全球能源创新进入新阶段

2026-04-28 17:29:28 来源: 《环球》杂志

 

2026 年 4 月 17 日,技术员在贵州省毕节高新技术产业开发区的一家光学技术企业内对灯具光度性能进行检测

文/田慧芳

编辑/马琼

  能源技术创新是实现联合国可持续发展目标和能源转型的关键。国际能源署(IEA)发布的最新《能源创新现状》报告显示,当前全球能源创新正进入一个由能源安全、产业竞争力和基础设施韧性塑造的新阶段。除了新能源、绿色能源开发,储能技术等已跃居全球创新活动的前沿。

能源创新政策势头正在积累

  根据IEA的数据,2025年全球能源投资的三分之二约2.2万亿美元,投向清洁能源,涵盖可再生能源、电动汽车、电网、储能、效率和清洁燃料等领域。当前,随着各国能源转型与创新进程显著加速,能源安全性、可负担性和韧性共同推动了各国能源技术的选择和投资。

  美国的战略重点是确保美国在全球的能源主导地位、增强关键矿产的供应链韧性、提升电网韧性及工业效率。其关键策略包括简化能源基础设施的许可流程、基于人工智能(AI)的电力加速计划、促进先进核能和地热技术的商业化,还成立了关键矿产、材料与制造办公室,以推动和保护电池供应链安全与回收。

  欧盟通过建立严格的准入标准和跨国基础设施网络建设,实现其脱碳和增强产业竞争力的目标。关键立法举措包括“欧洲能源供应调整计划”(REPowerEU)、战略能源技术(SET)计划、欧洲地平线(2021-2027)计划和《净零工业法案》等。欧盟的目标是到2030年实现本土净零技术制造产能达到部署需求的40%,2040年相关技术全球市场份额不低于15%,创新重点涉及太阳能光伏、风能、电池等10项技术,涵盖核燃料和可持续替代燃料等领域。

  日本和韩国同样面临能源进口依赖和中东供应脆弱性问题,因此采取了类似的能源安全策略:大力发展可再生能源、核能和氢能。2026年2月1日,韩国提出四项主要举措支持能源创新与转型,包括加速可再生能源的发展并降低成本、促进电网的扩展、建设支持公正包容能源转型的电力系统、提升核能政策的接受度和可持续性。日本2025年通过的《第七期能源基本计划》将保障安全置于首位,提出要最大限度地使用核能电力,到2040年核能在电力结构中的占比恢复至20%,重新确立了核能在日本能源战略中的重要地位。

  当前,中国在大多数清洁和先进能源供应链中处于领先位置,巩固了作为全球清洁能源强国的地位。“十五五”期间,中国将适度超前开展前沿性、颠覆性技术研究,聚焦可控核聚变、新一代风电光伏、高温超导、长时储能、极地能源等重点方向,推动数智化技术与能源产业深度融合。

  印度也展现出巨大的雄心,提出到2047年实现“能源独立”的宏伟目标,并推出多项政策推动太阳能和储能的大规模部署,目标是成为全球储能、氢能和太阳能领域的重要参与者。

  巴西是全球生物燃料领域的关键参与者。根据其《未来燃料法》与《新工业巴西计划》,到2033年,生物燃料在巴西交通能源结构中的占比将提升至50%。巴西还将自身定位为未来的全球绿色氢能出口国,建立了低碳氢气的法律框架和国家氢能政策。

这是 2026 年 4 月 16日在澳大利亚维多利亚州吉朗市拍摄的发生火灾的炼油厂

四大技术主导全球能源创新

  全球能源创新当前已进入广泛部署的关键阶段。太阳能光伏的快速扩张、电池制造创纪录的投资,AI与能源管理系统的整合以及新一代聚变能源的发展将引领能源创新进程。

  太阳能风电技术进入成熟期。过去十年间,全球太阳能和风电市场经历了爆发式增长。当前高效N型电池、钙钛矿串联技术、智能电网集成以及先进电池储能系统正推动太阳能进入一个更加平衡、以存储为中心的新扩张周期。顶级商用太阳能电池板的转换效率将持续提升,太阳能与建筑材料的结合也将创造新的市场,为密集的城市建设提供更美观更节省空间的解决方案。

  风力发电机技术取得重大进展。风力涡轮机在叶片设计、海上和浮动技术部署、智能电网集成与电池储能、控制系统以及制氢等方面开展了新的研究,海上风力涡轮机发展潜力尤其巨大。

  储能实现了跨越式发展,从一项小众技术跃升为电网的关键组成部分。新增电池储能系统成本在2020年至2025年间大幅下降了约60%,锂电池价格也从2015年的475美元/千瓦时暴跌至2025年的108美元/千瓦时,推动了各行业对锂离子电池的需求。长期储能技术(可放电10小时以上),包括铁空气电池、压缩空气电池、流动电池和重力储能电池等,都已从试点转向商业部署。在北美和欧洲,储能已从“激励”资产转变为法律强制的电网组成部分。

  中国正加大对流动电池的投资。全球最大电池制造商宁德时代2026年量产了钠离子电池,此类电池技术可以提供与锂电池相当的能量密度,但不依赖锂或钴,能有效缓解锂的供应压力。撒哈拉以南非洲、东南亚和拉丁美洲部分地区也在建设以储能为核心的能源基础设施。这些创新正成为未来清洁能源电网发展的核心动力。

  电力与AI的融合高速推进。AI和数据中心正被大量部署,用于提升现有电力基础设施、优化电力分配并实现可再生能源整合的动态优化维护。储能系统越来越多地由机器学习算法管理,以准确预测需求、现货价格和可再生能源发电量。但AI和数据处理需求也对电网极限发起挑战,成为能源需求增长最快的来源之一。

  IEA的数据显示,2024年数据中心所需电力占全球电力总需求的1.5%,到2030年这一比例可能上升至约3%。一些科技跨国公司正努力使用清洁能源来满足AI算力的电力需求。多国政府考虑建设绿色能源园区,将数据中心与可再生能源电厂并置,以避免国家电网负担过重。谷歌最近与法国能源巨头道达尔及加州可再生能源公司克利尔韦签署了两份长期购电协议,满足其在得克萨斯州的数据中心对太阳能的需求。

  核能技术经历显著复苏。截至2025年11月,全球有416座核反应堆在运行,有63座反应堆正在建设中,越来越多的国家进入核领域。国际原子能机构预测,全球核电容量到2050年可能翻倍,总量在561吉瓦至992吉瓦之间。这种增长将使核能成为清洁能源转型中的关键角色。

  以先进核能技术、可控核聚变等为代表的新技术新方向受到前所未有的广泛关注,其核心优势在于高安全性、初期投资低、建设周期短以及选址灵活。科技巨头如微软、“字母表”公司(Alphabet)也在积极投资核能,推动AI和数据中心在核能领域的应用。

2026 年 4 月 3 日,在古巴首都哈瓦那,两名女子乘坐电动三轮车出行

面临地缘政治及融资挑战

  产业资本与金融资本加速向新能源产业链倾斜,有力推动了光伏、风电、储能、新能源车、智能电网等全产业链的产能扩张与技术迭代。然而,能源创新也面临地缘冲突易发多发、国际竞争加剧、贸易保护主义抬头、资金缺口巨大等多重挑战。

  近年来,能源创新繁荣背后一直存在激烈竞争与贸易摩擦,各种类型的贸易和非贸易限制措施层出不穷,包括关税、欧盟碳边境调节机制、环境技术法规和标准等,对全球贸易和投资格局产生深远影响,对发展中经济体带来的冲击尤为明显。在贸易紧张局势下,ESG(环境、社会和公司治理)投资审查日益严格,特别是以国家安全和环保为由的审查,一定程度上阻碍了发展中经济体的市场准入。如果贸易保护主义持续,绿色技术跨境传播必然受阻。

  此外,围绕新能源技术进行的巨额投入会引发经济、技术和关键矿产的竞争。由于能源创新技术(电池、涡轮机等)的生产依赖关键矿产和复杂的供应链,这些关键原材料具有高度稀缺性和垄断性,其供应链极易受到地缘政治因素的干扰。

  近期频发的地缘政治冲突就充分暴露出一国对单一能源运输通道、单一区域供给的过度依赖风险,集中表现为供应链中断、价格波动加剧、新能源建设的成本与安全风险上升等。断供焦虑短期内会推高能源依赖国的进口成本和物价,并迫使能源依赖国加速转向本土可自主掌控的可再生能源体系。然而,能源转型是一项长期工程,一国能源结构的改变需要足够的投资支撑,步伐过快和较高的利率将显著推升可再生能源和电网建设所需的大量前期资本成本。

  AI发展的能源和安全成本也不容忽视。各经济体越来越多地将对计算、数据和数字基础设施的战略控制视为国家安全的核心。半导体供应链、云区和数据走廊等,与获得航运航道或能源管道具有同等的地缘政治重要性。就能源创新而言,已经承受电气化、基础设施老化和气候波动的能源系统,必须适应超大规模数据中心快速扩张的需求。

  然而,巨大的电力需求和能源足迹正日益制约着AI在能源领域的深化应用。如果不加以管理,AI技术可能带来严重的碳排放、水资源和电网可靠性成本问题。这意味着,转型已远非单纯的技术更迭,而是全球经济运行逻辑的深刻重构。

  资金缺口依然是重要障碍。根据联合国亚太经济社会委员会的数据,亚太国家(不含中国)每年约需8000亿美元的能源投资,而当前清洁能源投资每年仅3000亿美元,导致许多国家在关键领域如电网基础设施和电池储能发展方面严重缺乏资金。融资缺口问题在新兴市场和发展中国家尤为严重,在调动私人资金时,这些国家往往面临财政制约、金融系统薄弱和公共财政管理能力有限等挑战。

  (作者系中国社会科学院中国-中东欧研究院研究主任)

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