王中林院士：能源轉(zhuǎn)型需要顛覆性原創(chuàng)技術(shù)

我國動力現(xiàn)狀是富煤、少油、缺氣，盡管煤炭儲量較為豐富，但并非取之不盡。尋找新型可繼續(xù)的動力，迫在眉睫。

當(dāng)前，跟著化石動力的過度運(yùn)用，二氧化碳排放達(dá)到了新高度，給生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重危害。例如近年來，自然災(zāi)害全體發(fā)生的頻率比以往較多，或許與化石動力的過度運(yùn)用分不開。

我國提出將“雙碳”作為嚴(yán)重戰(zhàn)略方針，動力轉(zhuǎn)型是必然趨勢。一方面，咱們要大力發(fā)展綠色可再生動力，包含光伏能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等;另一方面，散落在地球上的散布式動力也不行忽視。

動力從發(fā)生、利用到收回是一個體系性過程。過去，化石動力焚燒來發(fā)電被運(yùn)用后，都以其他的形式散落在環(huán)境中，例如熱能、機(jī)械能等多種形式。這些大面積散布，碎片化的動力可收回率很低，造成了動力不行再利用。

怎么把環(huán)境中散落的“散布式動力”，重新變成電力，輸送至千家萬戶，這是一個嚴(yán)重應(yīng)戰(zhàn)。

20年前，咱們認(rèn)識到跟著散布式傳感設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)的呈現(xiàn)，信息通訊技能的發(fā)展趨勢為從有線走向無線，從有序走向散布，由此咱們意識到，在動力范疇，也將或許面臨相同的趨勢，即從一元變成多元，從集中走向散布。而這其間的關(guān)鍵問題之一，是怎么使得散布式傳感器材能夠可繼續(xù)工作，收回能量，供給數(shù)據(jù)信息。基于此，咱們開始研討微納動力。

微納動力，即除傳統(tǒng)可再生電能、化石動力等“大動力”之外的“小動力”。

海洋中蘊(yùn)藏著巨大能量，前不久，中國科學(xué)院聯(lián)合歐洲科學(xué)院發(fā)布了《基于海洋的氣候行動計劃》，其間提到，未來替代化石動力的出路之一是海洋動力。

海洋中包含熱能、風(fēng)能、潮汐能、波濤能、生物質(zhì)能等動力，他們散布廣、量大，咱們有必要要向海洋要資源，匯聚各種各樣的海洋能量可極大滿意人類的動力需求、下降二氧化碳排放。

但是，與歐洲國家海岸線上的“大風(fēng)大浪”比較，我國海岸線上的風(fēng)波比較安靜，均勻浪高僅有0.3-0.8米，搜集起來十分困難，且能量較低很難進(jìn)行發(fā)電。這需求顛覆性原創(chuàng)技能，為此，2012年，咱們創(chuàng)造了納米發(fā)電機(jī)(TENG)，它能夠?qū)V泛散布的能量搜集起來，將微小的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。

與傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)的原理不同，納米發(fā)電機(jī)的原理，是基于兩種材料的觸摸起電，發(fā)生靜電感應(yīng)并對外輸出電流，具有高電壓低電流、在低頻下具有高效率的特色。每臺納米發(fā)電機(jī)并不大，但把它們結(jié)成網(wǎng)狀放置到海洋中，將會使海水無規(guī)則的運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，且能安穩(wěn)輸出。

依據(jù)實驗數(shù)據(jù)做理論測算，一平方公里的海面面積、1米深的水，用球形納米發(fā)電機(jī)連成三維網(wǎng)格，理論上能夠發(fā)生10兆瓦級的電能輸出，能夠點亮100萬盞電燈。海洋藍(lán)色動力的潛力前景廣闊。

咱們也曾做過本錢核算，構(gòu)成規(guī)?；?，海洋動力的本錢低于風(fēng)能和太陽能，且因為波浪是晝夜不停的，大面積所發(fā)的電應(yīng)該是繼續(xù)、安穩(wěn)，因而能夠并網(wǎng)。咱們在海上海下做的實驗也取得了顯著成效，證明了咱們的想法是正確的。

納米發(fā)電機(jī)的創(chuàng)造為實現(xiàn)動力體系的微型化帶來了或許，這是突破了1831年法拉第創(chuàng)造的電磁感應(yīng)定理后的第二個嚴(yán)重創(chuàng)造，也是在科學(xué)原理的從0到1的顛覆性原創(chuàng)思想。

自從20年前納米發(fā)電機(jī)初次創(chuàng)造來，迄今整整10年，咱們已經(jīng)建立了基本理論結(jié)構(gòu)、技能辦法，在工業(yè)使用也邁出了重要步伐，成為當(dāng)今咱們搶先世界的開創(chuàng)性原創(chuàng)范疇。納米發(fā)電機(jī)作為一個把機(jī)械信號轉(zhuǎn)為電信號的傳感設(shè)備，現(xiàn)在在安全防護(hù)、人機(jī)交互、網(wǎng)絡(luò)安全、空氣凈化、健康保護(hù)等范疇有潛在的使用，在拓寬使用的過程中，咱們不斷完善技能理論，不斷學(xué)習(xí)進(jìn)步，為在海洋動力范疇的真實規(guī)?；褂玫於ǜ住?br />
實現(xiàn)“雙碳”方針是一項龐大而復(fù)雜的體系工程，在動力轉(zhuǎn)型過程中仍需求很多的技能創(chuàng)新，包含發(fā)電方式、電網(wǎng)運(yùn)輸和儲能等，這十分重要，但又是十分艱難的，需求多方配合、體系協(xié)作，我相信未來必定找出解決方案。

未來，一方面，咱們應(yīng)該大力推進(jìn)現(xiàn)有技能，確?；瘎恿ψ鳛閯恿Π踩_保的根底。另一方面，大力培養(yǎng)原創(chuàng)性顛覆性技能，發(fā)展散布式動力，顛覆性技能有或許成為未來動力革命性轉(zhuǎn)變的確保。

從0到1的原創(chuàng)突破，是十分困難的工作。比如，你有了世界初次的原創(chuàng)思想，能否變?yōu)閷嶋H?能否得到行業(yè)認(rèn)可、社會接收?本錢高的時分怎么降本錢......這需求長時間安穩(wěn)堅持、久久為功。

因而，需求國家頂層設(shè)計，政府專項資金的支撐，一起帶動社會資本投入，新動力范疇需求科學(xué)突破，但也蘊(yùn)藏著巨大商機(jī)。此外，還需求人才培養(yǎng)和學(xué)科建設(shè)，使得該范疇在發(fā)展中后繼有人。

注重根底研討、原創(chuàng)的思想和科學(xué)，只要這樣，咱們才不會跟著別人跑，在核心技能方面被“卡脖子”，才能夠在科學(xué)發(fā)展史上留下咱們的印跡，也能夠有真實的顛覆性技能發(fā)生。