从屋顶、太空到海浪,创新能把能源转型推向多远? ——专访国际可再生能源署项目官员肖梦竺

联合国新闻:为什么创新在当前加速全球能源转型中如此的重要?
肖梦竺:创新之所以重要,是因为它直接决定了能源转型能否真正实现规模化。今天能源转型的挑战已不再仅仅是技术可行性的问题,而更现实地体现在成本、规模和系统整合三个层面。而创新恰恰能够同时在这三个方面发挥作用。
比如,在过去的十多年中,我们已经看到了非常显著的变化:太阳能光伏的成本下降了超过80%,风电也在很多地区成为颇具竞争力的电源之一。更重要的是,电池作为储能的载体,其成本也在持续下降。同时,电动汽车也开始通过创新机制走进千家万户,已经进入大规模应用的阶段。
这些变化的背后,都是持续的技术创新、制造创新以及数字化共同作用的结果。创新正在将我们目前进行的能源转型,从一个更多是政策驱动的过程,逐渐转变为一个真正能够创造经济价值的过程。在这个过程中,我相信我们每一个人都可以从创新中受益。
联合国新闻:创新如何在技术之外重塑能源系统?
肖梦竺:从系统的角度来说,我们当今所面临的能源系统正在发生非常深刻的结构性变化。比如说,我们知道过去的能源系统其实是一个典型的线性结构,由发电端到输电网络,再到用户端,这是一个更单向、集中且相对可预测的过程。
但是现在,因为我们要更多地整合可再生能源,它正在变成一个更加复杂的、多向互动的网络。比如说当今的用户,我们也不仅仅是传统意义上的能源消费者,也可以通过在家里的屋顶安装光伏成为能源的生产者。我们日常使用的电动汽车也不仅仅是消耗电力,也可以作为一个电力的储能单元。
而现在的电网,也不再像以前那样只是输送电力,而是可以通过更先进的数字化技术和人工智能手段,对它进行更加实时的优化。我们看到的典型趋势是,虚拟电厂的发展通过一个数字平台,把非常分散的光伏、储能和电动汽车统一连接起来,从而实现统一的调度。这就意味着,我们现在的能源系统不仅仅是物理规模的扩大,更是通过数字化将生产端和消费端连接起来的一种综合能力。
联合国新闻:刚才你分享了一些创新的案例,比如说虚拟电厂,那还有一些其他正在实际推动能源转型的一些具体的创新的案例吗?
肖梦竺:我们可以以储能作为例子。储能是能源转型当中非常关键的一个环节,可以分为短期储能和长期储能。短期储能主要解决我们平日里日间与夜间的光照差异以及风速差异,同时可以提供电网调频的服务。但我们还需要进行长期储能的布局,以应对季节性的波动,比如水力发电的波动。而且,当我们逐步走向一个更高比例的可再生能源系统时,长期储能是一个非常重要的组成部分。
从远景分析来看,未来的储能不会只有一种单一的技术,而会是一个多种技术组合的体系。比如,短期储能主要以电池为主;中期可以因地制宜,利用抽水蓄能和压缩空气等创新机制;长期则可以通过大规模生产绿色氢气及合成燃料来完成能量转换过程。
再看一个最新的趋势,比如钠离子电池。它的优势在于成本更低——相比于锂电池,钠的资源更丰富,而且耐低温性能更好。目前这项前沿创新技术已进入商业化初期阶段,并开始应用于储能和部分电动汽车领域。这使得电动汽车在一些寒冷地区也能实现较长续航,真正解决大家的出行问题。所以我认为,这种创新技术不仅仅是一种技术替代,更是在广泛意义上实现供应链多元化的一个重要路径。
联合国新闻:你刚才提到一个非常有意思的现象,就是机器人工厂,能给我们展开介绍一下吗?
肖梦竺:机器人工厂主要是生产端的创新,而这种创新在能源转型过程中往往没有被直接提及。但目前我们看到有三个比较明显的趋势:制造业方面的创新更加区域化、更加自动化以及更加数字化。比如一些电池工厂,可以通过人工智能进行生产优化。比如在中国,现在已经开始有越来越多的所谓“黑灯工厂”,这种工厂完全由机器人主导,几乎不需要人工,而且可以全天候运行,是一种更高效的制造系统。
我觉得由于持续的技术创新所推动的这些制造端的变化,带来的结果是很明显而且直接的,因为它可以以更低的成本、更高的生产效率,以及更快速地实现规模化部署。我觉得这对于还处于早期阶段、尚不成熟的技术,是一种非常有效的、可以实现快速商业化的过程。在国际可再生能源署的分析中,我们也经常强调,各种创新不仅仅发生在能源的供给侧,也深刻地发生在需求侧以及更广泛的制造端。而通过这些制造和数字化的创新,正是我们看到的清洁能源成本持续下降背后的一个坚实驱动力。
联合国新闻:你刚才提到的机器人工厂,主要是用于制造电池。那现阶段,利用机器人工厂还可以制造什么样的产品呢?
肖梦竺:我觉得只要是机械化的产品,原则上都可以实现机器人的大规模应用。比如说,(你可能还记得)两年前我们去参观苏州的一个光伏生产厂商,当时制造商告诉我们,其实很难把工人留在当地。但如果现在我们再去看,也许可以看到很多光伏制造厂商已经实现了非常高度的自动化,这样就可以解决用工问题,而被释放出来的劳动力也许可以从事更加富有创意性的工作。
联合国新闻:你之前提到了一些我们比较熟悉的可再生能源,比如太阳能光伏、风电、氢能源。那是否有一些大众还不太熟悉的新兴可再生能源形式,能给我们介绍一下呢?
肖梦竺:我们想更多地实现能源的多样化,其中一个非常大的潜力是海洋能源。它包括潮汐能和波浪能等技术,具有高度的可预测性,特别适合沿海地区。但目前,据我所知,它还处于早期的试验阶段。不过我认为,它的意义不仅仅在于可以发电,从更广泛的角度来看,海洋能源的发展与沿海经济的发展密切相关。因为对于很多沿海城市和岛屿国家来说,海洋不仅仅是一个自然资源,更是他们经济发展的一个核心基础。海洋能源可以广泛带动蓝色经济的发展,比如这些国家和地区可以更多地进行清洁能源的生产,发展海洋工程和装备制造,加强基础设施建设,并通过人工智能和数字化的方式进行更有效的运营维护和监测。
比如说像我们所知道的、也参观过的海上风电,它其实已经成为沿海地区或国家的一种支柱产业,而很多港口城市也正在向清洁能源的枢纽进行转型。更重要的是,对于小岛屿国家而言,发展海洋能源的多样性,还可以大幅减少它们对进口化石能源的依赖。比如现在我们看到中东冲突导致全球石油和天然气价格暴涨以及供应短缺,对于这些国家来说,通过创新发展海洋能源可以真正提升它们的能源安全,并且创造更多本地就业的机会。所以我认为更具潜力的是,我们可以深度探索海洋能源的价值——它不仅仅在于可以提高发电端的多样化,而且能够对沿海经济起到更加可持续的支撑作用。
联合国新闻:随着人工智能和数据中心的快速发展,用电需求大幅增加。像太空太阳能这样的创新方案可以发挥什么样的作用?
肖梦竺:您说的这一点其实是特别前沿的探索,但它代表了一种非常全新的可能性。因为我们知道,数据中心的运行会产生大量的电力消耗,而且有非常大的冷却需求。如果我们能够在太空当中直接利用太阳能,就可以为数据中心的高强度计算提供一种非常可持续的清洁能源,同时也可以完美解决数据中心的冷却问题。
不过我们也要看到,这方面的挑战也非常多,关键是如何把数字化的智能发展与能源转型协同起来。因为人工智能不仅是一个能源需求的驱动业态,从另一方面来说,我们也可以应用人工智能来加速可再生能源转型的进程。
联合国新闻:像你刚才提到的太空太阳能,这是一个非常前沿的创新方案。那它落地实施的可行性有多大?因为毕竟要去太空,成本会很高。
肖梦竺:确实,但现在一些国家已经开始了前期的探索阶段,而这个过程可能要进行十年以上。我觉得这也从一个侧面说明了,创新不是一朝一夕的努力,而是需要从基础科研做起,通过全方位持续的投资,是一个长期的过程。但我认为,很多这样前沿的创新,现在我们回过头来看,其实具有非常前詹性和战略性的意义。
联合国新闻:未来的这些前沿创新需要很多的人才投入。像你这样的青年人才在推动能源转型创新中扮演着什么样的角色?
肖梦竺:我觉得我们都在能源转型的过程当中发挥着各自不同的作用。我认为青年人其实不是一个被动的接收者,更是关键的创新推动力量。我们看到越来越多的初创企业,正在成为推动整个社会持续创新的重要力量。因为对于青年人来说,他们更早接触到数字技术,也更适应数字化的生活方式。比如在我们刚刚提到的数字能源和一些创新领域,很多创新企业和平台都是由年轻人推动的。例如,基于人工智能的能源管理初创企业,可以帮助家庭或商业实现优化用电,减少能源账单并提高能源利用效率。还有一些分布式能源的数字平台,可以将广泛存在的屋顶光伏、电池储能以及电动汽车充分整合,成为一种对电网友好的、可调度的资源。
此外,一些年轻的创业团队也在积极开发虚拟电厂的解决方案,把分散的能源整合到现在非常成熟的电力市场运行当中。再比如在清洁能源创业方面,我们看到很多新兴市场,尤其是非洲,年轻的工程师和创业者正在通过创新的商业模式推动离网太阳能解决方案,真正解决当地的用电需求,而不必依赖大规模的基础设施投资。在很多城市地区,年轻的创业者也在积极推动智能充电、共享储能以及社区能源系统的发展。
我看到这种创新不仅仅是技术上的创新,更多是商业模式的一种重新思考和再造。而且,青年还可以更有效地推动许多新兴技术的落地,比如通过人工智能推动电力预测和负荷管理,通过区块链技术用于绿色电力的追踪和交易,还可以推动一些数据驱动的能效服务。
我认为能源本身正在成为一个对年轻人来说非常好的创业赛道。随着电动化、数字化和分布式可再生能源的发展,能源已经不再是传统意义上大型基础设施的行业,而是逐渐变成一个由软件、数据和平台驱动的新兴产业体系。这为年轻人创造了一个发展事业的全新路径。
联合国新闻:我非常同意你的观点。那你认为政府和机构可以如何更好地支持青年参与这个清洁能源创新的赛道?
肖梦竺:从政策和机构的层面来看,我认为他们更多的是需要帮助年轻人在清洁能源的创新中更好地释放出已有的潜力。关键是要帮助他们降低进入门槛,提供创新的空间,并建立一个广泛的支持性生态系统。比如,政府可以通过创新的政策和融资机制,为青年创业者提供一些早期支持,例如设立绿色创新基金,以及有针对性的对清洁技术初创企业的风险投资进行引导,帮助青年团队跨越从想法到试点的这个非常关键的阶段。
在制度层面上,我觉得政府和机构可以更多地推动一个更开放的市场准入,比如允许分布式能源、虚拟电厂、智能充电设施等新兴商业模式进入到传统的电力市场当中,这样可以让年轻的创业者有机会参与到这些真实系统的运行中,而不仅仅是停留在试点项目。
此外,我觉得像联合国和国际可再生能源署这样的国际组织,也会发挥越来越重要的作用,比如可以提供能力建设,尤其是对于一些发展中国家来说,还可以提供技术支持和跨国合作的平台。在我们机构就有很多这样的合作机制和培训机制,在支撑着青年人加入到能源转型的过程当中。
联合国新闻:听你这么说,我们能感觉到青年是能源转型的未来。我们来展望一下,未来能源转型中的哪些创新让你感到乐观?
肖梦竺:我觉得目前整个社会的一个大趋势,就是人工智能和数字化的发展趋势。我认为人工智能不仅仅是在能源行业,它会在未来的十年、二十年深刻地改变我们人类参与工作和生活的方式。所以我们每一个人如何更快、更有效地利用好这个工具,让我们的工作更加高效,让生产生活更加高效,这是一个非常急需去探讨的问题。而数字化和电气化,可以使我们整个能源系统更容易被管理,更快地实现效率的提升。所以我觉得,人工智能和数字化方面的创新是未来的一个大趋势。
联合国新闻:在世界创意与创新日之际,你最希望传递的核心信息是什么?
肖梦竺:我觉得这是一个非常有意义的活动。因为我们现在看到的能源转型,它已经不再只是一个单纯的环境议题,而是一个更深刻的系统性的、包括社会经济和技术在内的转型过程。在这个过程当中,有三个词非常关键,就是我刚刚提到的电气化、数字化以及系统性的创新。
而且这三者不是独立发生的,而是相互强化的。电气化在改变我们能源需求的结构,数字化在改变整个能源系统运行的方式,而系统性的创新则在重塑市场的机制与商业模式。所以在今天访谈的最后,如果我用一句话总结的话,我会说:创新正在成为连接我们的气候目标、能源转型与可持续经济发展的一个核心桥梁。