏等可再生能源发电推动能源系统进一步绿色转型，全球生物燃料供应自2000年以来稳步增长，从废原料中提炼加氢处理植物油技术受到越来越多的关注，氢能也在近几年中重新受到关注，发展低碳氢、电解槽制氢等技术尤为重要。建筑部门一直在加强能效政策，交通运输部门通过更高效的动力系统、更轻的材料和其他技术改进使车辆燃油经济性有了较大提高。特别是电动汽车经历了十年的快速发展，锂离子电池是当今实现道路车辆电气化的关键技术，将加速发展。未来实现能源部门“净零排放”需要多元化的燃料和技术方案，必须进行根本性的技术变革。

电力技术变革引领能源系统转型。可再生能源技术的快速进步带动成本持续下降，推动当前全球的能源系统正在以前所未有的速度转型。得益于电池和风机效率提升、新技术不断应用以及生产规模的持续扩大，光伏和陆上风电的投资成本持续下降，陆上风电和太阳能光伏发电将逐渐成为中国、欧洲和北美洲最低价的新增电力来源。由于风能和太阳能具有间歇性和波动性特征，随着可再生能源比例的提高，需要多种灵活性技术对其提供支撑。当前，虽然主要以传统的火电为新能源发电提供主力调峰，但电化学储能等新型储能技术由于其持续的技术进步带来快速的成本下降，将为可再生能源发展提供越来越显著的支撑。化学储能预计将作为日内调节的主力，为光伏和陆上风电的高比例应用提供有力的支撑。此外，利用需求侧响应技术来调节需求，从而可以更好地适应间歇性可再生能源发电和电力峰值需求。电力消费和生产的互动更为密切，在电力需求侧进行管理和响应将有望成为未来电力消费的重要模式。

电动化促进交通行业转型。电动技术的快速发展，将在未来的几十年内促使交通业转型。随着以动力电池技术为核心的新能源汽车的持续进步，以及成本的快速下降，纯电动或混合动力汽车将与使用内燃机的车辆在成本上具有竞争性。电池成本下降的同时，续航里程、充电时间、安全性等各项指标也得到提高。在乘用车领域预计电动车的渗透率将逐渐增高，并有望在中远期成为市场的主流。在卡车领域，使用动力方式可能更为多元化，包括在城市等短距离场景下实现电动化，而在长距离、重载场景下可能通过使用燃料电池汽车或者LNG汽车实现成本和环境效益的最优。此外，随着电动车的普及，汽车的充电/放电行为也将对电网的运行产生巨大的影响。

多种技术促进工业建筑深度脱碳。除可再生能源和能效作为核心支柱外，未来能源变革技术还包括：终端部门广泛电气化；碳捕集、利用和封存（CCUS）；氢能及相关燃料；生物能技术。单一的燃料和技术都不能使整个能源部门实现“净零排放”，替代燃料将在交通、建筑和工业脱碳中发挥重要作用，生物质转化为液体燃料这一技术将推动全球生物燃料供应快速增长，低碳制氢技术也将发挥重要作用。

数字化和智能化改变能源生产和消费模式。未来能源生产与消费的方式将变得更加智能化、灵敏化和低碳化，其技术将变得规模化、分散化和数字化。随着数字工具（包括传感器、超级计算、数据分析、自动化、人工智能等设备）依托“云”网络而得到应用，人工智能将提升能源行业的预测能力，优化其生产力和管理能力，给未来能源行业带来前所未有的机遇。能源行业未来的发展主要在于优化和预测，人工智能通过自我学习和演算，能针对能源生产、供应提供独特的解决方案。人工智能使用当前计算机大规模且迅速的数据处理功能优化能源的生产过程，通过复杂的算法结合技术数据和自然环境数据，优化能源开采。同时，人工智能在能源领域还进行需求管理，通过对大量消费数据进行学习，了解消费者的习惯、价值观、动机和个性，预测消费行为，更有效地制定策略，最典型的是在电力领域进行需求侧响应和管理。此外，随着可再生能源比例的提高，人工智能通过建立预测模型，收集大量有关天气、环境、大气条件以及新能源电站和电网运行情况的数据，解决能源流的预测和管理问题，确保供需始终处于均衡状态。