南方财经全媒体记者 程浩 广州南沙报道
广东是经济大省也是能源消费大省，新能源产业发展具有良好的基础和广阔的空间，随着粤港澳大湾区建设的深入推进和“一核一带一区”发展战略的全面实施，新能源产业也迎来新的发展机遇。
当前，能源开发和利用正加速向清洁能源转型。据国际能源署（IEA）发布的最新报告，2023年全球能源投资总额约为2.8万亿美元，其中60%投向了清洁能源领域。在这场充满机遇与挑战的转型中，先进能源技术成为能源领域的重要课题。
11月17日，由中山大学主办的2024大湾区科学论坛“先进能源技术”分论坛在广州举行。作为大湾区科学论坛首届聚焦先进能源技术领域的分论坛，先进能源技术分论坛充分发挥粤港澳大湾区得天独厚的地理优势和产业基础，围绕太阳能、风能、生物质能、化石能源、二氧化碳资源化利用及氢能等能源领域的基础研究和技术进展，探讨技术挑战与解决方案，推动能源结构优化与经济社会低碳转型，为国内外科研机构、高校企业构筑更广阔的学术交流与合作桥梁。
分论坛现场，聚焦中国先进能源技术和新型能源体系的发展现状、前沿与未来趋势，开展能源催化—新材料—能源储存等多学科的交叉融合探讨，十余位院士、数十位知名专家学者和行业代表作报告分享并开展圆桌对话。
“加快构建清洁低碳安全高效的能源体系，是我国能源革命的主攻方向。当前世界面临着前所未有的能源和环境的挑战，如何发展新的能源，推动能源革命，是一个艰巨的任务。”在分论坛现场，大湾区科学论坛主席、中国科学院原院长、“一带一路”国际科学组织联盟创始主席、中国科学院院士白春礼表示，实现能源革命和“双碳”目标需要解决化石能源的清洁化高效利用、低碳清洁能源规模化使用、二氧化碳的捕捉和转化应用等三个方面的问题，持续优化改善能源结构，构建清洁低碳安全高效的能源体系。
能源转型逐“绿”前行
能源是经济社会发展的重要物质基础和动力源泉，也是推进碳达峰碳中和的主战场。当前能源领域绿色低碳转型大幅提速，未来能源结构日趋多元化。
《“十四五”现代能源体系规划》明确，着力推动能源生产消费方式绿色低碳变革，到2025年，国内能源年综合生产能力达到46亿吨标准煤以上，非石化能源消费比重提高到20%左右，展望2035年，能源高质量发展取得决定性进展，基本建成现代能源体系。
在粤港澳大湾区，能源领域绿色低碳转型正在提速，世界级绿色低碳产业集群正加快形成。近年来，广东新能源产业规模不断壮大，风能、太阳能、生物质能实现规模化应用，核电装机规模、天然气储备能力全国领先，海上风电进入快速发展通道，在新型储能等领域则涌现出一批全国领先细分产业集群，新能源产业正成为广东最具发展前景的战略性新兴产业之一。
中国科学院院士、中山大学工学部主任兼先进能源学院学术委员会主任郭烈锦介绍，当前中国面临着能源转型和能源安全保障的挑战，最基础的支撑在于能源科学和技术。不但要实现科学上的原创，而且要实现技术上的原创、产业上的创新以及全新能源科技产业的重构，包括社会、经济和工业生产在内整个运营体系的转型。
“要实现‘双碳’目标，能源结构必须从目前以化石能源为主调整到以可再生能源为主体，而新型储能技术的发展将为此提供坚实保障。我们必须通过储能技术来有效平抑大规模太阳能发电和风力发电等可再生能源发电的波动性，提高能源系统的安全性、经济性和稳定性。”在主旨演讲环节，中国科学院院士、中国科学院深圳先进技术研究院碳中和技术研究所所长成会明表示。
中国科学院院士、中国科学院深圳先进技术研究院碳中和技术研究所所长成会明围绕先进储能电池技术的研发进行分享。受访单位供图
成会明介绍，目前锂离子电池在电化学储能市场占据主导地位，但是锂离子电池因安全性、资源的稀缺性将难以满足大规模储能应用的需求，从而需要发展其他先进电化学储能技术。针对锂离子电池储能技术面临的安全性、苛刻环境和锂资源紧缺等问题，他提出了新型固态电池、水系电池、宽温域铝基高性能电池、锌离子电池和电池材料的修复与再利用技术等一系列创新路径。
“在我国现有能源体系中，化学能源占比约67%，可再生能源占比33%左右，要构建从化石能源为主的体系转化为化石能源与可再生能源耦合的新型能源体系，涉及低碳过程、零碳过程及其耦合的能源化学新过程。”中国科学院院士、中国石化首席科学家谢在库表示，这个转化过程的本质是研究能源分子转化的碳氢氧化学键重构，揭示反应过程中物质与能量匹配、平衡、调控及反应物界面控制机制，应重点关注包括催化裂化、合成气制烯烃、甲烷制甲醇、生物质利用和绿氢制造等关键化学化工过程。
“催化在化学与能源转化中不可或缺，往往牵涉多电子转移步骤。由于中间步骤的能量缩放，优化这些过程颇具挑战。活性位点对催化剂性能至关重要，可通过原子层级的工程手段（如掺杂和缺陷管理）加以强化。”欧洲科学院院士、香港大学理学院副院长郭正晓介绍，该团队通过紧密结合理论与实验，找到其中最有效的催化位点，并设计了合成配方来富集这些位点。经过结构优化和富集活性位点后，所开发的电催化剂对ORR和OER都具有高效的双功能。
新材料引领“能源革命”新风向
新能源材料作为新能源技术的核心，更是未来能源革命的关键。近年来，随着材料科学、纳米技术、信息技术等领域的交叉融合，新能源材料的技术创新取得了显著进展。
在分论坛现场，中国科学院院士、复旦大学化学系教授赵东元围绕分子超组装功能介孔材料与未来应用的主题，介绍近年来团队在分子聚集体超组装调控，实现取向组装可控合成，创制多级结构功能介孔材料的研究进展。
南方财经全媒体记者了解到，该团队基于界面组装调控思想，发展了一系列合成多级结构功能介孔材料新方法，可控制备一系列新型多级有序结构功能介孔材料，包括均匀的纳米微球、半球、多面体、二维单层纳米片结构，推动功能介孔材料在催化剂载体（重质油裂化）、锂离子电池的电极材料、绝热材料、介电材料等领域的广泛应用。
“无机纳米结构单元可控合成一直是无机合成化学的前沿方向之一，而将这些纳米尺度功能单元进一步编程为新颖高级的纳米异质结构不仅能表现出优于单一组分的性能，还可以带来新奇的物理化学性质，为实现高效的能源转换应用提供了一条独特的途径。”中国科学院院士、南方科技大学理学院院长俞书宏现场分享了关于一维无机纳米结构的可控合成及能源转换性能研究。
中国科学院院士、南方科技大学理学院院长俞书宏介绍关于一维无机纳米结构的可控合成及能源转换性能研究。
俞书宏院士介绍，近年来，围绕一维无机纳米结构的可控合成，发展了包括可控外延生长、选择性化学转化在内的多种胶体合成策略，进一步实现磁光电功能性纳米结构单元的有机结合，精准构筑了一系列功能导向型一维半导体纳米异质结构，如轴向分段纳米线、位点选择性磁化的新型手性纳米异质结构等，这些纳米异质结构展示了独特的性质。在此基础上，该团队以这些无机纳米线为构筑单元，实现了多种纳米线组装体的宏量制备，包括有序纳米线薄膜、三维纳米线气凝胶和水凝胶等。这些纳米线组装体有望应用于光电转换器件、透明和柔性导电电极、智能变色、弹性导体等领域。
欧洲科学院外籍院士，香港城市大学化学系教授张华则详细介绍了团队在纳米材料相工程（PEN）方面的研究工作，特别是具有非常规相的新型纳米材料的设计、合成，及其在催化、（光）电子器件、清洁能源、化学和生物传感、表面增强拉曼散射、光热治疗等方面的应用研究。
中国科学院院士、北京大学党委常委、副校长张锦从材料表征、控制制备以及产业化三个方面探讨 AI 技术能否革新材料研究范式，为材料数据库的标准化、材料基础研究的全局性和材料跨越实验室到产业化的鸿沟提供助力，并提出“AI Agent for Science”的愿景，希望 AI 能够帮助科研人员获得跨领域的知识和思维、释放创新潜能，成为覆盖材料研发到产品化全流程的有效工具。
现场专家表示，作为未来能源体系的核心驱动力，当前新能源材料正以其独特的性能和技术创新，不断突破传统能源的局限，为实现能源的可持续发展开辟新道路。
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