王中林院士：能源轉型需要顛覆性原創技術

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

當前，跟著化石動力的過度運用，二氧化碳排放達到了新高度，給生態環境造成了嚴重危害。例如近年來，自然災害全體發生的頻率比以往較多，或許與化石動力的過度運用分不開。

我國提出將“雙碳”作為嚴重戰略方針，動力轉型是必然趨勢。一方面，咱們要大力發展綠色可再生動力，包含光伏能、風能、生物質能等;另一方面，散落在地球上的散布式動力也不行忽視。

動力從發生、利用到收回是一個體系性過程。過去，化石動力焚燒來發電被運用后，都以其他的形式散落在環境中，例如熱能、機械能等多種形式。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，這是一個嚴重應戰。

20年前，咱們認識到跟著散布式傳感設備和物聯網的呈現，信息通訊技能的發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。而這其間的關鍵問題之一，是怎么使得散布式傳感器材能夠可繼續工作，收回能量，供給數據信息。基于此，咱們開始研討微納動力。

微納動力，即除傳統可再生電能、化石動力等“大動力”之外的“小動力”。

海洋中蘊藏著巨大能量，前不久，中國科學院聯合歐洲科學院發布了《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、風能、潮汐能、波濤能、生物質能等動力，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“大風大浪”比較，我國海岸線上的風波比較安靜，均勻浪高僅有0.3-0.8米，搜集起來十分困難，且能量較低很難進行發電。這需求顛覆性原創技能，為此，2012年，咱們創造了納米發電機(TENG)，它能夠將廣泛散布的能量搜集起來，將微小的機械能轉換為電能。

與傳統發電機的原理不同，納米發電機的原理，是基于兩種材料的觸摸起電，發生靜電感應并對外輸出電流，具有高電壓低電流、在低頻下具有高效率的特色。每臺納米發電機并不大，但把它們結成網狀放置到海洋中，將會使海水無規則的運動轉變為電能，且能安穩輸出。

依據實驗數據做理論測算，一平方公里的海面面積、1米深的水，用球形納米發電機連成三維網格，理論上能夠發生10兆瓦級的電能輸出，能夠點亮100萬盞電燈。海洋藍色動力的潛力前景廣闊。

咱們也曾做過本錢核算，構成規模化后，海洋動力的本錢低于風能和太陽能，且因為波浪是晝夜不停的，大面積所發的電應該是繼續、安穩，因而能夠并網。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。

納米發電機的創造為實現動力體系的微型化帶來了或許，這是突破了1831年法拉第創造的電磁感應定理后的第二個嚴重創造，也是在科學原理的從0到1的顛覆性原創思想。

自從20年前納米發電機初次創造來，迄今整整10年，咱們已經建立了基本理論結構、技能辦法，在工業使用也邁出了重要步伐，成為當今咱們搶先世界的開創性原創范疇。納米發電機作為一個把機械信號轉為電信號的傳感設備，現在在安全防護、人機交互、網絡安全、空氣凈化、健康保護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，不斷學習進步，為在海洋動力范疇的真實規模化使用奠定根底。

實現“雙碳”方針是一項龐大而復雜的體系工程，在動力轉型過程中仍需求很多的技能創新，包含發電方式、電網運輸和儲能等，這十分重要，但又是十分艱難的，需求多方配合、體系協作，我相信未來必定找出解決方案。

未來，一方面，咱們應該大力推進現有技能，確保化石動力作為動力安全確保的根底。另一方面，大力培養原創性顛覆性技能，發展散布式動力，顛覆性技能有或許成為未來動力革命性轉變的確保。

從0到1的原創突破，是十分困難的工作。比如，你有了世界初次的原創思想，能否變為實際?能否得到行業認可、社會接收?本錢高的時分怎么降本錢......這需求長時間安穩堅持、久久為功。

因而，需求國家頂層設計，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突破，但也蘊藏著巨大商機。此外，還需求人才培養和學科建設，使得該范疇在發展中后繼有人。

注重根底研討、原創的思想和科學，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”，才能夠在科學發展史上留下咱們的印跡，也能夠有真實的顛覆性技能發生。