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能(neng)源(yuan)科(ke)技(ji)(ji)是當今(jin)科(ke)技(ji)(ji)創新(xin)最(zui)主(zhu)要和最(zui)活(huo)躍(yue)的領(ling)域之一。在油(you)氣、氫能(neng)、儲能(neng)、核聚變能(neng)等方面(mian)都有(you)可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)顛覆性新(xin)技(ji)(ji)術(shu)，不論哪一種(zhong)顛覆性技(ji)(ji)術(shu)出(chu)現(xian)，都會(hui)極大地改(gai)變世界能(neng)源(yuan)供需格局。

能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)科技的(de)發(fa)展(zhan)將深(shen)刻地(di)影響著未來(lai)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)格局，因(yin)此(ci)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)發(fa)展(zhan)前景(jing)預測對(dui)國家政策制定(ding)和(he)企業(ye)戰(zhan)略謀(mou)劃都意義重大。文章在對(dui)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)現(xian)狀與發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)分析的(de)基礎上，總結(jie)了(le)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)轉(zhuan)型多元化(hua)(hua)、低(di)碳化(hua)(hua)、分散化(hua)(hua)、數字化(hua)(hua)和(he)全球化(hua)(hua)的(de)“五化(hua)(hua)”特(te)征，指(zhi)出了(le)2016年以(yi)來(lai)出現(xian)的(de)中美經(jing)貿摩擦、低(di)油價和(he)人工(gong)智能(neng)(neng)(neng)技術(shu)應用等(deng)方面(mian)的(de)新變化(hua)(hua)特(te)征，并就能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)領域未來(lai)科技發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)提出了(le)低(di)成本技術(shu)、信息技術(shu)和(he)顛覆性技術(shu)3個方面(mian)的(de)思考(kao)，以(yi)期(qi)為我國積極應對(dui)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)轉(zhuan)型，布局未來(lai)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)科技提供(gong)點滴參考(kao)。

現代社(she)會，能源、糧(liang)食和水是人類賴以(yi)生存的三大必需品。能源關乎(hu)人類社(she)會的全面(mian)發展，與國內生產總值（GDP）息息相(xiang)關。

能源(yuan)(yuan)發展(zhan)(zhan)前景預測對國(guo)家政(zheng)策制(zhi)(zhi)定(ding)和企業戰(zhan)(zhan)略(lve)謀(mou)劃都意義重大。能源(yuan)(yuan)科(ke)技(ji)的(de)(de)(de)發展(zhan)(zhan)將深刻地影響未來能源(yuan)(yuan)格(ge)局，“科(ke)技(ji)決定(ding)能源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)未來，科(ke)技(ji)創造未來的(de)(de)(de)能源(yuan)(yuan)”。為此，各國(guo)十分重視能源(yuan)(yuan)科(ke)技(ji)的(de)(de)(de)發展(zhan)(zhan)，并制(zhi)(zhi)定(ding)能源(yuan)(yuan)戰(zhan)(zhan)略(lve)計劃，如(ru)美國(guo)的(de)(de)(de)《全面能源(yuan)(yuan)戰(zhan)(zhan)略(lve)》、歐盟(meng)的(de)(de)(de)《2050能源(yuan)(yuan)技(ji)術(shu)路線圖》、日(ri)本(ben)的(de)(de)(de)《面向2030年能源(yuan)(yuan)環境(jing)創新戰(zhan)(zhan)略(lve)》等(deng)。

我國《能源(yuan)(yuan)技術(shu)革命(ming)創新行(xing)動計劃（2016—2030年）》提出，到2030年，建成與國情相適應的(de)完善的(de)能源(yuan)(yuan)技術(shu)創新體系，能源(yuan)(yuan)技術(shu)水(shui)平整體達到國際先進(jin)水(shui)平，以(yi)(yi)支撐(cheng)我國能源(yuan)(yuan)產業(ye)與生(sheng)態(tai)環境協調(diao)可(ke)持續發展，以(yi)(yi)及進(jin)入世界能源(yuan)(yuan)技術(shu)強(qiang)國行(xing)列的(de)奮斗(dou)目標。

該(gai)計劃部署了15個重點領域(yu)，分別是：煤(mei)炭(tan)無(wu)害化開采技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)，非常(chang)規油氣(qi)(qi)和深(shen)層(ceng)、深(shen)海(hai)油氣(qi)(qi)開發(fa)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)，煤(mei)炭(tan)清潔高(gao)效(xiao)利(li)(li)用(yong)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)，二氧化碳捕集、利(li)(li)用(yong)與(yu)(yu)封存技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)，先進(jin)核能技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)，乏燃(ran)(ran)料后處(chu)(chu)理與(yu)(yu)高(gao)放廢物安全處(chu)(chu)理處(chu)(chu)置(zhi)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)，高(gao)效(xiao)太陽能利(li)(li)用(yong)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)，大(da)型風電技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)，氫能與(yu)(yu)燃(ran)(ran)料電池技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)，生(sheng)物質、海(hai)洋、地熱能利(li)(li)用(yong)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)，高(gao)效(xiao)燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)輪機技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)，先進(jin)儲能技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)，現代電網關鍵技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)、能源互聯網技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)，以(yi)及節能與(yu)(yu)能效(xiao)提升技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)，從而對我國能源技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)體(ti)系未來發(fa)展做了全面論述。

中國工(gong)程院于2015年(nian)啟動了“我國能(neng)(neng)(neng)源(yuan)技術(shu)(shu)革命體系戰(zhan)略研(yan)究”重大咨詢項(xiang)目，從(cong)核能(neng)(neng)(neng)、風能(neng)(neng)(neng)、太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)、儲能(neng)(neng)(neng)、油氣(qi)、煤(mei)炭(tan)、水能(neng)(neng)(neng)、生物質能(neng)(neng)(neng)、智能(neng)(neng)(neng)電(dian)網與能(neng)(neng)(neng)源(yuan)網融合等(deng)九大能(neng)(neng)(neng)源(yuan)技術(shu)(shu)領域(yu)開展研(yan)究，制定了前瞻性(xing)(xing)技術(shu)(shu)（2020年(nian)）、創新性(xing)(xing)技術(shu)(shu)（2030年(nian)）和(he)顛(dian)覆性(xing)(xing)技術(shu)(shu)（2050年(nian)）三階段發展的能(neng)(neng)(neng)源(yuan)技術(shu)(shu)路線(xian)。

近年來，隨著資源(yuan)與環境的雙重(zhong)約束(shu)，以及能(neng)(neng)源(yuan)科(ke)技(ji)進(jin)(jin)步，新能(neng)(neng)源(yuan)成本快(kuai)速降低，能(neng)(neng)源(yuan)清潔低碳加速轉(zhuan)(zhuan)型已成為全球發(fa)展趨(qu)勢(shi)。能(neng)(neng)源(yuan)轉(zhuan)(zhuan)型不僅伴隨著產業結構調整，同時(shi)也是能(neng)(neng)源(yuan)科(ke)技(ji)進(jin)(jin)步的重(zhong)要驅(qu)動力，科(ke)技(ji)進(jin)(jin)步與能(neng)(neng)源(yuan)轉(zhuan)(zhuan)型相互(hu)促進(jin)(jin)，正在(zai)深刻改變能(neng)(neng)源(yuan)發(fa)展的前(qian)景(jing)。

本文是筆者(zhe)在近2年參(can)加(jia)科(ke)學技(ji)術(shu)部(bu)、國(guo)家能源(yuan)局、國(guo)家自然科(ke)學基金委(wei)員會“十四五”規劃及面向(xiang)2035年的戰略研究過程(cheng)中(zhong)，基于(yu)對當(dang)前能源(yuan)現(xian)狀與(yu)發(fa)展(zhan)趨勢的分(fen)析，對能源(yuan)領(ling)域(yu)未來科(ke)技(ji)發(fa)展(zhan)趨勢所做的3個(ge)方(fang)面思考(kao)與(yu)判斷，以期(qi)為我(wo)國(guo)積(ji)極(ji)應對能源(yuan)轉型，布局未來能源(yuan)科(ke)技(ji)提供點滴參(can)考(kao)。

1能源現狀與發展趨勢

1.1現狀

2019年(nian)(nian)，全球能源(yuan)消(xiao)費總量達到了138.62億(yi)(yi)噸(dun)油(you)(you)當(dang)(dang)量；其(qi)中，石油(you)(you)44.7億(yi)(yi)噸(dun)油(you)(you)當(dang)(dang)量，煤(mei)炭(tan)38.3億(yi)(yi)噸(dun)油(you)(you)當(dang)(dang)量，天然(ran)氣(qi)34.3億(yi)(yi)噸(dun)油(you)(you)當(dang)(dang)量，化石能源(yuan)總的占比為84.62%[4]，比2010年(nian)(nian)降低了2個(ge)百(bai)分點。同(tong)時，天然(ran)氣(qi)長足發展(zhan)，2019年(nian)(nian)消(xiao)費量是1965年(nian)(nian)的6.35倍(bei)，占比從15%增長到24.7%。更加清(qing)潔的天然(ran)氣(qi)替代了大量石油(you)(you)和煤(mei)炭(tan)。

1.2發展趨勢

對于未來能源發展(zhan)趨勢，我們重點分析了自(zi)2016年以來的“變”與“不(bu)變”，在(zai)“不(bu)變”中堅守，在(zai)“變”中調整。

近10年來，全球能源發展的(de)主(zhu)要趨(qu)勢沒有改變。

①對(dui)于未(wei)來能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)需求增(zeng)長(chang)，世界上很多知名研究機構都進行過(guo)預測：可再生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)和天(tian)然氣將成為滿足未(wei)來全(quan)球能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)需求增(zeng)長(chang)的主要來源(yuan)(yuan)(yuan)，“低碳化”和“多元化”是未(wei)來能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)的重要趨勢與(yu)特征。隨著太陽能(neng)(neng)、風能(neng)(neng)、地熱能(neng)(neng)、海洋能(neng)(neng)及儲能(neng)(neng)等新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)快速(su)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)，能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)正從過(guo)去以(yi)煤炭、油氣、電力(li)集(ji)中式資源(yuan)(yuan)(yuan)供給，向集(ji)中式與(yu)“分散式”并(bing)重發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)。

②隨著各種(zhong)信息化技(ji)術(shu)(shu)在能源(yuan)領域中的應(ying)用，特(te)別(bie)是“數字化”技(ji)術(shu)(shu)逐步(bu)打破了不同(tong)能源(yuan)品(pin)種(zhong)間的壁壘，也成為未來(lai)的一大發(fa)展趨勢。在能源(yuan)界(jie)，“沒有(you)哪(na)個國(guo)家能夠在能源(yuan)問(wen)題上獨善其身(shen)”“技(ji)術(shu)(shu)沒有(you)國(guo)界(jie)”已(yi)經成為大家的共識(shi)。

③全球(qiu)(qiu)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)互聯網(wang)(wang)概念(nian)的(de)提出與全球(qiu)(qiu)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)互聯網(wang)(wang)發(fa)(fa)展合(he)作組織的(de)成立是(shi)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)“國際(ji)化(hua)”的(de)一(yi)個(ge)重要(yao)標(biao)志。美國著名學(xue)者杰(jie)里(li)米(mi)·里(li)夫(fu)金(jin)在(zai)其著作《第三次(ci)工業革(ge)命(ming)》中，首先提出了(le)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)互聯網(wang)(wang)的(de)愿景，引發(fa)(fa)了(le)國內(nei)外(wai)的(de)廣泛(fan)關注(zhu)。2015年(nian)9月26日，國家主席習近平在(zai)聯合(he)國發(fa)(fa)展峰會上發(fa)(fa)表重要(yao)講話，倡(chang)議探(tan)討構建全球(qiu)(qiu)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)互聯網(wang)(wang)，推動以清潔(jie)和綠色(se)的(de)方式滿足全球(qiu)(qiu)電(dian)力需求(qiu)，這(zhe)是(shi)對傳統(tong)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)發(fa)(fa)展觀的(de)歷(li)史超(chao)越和重大創新。能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)科技國際(ji)合(he)作越來越廣泛(fan)，強度越來越大，投資100億美元的(de)國際(ji)熱核(he)聚變(bian)實驗(yan)堆合(he)作項目（ITER），就是(shi)一(yi)個(ge)典型(xing)案例。低(di)碳化(hua)、多元化(hua)、分散化(hua)、數字化(hua)和全球(qiu)(qiu)化(hua)將(jiang)是(shi)未來能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)發(fa)(fa)展的(de)主要(yao)方向。

在充分認識這些“不變(bian)”特(te)征的(de)同時，識別變(bian)化(hua)的(de)特(te)征與發展趨(qu)勢，是問題的(de)關(guan)鍵。

①自(zi)2018年以來(lai)，美(mei)國(guo)把中國(guo)確定為競爭對(dui)手，特朗普政府挑起了(le)中美(mei)經貿摩擦。繼后，美(mei)國(guo)國(guo)內(nei)要求與中國(guo)科(ke)技脫鉤甚至是(shi)全面脫鉤的呼(hu)聲(sheng)甚囂塵上，這是(shi)包(bao)括能源科(ke)技領域在內(nei)的中國(guo)科(ke)技面臨的重(zhong)大挑戰。我(wo)們要去掉(diao)幻想(xiang)，早做準備，堅持以我(wo)為主和開(kai)放合(he)作(zuo)的方針，加大自(zi)主研發力(li)度(du)。

②新冠肺炎疫(yi)情和石油(you)(you)價格(ge)(ge)戰(zhan)的影響疊加，極大(da)地打(da)壓了石油(you)(you)價格(ge)(ge)。2020年(nian)3—4月國際(ji)油(you)(you)價一路(lu)下跌(die)，4月20日，美國西(xi)德克薩(sa)斯輕質(zhi)中間基原油(you)(you)（WTI）期貨價格(ge)(ge)更是(shi)跌(die)至?37.3美元/桶，開歷史先(xian)河！今后一個時期，油(you)(you)價低于(yu)60美元/桶是(shi)大(da)概率(lv)事件。

③人工智(zhi)能、區(qu)塊(kuai)鏈(lian)等(deng)技(ji)(ji)術(shu)突(tu)飛猛進(jin)，將深刻地影響未(wei)來能源(yuan)的發(fa)展(zhan)，在某種程度上將改變能源(yuan)格局(ju)與業態。顛覆性技(ji)(ji)術(shu)始(shi)終伴隨著人類(lei)科(ke)技(ji)(ji)進(jin)步史(shi)，具有不可預(yu)見屬性。只有準(zhun)確把握這些發(fa)展(zhan)趨(qu)勢，才(cai)有可能對未(wei)來能源(yuan)科(ke)技(ji)(ji)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢做出較(jiao)為(wei)準(zhun)確判斷。

2低成本技術將是企業的核心競爭力

1967年(nian)，美(mei)國(guo)石油地質學家(jia)Hubbert建立了(le)用于預測油田(tian)累計(ji)產(chan)量和最終可采儲量的“鐘形”模(mo)型(xing)。此后，石油峰值論一(yi)度盛(sheng)行，石油資(zi)源稀缺性被(bei)過度強(qiang)調。在這樣的背景下，獲取更多油氣儲量成為絕大多數石油公(gong)司尤其是(shi)國(guo)際大石油公(gong)司的重要戰略目標之(zhi)一(yi)，那是(shi)一(yi)個“資(zi)源為王”的時(shi)代。

美(mei)國(guo)“頁巖革命”的成功(gong)，消除了人(ren)們(men)對(dui)油氣(qi)(qi)資源(yuan)稀缺性的擔心。據美(mei)國(guo)能源(yuan)信息署（EIA）的評價結果，全球石油和天然氣(qi)(qi)技(ji)(ji)術可采資源(yuan)總(zong)量(liang)分別多達33570億桶和648萬億立方米(mi)[7]，油氣(qi)(qi)資源(yuan)不(bu)再稀缺。此外(wai)，由于太陽能、風(feng)能的利用(yong)，能源(yuan)變得(de)可再生，取之不(bu)盡，用(yong)之不(bu)竭。誰(shui)擁(yong)有技(ji)(ji)術，誰(shui)就擁(yong)有能源(yuan)資源(yuan)，這是一個“技(ji)(ji)術為王”的時代(dai)。

在(zai)“技術為王”的(de)(de)(de)時代，獲取能(neng)(neng)源(yuan)資(zi)源(yuan)的(de)(de)(de)成本或效率是決定成敗之關鍵所(suo)在(zai)，因此發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)低成本技術是未來(lai)重要(yao)趨勢(shi)。近年來(lai)，可(ke)再生能(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)快速(su)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)就得益(yi)于其成本的(de)(de)(de)大(da)幅(fu)降(jiang)(jiang)低。2018年公(gong)用事業規模(mo)光(guang)伏發(fa)(fa)電(dian)的(de)(de)(de)加權平均(jun)平準化電(dian)力成本（LCOE）相(xiang)較(jiao)2010年降(jiang)(jiang)低了(le)77%，陸上風電(dian)的(de)(de)(de)降(jiang)(jiang)幅(fu)也(ye)(ye)有35%。美(mei)國(guo)能(neng)(neng)源(yuan)信息署預測，美(mei)國(guo)2022年后投(tou)產的(de)(de)(de)風電(dian)和太陽能(neng)(neng)發(fa)(fa)電(dian)項目的(de)(de)(de)LCOE都(dou)將低于燃氣發(fa)(fa)電(dian)[9]。在(zai)集中式(shi)(shi)可(ke)再生能(neng)(neng)源(yuan)發(fa)(fa)電(dian)大(da)幅(fu)降(jiang)(jiang)低成本和快速(su)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)同時，分散式(shi)(shi)發(fa)(fa)電(dian)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)也(ye)(ye)在(zai)加速(su)。據光(guang)伏協會(hui)公(gong)布的(de)(de)(de)數據，2018年中國(guo)新增(zeng)分布式(shi)(shi)光(guang)伏裝機2320萬千(qian)瓦(wa)，占(zhan)(zhan)比為52.7%，第(di)一次超過了(le)集中式(shi)(shi)光(guang)伏；2019年這(zhe)種(zhong)勢(shi)頭繼續維(wei)持，而且小規模(mo)的(de)(de)(de)戶(hu)用分布式(shi)(shi)光(guang)伏占(zhan)(zhan)了(le)將近一半。

低成本(ben)(ben)可(ke)再生能(neng)(neng)(neng)源技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)是能(neng)(neng)(neng)源科技(ji)(ji)發(fa)(fa)(fa)展的重(zhong)(zhong)點領(ling)域。太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)和風(feng)能(neng)(neng)(neng)是未(wei)來可(ke)再生能(neng)(neng)(neng)源的主體，而(er)降(jiang)低成本(ben)(ben)、提(ti)高(gao)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)成熟度(du)和構(gou)建合(he)適的商業模式是可(ke)再生能(neng)(neng)(neng)源未(wei)來的發(fa)(fa)(fa)展方向。在風(feng)能(neng)(neng)(neng)領(ling)域，未(wei)來技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)發(fa)(fa)(fa)展方向主要有大功率(lv)風(feng)電(dian)機組整機設計、風(feng)機運維與故障診斷、大功率(lv)無線輸電(dian)的高(gao)空風(feng)力發(fa)(fa)(fa)電(dian)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)等(deng)。在太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)領(ling)域，需要重(zhong)(zhong)點發(fa)(fa)(fa)展太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)光熱發(fa)(fa)(fa)電(dian)、薄膜電(dian)池技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)、太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)制氫技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)、可(ke)穿戴柔性(xing)輕便太陽(yang)電(dian)池技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)等(deng)。

油(you)(you)氣(qi)(qi)領域(yu)的(de)低(di)(di)成(cheng)本技術也是能源科技發展關注的(de)焦(jiao)點(dian)。到2050年，油(you)(you)氣(qi)(qi)在(zai)(zai)一(yi)次能源消費結(jie)構中占比仍將保持在(zai)(zai)50%左右，這已成(cheng)為業界共(gong)識。在(zai)(zai)近期儲量(liang)增(zeng)長最(zui)快的(de)深水油(you)(you)氣(qi)(qi)領域(yu)，浮(fu)式天(tian)然氣(qi)(qi)生產(chan)、處(chu)理、液(ye)化、儲存和(he)卸載一(yi)體(ti)化平臺（FLNG）及海底生產(chan)設備的(de)應用，再加上結(jie)構的(de)不斷優(you)化，生產(chan)成(cheng)本可降(jiang)(jiang)至每(mei)桶50美(mei)元以下。頁巖油(you)(you)氣(qi)(qi)是今后增(zeng)儲上產(chan)的(de)另一(yi)重要領域(yu)，2012—2016年美(mei)國(guo)頁巖油(you)(you)開發的(de)平衡油(you)(you)價總體(ti)上降(jiang)(jiang)低(di)(di)了50%，技術進步(bu)貢獻了1/3的(de)降(jiang)(jiang)幅[。

低(di)成本油(you)氣技(ji)(ji)術發展方向很多。①在地(di)球物理(li)勘探(tan)方面(mian)(mian)，主要包(bao)括智能(neng)(neng)(neng)高效(xiao)采集(ji)技(ji)(ji)術、基(ji)(ji)于(yu)深度學(xue)習的地(di)球物理(li)資料自(zi)動(dong)處理(li)和解釋技(ji)(ji)術，以(yi)及(ji)(ji)物探(tan)全過(guo)程(cheng)智能(neng)(neng)(neng)管理(li)技(ji)(ji)術等(deng)。②在鉆完井(jing)工程(cheng)方面(mian)(mian)，主要包(bao)括精(jing)確導向的智能(neng)(neng)(neng)自(zi)動(dong)鉆完井(jing)技(ji)(ji)術、鉆完井(jing)工程(cheng)地(di)質一(yi)體化(hua)及(ji)(ji)井(jing)筒完整性技(ji)(ji)術、智能(neng)(neng)(neng)化(hua)壓裂裝備與技(ji)(ji)術，以(yi)及(ji)(ji)智能(neng)(neng)(neng)化(hua)機器人(ren)壓裂施工技(ji)(ji)術等(deng)。③在油(you)氣田(tian)生產經營(ying)方面(mian)(mian)，主要包(bao)括基(ji)(ji)于(yu)大(da)數據和深度學(xue)習的新一(yi)代人(ren)工智能(neng)(neng)(neng)油(you)田(tian)技(ji)(ji)術、石油(you)工業智能(neng)(neng)(neng)云網平臺技(ji)(ji)術，以(yi)及(ji)(ji)人(ren)工智能(neng)(neng)(neng)機器人(ren)技(ji)(ji)術等(deng)。

3信息技術將重塑能源未來

當前，世(shi)界正(zheng)在經歷第(di)四次工業(ye)(ye)(ye)革命(ming)，信(xin)息(xi)技(ji)術日新月(yue)異，大數(shu)據、人工智能(neng)、區(qu)塊鏈(lian)等技(ji)術快速發(fa)(fa)展。這些新興科學技(ji)術為能(neng)源(yuan)行(xing)業(ye)(ye)(ye)的發(fa)(fa)展創造了機(ji)遇(yu)，它們與能(neng)源(yuan)行(xing)業(ye)(ye)(ye)的深度融合是(shi)獲取低成本技(ji)術的重要途徑。低成本技(ji)術將改變世(shi)界能(neng)源(yuan)的發(fa)(fa)展格局，進而(er)重塑未來的能(neng)源(yuan)行(xing)業(ye)(ye)(ye)。

能(neng)源行業是(shi)最早(zao)得益于數(shu)(shu)字化(hua)(hua)的行業。電廠(chang)(chang)(chang)、煤礦(kuang)和(he)油氣田(tian)很早(zao)就已(yi)開始(shi)應用計算機等(deng)信息技術(shu)來提(ti)(ti)(ti)高自動化(hua)(hua)和(he)管理的水平(ping)，現(xian)在(zai)更提(ti)(ti)(ti)出了數(shu)(shu)字電廠(chang)(chang)(chang)、數(shu)(shu)字礦(kuang)山(shan)、數(shu)(shu)字油田(tian)、數(shu)(shu)字煉(lian)廠(chang)(chang)(chang)等(deng)概念，這些極大(da)(da)地(di)提(ti)(ti)(ti)高了勞動生(sheng)產率，降低(di)了人工成本(ben)。當(dang)前及(ji)今后(hou)一個時期，是(shi)從數(shu)(shu)字化(hua)(hua)到智(zhi)能(neng)化(hua)(hua)的時代。智(zhi)能(neng)電廠(chang)(chang)(chang)、礦(kuang)山(shan)、油田(tian)和(he)煉(lian)廠(chang)(chang)(chang)，將進一步優化(hua)(hua)生(sheng)產流(liu)程，精簡(jian)機構和(he)人員——工廠(chang)(chang)(chang)“無人化(hua)(hua)管理”是(shi)基本(ben)模式，這將極大(da)(da)地(di)改變行業生(sheng)態。

信(xin)息(xi)技術正在從更廣(guang)和更深的層次對(dui)能(neng)(neng)源體系進(jin)行重構。從生產(chan)(chan)端到消費端，數(shu)字化(hua)將系統地改變(bian)能(neng)(neng)源的整個(ge)產(chan)(chan)業(ye)(ye)鏈和生態體系，使整個(ge)產(chan)(chan)業(ye)(ye)鏈的每個(ge)環節都(dou)有機地結合起來，從而極(ji)大地提(ti)高能(neng)(neng)源利用效率。華為、阿(a)里巴巴、騰訊、谷歌、特斯拉等新興的技術公司都(dou)紛紛在能(neng)(neng)源領域開展業(ye)(ye)務——通過(guo)大數(shu)據、人工智能(neng)(neng)等手段，提(ti)高整個(ge)系統的靈活性，從而極(ji)大地提(ti)高能(neng)(neng)效，進(jin)而改變(bian)整個(ge)行業(ye)(ye)的產(chan)(chan)業(ye)(ye)鏈結構和商業(ye)(ye)模式[12]。

區塊鏈技術將為能源行業注入新動力。區塊鏈技術在(zai)能源領域(yu)已(yi)經(jing)被(bei)愈加廣泛地應用，在(zai)以(yi)原(yuan)油為代表的能源交(jiao)易平臺、可再生電(dian)力的點對點交(jiao)易、電(dian)動汽(qi)車充電(dian)、電(dian)網資產管(guan)理(li)、綠證追蹤管(guan)理(li)甚(shen)至(zhi)虛擬能源貨(huo)幣等領域(yu)都已(yi)嶄露(lu)頭(tou)角，這將會給能源領域(yu)帶來更深刻(ke)的變化。

數(shu)字(zi)化轉(zhuan)型將重(zhong)塑(su)油(you)氣(qi)(qi)行業(ye)。新(xin)一代人工智能(neng)(neng)技術在石油(you)工業(ye)上游的全面集成創(chuang)新(xin)應(ying)用，將產生新(xin)一代人工智能(neng)(neng)油(you)田技術，實現對(dui)油(you)氣(qi)(qi)行業(ye)傳統流程的升級優化和組(zu)織再造，大(da)幅度(du)降低(di)油(you)氣(qi)(qi)行業(ye)成本(ben)，增強(qiang)企業(ye)競(jing)爭力(li)和油(you)氣(qi)(qi)行業(ye)持續生存(cun)的能(neng)(neng)力(li)。

4顛覆性技術是未來能源最大變數

能(neng)源(yuan)科技是當(dang)今科技創新(xin)最(zui)主要和最(zui)活躍的領域之一。在油氣、氫能(neng)、儲(chu)能(neng)、核聚變能(neng)等方面都有可(ke)能(neng)出現顛(dian)覆(fu)性新(xin)技術(shu)，不論(lun)哪一種顛(dian)覆(fu)性技術(shu)出現，都會極大地改變世界(jie)能(neng)源(yuan)供需格局(ju)。

4.1油氣領域的顛覆性技術

水平井多段(duan)清水壓裂(lie)技(ji)術(shu)將使頁巖油(you)氣(qi)實現經濟有(you)效的(de)開采(cai)(cai)。這(zhe)一(yi)(yi)顛(dian)覆(fu)(fu)(fu)性技(ji)術(shu)會極大地改變(bian)全球(qiu)能源(yuan)格局。應用(yong)物理與化學相(xiang)結合的(de)方法，對(dui)低(di)成熟度(du)頁巖油(you)、稠(chou)油(you)進行原位改質，這(zhe)有(you)可能是繼“頁巖革命”之后的(de)另(ling)一(yi)(yi)次革命。一(yi)(yi)旦這(zhe)一(yi)(yi)顛(dian)覆(fu)(fu)(fu)性技(ji)術(shu)取得成功，又一(yi)(yi)巨(ju)大油(you)氣(qi)資源(yuan)將得以(yi)經濟、有(you)效的(de)開發和(he)利用(yong)。納米技(ji)術(shu)和(he)新(xin)材料也有(you)可能催生出顛(dian)覆(fu)(fu)(fu)性的(de)油(you)氣(qi)提高采(cai)(cai)收(shou)率(lv)技(ji)術(shu)，如地下納米機器人驅油(you)和(he)地下油(you)水分離技(ji)術(shu)等。多用(yong)途激光工具與鉆(zhan)井技(ji)術(shu)結合，或許可以(yi)顛(dian)覆(fu)(fu)(fu)傳統的(de)鉆(zhan)井方式，即由激光熔(rong)融(rong)替代機械(xie)破(po)巖，提高鉆(zhan)井效率(lv)。

4.2氫能源技術

氫(qing)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)技(ji)術(shu)(shu)在(zai)(zai)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)領域產生顛(dian)覆性(xing)影響的(de)(de)關鍵在(zai)(zai)于低成(cheng)本、高(gao)性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)氫(qing)燃料電(dian)池技(ji)術(shu)(shu)和低成(cheng)本、高(gao)效率(lv)的(de)(de)工業化制(zhi)氫(qing)技(ji)術(shu)(shu)。近年來，世界各國都已認識(shi)到(dao)氫(qing)能(neng)(neng)作為二次能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)在(zai)(zai)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)轉(zhuan)型(xing)中的(de)(de)重要性(xing)，很多國家都高(gao)度(du)重視氫(qing)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)產業的(de)(de)發展(zhan)，把氫(qing)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)產業提(ti)升到(dao)國家能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)戰(zhan)略的(de)(de)高(gao)度(du)，制(zhi)定(ding)氫(qing)能(neng)(neng)發展(zhan)戰(zhan)略，并出(chu)臺促(cu)進(jin)其(qi)發展(zhan)的(de)(de)扶持政(zheng)策(ce)[13]。一旦(dan)借助(zhu)石(shi)墨烯、納米超(chao)材(cai)料等(deng)新(xin)材(cai)料的(de)(de)電(dian)解(jie)制(zhi)氫(qing)技(ji)術(shu)(shu)取得重大突破，氫(qing)燃料大規模甚至完(wan)全替代(dai)化石(shi)燃料將(jiang)是有(you)可能(neng)(neng)的(de)(de)。隨著新(xin)材(cai)料聚合物電(dian)解(jie)質膜燃料電(dian)池技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)成(cheng)熟(shu)和相(xiang)關基礎設(she)施的(de)(de)完(wan)善，以(yi)氫(qing)能(neng)(neng)為動力的(de)(de)汽車(che)、火車(che)和輪(lun)船等(deng)將(jiang)替代(dai)燃油(you)機動車(che)成(cheng)為主要的(de)(de)交通工具(ju)。歐洲已經(jing)開(kai)展(zhan)不少天然氣(qi)管道(dao)摻輸氫(qing)氣(qi)的(de)(de)試驗項目，以(yi)期為氫(qing)產業大規模發展(zhan)做好準(zhun)備[14]。

4.3儲能技術

儲能技(ji)術(shu)被稱為“能源革命的支(zhi)撐技(ji)術(shu)”，在很多(duo)方(fang)面都將發(fa)揮重(zhong)大的作(zuo)用。

①對于電(dian)力系統(tong)而言(yan)，儲(chu)能可(ke)為電(dian)網提供調峰調頻、削峰填(tian)谷(gu)、黑啟動、需求響應(ying)支撐等多(duo)種服務(wu)，提升傳(chuan)統(tong)電(dian)力系統(tong)的靈(ling)活(huo)性、經濟性和(he)安全性。

②在可(ke)再生(sheng)能源(yuan)開發(fa)方面，儲(chu)能可(ke)顯著(zhu)提高風(feng)電和太陽能發(fa)電的(de)消納水平(ping)，支撐分(fen)布式電力(li)及微網。隨著(zhu)分(fen)布式光伏、小(xiao)型(xing)生(sheng)物質(zhi)能源(yuan)、天然氣冷-熱-電三聯供(gong)、燃料電池(chi)等分(fen)布式能源(yuan)技術的(de)日益(yi)成熟(shu)，以及相(xiang)關的(de)儲(chu)能、數字(zi)化等技術的(de)進展(zhan)，分(fen)布式能源(yuan)未來(lai)還將(jiang)獲得更加迅(xun)猛的(de)發(fa)展(zhan)。

③在交通(tong)(tong)方(fang)(fang)面，儲(chu)能(neng)(neng)(neng)將在能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)互(hu)聯(lian)互(hu)通(tong)(tong)、融合新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)汽(qi)車在內的(de)智慧交通(tong)(tong)網絡方(fang)(fang)面起到關鍵作(zuo)用。有可(ke)能(neng)(neng)(neng)為能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)行業帶來(lai)顛覆(fu)性影響的(de)是基于新材料的(de)新型電(dian)池儲(chu)能(neng)(neng)(neng)技術(shu)，如石墨烯超級電(dian)容(rong)器、碳納米(mi)材料自儲(chu)能(neng)(neng)(neng)器件(jian)、超導電(dian)磁儲(chu)能(neng)(neng)(neng)技術(shu)等。如果低成本高效率的(de)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)技術(shu)出現并投(tou)入大規模商(shang)業化應用，將極(ji)大地促(cu)進(jin)可(ke)再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的(de)發展，使(shi)新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)交通(tong)(tong)工具(ju)大規模甚至完全替代燃(ran)油(you)交通(tong)(tong)工具(ju)。

4.4可控核聚變技術

核聚(ju)變(bian)能(neng)是(shi)人(ren)類理想中的終極能(neng)源，具有諸(zhu)多優勢。可(ke)控核聚(ju)變(bian)的主(zhu)流技(ji)術方案主(zhu)要有2種(zhong)，即(ji)磁約(yue)(yue)束核聚(ju)變(bian)（MFC）和(he)慣性約(yue)(yue)束核聚(ju)變(bian)（IFC）。

目(mu)(mu)前(qian)，世界上的核(he)聚(ju)變(bian)(bian)相(xiang)關研(yan)究(jiu)計(ji)(ji)劃比(bi)較多，如國際熱核(he)聚(ju)變(bian)(bian)實驗堆（ITER）計(ji)(ji)劃、美(mei)國國家點火裝置（NIF）、美(mei)國懸浮偶極子(zi)試驗裝置（LDX）、美(mei)國Z-IFE裝置、美(mei)國Lawrenceville Plasma Physics研(yan)究(jiu)項目(mu)(mu)、美(mei)國FRX-L研(yan)究(jiu)項目(mu)(mu)、加拿(na)大通用聚(ju)變(bian)(bian)、歐洲高功(gong)率激光(guang)能源(yuan)研(yan)究(jiu)（HiPER）計(ji)(ji)劃和德國Wendelstein7-X等。中國于(yu)2007年(nian)正(zheng)式加入ITER計(ji)(ji)劃，同(tong)時也在大力(li)推動國內的核(he)聚(ju)變(bian)(bian)科(ke)學技(ji)術研(yan)究(jiu)。我國已圓滿完成了聚(ju)變(bian)(bian)工程(cheng)實驗堆（CFETR）概念設計(ji)(ji)，目(mu)(mu)前(qian)正(zheng)在開展工程(cheng)設計(ji)(ji)。

中國(guo)環流器二(er)號A裝(zhuang)置(zhi)(zhi)（HL-2A）和全超導(dao)托(tuo)卡馬(ma)克(ke)核聚(ju)變實(shi)(shi)驗(yan)(yan)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)（EAST）等大科學裝(zhuang)置(zhi)(zhi)也先后(hou)建成(cheng)，多項物理實(shi)(shi)驗(yan)(yan)研究成(cheng)果(guo)居于(yu)世(shi)(shi)界前列。HL-2A在(zai)國(guo)內首次(ci)實(shi)(shi)現了偏濾(lv)器位形放(fang)電(dian)、高(gao)約(yue)束模式(shi)運(yun)行。2017年7月，EAST在(zai)世(shi)(shi)界上首次(ci)實(shi)(shi)現了5000萬(wan)度等離子體(ti)持續放(fang)電(dian)101.2秒的高(gao)約(yue)束運(yun)行，再次(ci)創造了磁約(yue)束核聚(ju)變研究新的世(shi)(shi)界紀錄(lu)。

5結論

隨(sui)著減排和(he)環境保護(hu)形勢(shi)的(de)日益嚴峻，在(zai)新能(neng)源(yuan)和(he)智能(neng)化(hua)等技術(shu)進步和(he)成(cheng)本快速下降(jiang)的(de)推(tui)動下，全球能(neng)源(yuan)沿著多元化(hua)、低(di)碳化(hua)、分散化(hua)、數字化(hua)和(he)全球化(hua)的(de)方向(xiang)加速轉(zhuan)型(xing)，正在(zai)進入一個能(neng)源(yuan)轉(zhuan)型(xing)發(fa)展的(de)時(shi)代。

同時，中美(mei)經(jing)貿摩擦、沙俄油價戰、新(xin)(xin)冠肺炎疫情(qing)等使能(neng)源(yuan)未(wei)來(lai)發展充滿(man)不確定(ding)性。新(xin)(xin)的(de)能(neng)源(yuan)技術(shu)和新(xin)(xin)的(de)商業模(mo)式(shi)將改(gai)變傳統的(de)能(neng)源(yuan)供應(ying)模(mo)式(shi)，綜(zong)合能(neng)源(yuan)服務會(hui)逐(zhu)步成為主(zhu)流。新(xin)(xin)能(neng)源(yuan)和天然(ran)氣(qi)等清潔能(neng)源(yuan)將滿(man)足未(wei)來(lai)大(da)部分新(xin)(xin)增的(de)能(neng)源(yuan)需求，能(neng)源(yuan)體系也將發生結構(gou)性的(de)變化。

低成本技(ji)(ji)(ji)術將(jiang)成為未(wei)(wei)來能(neng)源(yuan)科技(ji)(ji)(ji)發(fa)展(zhan)的(de)主流，人工智能(neng)等信息技(ji)(ji)(ji)術將(jiang)重塑能(neng)源(yuan)未(wei)(wei)來。未(wei)(wei)來在油氣、氫能(neng)、儲(chu)能(neng)、核聚(ju)變能(neng)等領域都(dou)有(you)可能(neng)出現顛覆(fu)性新技(ji)(ji)(ji)術，從而根本性地(di)改變未(wei)(wei)來能(neng)源(yuan)的(de)圖景(jing)。準確把(ba)握能(neng)源(yuan)技(ji)(ji)(ji)術發(fa)展(zhan)趨勢，對于指導科技(ji)(ji)(ji)創新的(de)方向(xiang)，以及國家制定能(neng)源(yuan)政策和企業戰略轉型(xing)都(dou)具有(you)重要意義(yi)。