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

我國(guó)動(dòng)力現(xiàn)狀是富煤、少油、缺氣，盡管煤炭?jī)?chǔ)量較為豐富，但并非取之不盡。尋找新型可繼續(xù)的動(dòng)力，迫在眉睫。

當(dāng)前，跟著化石動(dòng)力的過(guò)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(lái)，自然災(zāi)害全體發(fā)生的頻率比以往較多，或許與化石動(dòng)力的過(guò)度運(yùn)用分不開(kāi)。

我國(guó)提出將“雙碳”作為嚴(yán)重戰(zhàn)略方針，動(dòng)力轉(zhuǎn)型是必然趨勢(shì)。一方面，咱們要大力發(fā)展綠色可再生動(dòng)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(dòng)力也不行忽視。

動(dòng)力從發(fā)生、利用到收回是一個(gè)體系性過(guò)程。過(guò)去，化石動(dòng)力焚燒來(lái)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(dòng)力可收回率很低，造成了動(dòng)力不行再利用。

怎么把環(huán)境中散落的“散布式動(dòng)力”，重新變成電力，輸送至千家萬(wàn)戶，這是一個(gè)嚴(yán)重應(yīng)戰(zhàn)。

20年前，咱們認(rèn)識(shí)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(shì)為從有線走向無(wú)線，從有序走向散布，由此咱們意識(shí)到，在動(dòng)力范疇，也將或許面臨相同的趨勢(shì)，即從一元變成多元，從集中走向散布。而這其間的關(guān)鍵問(wèn)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?；诖?，咱們開(kāi)始研討微納動(dòng)力。

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

海洋中蘊(yùn)藏著巨大能量，前不久，中國(guó)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(dòng)計(jì)劃》，其間提到，未來(lái)替代化石動(dòng)力的出路之一是海洋動(dòng)力。

海洋中包含熱能、風(fēng)能、潮汐能、波濤能、生物質(zhì)能等動(dòng)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(dòng)力需求、下降二氧化碳排放。

但是，與歐洲國(guó)家海岸線上的“大風(fēng)大浪”比較，我國(guó)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(lái)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(lái)，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(duì)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(tái)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(huì)使海水無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽夷馨卜€(wěn)輸出。

依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做理論測(cè)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(jí)的電能輸出，能夠點(diǎn)亮100萬(wàn)盞電燈。海洋藍(lán)色動(dòng)力的潛力前景廣闊。

咱們也曾做過(guò)本錢核算，構(gòu)成規(guī)?；?，海洋動(dòng)力的本錢低于風(fēng)能和太陽(yáng)能，且因?yàn)椴ɡ耸菚円共煌５?，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?cè)诤Ｉ虾Ｏ伦龅膶?shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)動(dòng)力體系的微型化帶來(lái)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(gè)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(lái)，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(kāi)創(chuàng)性原創(chuàng)范疇。納米發(fā)電機(jī)作為一個(gè)把機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)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(guò)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(dòng)力范疇的真實(shí)規(guī)模化使用奠定根底。

實(shí)現(xiàn)“雙碳”方針是一項(xiàng)龐大而復(fù)雜的體系工程，在動(dòng)力轉(zhuǎn)型過(guò)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(chǔ)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(lái)必定找出解決方案。

未來(lái)，一方面，咱們應(yīng)該大力推進(jìn)現(xiàn)有技能，確?；瘎?dòng)力作為動(dòng)力安全確保的根底。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(dòng)力，顛覆性技能有或許成為未來(lái)動(dòng)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?shí)際?能否得到行業(yè)認(rèn)可、社會(huì)接收?本錢高的時(shí)分怎么降本錢......這需求長(zhǎng)時(shí)間安穩(wěn)堅(jiān)持、久久為功。

因而，需求國(guó)家頂層設(shè)計(jì)，政府專項(xiàng)資金的支撐，一起帶動(dòng)社會(huì)資本投入，新動(dòng)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(huì)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(shí)的顛覆性技能發(fā)生。