《可再生能源前沿》课件

可再生能源前沿欢迎来到《可再生能源前沿》专题讲解本次讲座将深入探讨可再生能源领域的最新发展、技术突破与未来趋势在全球能源转型的关键时期，可再生能源正引领着人类迈向更加清洁、可持续的能源未来我们将系统介绍太阳能、风能、水力发电、生物质能、地热能、海洋能和氢能等多种可再生能源形式，剖析各自的技术原理、发展现状、应用场景及未来前景，特别关注中国在全球可再生能源格局中的角色与贡献目录可再生能源概述1介绍可再生能源的基本定义、特点、重要性以及全球与中国的发展现状此部分将为整个讲座奠定基础，帮助大家形成对可再生能源整体格局的认识各类可再生能源详解2深入探讨太阳能、风能、水力发电、生物质能、地热能、海洋能和氢能等七大可再生能源类型的技术原理、市场状况和最新进展未来展望3分析可再生能源与能源互联网、智能电网、能源存储、建筑节能、交通电气化和碳中和的融合发展，展望未来技术创新方向与产业发展趋势可再生能源概述定义与本质主要类型12可再生能源是指那些来源主要包括太阳能、风能、于自然过程并在人类时间水能、生物质能、地热能尺度内可持续再生的能源、海洋能和氢能等多种形它们源于自然界基本能式，每种能源都有其独特流，如阳光、风力、流水的转换原理和应用场景等，具有取之不尽、用之不竭的特性发展意义3发展可再生能源是应对气候变化、保障能源安全、推动能源革命的重要手段，也是实现碳达峰碳中和目标的核心支撑什么是可再生能源？定义特点与传统能源的区别可再生能源是指那些在自然界中可以资源储量巨大、分布广泛、可再生、传统化石能源资源有限、污染严重、循环再生且取之不尽、用之不竭的能清洁低碳、易于实现分布式利用、技碳排放高，而可再生能源可持续再生源它们直接或间接来源于太阳辐射术发展迅速且成本持续下降然而挑、环境友好、碳排放低传统能源利或地球内部热能，具有可持续性和环战也存在，如能源密度低、受地理条用技术成熟，而可再生能源技术仍在境友好性件限制、间歇性波动等快速发展并不断降低成本可再生能源的重要性经济发展创造就业、培育新兴产业、促进区域经济发展1能源安全2减少对进口能源依赖、提高能源自给率环境保护3减少污染物排放、应对气候变化发展可再生能源是人类应对全球气候变化的重要措施据估计，到年，可再生能源广泛应用可以减少全球约的温室气体排205070%放同时，可再生能源的发展也能有效减少化石能源燃烧带来的空气污染问题在能源安全方面，可再生能源利用本地资源，减少对外部能源的依赖，增强国家能源安全保障能力从经济角度看，可再生能源产业已成为最具活力的新兴产业之一，创造了数百万个就业岗位，并为传统产业转型升级提供了新动能全球可再生能源发展现状全球可再生能源装机容量持续攀升，截至年底已超过吉瓦，占全球发电装机的约投资规模方面，年全球可再生能源投资超过亿美元，创历史新高尽管新冠2022340038%20224000疫情带来短期影响，但长期增长趋势未变区域分布上，中国、欧洲、美国、印度是可再生能源装机最多的地区中国以超过吉瓦的装机容量位居全球首位，欧盟紧随其后新兴市场如拉美、非洲和东南亚地区增长也十分迅1200速，显示出可再生能源全球化发展的趋势中国可再生能源发展现状1260GW43%总装机容量占比截至年底电力装机占比20232060碳中和目标年国家战略规划中国十四五规划明确提出大力发展可再生能源，计划到年，可再生能源发电装机将达到总2025发电装机的以上年，中国可再生能源新增装机创历史新高，其中，新增光伏装机约50%2023吉瓦，新增风电约吉瓦，两者均位居世界第一21675展望年，预计中国可再生能源装机将超过吉瓦，成为全球能源转型的引领者与此同20251700时，中国正积极完善可再生能源政策体系，推进电力市场化改革，加强电网建设，提高可再生能源消纳能力，为实现年碳达峰、年碳中和的目标奠定坚实基础20302060太阳能清洁无碳资源丰富成本下降应用广泛太阳能是最清洁的可再生能源太阳能资源几乎无限，全球每太阳能发电成本过去十年下降从大型地面电站到屋顶分布式之一，利用过程中不产生温室年照射到地球表面的太阳能相超过，已在许多地区成，从城市到农村，太阳能应用90%气体和污染物，完全符合碳中当于人类能源消耗的为最经济的新增发电方式场景极为丰富多样10,000和要求倍以上太阳能发电原理光伏发电光热发电光伏发电基于光电效应，利用半导体材料将太阳光能直接光热发电是通过聚光装置将太阳光聚集产生高温，然后通转换为电能当光子照射到光伏电池上时，会激发半导体过传统热力循环发电主要技术路线包括塔式、槽式、碟材料中的电子，产生电子空穴对，在内建电场的作用下形式和菲涅尔式系统-成电流与光伏相比，光热发电的优势在于可配合熔盐等储热系统光伏系统主要由太阳能电池组件、逆变器、控制器和蓄电，实现连续稳定发电，克服间歇性问题但成本相对较高池等部分组成系统结构简单，无噪音、无污染，维护成，主要适合大规模应用，并且对直射日照资源要求较高本低，适用于各种规模的发电需求太阳能电池技术进展钙钛矿电池薄膜电池新兴技术，迅速发展，实验室效率已从晶硅电池2009主要包括非晶硅、和电池薄膜电年的提升至年的超过钙钛矿CdTe CIGS

3.8%202325%当前市场主流技术，包括单晶和多晶硅电池池材料消耗少，可实现柔性和半透明已材料成本低、制备简单，但稳定性和耐久性仍CdTe技术已成为标准，和技术在美国市场取得显著商业成功，技术也不需改进钙钛矿与晶硅的叠层电池有望突破单PERC TOPConHJT CIGS正加速商业化实验室最高效率已超过，断进步相比晶硅，薄膜电池具有弱光性能好结电池效率极限，达到以上26%30%量产效率达以上未来发展方向包括更薄、温度系数低的优势24%的硅片、无银浆技术和异质结结构全球太阳能市场概况全球太阳能装机容量呈现加速增长态势，截至年底已突破吉瓦年新增装机约吉瓦，同比增长超过中国持续引领市场，约占全球总量的，其次是欧盟、20231200202330040%40%美国、印度和日本从市场特点看，大型地面电站与分布式屋顶系统并重发展，漂浮式光伏和农光互补等新模式快速兴起价格方面，组件价格持续下降，使太阳能成为多数国家最经济的新增电源预计到年，全球太阳能装机可能达到吉瓦，年新增规模超过吉瓦20305000500中国太阳能产业链上游材料中游制造1多晶硅料、硅片电池片、组件2配套服务下游应用4设计施工、运维3光伏电站、分布式系统中国已形成全球最完整的太阳能产业链在上游多晶硅材料领域，中国产能约万吨，占全球产能的以上硅片环节中国市场份额超过9080%，形成了和两大主流尺寸规格97%182mm210mm电池片与组件制造环节，中国企业持续引领技术创新，在、、等多种技术路线上均处于领先地位产业集中度不断提高，前PERC TOPConHJT十大组件企业产能占比已超过下游应用领域，从大型地面电站到分布式屋顶光伏，从工商业应用到户用光伏，形成了多元化的应用市场90%太阳能储能系统+家庭光储系统大型光储电站离网微电网家庭光储系统通常由屋顶光伏组件、壁挂大型光储电站在兆瓦级或更高容量的光伏在偏远地区，光储结合的微电网系统可替式储能电池和智能能源管理系统组成白电站旁配置电池储能系统，可平滑出力波代传统柴油发电，提供小时可靠电力24天产生的多余电力存储在电池中，晚上可动、错峰供电、提供电网辅助服务，实现这类系统通常包括光伏阵列、储能系统、用于家庭用电，提高自发自用率并降低电光伏电站的稳定化和价值最大化微型逆变器和智能控制系统，实现能源自费支出给自足太阳能与储能结合是解决光伏间歇性的关键方案随着锂电池等储能技术成本下降，光储系统经济性不断提升，应用场景持续拓展未来，更长时间尺度的储能技术和更智能的能源管理系统将进一步提升太阳能利用效率风能风能是人类最早利用的可再生能源之一，也是当前技术最成熟、规模最大的可再生能源技术之一现代风力发电技术经过数十年发展，已形成完整的产业链和技术体系，包括陆上风电和海上风电两大领域风能具有资源丰富、碳排放低、用地少、水资源消耗少等显著优势，是实现碳中和的重要技术路径当前，全球风电装机容量已超过吉瓦，年发电量约占全球电力供应的，并呈持续快速增长趋势8708%风力发电原理水平轴风机垂直轴风机水平轴风机是当前市场主流，其转轴与地面平行，叶片垂垂直轴风机的转轴垂直于地面，叶片围绕轴旋转主要类直于风向典型设计为三叶片结构，通过叶片捕获风能并型包括达里厄风机、萨伏尼风机和型风机等其特点是H转换为旋转动能，再通过发电机转化为电能不受风向影响，结构相对简单，便于维护水平轴风机效率较高，技术成熟，适合大型化发展主要相比水平轴风机，垂直轴风机启动风速低，噪音小，适合部件包括叶片、轮毂、机舱、发电机、变桨系统、偏航系城市和建筑环境应用但整体效率较低，难以大型化，目统和塔筒等随着技术进步，单机容量已从早期的几百千前主要用于小型分散式发电场景近年来，有研究探索大瓦发展到目前的兆瓦以上型垂直轴海上风机，以克服传统设计在超大型机组上的局10限性陆上风电发展现状全球市场中国市场技术进展截至年底，全球中国是全球最大的陆陆上风机单机容量持2023陆上风电累计装机容上风电市场，截至续增长，主流机型从量约吉瓦，年新年底累计装机约向升78020232-3MW5-7MW增约吉瓦中国吉瓦三北地级大叶轮、长叶片

100350、美国、德国、印度区集中式风电基地与、高塔筒设计使低风和西班牙位列前五中东部分散式风电并速区域开发经济性提技术成熟度高，度电重发展平价上网全升数字化技术广泛成本已低于新建煤电面实现，风电竞争力应用，智能运维降低，成为最经济的发电持续增强产业链完运营成本新材料应方式之一整，技术与制造能力用拓展叶片长度极限全球领先，碳纤维等复合材料使用增加海上风电前沿技术大功率风机浮式风电单机容量持续增长，已从早期的针对深水区域（水深超过米）开发3-50发展到当前的中国的创新技术，风机安装在浮动式平台5MW15-18MW明阳、金风、远景等企业和欧洲西门上，通过锚链系统固定在海床主要子歌美飒、维斯塔斯等公司竞相推出平台类型包括型、半潜式、张力Spar以上机型更大的叶轮直径（腿式和驳船式已有多个示范项目投16MW超过米）、更长的叶片、更高效运，欧洲、日本、韩国和中国积极推240的发电机与传动系统是实现大容量的进解决平台稳定性、动态响应和成关键技术本降低是关键挑战深远海风电向水深更深、离岸更远区域拓展，开发更优质风能资源关键技术包括海缆技术优化、直流输电系统应用、海上变电站小型化、海上安装与维护专用船舶等结合海上制氢等方案可克服远距离输电挑战深远海风电资源质量高，发电时间长，但施工维护难度大、成本高风电并网与智能化运维预测技术数字化运维高精度风功率预测技术结合气象数据、历史发电数据和深度学习算法，可实现利用物联网传感器、大数据分析和人工智能技术，实现风机自诊断、自预警、小时以上的精准预测先进预测系统已将预测误差控制在以内，为电网自优化数字孪生技术创建风机虚拟模型，实时监测评估部件状态预测性维9610%调度提供有力支持，减少弃风限电护将维护周期从计划型转向状态型，提高可利用率、延长寿命123柔性并网通过先进电力电子技术实现风电场与电网的友好互动虚拟同步机技术使风电场具备传统同步机的惯性支撑能力柔性直流输电技术为大规模远距离风电输送提供解决方案风电场级电网支撑控制技术增强系统稳定性分散式风电发展政策支持商业模式应用场景中国出台多项政策支持分散式风电发展，包分散式风电主要商业模式包括自发自用、工业园区是分散式风电重要应用场景，风电括简化审批流程、放宽并网条件、提供固定余电上网模式和全额上网模式创新模式就近满足工业负荷需求，降低用电成本农电价或绿证补贴等十四五规划明确提出如风电产业风电农业风电旅游等综村地区分散式风电结合农业生产，形成风+++大力发展分散式风电，作为优化能源结构、合开发模式增加了项目收益来源企业直购电一体化发展模式县域微电网中风电作+促进乡村振兴的重要手段电、分布式能源交易等新型电力市场交易方为重要电源，与光伏、储能等协同，提高区式进一步释放经济价值域能源自给率水力发电传统水电径流式水电抽水蓄能以大型水坝和水库为基础的常规水电仍是径流式水电站利用河流自然流量发电，无抽水蓄能电站是当前规模最大、技术最成全球最大的可再生能源电源这些工程不需大坝或仅有小型拦水坝，环境影响小，熟的电力储能方式，通过高低水库的水位仅发电，还具有防洪、灌溉、航运等综合但发电量受季节性水流变化影响大这类差能量转换，为电网提供调峰调频、备用效益，但也面临生态环境影响和移民安置电站通常规模较小，适合分散式开发容量等多种辅助服务，是大规模可再生能等挑战源并网的重要支撑水力发电作为最早商业化的可再生能源，技术成熟、成本低廉、调节能力强，在全球能源转型中仍具有不可替代的作用特别是随着风电、光伏等间歇性可再生能源比例提高，水电的灵活调节价值愈发凸显水力发电技术概述常规水电抽水蓄能常规水电通过水坝蓄水，利用落差形成势能，推动水轮发抽水蓄能电站包含上下两个水库电网负荷低谷时，利用电机组转动发电根据水头高度可分为高水头米、富余电力将水从下水库抽到上水库；负荷高峰时，上水库200中水头米和低水头米电站，分别采用冲击放水发电完成一个周期后，能量转换效率约为50-2005070-80%式、混流式和轴流式水轮机现代水电站高度自动化，可远程控制，具有启动快、调节现代抽水蓄能电站采用可变速技术，提高了调节性能部能力强、运行稳定等优点大型水电站效率可达以上分新建电站结合海水抽蓄、地下抽蓄等创新方案，减少选90%，是能量转换效率最高的发电方式之一设计寿命通常超址限制抽水蓄能电站具有大容量、长寿命、快速响应等过年，长期运行成本极低特点，是理想的电网调峰和备用电源，也是大规模可再生100能源消纳的关键支撑技术全球水电市场分析中国亚洲其他地欧洲北美南美非洲大洋洲区全球水电装机容量约吉瓦，年发电量约太瓦时，占全球发电量的左右中国以吉瓦的装机容量居全球首位，巴西、美国、加拿大和俄罗斯紧随其后亚洲是水电增长1360450016%390最快的地区，非洲和南美也有较大开发潜力未来发展趋势方面，大型常规水电增长将放缓，主要集中在非洲、亚洲和南美洲尚未开发的流域抽水蓄能将迎来新一轮发展高峰，以支持风电和太阳能大规模发展小水电因环境友好、建设周期短等优势，在偏远地区电气化中发挥重要作用数字化和智能化技术将广泛应用于水电站升级改造中国水电发展现状与规划大型水电1中国已建成三峡、白鹤滩等多个世界级特大型水电站，金沙江、雅砻江、大渡河等主要流域梯级开发接近完成在建项目包括雅鲁藏布江下游等十四五期间计划新增常规水电装机万千瓦左右，重点在西南地区推进大型水电基地建设，并5000加强生态环境保护中小型水电2全国中小水电装机约万千瓦，主要分布在南方山区目前重点推进绿色小水8000电建设与改造，提高生态流量管理水平，加强智能化升级新建项目严格环评，优先选择生态影响小的径流式电站中小水电在乡村能源转型、分布式能源体系构建中发挥重要作用抽水蓄能3截至年底，中国抽水蓄能装机约万千瓦，在建规模超过万千瓦202350008000规划到年达到亿千瓦以上近期加快东部沿海和中部地区布局，长期向西

20301.2部扩展新一代抽水蓄能电站采用可变速技术，部分地区探索海水抽蓄水电环境影响与可持续发展移民安置水电移民安置从物质补偿向发展能力建设转变不仅提供基础设施和住房，还注重产业发展、就综合利用业培训和社区建设实施搬迁一批、转产一批、生态保护措施培训一批的综合发展战略引入移民参与机制，现代水电工程实行多目标综合规划与运行除发电现代水电工程将生态保护融入全生命周期管理规确保移民分享项目收益国际水电工程移民安置普外，还发挥防洪减灾、供水保障、灌溉农业、改善划阶段开展全面环境影响评价，避开敏感生态区域遍采用生计恢复框架，确保移民生活水平不降低航运、发展水产养殖和旅游等多种功能水库综合设计阶段采用生态导向设计，如鱼道、过鱼设施甚至有所提高效益评估表明，其社会总价值往往远超单纯发电收等运行阶段实施生态流量管理，模拟自然水文过益水电综合开发是流域生态系统管理的重要组成程配套实施鱼类增殖放流、生物多样性监测和栖部分，对区域可持续发展有重要贡献息地修复等措施213智能水电站建设数字化技术应用自动化运行远程监控新一代水电站采用全数现代水电站实现高度自基于物联网和高速通信字化设计与仿真，实现动化，从机组控制、水技术，构建覆盖全流域数字孪生大型传感器库调度到安全管理的全的水电远程监控系统网络实时采集设备状态过程智能化采用先进实时监测水库水位、流和水文数据大数据分控制算法优化机组效率量、气象条件、机组运析和机器学习算法优化曲线，根据电网需求和行状态等关键参数智水库调度和设备运行水情自动调整出力故能预警系统对异常情况三维可视化技术用于水障诊断系统能提前发现及时报警并提供处理建电站管理和维护数字潜在问题，预防性维护议移动终端使运维人技术不仅提高发电效率减少停机时间部分水员能随时获取设备信息，还减少环境影响，降电站已实现无人值守或并进行远程控制水电低运维成本少人值守模式，通过远站群协同调度系统优化程监控中心集中管理多流域级水资源利用，最个电站大化综合效益生物质能多元化能源碳中和优势循环经济典范生物质能源自古以来就是人类使用的重要生物质能具有近零碳排放优势植物通过生物质能利用体现循环经济理念，将废弃能源形式，可转化为多种能源载体，包括光合作用吸收二氧化碳，燃烧时释放的碳物转化为宝贵资源通过生物质能开发，热能、电能和燃料现代生物质能利用技被新生植物再次吸收，形成碳循环与其农林废弃物从环境负担变为能源财富，垃术使这种传统能源焕发新生生物质原料他可再生能源不同，生物质能可提供连续圾填埋场减量化，有机废水变废为宝生多样，包括农林废弃物、能源作物、城市稳定的能源供应，不受天气条件影响结物质能产业可创造大量就业机会，尤其在固废和工业有机废水等合碳捕获技术，生物质能甚至可农村地区，促进地方经济发展和乡村振兴BECCS实现负碳排放生物质能源类型固体生物质液体生物燃料沼气固体生物质包括薪柴、木屑、、秸秆、甘蔗渣液体生物燃料主要包括生物乙醇和生物柴油沼气是通过厌氧消化技术，利用微生物分解有等农林废弃物，以及经过加工的生物质颗粒和生物乙醇通常由含糖、淀粉或纤维素原料发酵机物产生的可燃气体，主要成分为甲烷和二氧压块这些材料可直接燃烧产生热能，或通过制得，可替代汽油；生物柴油由动植物油脂与化碳农村家用沼气池、规模化畜禽养殖场沼气化、热解等转化为气体或液体燃料固体生醇反应制得，可替代石化柴油第一代生物燃气工程和城市污水处理厂沼气回收系统是三种物质能源密度较低，但储存和运输相对简单料使用粮食作物，第二代利用非食用生物质，典型应用模式沼气可用于炊事、供暖、发电第三代则基于藻类等新型原料和提纯为生物天然气注入管网不同类型的生物质能源有各自的应用场景和产业发展模式在实际应用中，往往结合当地资源条件和能源需求，选择最适合的生物质能利用方式生物质发电技术直接燃烧气化发电1最常见的生物质发电方式转化为可燃气体后发电2沼气发电垃圾焚烧发电4厌氧发酵产气发电3城市固废能源回收直接燃烧是最成熟的生物质发电技术，通常采用循环流化床锅炉，单机容量从几兆瓦到几十兆瓦不等燃料预处理、高效燃烧控制和烟气深度净化是技术关键我国已建成数百座生物质直燃电厂，总装机超过万千瓦1500气化发电技术通过气化炉将生物质转化为可燃气体，经净化后用于燃气轮机或内燃机发电相比直接燃烧，具有更高的发电效率和更好的环保性能垃圾焚烧发电则是城市生活垃圾处理与能源利用的结合，在减量化处理垃圾的同时回收能源沼气发电主要应用于农村沼气工程、垃圾填埋场和污水处理厂，将有机废物转化为清洁电力生物质能源综合利用热电联产生物质热电联产系统充分利用燃料能量，发电效率可达，总能源利25-30%用效率可超过应用场景包括工业园区能源供应、城镇集中供热和农80%产品加工园区等技术路线有直接燃烧和气化两种，前者规模较大，后者更适合分布式应用生物质制氢利用生物质制取氢气有三条主要路径热化学路线（气化、热解）、生物化学路线（发酵）和光生物路线（蓝细菌、绿藻）其中气化制氢技术最成熟，已有示范项目生物质制氢被视为绿氢生产的重要补充，特别适合生物质资源丰富的农村地区生物质化工生物质精炼以生物质为原料，替代石油生产化学品和材料主要产品包括生物塑料、生物基化学品和生物基材料等技术路线包括糖平台和热化学平台这一领域正从实验研究向产业化加速推进，有望成为石化产业低碳转型的重要途径农林废弃物能源化利用亿吨亿吨94秸秆年产量林业剩余物中国农作物年可收集量亿吨40畜禽粪污年产生总量农林废弃物能源化利用是生物质能最重要的应用领域之一秸秆能源化利用包括固化成型燃料、秸秆发电和气化制气等技术路线农村秸秆还田能源利用模式既满足土壤培肥需求，又解决剩余秸秆处+置问题智能收集与预处理设备降低了利用成本，提高了经济性林业剩余物包括采伐剩余物、加工剩余物和病虫害木材等，能源化利用减少森林火灾隐患，创造额外收益畜禽粪便能源化主要采用厌氧消化技术生产沼气，实现种养结合、以沼促农的循环发展模式大中型沼气工程正在向规模化、专业化和商业化方向发展，提升综合效益生物质能源可持续发展原料供应环境影响政策支持原料稳定供应是生物质能产业发展的生物质能利用过程中的环境影响包括有效的政策支持是生物质能产业发展基础统筹规划原料种植与收集，建空气污染物排放、温室气体排放、水的关键包括上网电价补贴、税收优立专业化原料收储运体系，制定合理资源消耗和生态系统影响等先进的惠、投资补贴和绿色金融支持等经济的原料收购价格，开展农民合作组织污染控制技术，如高效除尘、脱硫脱激励措施，以及强制配额、绿证交易培育，都是保障原料供应的有效措施硝，可将排放控制在极低水平等市场机制设计生命周期评价表明，大多数生物质能中国已形成较为完善的生物质能政策生物质能源作物种植需避免与粮食生利用方式比化石能源具有显著的温室体系，未来将向精准支持、绿色低碳产竞争，优先利用边际土地和盐碱地气体减排优势但在原料种植和收集和市场化方向发展同时，加强创新发展林下种植、间作套种等模式，环节，需注意水资源管理、生物多样支持和产业链协同政策，促进技术进提高土地产出效率原料收集实现机性保护和土壤质量维护，确保长期可步和成本降低，提高行业整体竞争力械化、专业化，降低收集成本，提高持续性原料质量地热能地热能是储存在地球内部的热能，来源于地核放射性元素衰变和地球形成时的残余热量作为一种清洁可再生能源，地热能具有连续稳定、不受天气影响、占地面积小等独特优势根据资源温度和开发方式，地热能应用主要分为高温地热发电、中低温地热供暖和浅层地热能利用三大类全球地热总储量巨大，理论上可满足人类能源需求数万年但技术和经济可开发的资源量受到地质条件和开发技术的限制随着增强型地热系统等新技术的突破，地热能正成为全球能源转型的重要支柱之一，在电力生产、建筑供暖制冷、温室种植、水产养殖EGS等领域发挥越来越重要的作用地热能利用方式地热发电地热供暖地源热泵地热发电利用地下高温流体（水或蒸汽地热供暖利用℃的中低温地热水地源热泵利用浅层地热能（地下米25-90200）驱动汽轮机发电主要技术包括干蒸，通过井网系统和换热站向建筑物供暖内的恒温特性），通过热泵技术为建筑汽发电、闪蒸发电和二元循环发电系统典型系统包括抽取井、回灌井、地表提供冬季供暖和夏季制冷系统主要包干蒸汽和闪蒸系统适用于温度高于换热设备和配套管网先进系统采用梯括地下换热系统、热泵机组和室内末端℃的资源，二元循环系统则可利用级利用模式，最大化能源利用效率设备150℃的中温资源80-150与传统燃煤供暖相比，地热供暖可减少地源热泵能效比高，通常可达到常规空地热发电具有稳定可靠、容量因子高、约的二氧化碳排放和以上的大调的倍系统既适用于单体建筑，也70%95%2-4灵活调节等优势，是基荷发电的理想选气污染物中国北方地区煤改地热取得可用于区域能源站这一技术在中国、择同时，采用回灌技术可确保资源可显著成效，冰岛、匈牙利等国地热供暖美国和欧洲广泛应用，随着初投资成本持续利用，减少环境影响近年来，随普及率高，城市集中供暖系统中地热占降低和系统可靠性提高，应用规模持续着钻井和发电技术进步，地热发电成本比超过扩大现代系统集成太阳能、蓄能等多60%持续下降，经济性不断提升种技术，实现更高效率和更灵活的运行模式全球地热能开发现状全球地热发电装机容量约吉瓦，年发电量超过亿千瓦时美国、印尼、菲律宾、土耳其和新西兰为装机容量前五国家地热直接利用（供暖、温室种植等）装机热功率达到吉瓦热，中16900107国、美国、瑞典、土耳其和德国位居前列技术进展方面，深层地热系统钻探深度突破米，高温钻井技术实现℃以上环境下稳定作业增强型地热系统从实验阶段迈向示范应用，美国、法国、英国等国建成多个示范项目5000200EGS超临界地热发电技术在冰岛和日本取得突破，单井发电容量有望提高倍地热梯级利用和多能互补系统效率不断提升，经济性显著改善5-10中国地热能开发潜力与规划资源分布中国地热资源丰富，理论储量相当于约万亿吨标准煤高温地热主要分布在860西藏、云南、四川和台湾等地；中低温地热资源广泛分布于全国各大盆地，尤其是华北平原、松辽盆地和四川盆地；浅层地热能资源则几乎覆盖全国所有地区，最适宜开发区域集中在华北、东北、华东和华中等人口密集区开发目标根据十四五规划，到年，地热能供暖（制冷）面积将达到亿平方米，地20258热发电装机达到约兆瓦展望年，地热能供暖制冷面积将达到亿平方500203015米，地热发电装机超过吉瓦地热能将在北方清洁取暖、南方建筑节能和西部高2温地热资源区电力供应中发挥重要作用示范项目中国已建成多个地热能综合利用示范项目代表性项目包括西藏羊八井地热发电站，装机容量兆瓦，是中国最大的地热发电站；河北雄县地热供暖系统，覆26盖面积超过万平方米；北京奥林匹克公园地源热泵系统，是亚洲最大的地源500热泵项目之一；天津地热温室大棚，实现地热能梯级利用，经济效益显著增强型地热系统（）EGS技术原理全球进展挑战与机遇增强型地热系统是在低渗透性岩体中，美国犹他州项目是当前最大的研究技术面临的主要挑战包括超深钻井技术EGS FORGEEGS EGS通过人工注水压裂增加岩体渗透性，形成人造基地，致力于技术标准化和降低成本法国索与成本控制、地下热储工程与评价、诱发地震地热储层，然后利用双井循环系统（注入井尔兹项目验证了长期运行的可行性英国风险管理、抑制热采循环中的水垢与腐蚀同EGS和生产井）进行热能开采的技术该技术可在联合深钻计划探索公里深度的潜力中时，也面临巨大机遇新型钻井技术如毫5-7EGS EGS传统地热资源匮乏的地区开发深层地热能，极国青海共和盆地项目已完成首口探井，韩米波钻井降低成本，闭合循环系统避免水资源EGS大扩展了地热能利用的地域范围国浦项项目提供了地震风险管理的经验教训消耗，与其他能源技术协同发展形成新产业链增强型地热系统被视为地热能发展的游戏规则改变者，有潜力将全球可开发地热资源提升倍以上预计到年，全球装机容量将达到102030EGS5吉瓦，中长期有望成为基荷清洁电力的重要来源地热能与其他可再生能源协同发展多能互补综合利用1优势互补提高系统性能梯级利用最大化能源效率2共享设施智能控制4降低整体系统成本3协调运行提高经济性地热能与其他可再生能源协同发展已成为行业趋势地热太阳能热电联产系统将太阳能集热器与地热系统结合，提高工作流体温度，增加发电效率-这种模式在美国内华达州和意大利托斯卡纳地区已有成功应用，系统效率提升以上20%地热与热泵耦合的混合供暖系统利用中深层地热水预热，再通过热泵提温，显著提高系统性能系数在寒冷地区，地源热泵与光伏风电互补系统可/实现电热协同，平衡季节性需求差异地热能梯级利用与多能微网结合，可形成区域综合能源服务系统，为用户提供电、热、冷等多种能源形式，实现能源的高效清洁利用中国河北雄安新区、青海共和县等地已建成多能互补示范项目海洋能蓝色能源宝库清洁稳定特性技术挑战与前景123海洋覆盖地球表面约，蕴含着丰与风能和太阳能相比，某些海洋能形海洋能开发面临的主要挑战包括恶71%富的可再生能源海洋能主要包括潮式（如潮汐能）具有更高的可预测性劣海况下的设备可靠性、防腐蚀技术汐能、波浪能、海流能、海水温差能和稳定性，可提供稳定的基荷电力、海底电缆连接以及高昂的初始投资和盐差能等形式作为新兴的可再生海洋能开发对环境影响相对较小，不成本目前，全球海洋能装机容量仍能源技术路线，海洋能开发尚处于起占用陆地空间，不消耗淡水资源同不足吉瓦，但随着技术进步和成本下1步阶段，但潜力巨大理论估算表明时，海洋能设施可与海上风电、海水降，预计到年全球海洋能装机容2050，全球可开发的海洋能资源超过万太养殖、海上制氢等产业形成协同效应量可达吉瓦，成为可再生能源的8300瓦时年重要组成部分/海洋能类型与原理潮汐能波浪能温差能潮汐能源于月球和太阳引力作用引起的波浪能来源于风力作用于海面形成的海海洋温差能利用表层温水与深层冷水之海水周期性涨落潮汐发电主要有两种浪波浪发电装置通过各种机械结构捕间的温度差发电温差发电系统通常采方式潮差式利用高、低潮位间的水位获波浪运动能量并转化为电能主要技用闭式有机朗肯循环，工质在温水中蒸差，通过水坝和水轮机组发电；潮流式术路线包括振荡浮体式、振荡水柱式发膨胀做功，再在冷水中冷凝系统效利用潮汐往复流动的动能，类似水下风、越波式和衰减器式等率取决于温差大小，通常需要℃以上20机，不需要建造大坝温差才具经济性波浪能资源丰富，全球理论储量约潮汐能最大特点是高度可预测，发电量亿瓦，主要分布在中高纬度地区温差能主要分布在热带和亚热带海域，29000可精确预报全球潮汐资源丰富区域包波浪能装置小型化程度高，环境友好开发潜力约吉瓦温差能发电具10000括加拿大芬迪湾、英国塞文河口、法国，但面临海况复杂、极端天气考验和生有稳定性好、全天候运行、可同时制取朗斯湾、中国杭州湾和韩国西海岸等物附着等挑战当前研究重点是提高装淡水等优势热带岛屿是理想应用场景潮差式发电技术成熟但生态影响较大，置可靠性、降低全生命周期成本和开发最新研发方向包括新型工质、高效换潮流式发电则更环保但技术尚在发展中阵列式波浪能场热器和混合动力循环等全球海洋能开发现状国家地区主要项目装机容量技术路线/法国朗斯潮汐电站潮差式240MW韩国始华湖潮汐电站潮差式254MW英国潮流项目扩建中潮流式MeyGen6MW中国浙江三门潮汐电站潮差式4MW葡萄牙波浪发振荡衰减器式Aguçadoura

2.25MW电场美国夏威夷试验站温差发电OTEC

0.1MW澳大利亚珀斯波浪能项目振荡浮体式

0.8MW全球海洋能装机容量约兆瓦，其中潮汐能占主导地位法国朗斯潮汐电站和韩国始华湖潮汐电站是世界上530规模最大的海洋能项目技术进展方面，潮流发电机组单机容量已达到兆瓦，波浪能转换装置效率不断提高2，温差发电系统规模逐步扩大全球海洋能产业正从试验示范向商业化过渡英国、加拿大和中国等国家建立了专门的海洋能测试场，加速技术成熟欧盟蓝色能源行动计划为海洋能开发提供政策和资金支持预计到年，全球海洋能装机容量2030将达到吉瓦，主要增长来自潮流能和波浪能项目10中国海洋能开发战略资源评估1中国海洋能资源丰富，理论蕴藏量约亿千瓦其中，潮汐能资源主要分布在浙江、福建

6.3沿海，技术可开发量约万千瓦；波浪能资源集中在东南沿海及台湾岛东部，技术可开2200发量约万千瓦；潮流能主要分布在浙江舟山群岛、福建平潭和广东珠海等海域，可开1300发量约万千瓦；海水温差能主要分布在南海海域，开发潜力约万千瓦14001800技术路线2中国海洋能开发采取多元并进，重点突破策略近期重点发展潮流能、波浪能等技术成熟度较高的技术路线，建设兆瓦级示范电站；中期推进海水温差能等技术产业化，形成装备制造能力；远期实现海洋能与其他海洋产业融合发展，建成海洋能商业化开发体系关键技术攻关方向包括高效能量转换装置、海洋环境适应性设计、长寿命防腐材料和智能运维系统等示范工程3中国已建成多个海洋能示范项目浙江三门湾潮汐电站是中国最大的潮汐能电站；浙江舟山鱼山岛潮流能示范电站采用水平轴潮流发电机组；广东万山波浪能示范电站验证了多种波浪能转换技术；海南永乐龙洞海洋温差能示范站是亚洲首个海洋温差能发电站这些项目积累了丰富的设计、建设和运行经验，为大规模开发奠定基础海洋能发电设备研发潮汐发电机组波浪能转换装置海洋温差发电系统潮流发电机组主要包括水平轴和垂直轴两种类型波浪能转换装置设计多样，主要技术路线包括点海洋温差发电系统主要包括取水系统、换热系统当前研发重点是大型化和智能化，单机容量已吸收式、衰减器式和越波式等各国研发和发电系统三部分现代系统多采用闭式循环，OWC从早期的几十千瓦发展到现在的兆瓦以上关方向是提高能量捕获与转换效率，同时增强恶劣使用氨或低沸点有机物作为工质大口径冷水管2键技术包括适应复杂海况的可靠密封、高效叶片海况下生存能力新一代装置大多采用模块化设和高效换热器是系统核心技术日本久米岛千30设计和创新安装方式中国已自主研发并测试了计，便于维护和更换欧美研发的、瓦温差电站和美国夏威夷千瓦试验站是当前Pelamis100多种潮流机组，如海流源号和潮流源号等等装置已实现商业化，中国自主研代表性项目中国在南海永乐龙洞建成了千瓦11PowerBuoy10发的鲨鱼等装置也已完成海上测试温差能示范站，并计划扩建至兆瓦级规模SRC海洋能发电设备研发正朝着智能化、模块化和集成化方向发展新材料和先进制造技术的应用大幅提高了设备可靠性和经济性未来将加强标准化和规模化生产，形成完整的装备产业链海洋能与海上风电协同发展多能互补优势互补提高能源系统稳定性1资源共享2共用海域、输电和运维资源基础设施协同3共享海底电缆和海上变电站海洋能与海上风电协同开发已成为国际趋势海上风电和海洋能资源通常在同一海域富集，联合开发可实现资源优化在同一海上平台安装风机和波浪潮流能装置，可提高单位海域能源产出，平滑发电曲线两种能源的互补性（风电常在夜间和冬季丰富，而某些海洋能形式则在白天和夏季较/强）有助于提高电力系统调度灵活性基础设施共享是协同发展的核心优势共用海底电缆可显著降低输电成本（可占总成本的）；共享海上变电站和海上制氢设施可提高资产20-30%利用率；统一运维船队和港口设施可降低以上的运营维护成本英国安装在漂浮式风机基础上的波浪能装置和丹麦结合风机基础的潮流能发电30%系统是典型示范项目中国已在福建平潭等地启动了风浪潮多能综合开发示范--氢能清洁能源载体氢能是一种清洁高效的二次能源，燃烧产物仅为水，不产生二氧化碳和污染物氢气能量密度高（每公斤氢含能量约为汽油的倍），可作为理想的能源载体连接多种能3源形式特别是绿氢（可再生能源电解水制氢）被视为未来能源系统的核心环节，可实现可再生能源的跨时空传输和多场景应用能源系统整合器氢能可有效解决可再生能源发展面临的间歇性和地域不平衡问题当可再生能源发电过剩时，可通过电解水制氢储存能量；当需求高峰或可再生能源发电不足时，氢能可通过燃料电池或燃气轮机转化回电能这种电氢电或电氢气转换----，使氢成为连接电力系统、交通系统和工业系统的桥梁产业转型引擎氢能产业链涵盖制氢、储运、加注和应用等多个环节，已成为全球新兴产业发展热点特别是在钢铁、化工、交通等难以电气化的高碳行业，氢能提供了独特的低碳转型路径国际能源署预测，到年全球氢能需求将达到2050亿吨，相关产业规模超过万亿美元，创造数百万就业机会

5.

32.5氢能产业链概述制氢储运应用氢气生产环节是产业链起点，包括化石燃料重整（氢气储存与运输是氢能利用的关键环节和主要成本氢能应用领域广泛，包括交通运输（燃料电池汽车灰氢蓝氢）、电解水（绿氢）和生物质制氢等技来源主要储氢方式包括高压气态储氢（、列车、船舶）、工业用氢（炼油、化工、钢铁）/35MPa术路线当前全球约的氢气来自天然气重整或）、低温液态储氢（℃）和固态储、建筑供能（热电联供）和电力系统（备用电源、75%70MPa-253，来自煤气化，可再生能源电解水制氢不足氢（金属氢化物、有机液体等）运输方式有管道调峰）等不同应用场景对氢气纯度、供应稳定性20%未来发展方向是提高绿氢比例，降低制氢成运输、气氢拖车、液氢槽车和有机液态储氢运输等和成本要求不同燃料电池与氢燃烧发电是两条主5%本，增加规模化生产能力未来技术发展侧重于提高储氢密度、降低能耗和要技术路线，各有优势增强安全性绿氢生产技术电解水制氢光解水制氢生物制氢电解水制氢是利用电能分解水生成氢气和氧气的光解水制氢直接利用太阳能分解水制氢，包括光生物制氢利用微生物分解有机物产生氢气，主要过程主要技术路线包括碱性电解槽、质电化学和光催化两种主要技术路线该技包括光合产氢和暗发酵产氢两种途径光合产氢ALK PEC子交换膜电解槽和固体氧化物电解槽术无需电力中间转换，理论效率高，但目前转换利用蓝细菌、绿藻等微生物在光照条件下分解水PEM三种碱性电解槽技术成熟，成本低，但效率不足，远低于商业化要求研究重点在产氢；暗发酵则利用厌氧菌分解有机物产生氢气SOEC10%响应速度慢；响应迅速，效率高，但成本较于开发高效稳定的光电极材料和催化剂，提高太生物制氢可利用有机废物作为原料，环境友好PEM高；能效最高，但仍处于示范阶段当电阳能转化效率和系统耐久性虽然技术尚未成熟，但产氢速率低，还处于实验室阶段生物工程SOEC力来源为可再生能源时，产生的氢气称为绿氢，但被视为未来最具潜力的绿氢生产方式之一和系统集成优化是提高产氢效率的主要研究方向绿氢生产是氢能经济的核心环节，也是实现氢能真正零碳的关键随着可再生能源成本下降和电解技术进步，绿氢成本预计到年将降至元公203020-30/斤，与灰氢和蓝氢价格相当，届时将推动大规模商业化应用氢能储运技术进展高压气态储氢液态储氢固态储氢高压气态储氢是当前最成熟的储氢方式液态储氢在极低温环境℃下将氢气固态储氢利用某些材料能可逆吸收和释-253，主要采用和两种压力液化储存，体积密度显著提高，是长距放氢气的特性，包括金属氢化物、复合35MPa70MPa等级车载储氢系统一般采用复合材料离大规模氢气运输的理想方式主要设氢化物、有机液体载氢和碳基吸附材料储氢瓶，由内层防扩散衬里、中间碳纤备包括液氢储罐、低温绝热材料和液化等多种技术路线与压缩气氢和液氢相维缠绕层和外层保护层组成机组比，固态储氢具有能量密度高、安全性好的优势固定式高压储氢站使用钢制气瓶组，单液氢储运面临的主要挑战是高昂的液化站储量可达数吨新一代高压储氢技术能耗（理论能耗为氢能量的以上）当前研究热点包括镁基储氢材料、多元30%研究方向包括超高压储氢以上和自然汽化损失（每天约）近硼氢化物、金属有机骨架材料和100MPa

0.5-1%MOFs、低成本碳纤维材料、一体式无缝设计期技术进步包括磁制冷液化技术、智能甲基环己烷等有机载氢体系商业化应和安全性提升措施近期突破性技术有绝热控制和零汽化损失液氢罐中国、用方面，日本丰田和本田已将金属氢化金属碳纳米复合材料气瓶，可显著提高日本和美国等国已建成千吨级液氢储存物用于燃料电池车辅助储氢；德国、瑞-安全系数并降低成本设施，日本更实现了全球首次液氢国际士等国开始测试有机液体储氢在工业和海运交通领域的应用燃料电池技术与应用固体氧化物燃料电池质子交换膜燃料电池高效发电与热电联产2交通领域主流技术1碱性燃料电池航天与特种应用35熔融碳酸盐燃料电池磷酸燃料电池大型分布式发电4早期商业化技术质子交换膜燃料电池是当前发展最迅速的燃料电池技术，工作温度低℃，启动迅速，功率密度高，特别适合交通运输应用关键部件包PEMFC60-80括质子交换膜、催化剂、气体扩散层和双极板技术发展重点是降低铂用量、提高耐久性和简化系统设计目前系统功率密度超过，寿命PEMFC4kW/L达小时以上，但成本仍是商业化障碍10000固体氧化物燃料电池工作温度高℃，燃料适应性强，电效率高可达，适合分布式发电和热电联产技术取得的突破包括中SOFC700-90060%SOFC温℃电池材料、平板设计优化和批量制造工艺应用领域方面，燃料电池已在乘用车、商用车、叉车、船舶、无人机、分布式发电站和便携式500-700电源等多个领域实现示范和部署氢燃料电池汽车全球保有量超过万辆，燃料电池发电装机超过吉瓦51全球氢能发展战略全球已有多个国家发布氢能战略，欧盟《氢能战略》提出到年建成吉瓦电解槽并生产万吨绿氢；美国《氢能发展路线图》启动氢能地球枪计划，投资亿美元建设区40203040100090域性清洁氢中心；日本早在年就发布了《氢能基本战略》，定位氢为未来能源主体；澳大利亚将重点打造氢能出口产业2017市场规模预测方面，国际能源署预计到年全球氢气需求将达到亿吨，年增至亿吨清洁氢比例将从当前不足提升至年的约投资趋势上，年全IEA

20302.

320505.32%205070%2022球氢能产业投资超过亿美元，比年增长约制氢和应用环节吸引投资最多，多个千亿级氢能产业集群正在形成1200202140%中国氢能产业发展路线图近期目标年12025《氢能产业发展中长期规划年》提出，到年，基本掌握核心技2021-20352025术和制造工艺，燃料电池车辆保有量约万辆，可再生能源制氢量达到万吨510-20/年，二氧化碳减排约万吨建成百座加氢站，形成供应能力、技术创新、装备150制造和服务保障体系，初步建立氢能产业集群中期目标年22030到年，氢能产业链基本完备，绿氢供应体系基本建立，氢能在工业、交通、2030建筑等领域实现规模化应用，绿氢产量达到万吨年，可再生能源制氢成500-800/本降至元公斤，燃料电池系统成本降至元以下，氢能产业规模达到15-20/600/kW万亿级远期目标年32060到年，形成氢能为重要组成的清洁低碳能源体系，氢能在终端能源消费中占2060比达到，累计减排二氧化碳超过亿吨建成世界领先的氢能产业技术创15-20%20新体系和全产业链服务能力，成为全球氢能技术创新中心和产业引领者未来展望技术融合创新系统集成优化深度市场参与123未来可再生能源发展将打破单一技从单一技术到系统优化是可再生能随着技术成熟和成本下降，可再生术边界，走向多技术融合创新太源未来发展的关键趋势通过能源能源将从补贴依赖转向完全市场化阳能与风能、储能的联合发电系统互联网、智能电网和分布式能源管竞争，参与电力现货市场、辅助服，氢能与各类可再生能源的耦合发理系统，实现多种能源形式的协同务市场和容量市场交易，通过市场展，多种可再生能源与信息技术、互补，大幅提高系统整体效率和可机制实现资源优化配置，推动可再人工智能的深度融合，将催生全新靠性，降低能源转型成本生能源产业健康可持续发展的技术范式和应用模式可再生能源与能源互联网概念与架构关键技术示范项目能源互联网是以电力系统为能源互联网关键技术包括全球已建成多个能源互联网核心，整合多种能源形式和泛在感知与物联网技术，构示范项目德国E-Energy信息流的新型能源网络其建能源系统神经网络；先进项目建立了基于信息通信技架构包括能源物理网络层、电力电子技术，实现多能源术的智能电网；美国能源信息通信层和能源应用高效转换；人工智能与大数系统整合了分布FREEDM服务层通过能源路由器实据分析，优化能源系统运行式资源的能源互联网；中国现不同能源形式之间的智能；区块链与能源交易机制，青海河南特高压-±800kV调配，通过双向互动实现供建立点对点能源交易平台；直流工程实现了绿电大规需精准匹配能源互联网将广域协同控制技术，保障大模远距离传输；天津生态城使能源系统像互联网一样开规模可再生能源安全接入能源互联网项目集成多种可放、共享、互动，极大提高这些技术的突破使传统源再生能源和储能系统，建成-可再生能源的消纳和利用效网荷模式向源网荷储区域级能源管理平台这些----率互动模式转变项目验证了能源互联网技术的可行性和经济性可再生能源与智能电网双向互动智能电网支持能源与信息的双向流动，使传统的单向供电模式转变为供需互动模式通过智能电表和家庭能源管理系统，用户可实时监控能源使用情况并灵活调整用电行为分布式可再生能源发电用户既是能源消费者也是生产者产消者，能够向电网售电或自发自用这种双向互动提高了电网灵活性，为大规模可再生能源并网创造条件需求响应需求响应是智能电网的核心功能，通过价格信号或激励机制引导用户调整用电行为，平滑负荷曲线，减少峰谷差，提高可再生能源消纳能力先进需求响应系统结合人工智能预测技术，能够预测可再生能源出力变化并提前调整负荷，实现源随荷动向荷随源动的转变工业、商业和居民用户都可参与需求响应，共同助力电网稳定虚拟电厂虚拟电厂通过先进信息通信技术整合分散的可再生能源、储能设施和可调节负荷，形成一个虚拟的可控发电单元这种聚合模式使分散资源具备了与常规电厂相似的可调度性和市场参与能力虚拟电厂可提供电能量、辅助服务和容量支持，参与多种电力市场交易在德国、英国、澳大利亚等国家，虚拟电厂已经成为电网调度的重要支撑，推动了分布式可再生能源的经济高效利用可再生能源与能源存储电化学储能物理储能热储能电化学储能主要包括锂离子电池、铅酸电池、钠硫物理储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮热储能是储存热能并在需要时释放的技术，包括显电池和液流电池等技术锂离子电池凭借高能量密储能等抽水蓄能是当前最大规模的储能技术，全热储能、潜热储能和热化学储能熔盐储热系统广度和较长循环寿命成为主流技术，广泛应用于可再球装机容量超过吉瓦，占储能总量的以上泛应用于光热发电站，可实现小时连续发电相17090%24生能源并网、微电网和电动汽车领域全球电化学压缩空气储能通过压缩空气储存能量，具有大容变材料利用固液相变潜热储能，能量密度高工业储能装机容量已超过吉瓦吉瓦时，年增长率量、长寿命特点新型物理储能如重力储能（利用余热回收与储存系统可提高能源综合利用效率区30/60超过随着规模效应和技术进步，电化学储重物升降储能）和液态空气储能（利用空气液化与域供热系统中的季节性储热技术可将夏季太阳能热50%能成本持续下降，系统价格从年的约美气化储能）等技术也取得突破，部分已进入商业化量储存至冬季使用热储能技术成本相对较低，适20152000元千瓦时降至年的约美元千瓦时阶段物理储能适合大规模、长时间尺度的能量调合与可再生能源热利用系统结合，提高系统整体效/2023300/节率储能技术是可再生能源大规模发展的关键支撑，通过削峰填谷、电网支撑和能量时移等功能，解决可再生能源间歇性和波动性问题未来储能系统将向长时间、低成本、高安全和智能化方向发展可再生能源与建筑节能近零能耗建筑光伏建筑一体化地源热泵应用近零能耗建筑是指通过被动式设计大幅降光伏建筑一体化将太阳能光伏组件地源热泵利用地下浅层地热能为建筑提供BIPV低能耗，同时利用可再生能源满足剩余能作为建筑材料集成到建筑外围护结构中，高效的供暖、制冷和热水服务系统主要源需求的建筑典型技术包括超高效保温实现发电和建筑功能的有机结合可包括地下换热系统（竖直埋管、水平埋管BIPV、高性能门窗、气密性控制、热回收新风应用于屋顶、外墙、遮阳系统和玻璃幕墙或地下水系统）、热泵机组和室内末端设系统和智能楼控系统等多个部位备全球已建成数千个近零能耗示范项目，德新一代产品注重美观性和多功能性，相比传统空调系统，地源热泵能效比提高BIPV国被动房、美国零能耗住宅和中国超低能如彩色光伏玻璃、透光型组件和定制化设，可减少的能源消耗和40-60%30-60%耗建筑等代表不同气候区的技术路线数计等智能系统集成储能和能源管理二氧化碳排放系统可与光伏发电组合形BIPV据显示，近零能耗建筑能耗比常规建筑降，可根据建筑能耗特点优化运行策略欧成光储热一体化解决方案，进一步提高低，增量成本在左右，通盟计划到年装机达到吉瓦可再生能源利用率中国、美国和欧洲是75-90%10-15%2030BIPV150过节能可在年内收回投资随着技术，中国预计到年市场规模超过全球地源热泵应用最广泛的地区，全球装10-152025BIPV成熟和规模化应用，成本差距正逐步缩小亿元，年增长率超过机容量超过吉瓦热，年增长约100050%7010%可再生能源与交通电气化电动汽车氢燃料电池车充换电基础设施电动汽车与可再生能源深度融合正成为全球趋势氢燃料电池车以氢气为燃料，通过燃料电池发电充换电基础设施是交通电气化的关键支撑智能光储充放一体化充电站将光伏发电、储能系驱动电机，排放物仅为水绿氢制取技术将可再充电桩网络可根据可再生能源预测结果动态调整统与充电设施结合，实现可再生能源直接为电动生能源电力转化为氢能，形成完整的清洁能源链充电功率和价格，引导用户在可再生能源丰富时汽车供能智能充电技术根据可再生能源出力情相比纯电动车，氢燃料电池车具有加注快速（段充电微电网充电站整合光伏、风能和储能系况调整充电策略，最大化清洁能源利用车网互分钟）、续航里程长（公里）的优统，实现能源自给自足换电站模式通过标准化3-5600-800动技术使电动汽车成为移动储能电站，可势，特别适合长距离、重载运输场景当前全球电池包快速更换，解决充电时间长的问题，同时V2G向电网反向放电，支持可再生能源消纳燃料电池车保有量超过万辆，主要集中在商用电池可在可再生能源丰富时段集中充电，提高系5车领域统灵活性交通电气化与可再生能源的协同发展正在重塑全球能源交通生态据预测，到年全球电动汽车保有量将超过亿辆，年消耗电力约太瓦时，

20301.51000其中可再生能源占比有望达到以上60%可再生能源与碳中和变革引领者可再生能源主导能源结构转型1重要支柱2提供清洁电力和绿色燃料基础保障3确保节能减排目标实现可再生能源是实现碳中和的核心支柱据国际能源署估算，全球碳减排路径中约来自可再生能源发展在电力部门，风能、太阳能等可再生能40%源将逐步替代化石燃料发电，预计到年可再生能源在全球电力结构中的占比将达到以上在终端能源消费领域，通过可再生能源电力电205085%+气化和可再生能源氢能两条主要技术路线，可再生能源将深度渗透工业、建筑和交通等各个部门+政策支持是加速可再生能源发展的关键因素全球多国已将可再生能源发展纳入国家战略，通过上网电价补贴、绿色电力证书、碳定价机制、税收优惠和低碳金融等多种政策工具提供支持同时，技术创新不断降低可再生能源成本，提高系统效率，扩大应用场景，为碳中和目标提供坚实技术保障中国双碳目标下，可再生能源装机预计将从年的亿千瓦增加到年的亿千瓦以上，成为能源体系的主体20209206060可再生能源技术创新方向高效率1能量转换效率持续提升低成本2规模化生产和技术创新降本规模化3工业化生产和大规模开发可再生能源技术创新正在多个方向同步推进在太阳能领域，钙钛矿晶硅叠层太阳能电池有望突破单结电池效率极限，实现以上的能量转换效-30%率；柔性透明光伏材料将极大拓展应用场景；高效聚光光伏系统在特定区域具有巨大潜力风电技术创新聚焦于超大型风机、柔性叶片、新一代传动系统和智能控制算法，以提高发电效率和降低度电成本储能领域，固态电池、钠离子电池和液流电池等新型电化学储能技术有望大幅提高能量密度和循环寿命，同时降低成本；长时间储能技术如压缩空气储能、液态空气储能和化学储能等将为可再生能源大规模并网提供关键支撑氢能技术创新方面，高效电解槽、新型储氢材料和高性能燃料电池是重点突破方向智能控制和系统集成技术将使多种可再生能源形成优势互补的综合解决方案可再生能源产业发展趋势可再生能源产业正进入全面市场化和规模化发展阶段市场预测显示，到年全球可再生能源装机容量将达到吉瓦以上，年投资超过万亿美元区域分布上，亚太地区特别是中国和

2030100001.2印度将引领增长，欧洲和北美保持稳定发展，非洲和拉丁美洲将迎来快速增长期投资热点方面，海上风电、智能光伏、绿氢生产和长时间储能技术受到资本青睐商业模式创新包括可再生能源储能一体化、虚拟电厂聚合服务、能源即服务模式和区块链能源交易等+EaaS产业结构正发生深刻变革，从分散的专业化企业向全产业链集成的综合能源服务商转变，跨国公司与创新型初创企业协同发展，形成既有规模优势又保持创新活力的产业生态总结与展望机遇与挑战政策建议12可再生能源面临前所未有的发展机健全可再生能源法律政策体系，完遇，全球能源转型和气候行动为产善市场机制和价格形成机制；加强业发展提供强劲动力但同时也面基础设施建设，提升电网灵活性和临技术瓶颈、市场壁垒、系统整合可再生能源消纳能力；增加研发投和政策不确定性等多重挑战未来入，突破关键核心技术；促进国际发展需要技术创新、市场机制、政合作，构建开放包容的全球能源治策支持和国际合作多管齐下，共同理体系；加强人才培养，为产业持破解发展难题续发展提供智力支持未来愿景3展望未来，可再生能源将成为全球能源体系的主体，推动人类社会迈向清洁、低碳、安全、高效的能源新时代智能化、分布式、多元化的能源系统将取代传统集中式能源供应模式能源生产和消费民主化趋势将使每个人都成为能源系统的参与者和受益者可再生能源不仅解决能源问题，更将促进经济可持续发展和生态环境改善，为构建人类命运共同体贡献力量。