以可再生能源、先進(jìn)核能、氫能、儲(chǔ)能技術(shù)為代表的碳零排關(guān)鍵技術(shù)是實(shí)現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵抓手，是建設(shè)低碳綠色能源體系、實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的核心工作。

　?。?）高比例可再生能源系統(tǒng)被廣泛認(rèn)為是引領(lǐng)全球能源向綠色低碳轉(zhuǎn)型的主體。構(gòu)建高比例可再生能源系統(tǒng)，需要突破可再生能源高效、低成本、規(guī)?；_發(fā)利用的系列關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)前沿?zé)狳c(diǎn)問(wèn)題，主要包括：先進(jìn)可再生能源、靈活友好并網(wǎng)、新一代電力系統(tǒng)、多能互補(bǔ)與供需互動(dòng)等關(guān)鍵核心技術(shù)。未來(lái)可再生能源利用將朝著多能互補(bǔ)、冷熱電聯(lián)產(chǎn)與綜合利用方向發(fā)展?？稍偕茉丛谀茉唇Y(jié)構(gòu)中的比重日益增加，預(yù)計(jì)到2025年可再生能源將成為世界第一大電力來(lái)源，到2050年占到發(fā)電量的近90%、能源供應(yīng)總量的2/3。其中，重點(diǎn)科技研發(fā)方向包括：以高效低成本光伏發(fā)電、人工光合系統(tǒng)制燃料與化學(xué)品為代表的新興技術(shù)；大型風(fēng)電機(jī)組及部件關(guān)鍵技術(shù)、基于大數(shù)據(jù)的風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)與運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)、大型風(fēng)電機(jī)組測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)，以及海上風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)、建設(shè)及開發(fā)成套關(guān)鍵技術(shù)等；高品位生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)、生物質(zhì)能清潔制備與高效利用技術(shù)、能源植物基因重組育種、生物油精制原理、生物學(xué)系統(tǒng)氫能轉(zhuǎn)換原理等。

　?。?）先進(jìn)裂變堆研發(fā)及聚變堆實(shí)驗(yàn)突破推進(jìn)核能邁向安全高效可持續(xù)發(fā)展道路。先進(jìn)核裂變能前沿?zé)狳c(diǎn)方向主要集中在開發(fā)固有安全特性的第四代反應(yīng)堆系統(tǒng)、燃料循環(huán)利用及廢料嬗變堆技術(shù)。可控核聚變前沿?zé)狳c(diǎn)研究方向則主要聚焦等離子體理論研究、耐受強(qiáng)中子輻射和高熱負(fù)荷材料開發(fā)和示范堆概念設(shè)計(jì)方面等主題研究。預(yù)計(jì)2030年前后，部分成熟的四代堆（如鈉冷快堆）將走向市場(chǎng)，之后逐漸擴(kuò)大規(guī)模。磁約束可控核聚變預(yù)計(jì)2030年左右完成實(shí)驗(yàn)堆的建設(shè)和滿功率運(yùn)行，2050年左右示范堆的工程設(shè)計(jì)及商業(yè)堆的預(yù)研和評(píng)估工作有望開展。

　?。?）氫能是未來(lái)碳中和社會(huì)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)新的制高點(diǎn)。前沿?zé)狳c(diǎn)方向包括：可再生能源電解制氫等綠色制氫技術(shù)，更高效、易運(yùn)輸儲(chǔ)氫技術(shù)與基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，以及基于氫能的新型復(fù)合系統(tǒng)概念研究及驗(yàn)證等。目前，可再生能源電解水制氫尚處于示范階段，太陽(yáng)能光解水制氫等前沿技術(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)室開發(fā)階段；預(yù)計(jì)到2030年可再生能源電解水制氫技術(shù)將大規(guī)模部署，具備與藍(lán)氫（配備碳捕集的化石燃料制氫）成本相當(dāng)?shù)母?jìng)爭(zhēng)力。未來(lái)氫能應(yīng)用逐漸向靈活、高效的多能融合場(chǎng)景發(fā)展。

　?。?）下一代新型電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)正處在一個(gè)重要突破關(guān)口。前沿?zé)狳c(diǎn)方向包括：開發(fā)全固態(tài)鋰電池、金屬-空氣電池、新概念化學(xué)電池等潛在顛覆性技術(shù)；重點(diǎn)開展充放電循環(huán)反應(yīng)機(jī)理研究、中間產(chǎn)物認(rèn)知、界面優(yōu)化、新概念電池材料體系開發(fā)。未來(lái)電池儲(chǔ)能研究繼續(xù)向高能量密度、高比功率、快速響應(yīng)、高安全性、長(zhǎng)壽命電池材料發(fā)展。預(yù)計(jì)到2025年前動(dòng)力電池單體能量密度達(dá)400 Wh/kg，2030年達(dá)到500 Wh/kg，并加速開發(fā)下一代鋰離子動(dòng)力電池和新體系動(dòng)力電池。最終實(shí)現(xiàn)在21世紀(jì)中葉前廣泛應(yīng)用長(zhǎng)壽命、低成本、高能量密度、高安全和易回收的新型電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)。

　?。?）多能融合能源系統(tǒng)是各國(guó)低碳轉(zhuǎn)型新的戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。前沿?zé)狳c(diǎn)方向是解決能源的綜合互補(bǔ)利用、多能系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，運(yùn)行管理、能源系統(tǒng)智慧化等重大科技問(wèn)題，以及開發(fā)多能互補(bǔ)系統(tǒng)變革性技術(shù)等。構(gòu)建多能融合綜合能源系統(tǒng)是能源發(fā)展大勢(shì)所趨，攻克能源生產(chǎn)、輸配、存儲(chǔ)、消費(fèi)等環(huán)節(jié)的多能耦合和優(yōu)化互補(bǔ)核心技術(shù)，發(fā)展變革性智能化綠色過(guò)程技術(shù)體系，支撐高碳行業(yè)流程再造，解決能源轉(zhuǎn)化和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的高能耗高排放難題，保障能源利用與生態(tài)文明同步協(xié)調(diào)發(fā)展。