中科院-新能源技术研究的机遇与挑战-2021.4-25页_22mb

未来科技系列报告(第一期)总结

核心内容

本报告聚焦于全球及中国新能源技术的研究进展、产业转化潜力和未来发展趋势，通过文献计量、专利分析与专家访谈相结合的方法，系统分析了太阳能、风能、生物质能、地热能、核能、氢能、储能和能源互联网等八个领域。研究旨在揭示中国新能源技术研究的优势与不足，提出未来产业界和学术界共同关注的技术趋势。

主要观点

全球新能源技术发展态势

• 全球新能源技术正处于加速发展期，太阳能、储能和氢能是当前最受关注的三大领域。
• 2015-2019年间，除核能外的7个技术领域发文量均超过近20年总量的40%，其中5个领域超过一半。
• 储能、太阳能和氢能领域的论文数量和增速均领先，尤其储能领域年均复合增长率（CAGR）高达15.9%。

中国新能源技术发展态势

• 中国在全球新能源研究中发挥着重要作用，2015-2019年发文量占全球总量近四分之一。
• 储能、太阳能和氢能是中国新能源研究最高产的领域，其中储能领域发文量占比最高，达45.4%。
• 中国在太阳能和氢能领域的研究影响力较高，论文篇均被引频次和全球TOP 10%优质论文占比均高于全球平均水平。

技术转化与产业关注

• 储能、太阳能和氢能是当前国内外关注最高的技术领域，且其研究成果转化率相对较高。
• 从专利引用分析来看，锂离子电池和有机太阳能电池是科研界和产业界共同关注的技术热点。

关键信息

研究方法

• 基于Digital Science的Dimensions数据库，分析2000-2019年全球新能源领域文献计量和专利数据。
• 结合专家访谈，对技术热点、研究趋势和产业转化潜力进行定性分析。

研究结果

1. 全球研究热点：太阳能、储能和氢能是研究热点，其中电池储能技术、太阳能光伏技术、太阳能燃料技术、制氢技术和能源互联网架构和核心装备技术是最具发展前景的技术主题。
2. 中国研究优势：中国在新能源研究中表现出较高的活跃度，尤其在太阳能、储能和氢能领域。但中国论文篇均被引频次仍低于美国、德国、日本等发达国家。
3. 技术转化潜力：储能、生物质能和太阳能的研究成果转化率相对较高，而全球新能源研究整体转化率偏低，产学研结合仍需加强。
4. 专家访谈结论：
   • 储能技术将成为可再生能源电力和电动汽车大规模发展的支撑。
   • 氢能是未来能源体系的重要组成部分。
   • 太阳能燃料技术突破和成本降低将有助于摆脱对化石燃料的依赖。
   • 能源互联网将融合智慧能源、大数据和物联网，实现能源的统筹优化配置。

技术主题分析

• 电池储能技术：学术论文施引专利数量最多，主要关注锂离子电池、电极和电解质材料。
• 太阳能光伏技术：全球和中国均是研究热点，关注钙钛矿太阳能电池、叠层太阳能电池等。
• 太阳能燃料技术：研究热点集中在太阳能光催化制氢、催化剂、半导体电极等方向。
• 制氢技术：主要关注非贵金属催化剂、金属有机框架材料、双功能催化剂等。
• 能源互联网技术：关注智慧能源系统、大数据、需求响应等，技术热点包括系统集成基础技术和管理技术。

国家竞争力比较

• 太阳能：中国发文量最多，但篇均被引频次低于美国、德国和日本。
• 风能：中国发文量居全球第三，但影响力排名靠后。
• 地热能：中国发文量和TOP 10%优质论文数量略高于美国，但整体影响力较低。
• 生物质能：中国发文量居全球第二，但篇均被引频次低于英国、美国和德国。
• 核能：美国和中国在核裂变和核聚变技术领域均有较强的研究表现。

未来趋势与建议

• 储能、太阳能和氢能应作为未来重点发展的技术领域。
• 需要加强产学研结合，提高研究成果的转化效率。
• 中国在新能源研究中应进一步提升研究影响力，尤其是在论文篇均被引频次方面。
• 专家建议关注技术主题的突破性发展，如太阳能燃料、氢能源和能源互联网的融合应用。

结论

本报告揭示了全球新能源技术研究的热点和趋势，同时指出了中国在新能源研究中的优势与不足。未来，新能源技术的快速发展将深刻影响全球能源格局，中国应加强技术转化能力，推动新能源领域的创新与应用。