在碳达峰碳中和目标的驱动下，全球能源生产及利用正面临革命性转变。这在低零/负碳科学、技术和工程方面势必催生系列创新产出，对我国主动引领高质量发展至关重要。

今天，由中国科学技术信息研究所、上海市科学学研究所联合编撰的《双碳科技及应用场景前瞻》报告在2022浦江创新论坛成果发布会上发布。该研究聚焦五大焦点双碳科技——氢能，碳捕集、利用与封存（CCUS），储能，光伏建筑一体化，智能电网的科技发展态势、应用前景、发展机遇和未来方向，以及中国在全球中的技术定位。

报告显示，五大双碳科技中，除智能电网的论文数量稍逊于美国居全球第二位外，其他四大双碳科技的论文数量均为全球第一。

五大双碳科技的专利数量全部达到世界第一，其中光伏建筑一体化的中国专利量已达到全球的75%，智能电网的专利量超过全球的70%。

氢能相关的专利和论文数量，在21世纪初进入快速增长阶段

氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，报告发现，绿氢目前由于生产成本过高，相关产业还处在缓慢培植期，但通过光伏发电、风电以及太阳热能等可再生能源电解水制造的绿氢，近期将是最可行路径。想要氢能产业得到进一步发展，还需攻克质子交换膜、膜电极等制约氢能产业链的关键技术，降低成本。

储能技术相关论文和专利在2008年之前经历了缓慢增长期，此后进入了迅猛发展时期，它的再次活跃喻示着城市在能源经济、能源格局、能源可持续发展方面面临重大的战略机遇和挑战。城市一改过去单纯能源消费环节的角色，而成为能源生产、再生、利用、存储和平衡的重要节点。

中国储能技术发表论文数量在2004年超过美国，成为第一大论文发表国

碳捕捉封存和利用（CCUS）技术是唯一助力电力、钢铁、水泥等难以减排行业深度脱碳的技术，对实现双碳目标极其重要。低成本、大规模、集中的碳源供应是制约CCUS技术工业化推广的瓶颈之一。新型低能耗化学溶剂、膜加变压吸附以及化学吸收法组合技术都是研发重点。

将太阳能光伏发电与建筑有机结合，并可与储能微网结合，将成为未来建筑节能发展的趋势。相关基础研究和技术研发成果从2009年开始迅速增长。目前的问题仍然是成本因素。目前需要建立完善的材料、工程等方面标准，保证光伏建筑的强度、安全性、防水、防火等建筑本体性能。同时，光伏建筑一体化技术障碍亟需突破，如光伏材料的筛选和创新、光伏组件的温度效应问题、发电不稳定以及不均衡连接损失等。

中国光伏建筑一体化论文发表量于2011年超过美国成为全球首位

智能电网串联起发电、输电、变电、配电、用电以及调度等各个产业节点，和储能、信息通讯、高级计量体系等密不可分。随着双碳举措的落实，能源结构、电网布局需要跟随调整，需要强化针对电网的智能科技研发，对于在线监测和自愈控制、电网与互联网结合、分布式能源管理、柔性直流输电、持续安全等问题，提供强有力的技术保障。

值得注意的是，尽管我国的五大双碳技术在专利申请量上已居世界首位，但PCT国际专利占比过低。比如氢能、储能、CCUS和智能电网的PCT国际专利占比分别为3%、4.2%、5.1%和3.3%。光伏建筑一体化中国有一半的PCT专利没有去其他国家/地区申请授权，而瑞士100%专利进入其他国家。

作者：沈湫莎