2020年9月，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上正式宣布：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”实现碳达峰碳中和，是以习近平同志为核心的党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策，是着力解决资源环境约束突出问题、实现中华民族永续发展的必然选择，也是构建人类命运共同体的庄严承诺。
实现碳中和目标的关键在于能源结构的绿色低碳转型。我国化石能源利用相关的二氧化碳（CO2）排放超过100亿吨，占总CO2排放的比例超过80%。因此，实现碳中和根本在于大幅减少化石能源的利用，践行能源结构的绿色低碳转型。据多个权威机构预测，实现碳中和目标，能源结构中化石能源占比需要降低至10%左右，太阳能、风能等可再生能源占比需要达到60%以上。
能源转型影响深远，但面临诸多挑战。能源格局影响着世界的政治经济格局，能源转型事关经济社会发展的全局，是各国高度关注的战略领域。我国的能源转型已取得一定进展，但也面临诸多挑战。首先，自工业革命以来，能源革命一直是推动社会发展的核心动力。每次能源变革都伴随着全球产业链和经济结构的调整，一个国家能否在这场能源转型中占得先机，决定了其在全球竞争中的地位和发展潜力。因此，各国对当前能源转型高度关注并激烈竞争。部分国家频繁出台加征关税、技术禁运、市场禁入等贸易保护主义措施遏制我国相关领域的发展。其次，我国能源结构调整与二氧化碳减排落后于预期。近10年来，我国风光装机快速增长，至2024年6月达11.8亿千瓦，已超煤电（11.7亿千瓦）。我国化石能源占比由88.7%下降到82.1%，年均降低0.66%。第三，我国能源结构调整面临不协同的问题。这种不协同既表现为新型低碳能源与传统高碳能源间的不协同，如风光电并网后对煤电的发电量和效益造成影响；也表现为区域间的不协同，西部地区资源丰富、东部地区负荷集中，能源的跨区域输送面临挑战；还表现为时间上的不协同，新能源供能常不稳定、不可控，而社会能源需求同样不稳定、难调控，能源的供需匹配面临挑战。
技术创新是发展绿色生产力和推动能源转型的核心驱动力。战胜能源转型挑战根本在于技术创新。目前，能源转型过程中最亮眼的是光伏、风机装机量的快速增长，主要原因在于风光发电技术创新使得光电、风电成本低于传统火电成本。然而光电、风电间歇、不稳定，电网难以大比例接纳，这成为光电、风电占比进一步提升的瓶颈。储能可以平抑光电、风电波动，支撑其大规模并网，已成为能源系统中的必备单元、保障能源安全的战略性技术，是发展绿色生产力的重点领域和关键保障。技术创新同样驱动了锂离子电池等新型储能技术的发展，其已一定程度满足了中短时（< 4 h）能量储存的需求，形成了万亿级市场，成为绿色生产力发展的典范。然而，风光供能的间歇期均超过4小时，甚至达到10小时以上，支撑光电、风电并网量的进一步提高亟需时长超过4小时的长时储能技术，但领域尚无成熟技术供给。因此，通过技术创新突破长时储能技术瓶颈，是进一步推动能源结构转型和发展绿色生产力的必然要求。
液流电池等长时储能技术发展前景广阔，是绿色生产力的重点布局方向。液流电池采用可以流动的水系电解液储存能量，实现了容量与功率的解耦，具有时长灵活、本征安全、选址灵活、循环寿命长等优势，广泛适用于风光电源侧、电网侧和用户侧储能，是长时储能的理想选择。加强对液流电池技术研发的布局，通过技术创新实现液流电池技术进一步突破和商业化应用，有望再造一个万亿级产业，推动绿色生产力快速发展和能源结构低碳转型。
综上所述，光伏、风机、锂离子电池等领域的快速发展已经证明，技术创新是发展绿色生产力和推动能源转型的核心驱动力。进一步推动能源结构转型，实现碳中和目标，需要加强能源技术研发投入，加速绿色生产力发展。长时储能是支撑能源结构转型的必备技术，需求明确，缺少成熟技术供给，是发展绿色生产力的重点布局领域。
【本文作者为中国科学院院士，南方科技大学讲席教授、碳中和能源研究院院长】
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