### 能源与制造业

###能源与制造业能源与制造业双轮驱动下的协同转型与未来路径

一、引言能源与制造业的“共生密码”能源与制造业，如同经济发展的“双引擎”，彼此支撑、相互成就能源是制造业的“血液”，为生产提供动力、为运转注入能量；制造业是能源的“载体”，将能源转化为产品、推动社会进步从蒸汽机轰鸣的工业革命，到电力普及的电气化时代，再到如今智能化、绿色化的转型浪潮，能源与制造业的关系始终是时代发展的核心命题在“双碳”目标的指引下，这一关系更被赋予了新的内涵传统制造业高耗能、高排放的模式难以为继，能源结构的清洁化转型成为必然；而制造业的技术创新，又为能源系统的升级提供了关键支撑二者的协同发展，不仅是实现可持续发展的必由之路，更是各国在全球竞争中抢占先机的战略选择本文将从能源对制造业的基础支撑、制造业对能源系统的创新驱动、当前协同发展的挑战，以及未来转型路径四个维度，系统剖析能源与制造业的深度关系，探讨如何通过技术突破、政策引导与市场机制，推动二者向更绿色、高效、智能的方向演进，最终实现经济与环境的双赢

二、能源制造业发展的“物质基石”与转型引擎

（一）能源结构演变制造业升级的“隐形推手”能源结构的每一次重大变革，都深刻重塑着制造业的生产方式与产业格局从木柴、煤炭到电力，再到新能源，能源形态的迭代与制造业的升级始终同频共振第1页共10页传统能源时代从“动力革命”到规模化生产18世纪，蒸汽机的发明标志着人类进入“煤炭时代”以英国为代表的欧洲国家，依托煤炭资源发展钢铁、纺织、机械制造等产业，推动了第一次工业革命煤炭的高能量密度和相对易得性，让大规模工厂化生产成为可能，钢铁产量的提升支撑了铁路、桥梁等基础设施建设，机械制造的发展则加速了生产工具的革新这一时期，能源的“可用性”是制造业发展的核心诉求，能源结构单一化（以煤炭为主）也成为当时制造业的显著特征20世纪初，电力的普及开启了“石油-电力时代”石油不仅是优质能源，更通过化工产业衍生出塑料、合成纤维等新材料，彻底改变了制造业的产品谱系美国依托丰富的石油资源和电力技术，发展汽车、电子等新兴产业，成为全球制造业中心此时，能源的“多样性”开始显现，电力、石油、天然气共同支撑了制造业的多元化发展，而能源的“可获得性”与“成本控制”成为企业竞争的关键新能源时代从“被动适应”到“主动引领”进入21世纪，气候变化与能源安全的双重压力，推动全球能源结构向“清洁化、低碳化”转型光伏、风电、氢能等新能源技术快速成熟，能源结构从“化石能源主导”转向“多能互补”这一转变对制造业的影响是全方位的高耗能行业的能源替代钢铁、水泥、化工等高碳行业成为转型重点例如，我国在钢铁行业推广“氢能炼钢”，用绿氢替代焦炭，直接减少碳排放；在化工领域，通过光伏制氢生产合成氨，实现能源与化工的绿色融合新能源装备制造业的崛起光伏组件、风电整机、动力电池等新能源装备的需求爆发，带动了制造业向“绿色制造”转型中国光伏第2页共10页产业全球市占率超80%，风电整机产量占全球70%以上，新能源装备制造已成为我国制造业的新增长极能源消费模式的重构分布式能源（如工厂屋顶光伏、工业园区沼气发电）与智能电网的结合，让制造业从“能源消耗者”向“能源生产者”转变例如，特斯拉上海超级工厂通过光伏屋顶发电，满足工厂30%的用电需求，年减碳超10万吨

（二）能源安全制造业产业链的“韧性屏障”能源安全是制造业稳定发展的前提能源价格波动、供应中断等风险，直接影响产业链的成本与效率当前，全球能源市场的不确定性（如地缘冲突、传统能源价格暴涨），让制造业对能源安全的关注度达到前所未有的高度能源价格波动对制造业成本的冲击2022年以来，国际油价、天然气价格因俄乌冲突大幅上涨，我国制造业企业面临显著成本压力以化工行业为例，原油价格每上涨10%，乙烯、PX等产品成本上升约8%，部分中小企业因无法消化成本压力被迫停产能源价格的“大起大落”，不仅增加了企业的经营风险，也打乱了长期投资规划，制约了制造业的高质量发展能源自主可控对产业链韧性的重要性传统能源的“对外依赖”曾是我国制造业的“阿喀琉斯之踵”数据显示，2022年我国原油对外依存度达

71.2%，天然气对外依存度达

42.6%能源供应的“卡脖子”风险，在关键时刻可能威胁产业链安全为此，我国正加速构建“多元化、自主可控”的能源体系在传统能源领域，提升煤炭、油气的勘探开发力度；在新能源领域，强化光伏、风电、储能等技术的自主创新，打造全球领先的新能源产业链例如，宁德时代、比亚迪等企业在动力电池领域的技术突破，不第3页共10页仅降低了对进口锂资源的依赖，还推动了新能源汽车产业的全球领先

三、制造业能源系统创新的“需求牵引”与“技术反哺”

（一）技术进步能源效率提升的“核心引擎”制造业是技术创新最活跃的领域之一，其技术进步不仅推动产品升级，更深刻改变能源消耗方式从自动化到智能化，制造业的每一次技术跃迁，都为能源效率提升提供了新路径智能制造驱动能源精细化管理工业互联网、大数据、人工智能等技术的应用，让制造业从“经验化生产”转向“数据化管理”，能源消耗的“可监控、可优化”成为现实例如，宝钢股份通过部署能源管理系统（EMS），实时采集各生产环节的能耗数据，结合AI算法优化高炉鼓风、转炉供氧等工艺参数，吨钢综合能耗从2015年的605千克标准煤降至2022年的530千克标准煤，年节能超100万吨标准煤绿色制造技术重构能源消耗模式低碳冶炼、碳捕集利用与封存（CCUS）、余热余压回收等技术的推广，让制造业从“末端减排”转向“源头减碳”例如，中国建筑材料集团通过水泥窑协同处置固废技术，每年减少二氧化碳排放超200万吨，同时实现固废资源化利用；某汽车工厂通过电机变频改造、余热回收系统，将车间能耗降低15%，年节约电费超千万元

（二）需求牵引能源技术突破的“市场动力”制造业的规模与需求，是能源技术创新的“试金石”特定行业的生产需求，往往能推动能源技术实现“从0到1”的突破动力电池新能源汽车驱动储能技术迭代第4页共10页新能源汽车产业的爆发，带动动力电池需求激增，推动锂离子电池技术快速进步从2015年到2022年，动力电池能量密度提升超200%，成本下降超70%，为储能、智能电网等领域提供了技术支撑例如，宁德时代研发的“麒麟电池”，通过结构创新实现续航里程超1000公里，同时其梯次利用技术（退役电池用于储能）让能源循环利用成为可能工业机器人精密控制推动电力电子技术升级工业机器人对运动精度、响应速度的要求，推动了伺服电机、变频器等电力电子器件的技术突破我国伺服系统国产化率从2015年的15%提升至2022年的35%，核心零部件成本下降40%，不仅降低了工业机器人的价格，还提升了其能源效率

（三）融合趋势“能源-制造”协同的新生态随着能源与制造业的深度交叉，“能源-制造”融合成为新趋势，催生了“综合能源服务”“虚拟电厂”等新业态，重构了能源与制造的关系工业园区“源网荷储一体化”建设工业园区作为能源消耗与制造活动的集中区域，成为“能源-制造”协同的试验田通过整合光伏、风电、储能、微电网等资源，工业园区实现能源自给自足与灵活调节例如，苏州工业园区建设“光储充用一体化”微电网，企业可直接消纳分布式能源，年减少外购电成本超5000万元，同时提高能源供应可靠性制造业参与虚拟电厂（VPP）虚拟电厂通过聚合分布式能源（工厂光伏、充电桩、储能设备），参与电力市场交易，实现能源共享与优化调度某电子制造企业加入区域虚拟电厂后，在用电高峰时通过储能设备放电，降低峰谷第5页共10页电价差带来的成本；在用电低谷时吸收新能源发电，实现“削峰填谷”，年收益超200万元

四、当前协同发展的挑战转型阵痛与结构性矛盾尽管能源与制造业的协同发展已成为共识，但在实践中仍面临诸多挑战，这些挑战既来自技术层面，也源于政策与市场机制的滞后

（一）能源转型的“结构性矛盾”替代与衔接的双重压力传统能源退出与新能源替代的衔接难题高耗能行业（如钢铁、化工）的能源替代面临“成本高、技术难、周期长”的问题以钢铁行业为例，氢能炼钢成本比传统炼钢高30%-50%，且绿氢制备（依赖可再生能源）、储运、应用等环节技术尚不成熟同时，新能源发电的“间歇性、波动性”对电网稳定性提出挑战，若缺乏储能、智能调度等配套，可能导致“弃风弃光”与供电不足并存储能技术的“成本-效率”瓶颈储能是新能源消纳的关键，但当前主流储能技术（如锂电池、抽水蓄能）仍面临成本高、寿命短、资源依赖等问题例如，锂电池成本虽较2015年下降70%，但度电成本仍达

0.5-

0.8元，而抽水蓄能受地理条件限制，建设周期长（5-10年）这些问题制约了新能源在制造业中的大规模应用

（二）制造业转型的“成本压力”从“生存”到“创新”的跨越绿色转型的“资金门槛”新能源设备（光伏组件、储能电池）、低碳技术（CCUS、氢能设备）的初始投资高昂，中小企业难以承担据中国信通院数据，中小第6页共10页企业绿色转型平均需额外投入20%-30%的资金，而融资渠道有限、融资成本高，导致部分企业“有心无力”碳成本内部化的“传导效应”碳关税、碳市场等政策工具的实施，让企业面临明确的碳成本压力例如，欧盟碳关税（CBAM）要求进口钢铁、水泥等产品提供碳足迹证明，我国相关企业出口成本增加约10%-15%这种成本压力可能通过产业链向下游传导，导致中小制造企业生存空间被压缩

（三）技术与标准体系的“滞后性”协同创新的“最后一公里”跨行业数据共享与融合不足能源与制造业分属不同行业体系，数据标准、接口协议不统一，导致“能源数据孤岛”与“制造数据碎片化”例如，工厂能源数据与电网调度数据难以实时对接，新能源发电量预测与制造业负荷需求难以精准匹配，制约了“源网荷储”协同优化复合型人才短缺能源与制造业的协同需要“懂能源、懂制造、懂数字化”的复合型人才，但当前教育体系与企业需求脱节高校能源专业侧重理论研究，制造专业侧重工艺优化，缺乏对“能源-制造”融合技术的系统培养；企业内部，传统能源管理与生产管理岗位难以胜任智能化、低碳化转型需求

五、未来路径构建“绿色、智能、协同”的发展新格局面对挑战，能源与制造业的协同转型需从技术创新、政策引导、市场机制三个层面发力，构建“绿色低碳、智能高效、安全可控”的发展新格局

（一）技术创新突破关键瓶颈，夯实转型基础第7页共10页多元化能源供应体系建设风光储氢多能互补在制造业集中区域布局光伏、风电项目，配套储能设施（如锂电池、液流电池、飞轮储能），提升能源自给率例如，长三角、珠三角等制造业基地可建设“千万千瓦级风光基地”，为区域内企业提供绿色电力氢能与CCUS技术推广在钢铁、化工等行业试点“绿氢炼钢”“蓝氨化工”，利用CCUS技术捕集工业排放的二氧化碳，实现“近零排放”政府可通过补贴（如每吨CO₂补贴50-100元）、税收优惠（如CCUS设备投资抵免）推动技术落地智能能源管理技术研发工业互联网平台建设推动制造业企业与能源企业共建“能源-制造”融合平台，整合生产数据、能源数据、电网数据，通过AI算法优化能源调度例如，海尔卡奥斯工业互联网平台已接入超90万家企业，实现能源效率平均提升15%新型储能技术突破支持锂电池、钠离子电池、固态电池等储能技术研发，降低成本（目标2030年降至

0.3元/度以下）；发展长时储能（如液流电池、压缩空气储能），解决新能源消纳问题

（二）政策引导完善制度保障，优化发展环境财税支持与价格机制加大财政补贴对制造业企业购置新能源设备、实施节能改造给予补贴（如按投资额的10%-20%补贴）；对储能项目给予度电补贴（如

0.3-

0.5元/度）优化电价机制推行“峰谷分时电价”“需求响应电价”，引导企业错峰用电；对参与虚拟电厂的企业给予电价优惠，提升其参与能源市场的积极性第8页共10页标准体系与市场监管制定“能源-制造”协同标准统一能源数据接口、碳核算方法、绿电认证标准，打破数据壁垒例如，国家能源局可牵头制定《制造业绿色能源应用指南》，明确绿电比例、碳足迹核算方法完善碳市场与碳金融扩大碳市场覆盖范围，将制造业重点企业纳入其中；开发碳期货、碳基金等金融产品，帮助企业对冲碳成本风险

（三）市场驱动激活主体活力，构建协同生态培育“能源服务+制造”新业态综合能源服务商（ESCO）鼓励能源企业转型为ESCO，为制造业提供“供电、储能、节能、碳管理”一体化服务例如，国家电网可推出“零碳工厂”定制方案，提供光伏建设、储能租赁、碳咨询等服务虚拟电厂市场化运营完善虚拟电厂交易规则，允许其参与电力现货、辅助服务市场，通过“削峰填谷”“调峰填谷”获取收益，提升企业参与积极性加强国际合作与产业链协同技术交流与联合研发与欧盟、美国等国家共建“能源-制造”创新联盟，联合攻关氢能、CCUS等关键技术；引进国外先进技术并消化吸收，缩短与国际领先水平的差距产业链上下游协同鼓励龙头制造企业（如宁德时代、比亚迪）开放供应链，带动中小企业参与新能源装备制造、绿色服务等环节，形成“大中小企业融通”的产业生态

六、结语能源与制造业的“未来图景”第9页共10页能源与制造业的协同发展，是一场关乎人类可持续发展的“持久战”它不仅是技术层面的变革，更是发展理念的重塑——从“先污染后治理”到“绿色低碳发展”，从“能源消耗”到“能源创造”，从“各自为战”到“协同共生”未来，当工厂的屋顶铺满光伏板，当绿氢驱动钢铁冶炼，当工业互联网优化能源调度，当“零碳工厂”“虚拟电厂”成为常态，能源与制造业将真正实现“双向奔赴”能源为制造业提供清洁、安全的动力，制造业为能源系统注入创新活力与市场需求这不仅能推动我国实现“双碳”目标，更能在全球能源转型竞争中占据先机，为人类文明的可持续发展贡献中国智慧在这条道路上，挑战与机遇并存但正如工业革命推动人类社会从农业文明走向工业文明，能源与制造业的深度协同，也将引领我们迈向更绿色、更智能的未来我们期待，在政策引导、技术创新与市场驱动的共同作用下，能源与制造业能奏响“共生共赢”的时代强音，为高质量发展注入澎湃动能第10页共10页。