十大新兴技术或将助力构建更清洁、更安全的能源未来

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世界经济论坛 public.affairs@weforum.org

世界经济论坛发布的一份新报告重点介绍了能够提供更清洁、更安全的能源并扩大可靠电力公平获取范围的技术。

·         多项技术正朝着部署的方向发展,包括用丰富的材料制成的电池、工业热能存储以及允许家庭和电动汽车支持电网的软件。

该报告与 COP31 一同发布,指出了各国政府、企业和投资者可以采取哪些行动来加快在家庭、工厂和电网中的应用。

阅读报告 这里。

 

瑞士日内瓦/土耳其安塔利亚,2026 年 11 月 13 日 值此世界各国领导人齐聚COP31气候大会,推进全球气候行动之际,世界经济论坛今日发布报告称, 十大新兴技术助力地球健康:能源篇重点介绍可能有助于改变能源未来的创新。

 

由……合作制作 前沿该报告探讨了10项有望在2030年前使能源更清洁、更可靠、更安全的技术。报告发布之际,正值能源价格波动、供应链高度集中、电动汽车、数据中心和极端高温需求不断增长,而风暴、干旱和热浪又给电网带来更大压力之时。报告指出,九大地球边界中的七大边界已被突破,这更凸显了问题的紧迫性。 波茨坦气候影响研究所。

 

世界经济论坛常务董事塞巴斯蒂安·巴克普表示:“能源并非抽象概念。它决定着人们在热浪期间能否保持室内凉爽,企业能否继续营业,以及孩子们能否在清洁的空气中成长。这意味着仅仅依靠清洁能源是不够的。一项成本高昂且依赖有限资源的技术无法规模化,而无法规模化的技术也无法为真正需要它的人们带来任何改变。”

 

这十项技术是:

 

1. 煅烧粘土石灰石水泥(LC3): 水泥是混凝土中的粘合剂,它是通过将石灰石和粘土在极高温度下煅烧制成的,这一过程会释放大量二氧化碳。LC3 采用不同的石灰石和粘土加工工艺,减少了高温加工的需求,从而降低了道路、桥梁、房屋和其他基础设施建设过程中的碳排放。

 

2. 虚拟电厂和电网: 软件将家用电池、电动汽车和智能恒温器连接起来,使它们协同工作,形成一个协调的能源系统。在用电高峰期,这可以减轻电网压力,并减少对高碳排放备用电源的依赖。

 

3. 丰富的电池材料: 这些电池使用钠、锌、铁等广泛可用的材料代替锂、钴(锂和钴的供应集中在少数几个国家),因此在寒冷条件下性能更佳,耐火性更强,存储时间更长,有助于在阳光或风力不足时为家庭和企业供电。

 

4. 热能储存(热电池): 热能电池可以吸收过剩或低成本的可再生能源,例如风能和太阳能,并将其以热能的形式储存在沙子或砖块等简单的材料中。工厂随后可以利用这些热能代替燃烧天然气或煤炭,从而有可能减少排放和对进口燃料的依赖。

 

5. 钙钛矿-硅串联太阳能电池: 这些太阳能电池板在硅片上增加了一层额外的吸光层,使其能够将更多的阳光转化为电能。这使得住宅、商业场所和太阳能发电厂能够利用相同的屋顶面积或土地面积产生更多的电力。

 

6. 先进的海底高压直流互连器: 海底高压直流输电电缆在各国之间输送电力,有助于将风能和太阳能等过剩可再生能源输送到需要的地方。它们可以提高能源安全,并有助于降低因地区间天气状况差异而导致的价格波动风险。

 

7. 模块化核反应堆: 这些小型核反应堆是在工厂预制,然后运到现场组装,而不是像传统核反应堆那样耗时多年定制建造。它们可以为城市、数据中心和偏远社区持续供应低碳电力,从而有可能减少对天然气或柴油的依赖。

 

8. 建筑一体化光伏发电: 太阳能电池板被安装在屋顶、墙壁和窗户上,使建筑物能够发电。这使得城市能够在用电地点附近生产清洁能源,而无需额外占用土地来建设独立的太阳能发电设施。

 

9. 漂浮式海上风电: 风力涡轮机安装在像船一样锚定的浮动平台上,因此可以放置在风力最强的远海地区。这有望为沿海地区和岛屿开辟一种新的清洁能源。

 

10. 下一代锂电池: 这些电池重量更轻,却能储存更多能量,有些电池甚至用固体材料取代了易燃液体。它们有望延长电动汽车的续航里程,减轻无人机的重量,并提高电池的安全性。

 

这些技术协同部署才能发挥最大效用。例如,海底电缆只有在电池能够储存其输送的电力时才更有价值,而热能电池只有在智能电网能够将电力输送至其时才能吸收剩余电力。它们协同作用,可以通过应对三个相互关联的挑战来增强能源系统的韧性:产生足够的电力、将电力输送到需要的地方以及储存电力以备不时之需。

 

未来几年的决策将决定这些技术能否大规模地带来效益。政府可以通过制定明确的标准和采购规则、向家用电池和储能设备开放电力市场、以及投资风电场和电力电缆等基础设施来加速这些技术的普及应用。这些措施可以增强企业扩大生产规模、制造可跨系统运行的设备以及从更多地区采购关键原材料的信心。

 

“我们所需的许多能源解决方案其实已经在实验室里存在了。真正的挑战在于如何尽快将它们应用到家庭、工厂和电网中,使其发挥实际作用,”《前沿》杂志主编弗雷德里克·芬特表示。“开放科学能够让工程师、企业领导者和政府在共享研究的基础上开展工作,从而加速这一进程。这份报告将可靠的证据送到那些决定如何在加强能源安全的同时减少对气候损害的人们手中。”

 

该报告采用多阶段流程,首先利用人工智能驱动的发现工具,根据成熟度、部署潜力和对地球的影响等标准筛选并排名了80项技术。随后,由来自10个国家的专家组成的咨询委员会对入围名单进行评估,并协助确定最终名单。该流程旨在遴选出那些有潜力走出实验室、带来广泛实际效益的技术。

 

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