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在碳達峯碳中和目標的驅動下，全球能源生產及利用正面臨革命性轉變。這在低零/負碳科學、技術和工程方面勢必催生系列創新產出，對我國主動引領高質量發展至關重要。
今天，由中國科學技術信息研究所、上海市科學學研究所聯合編撰的《雙碳科技及應用場景前瞻》報告在2022浦江創新論壇成果發佈會上發佈。該研究聚焦五大焦點雙碳科技——氫能，碳捕集、利用與封存（CCUS），儲能，光伏建築一體化，智能電網的科技發展態勢、應用前景、發展機遇和未來方向，以及中國在全球中的技術定位。
報告顯示，五大雙碳科技中，除智能電網的論文數量稍遜於美國居全球第二位外，其他四大雙碳科技的論文數量均為全球第一。
五大雙碳科技的專利數量全部達到世界第一，其中光伏建築一體化的中國專利量已達到全球的75%，智能電網的專利量超過全球的70%。
氫能相關的專利和論文數量，在21世紀初進入快速增長階段
氫能被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源，報告發現，綠氫目前由於生產成本過高，相關產業還處在緩慢培植期，但通過光伏發電、風電以及太陽熱能等可再生能源電解水製造的綠氫，近期將是最可行路徑。想要氫能產業得到進一步發展，還需攻克質子交換膜、膜電極等制約氫能產業鏈的關鍵技術，降低成本。
儲能技術相關論文和專利在2008年之前經歷了緩慢增長期，此後進入了迅猛發展時期，它的再次活躍喻示着城市在能源經濟、能源格局、能源可持續發展方面面臨重大的戰略機遇和挑戰。城市一改過去單純能源消費環節的角色，而成為能源生產、再生、利用、存儲和平衡的重要節點。
中國儲能技術發表論文數量在2004年超過美國，成為第一大論文發表國
碳捕捉封存和利用（CCUS）技術是唯一助力電力、鋼鐵、水泥等難以減排行業深度脱碳的技術，對實現雙碳目標極其重要。低成本、大規模、集中的碳源供應是制約CCUS技術工業化推廣的瓶頸之一。新型低能耗化學溶劑、膜加變壓吸附以及化學吸收法組合技術都是研發重點。
將太陽能光伏發電與建築有機結合，並可與儲能微網結合，將成為未來建築節能發展的趨勢。相關基礎研究和技術研發成果從2009年開始迅速增長。目前的問題仍然是成本因素。目前需要建立完善的材料、工程等方面標準，保證光伏建築的強度、安全性、防水、防火等建築本體性能。同時，光伏建築一體化技術障礙亟需突破，如光伏材料的篩選和創新、光伏組件的温度效應問題、發電不穩定以及不均衡連接損失等。
中國光伏建築一體化論文發表量於2011年超過美國成為全球首位
智能電網串聯起發電、輸電、變電、配電、用電以及調度等各個產業節點，和儲能、信息通訊、高級計量體系等密不可分。隨着雙碳舉措的落實，能源結構、電網布局需要跟隨調整，需要強化針對電網的智能科技研發，對於在線監測和自愈控制、電網與互聯網結合、分佈式能源管理、柔性直流輸電、持續安全等問題，提供強有力的技術保障。
值得注意的是，儘管我國的五大雙碳技術在專利申請量上已居世界首位，但PCT國際專利佔比過低。比如氫能、儲能、CCUS和智能電網的PCT國際專利佔比分別為3%、4.2%、5.1%和3.3%。光伏建築一體化中國有一半的PCT專利沒有去其他國家/地區申請授權，而瑞士100%專利進入其他國家。
作者：沈湫莎
責任編輯：任荃
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