中国科学院文献情报中心目2022国外零碳能源科技部署及进展2023年汇编录一、美国.......................................................................................................101．威斯康星大学麦迪逊分校发现氨转化为氮的新方法.........................................102．多份研究报告阐述清洁氢能发展机遇和挑战...................................................103．华盛顿大学开发微生物电合成生物燃料新方法................................................114．结合微生物和多相催化将葡萄糖转化为燃料前体............................................125．美国南方公司和泰拉能源公司合作开发熔盐快堆............................................126．美能源部就实现净零目标的先进核燃料项目征求公众意见...............................137．美能源部资助上亿美元支持变革性能源技术研发和部署..................................138．美能源部领导成立定日镜联盟推动行业脱碳...................................................149．美国智库ITIF发布2021全球能源创新指数....................................................1410．美韩合作开发高能量密度三维弹性固态电解质..............................................1511．美国斯坦福大学成功制备长循环寿命金属锂电池...........................................1512．美国能源部公布4.2亿美元能源前沿研究中心第六轮资助招标........................1613．美国能源部支持开发波浪能前沿技术............................................................1614．美国研究团队在惯性聚变中首次实现燃烧等离子体状态.................................1715．美国能源部资助下一代低成本清洁制氢技术.................................................1716．美国MARVEL微型反应堆项目完成原型建造..............................................1817．美国国家科学院研究未来化学工程新方向推进实现碳中和.............................1918．美国能源部设立60亿美元信贷计划支持核能设施延寿..................................1919．美国能源部投入近30亿美元助力建立本土电池供应链..................................2020．美国能源部为新清洁能源技术项目投资1.75亿美元.......................................202022国外零碳能源科技部署及进展21．美国能源部实验室探讨化石能源促进清洁氢能发展的作用.............................2122．深度强化学习算法实现托卡马克等离子体控制和位形优化.............................2123．美国能源部投入1.5亿美元推动清洁能源技术研发........................................2224．美两家能源公司联合开发熔盐快堆原型........................................................2225．美国斯坦福大学开发超薄和耐高温固态聚合物电解质....................................2326．美国马里兰大学开发高性能低成本无膜液流电池...........................................2327．美欧电池联盟合作加强电池技术供应链........................................................2428．美国能源部资助3700万美元开发储能和生物能源技术..................................2429．共价有机框架电解质介导助力开发可折叠固态电池.......................................2530．钽/氧化钛纳米添加剂提高燃料电池催化剂耐久性..........................................2631．美瑞科研人员联合开发高效低成本镍基燃料电池催化剂.................................2632．新型正极保护材料助力4.8V高压锂离子电池结构稳定..................................2733．美国能源部资助储能、氢能及生物能源技术开发...........................................2734．通过氧掺杂开发高性能固态钠电池玻璃电解质..............................................2935．美国能源部列出2023财年核能五点关键事项................................................2936．利用顺序分解无烧结合成法制备高性能固态电池...........................................3037．全无机钙钛矿太阳能电池创造17.4%转换效率新纪录....................................3138．美国能源部为74个核能项目投资6130万美元..............................................3139．美国能源部11.8亿美元支持清洁能源示范....................................................3240．美智库发布核能发展研究报告......................................................................3341．美澳科研机构签署新协议推进清洁能源研发合作...........................................3342．爱达荷国家实验室首次示范模拟微型核反应堆数字孪生技术..........................3443．美国能源部多项资助支持清洁能源技术开发.................................................3444．美桑迪亚国家实验室开发不依赖稀土磁体的新型风力涡轮机..........................372022国外零碳能源科技部署及进展45．美开展结构材料计算研究助推先进熔盐反应堆建设.......................................3746．美国爱达荷国家实验室开发超快电动汽车充电技术.......................................3847．X-energy完成高温气体反应堆开发项目........................................................3848．美国NREL与丰田汽车合作推进兆瓦级氢燃料电池发电系统.........................3949．美韩企业扩大在微型反应堆研发与建设方面的合作.......................................3950．美国能源部多项资助支持清洁能源技术研发.................................................4051．美国NREL分析到2035年实现零碳电力的机遇和挑战..................................4352．桑迪亚国家实验室利用布雷顿循环技术向电网供电.......................................4453．美研究报告显示退役燃煤电站改造核电站有助于碳中和.................................4454．美国能源部部署三大领域攻关计划...............................................................4555．美国能源部资助多项清洁能源及节能技术.....................................................4656．西屋电气与安萨尔多能源合作开发下一代核电站...........................................5057．双盐电解质体系与热调控协同策略实现锂电池稳定快充.................................5058．全球最大熔盐测试设施完成建设..................................................................5159．美国政府资助28亿美元增强本土电动汽车制造能力......................................5160．新型非铱基催化剂实现电解制氢稳定运行超1000小时..................................5261．美国能源部投入3.24亿美元支持清洁能源技术开发.......................................5262．美国能源部投入5.2亿美元支持清洁能源技术...............................................5563．美英加强能源安全合作伙伴关系..................................................................5764．环保低成本天然磁黄铁矿有望直接用作电池储能材料....................................5765．调节表面电势实现全钙钛矿叠层电池创纪录开路电压....................................5866．发光二极管驱动下过渡金属光催化剂高效分解氨制氢....................................5867．美阿贡国家实验室研究太阳能部署对土壤生态系统的影响.............................5968．美国能源部国家点火装置首次实验验证聚变能量增益....................................592022国外零碳能源科技部署及进展二、英国.......................................................................................................611．英国政府将每年投资2000万英镑用于潮汐能项目...........................................612．英国为生物质原料创新计划提供第二阶段资金................................................613．英国政府拨款500万英镑启动生物质制氢计划................................................624．英意澳研究人员首次成功证明量子电池力学原理............................................625．英国政府投资6000万英镑开发海上风电项目.................................................636．英国拨款1亿英镑支持新建核电站项目..........................................................637．英核能技术公司获新融资加速聚变能发电技术开发.........................................648．英国资助新型长时储能技术...........................................................................649．英国意大利合作开发小型铅冷快堆.................................................................6510．英国研究与创新署支持低碳能源技术研发.....................................................6511．英国发布战略创新基金（SIF）下一轮资助领域.............................................6712．碘氧化铋-钒酸铋串联器件实现长时间太阳能光电解制氢................................6713．BP发布《世界能源统计年鉴2022》............................................................6814．英国支持先进核能技术研发.........................................................................6815．功能化离子选择聚合物膜实现长寿命液流电池..............................................6916．英国国家核实验室与大学合作推进核能研究.................................................7017．利用电解质薄膜涂层策略有效促进固体锂金属电池稳定循环..........................7018．英国投入3700万英镑支持生物质能技术创新................................................7119．钙钛矿-BiVO4柔性人工树叶器件制备太阳能燃料.........................................7120．英国投入330万英镑支持下一代核技术........................................................7221．英、加两国开展合作推进聚变能源商业化.....................................................7222．英国企业计划开发新型球形托卡马克原型装置..............................................7323．英国成功建成并网欧洲最大的储能系统........................................................742022国外零碳能源科技部署及进展三、德国.......................................................................................................751．德国开发新工艺实现100%回收硅生产PERC太阳能电池................................752．德国莱布尼茨大学利用钨基硫主体材料制备高性能钠硫电池............................753．德科学家首次对不同电解质的袋式锂硫电池进行多模态分析............................764．一锅级联催化反应实现合成气高效制高级醇...................................................765．法兰克福歌德大学开发出可存储和释放氢气的双向生物电池............................776．利用可扩展模块实现19.1%的大面积全钙钛矿叠层光伏组件............................777．德国计划投资1775亿欧元支持气候行动和能源转型.......................................788．杜伊斯堡-埃森大学研究人员探索用铁来储存氢气...........................................789．金属有机框架助力无负极钠金属电池循环效率超99%.....................................7910．德国和荷兰共同资助绿氢和绿色化学品技术.................................................7911．德国企业计划在哈萨克斯坦建造全球最大绿氢制造厂....................................8012．德国投资5.5亿欧元建立氢能特别基金.........................................................80四、欧洲其他国家.......................................................................................821．欧盟发布《2021年全球能源和气候展望》报告..............................................822．欧盟发布《氢能战略研究与创新议程》..........................................................823．欧盟委员会提供52亿欧元资助氢项目...........................................................834．欧盟发布欧洲能源联盟进展评估报告.............................................................845．法国投资8000万欧元支持绿氢项目（PEPR-H2）研发....................................856．法国投资10亿欧元开发核能领域颠覆性技术.................................................857．瑞士新工艺大面积钙钛矿太阳电池效率创造新纪录.........................................868．瑞士信贷提出可再生能源技术创新的关键方向................................................869．瑞士苏黎世大学利用氨水刻蚀实现高效光电解水制氢......................................8710．瑞士钙钛矿/硅叠层太阳能电池认证效率达到31.25%新纪录...........................872022国外零碳能源科技部署及进展11．瑞士铜锡电催化剂实现近20%光催化CO2还原转换效率纪录........................8812．西班牙高等科研理事会利用新型光子催化剂实现高效制氢.............................8813．西班牙巴斯克大学开发4V级高性能锂金属电池...........................................8914．西班牙协同化学工艺助力锡基钙钛矿太阳能电池稳定性创纪录.......................8915．瑞典能源局为建设铅冷小型模块化反应堆原型提供资助.................................9016．荷兰薄膜硅太阳能电池光吸收率创造65%新纪录..........................................9017．意大利激光优化工艺助力大面积钙钛矿太阳能电池刷新效率纪录...................9118．意大利建造全球首个CO2电池储能工厂........................................................9119．挪威船级社预测2050年氢能在全球能源中的占比仅为5%.............................92五、加拿大...................................................................................................931．加拿大研究报告显示核能大规模存储有助于实现净零目标...............................932．加拿大支持小型模块化反应堆技术发展..........................................................933．加智库研究指出小型模块化反应堆对碳中和的重要作用..................................94六、日本.......................................................................................................951．日本NEDO发布2022年度“能源与环境新技术引领研究计划”.....................952．日本NEDO资助下一代太阳电池技术开发.....................................................953．日本科学家开发出高能量密度锂空气电池......................................................964．智慧能源电网架构模型标准化国际指南发布...................................................965．新型催化体系助力CO2和废弃太阳能电池板双循环.......................................976．日本NEDO支持开发电网稳定性和分布式能源控制技术.................................977．首次使用脉冲中子束实现车载燃料电池内部水行为可视化...............................988．东京大学实现光催化全分解水制氢表观量子效率新突破..................................989．日本智库展望2023年能源、环境与经济发展趋势...........................................99七、澳大利亚.............................................................................................1002022国外零碳能源科技部署及进展1．澳大利亚最大的可再生能源微电网多能互补系统实现并网.............................1002．澳德启动氢能创新技术孵化器支持发展氢供应链...........................................1003．澳大利亚将于2023年开始绿氢商业生产......................................................1014．澳大利亚将于2022年启动建设南半球最大的风电场......................................1015．澳大利亚投资1亿澳元开发70兆瓦及以上大型电池储能项目........................1016．澳大利亚资助开发超低成本太阳能光伏技术.................................................1027．澳大利亚拨款近1.3亿澳元启动未来燃料计划...............................................1028．澳大利亚启动德澳氢能联合资助项目首轮招标..............................................1039．澳大利亚CSIRO发布《电力系统转型研究路线图》......................................10310．澳大利亚政府投资4500万澳元扩建先进光伏中心.......................................10411．全氟聚醚基电解质制备超稳定全固态钠金属电池.........................................10512．澳迪肯大学开发碳氢化合物气体高效存储和节能分离技术............................10513．澳大利亚可再生能源署投资1600万澳元加速生物能源研究..........................10614．澳大利亚可再生能源署斥资5560万澳元发展清洁能源技术..........................106八、韩国......................................................................................................1081．韩国蔚山国立科学技术研究院提出电池硅负极成核新机制.............................1082．新型双层隔膜制备高效率钙钛矿太阳能电池.................................................1083．韩国能源研究所开发三维多孔碳载体制备无负极钠金属电池..........................1094．韩国启动氢燃料电池发电系统示范项目........................................................1095．超强导电海藻酸钠水凝胶助力高性能超级电容器...........................................1106．聚丙烯酰胺水凝胶助力高效稳定太阳能光电解制氢.......................................1107．韩国企业联合设立5000亿韩元氢能基金......................................................1118．利用乙醇基绿色溶剂合成α-甲脒三碘化铅钙钛矿薄膜...................................1119．钙钛矿基光电阴极和生物质耦合太阳能制氢光电流密度创纪录...........1122022国外零碳能源科技部署及进展10．多国共同研讨新一代燃料电池国际标准化战略............................................112九、俄罗斯.................................................................................................1141．俄罗斯将于2036年前投入运行首座制氢核电站............................................1142．俄罗斯向清洁能源项目投资近千亿卢布........................................................114十、沙特阿拉伯.........................................................................................1161．科学家成功开发商用级别耐湿热钙钛矿太阳能电池.......................................1162．界面优化实现钙钛矿-硅叠层太阳能电池认证效率突破29.3%.........................116十一、新加坡.............................................................................................1181．利用新型共价有机框架制备高性能锂硫电池.................................................1182．新加坡国立大学开发近中性条件下最高功率密度全有机液流电池...................1183．新加坡科研人员发现光催化高效电解水制氢技术...........................................119十二、国际组织零碳能源科技部署及进展............................................1201．世界能源理事会发布低碳氢能区域发展报告.................................................1202．国际能源署分析成员国能源技术研发与示范公共经费投入.............................1203．国际能源署生物质能执行委员会发布2021年成员国报告...............................1214．欧洲原子能论坛报告强调核能在欧盟低碳能源体系中的作用..........................1215．国际能源署预测未来五年可再生能源发展趋势..............................................1226．国际能源署发布《2021法国能源政策回顾》报告..........................................1227．经合组织核能署发布《先进反应堆系统与未来能源市场需求》报告................1238．国际能源署：至2024年全球煤炭市场将保持强劲增长态势............................1239．2021年全球对能源转型的投资达7550亿美元...............................................12410．国际能源署发布《追踪清洁能源创新：聚焦中国》报告...............................12411．IEA：2021年全球二氧化碳排放量反弹至历史最高水平...............................12512．全球风能理事会确定最具潜力的五大漂浮式风电市场..................................1252022国外零碳能源科技部署及进展13．国际可再生能源署预测未来绿氢成本和潜力变化.........................................12614．国际能源署分析电力系统发展分布式能源的潜力.........................................12615．IEA分析到2050年实现净零排放的示范项目投资需求.................................12716．REN21发布《全球可再生能源现状报告2022》..........................................12717．IEA《世界能源投资报告2022》剖析全球能源投资态势...............................12818．国际能源署发布保障清洁能源供应链安全报告............................................12819．IRENA分析可再生能源在中国碳中和路径中的作用....................................12920．经合组织核能署发布核能热电联产研究报告................................................13021．国际能源署发布《清洁能源转型的安全性2022》报告.................................13022．国际能源署等联合发布《2022年突破性议程》报告.....................................13123．联合国欧洲经委会分析碳中和概念下技术相互作用......................................13124．国际能源署发布《2022年全球氢能评论》..................................................13225．国际能源署发布《追踪商业部门清洁能源创新》报告..................................13326．彭博新能源财经指出日本氨煤共燃策略是一种昂贵的脱碳方法.....................13327．国际能源署发布《清洁能源进展追踪》报告................................................13428．国际原子能机构发布报告回顾与展望核电产业发展趋势...............................13529．国际能源署发布《世界能源展望2022》报告...............................................13530．能源转型委员会提出实现1.5℃目标优先行动领域......................................13631．能源转型委员会发布《美国能源转型净零路径》报告..................................13732．彭博新能源财经指出绿氢即将迎来极速增长阶段.........................................13733．国际能源署发布《净零转型中的煤炭》报告................................................13734．国际可再生能源机构提出七国集团加速氢能部署的行动建议........................13835．国际能源署预测到2025年可再生能源将成最大电力来源.............................139userid:139428,docid:143524,date:2023-10-30,sgpjbg.com2022国外零碳能源科技部署及进展一美、国美国1．威斯康星大学麦迪逊分校发现氨转化为氮的新方法2021年11月8日，美国威斯康星大学麦迪逊分校研究团队提出了一种基于氨和氮相互转化的氮能源经济。研究发现，将氨添加到含有类铂元素-钌的金属催化剂中会自发地产生氮气，意味着不需要增加额外能量就可以将氨转化为氮，这一过程也可以用来发电。如果该反应发生在一个燃料电池中，使氨和钌在电极表面反应，便可以产生清洁电力。研究团队表示，下一步将弄清楚如何设计相应的燃料电池，并以环境友好的方式创造制作电池所需的原始材料。来源：NatureChemistry.SpontaneousN2FormationbyaDirutheniumComplexEnablesElectrocatalyticandAerobicOxidationofAmmonia1（秦冰雪）2．多份研究报告阐述清洁氢能发展机遇和挑战近期，美国能源部（DOE）以及多个智库相继发布报告，阐述了清洁氢能的基础科学问题以及未来趋势和挑战等，提出了促进氢能发展的针对性建议。2021年10月14日，美国能源部发布《碳中和氢能技术的基础科学》报告，提出了绿氢基础科学四个优先研究方向，包括：发现和控制材料和化学过程以彻底革新电解制氢系统；操控氢的相互作用机制以充分发挥氢燃料潜力；阐明能源效率和原子效率相关的复杂界面结构、演化和化学问题；认识并缓解性能退化过程以提高氢能系统的耐用性。2021年11月3日，世界氢能理事会与麦肯锡公司联合发布《氢能实现净零排放》报告指出，到2030年，全球对低碳氢的需求将增长50%，1https://www.nature.com/articles/s41557-021-00797-w102022国外零碳能源科技部署及进展电解槽容量需达到200~250吉瓦；到2050年氢能可为22%的终端能源需求提供最经济的脱碳方案，累计将减少800亿吨碳排放，氢能需求将达6.6亿吨，需部署3~4太瓦电解槽。报告强调，尽管当前全球已宣布520多个大型氢能项目，直接投资达到1600亿美元，但到2030年需要增加4倍投资才能使世界走上净零轨道。2021年11月18日，德国能源转型智库（AgoraEnergiewende）发布《关于氢能的12个观点》报告指出，氢能在助力气候中和方面的作用仅次于电气化，到2050年零碳氢或氢基燃料将占全球终端能源需求约1/5；绿氢应用需要制定工业、电力、航运和海运领域的针对性政策工具；应做好输配网络准备以应对氢能规模化应用；欧洲发展绿氢将面临社会接受度和成本挑战。2021年11月30日，日本智库全球环境战略研究所（IGES）发布《氢能社会在亚洲成为现实的可行性评估》报告，从环境、经济和地缘政治三个维度评估了氢能促进亚洲清洁能源转型的可行性。分析表明，日、韩、印、中等国的氢能相关政策需要优先考虑绿氢；政府需制定财政激励措施以促进从灰氢和蓝氢向绿氢的过渡；需建设基础设施，为燃料、原材料和相关技术的进出口提供便利。此外，由日本领导的以互利合作创新为核心的区域合作框架也有助于促进在亚洲实现氢经济。来源：U.S.DepartmentofEnergy.FoundationalScienceforCarbon-NeutralHydrogenTechnologies1;HydrogenCouncil.HydrogenforNetZero2;AgoraEnergiewende.12InsightsonHydrogen3;IGES.MakingHydrogenSocietyaRealityinAsia:aFeasibilityAssessment4（岳芳滕飞李岚春郭楷模）3．华盛顿大学开发微生物电合成生物燃料新方法2021年11月22日，美国华盛顿大学研究人员通过在正丁醇生物合1https://science.osti.gov/-/media/bes/pdf/reports/2021/Hydrogen_Roundtable_Brochure.pdf2https://hydrogencouncil.com/en/hydrogen-for-net-zero/3https://static.agora-energiewende.de/fileadmin/Projekte/2021/2021_11_H2_Insights/A-EW_245_H2_Insights_WEB_V2.pdf4https://www.iges.or.jp/en/pub/hydrogen-society/en112022国外零碳能源科技部署及进展成途径引入无氧（厌氧）光能自养生物沼泽红假单胞菌TIE-1，实现了在野生型TIE-1、缺乏固氮途径的突变体、以及缺乏乙酰辅酶A消耗（多羟基丁酸和糖原合成）途径的突变体中合成正丁醇，该反应过程仅使用可再生且天然丰富的二氧化碳、太阳能光伏发电和光能。该研究是使用太阳能电池板供电的微生物电合成生物燃料的首次尝试，研究表明沼泽红假单胞菌TIE-1可作为生产正丁醇的一种有吸引力的微生物类型。来源：CommunicationsBiology.n-ButanolProductionbyRhodopseudomonasPalustrisTIE-11（秦阿宁）4．结合微生物和多相催化将葡萄糖转化为燃料前体2021年11月22日，美国纽约州立大学研究人员报道利用经过基因工程改造的大肠杆菌，将葡萄糖转化为3-羟基脂肪酸，再使用五氧化二铌（Nb2O5）催化剂转化为烯烃。烯烃是含有碳碳双键的碳氢化合物，是生物燃料、润滑剂和聚合物的重要前体。该研究开辟了用葡萄糖等可再生资源制造生物燃料的新工艺。来源：NatureChemistry.AdualCellular–heterogeneousCatalystStrategyfortheProductionofOlefinsfromGlucose2（吴晓燕陈方）5．美国南方公司和泰拉能源公司合作开发熔盐快堆2021年11月29日，美国南方公司（SouthernCompany）宣布与泰拉能源公司（TerraPower）联合开发熔盐快堆（MCFR）。美国能源部已经为该项目投入了超过4500万美元的成本分摊资金，以进一步确定和测试反应堆中使用的材料。MCFR将在优化后作为商用反应堆运行，装机容量可达120万千瓦。两家公司正在进行综合效应试验，目前已进1https://www.nature.com/articles/s42003-021-02781-z2https://www.nature.com/articles/s41557-021-00820-0122022国外零碳能源科技部署及进展入最终设计阶段，预计将于2022年初或更早进行试验。与其他更复杂的核反应堆概念相比，MCFR具有显著的安全性和经济效益。来源：U.S.DepartmentofEnergy.SouthernCompanyandTerraPowerPrepforTestingonMoltenSaltReactor1（徐英祺陆颖）6．美能源部就实现净零目标的先进核燃料项目征求公众意见2021年12月14日，美国能源部（DOE）表示，其正就一个新的先进核燃料项目征求公众意见，该项目将确保美国拥有足够的高含量低浓缩铀（HALEU）燃料以助力碳中和目标。该项目的建立对于先进反应堆的示范和商业部署至关重要，其包括两个示范项目，该项目将通过两党基础设施法获得25亿美元的资金，以支持美国实现气候、国家安全和创造就业的目标。HALEU的铀-235含量在5%~20%，大多数美国先进的反应堆都需要这种材料，以实现更小的设计，从而获得更大的单位体积功率。DOE预计，到2030年，美国将需要超过40公吨HALEU，以便能够支持新的先进反应堆正常运行，支持美国政府2050年净零排放目标。来源：OfficeofNuclearEnergy.DepartmentofEnergySeeksInputonCreationofHALEUAvailabilityProgram2（徐英祺陆颖）7．美能源部资助上亿美元支持变革性能源技术研发和部署2021年12月16日，美国能源部先进能源研究计划署（ARPA-E）资助1亿美元支持“有应用潜力的领先能源技术种子孵化”（SCALEUP）主题研发计划新遴选项目，主要聚焦7大主题，包括：①电网，如电网输配网络、电网储能技术等；②交通运输，涉及替代燃料、燃料电池等；1https://www.energy.gov/ne/articles/southern-company-and-terrapower-prep-testing-molten-salt-reactor2https://www.energy.gov/ne/articles/us-department-energy-seeks-input-creation-haleu-availability-program132022国外零碳能源科技部署及进展③建筑能效，涵盖热电联产、需求响应、照明等技术；④基于化石能源/核能的能源/电力生产，如联合循环发电、CCUS、化石能源转化高价值化学品等技术；⑤可再生能源电力，包括太阳能、风能、海洋能源等；⑥生物能源，涵盖生物培育、生物质催化转化、生物燃料电池等；⑦其他能源技术，涉及淡水制取、能效提升、热利用等技术。来源：U.S.DepartmentofEnergy.U.S.DepartmentofEnergyAnnounces$100MilliontoSupportCutting-EdgeCleanEnergyTechnologies18．美能源部领导成立定日镜联盟推动行业脱碳2021年12月20日，美国能源部（DOE）国家可再生能源实验室（NREL）与桑迪亚国家实验室（SNL）及澳大利亚太阳能热研究所合作成立“定日镜联盟”（HelioCon），旨在改进定日镜成本、性能和可靠性，以实现DOE针对聚光太阳能热发电（CSP）技术到2030年达到5美分/千瓦的太阳能成本目标。定日镜是CSP的关键部分，具有低成本热能存储的CSP可为难以脱碳的行业提供高温热量。定日镜联盟将成为集中开发先进定日镜技术的集体力量，以推动美国到2050年实现净零碳排放目标。来源：NREL.NRELLaunchesNewInternationalConsortiumtoAdvanceHigh-techMirrorsUsedinSolarPlants2（王姝婷李娜）9．美国智库ITIF发布2021全球能源创新指数2022年1月10日，美国信息技术与创新基金会（ITIF）发布2021年全球能源创新指数（GEII），审查全球能源创新表现：①全球风能和太阳能发电的成本大幅下降，电动汽车电池成本也呈现下降；②低碳能源公共研究、开发和示范投资自2015年以来适度增长（29%），大部分都流向了应用更广泛的技术集合，而对未来脱碳至关重要的新兴清洁1https://arpa-e.energy.gov/news-and-media/press-releases/us-department-energy-announces-100-million-support-cutting-edge-clean2https://www.nrel.gov/news/press/2021/nrel-launches-new-international-consortium-to-advance-high-tech-mirrors-used-in-solar-plants.html142022国外零碳能源科技部署及进展能源技术并未获得同等规模的研发投资；③清洁能源高价值专利数量呈现下降，国际合作发明的比例仍然很低；④清洁能源技术出口增长率（8%）落后于全球GDP增长率（13%）；⑤清洁能源消费正在增长，但不足以抵消化石燃料的消费；⑥绝大多数的有效碳价低于60欧元的基准，无法促进主要经济体各领域的清洁能源转型；⑦创业生态系统成为亮点，早期风险资本投资自2015年以来增长165%，且大部分进入了汽车领域。来源：InformationTechnology&InnovationFoundation.MissionCritical:TheGlobalEnergyInnovationSystemIsNotThriving1（李姝影张娴）10．美韩合作开发高能量密度三维弹性固态电解质2022年1月12日，美国佐治亚理工学院与韩国科学技术院合作利用丙烯酸丁酯（BA）、丁二腈（SN）和双（三氟甲磺酰基）酰亚胺锂（LiTFSI）组成的均相溶液在组装好的电化学池中70℃聚合，合成了内置塑料-晶体嵌入弹性体电解质。铜箔上原位形成的弹性体电解质可适应长时间的锂电镀和剥离过程的体积变化，库仑效率为100.0%。制备的全固态锂电池在环境温度下，能量密度超过410瓦时/千克，库伦效率为99.4%。该弹性体电解质表现出高离子电导率、低界面电阻和高锂离子迁移数，助力高能固态锂电池的稳定运行。来源：Nature.ElastomericElectrolytesforHigh-energySolid-stateLithiumBatteries2（汤匀）11．美国斯坦福大学成功制备长循环寿命金属锂电池2022年1月13日，美国斯坦福大学研究人员以1,2-二乙氧基乙烷（DEE）分子为基体，精细调控了端基的氟化程度与分子相互作用，合成了一系列氟化1,2-二乙氧基乙烷（FDEE），实现了金属锂电池电极1https://itif.org/publications/2022/01/10/mission-critical-global-energy-innovation-system-not-thriving2https://www.nature.com/articles/s41586-021-04209-4152022国外零碳能源科技部署及进展稳定性和高导离子率的平衡。结果显示，金属锂电池循环效率高达99.9±0.1%，是迄今所报道的最高纪录。在充放电快速循环条件下，金属锂沉积形貌依然非常理想，无锂枝晶存在。该工作的分子设计理念和精细分子调控的思想为将来的电解液工程提供了一个新的方向。来源：NatureEnergy.RationalSolventMoleculeTuningforHigh-performanceLithiumMetalBatteryElectrolytes1（汤匀）12．美国能源部公布4.2亿美元能源前沿研究中心第六轮资助招标2022年1月13日，美国能源部（DOE）发布招标公告，将投入4.2亿美元支持能源前沿研究中心（EFRCs）第六轮资助，旨在通过清洁能源技术、先进和低碳制造以及量子信息科学的基础前沿研究来推进气候解决方案，以实现到2050年净零排放目标。本次招标的优先研究方向包括：①清洁能源基础科学，涵盖氢能、液态太阳燃料、核能、催化科学、电力储能、能源-水系统、地下技术和工程、碳捕集、太阳能利用等；②先进制造，涉及变革性制造、聚合物化学升级再造、微电子、合成科学等；③其他优先领域，涉及化学和材料科学的量子计算、下一代量子系统、变革性实验工具的创新和发现、能源相关技术的量子材料等。来源：U.S.DepartmentofEnergy.DOEAnnounces$420MilliontoAdvanceCleanEnergyBreakthroughsatEnergyResearchCentersAcrossAmerica2（岳芳）13．美国能源部支持开发波浪能前沿技术2022年1月25日，美国能源部（DOE）宣布投入2500万美元支持8个创新波浪能项目，旨在推进对波浪能技术的研究、开发和示范以加快其大规模部署，助力电力的多样化发展以实现电网脱碳。此次资助的1https://www.nature.com/articles/s41560-021-00962-y2https://www.energy.gov/articles/doe-announces-420-million-advance-clean-energy-breakthroughs-energy-research-centers162022国外零碳能源科技部署及进展项目将在俄勒冈州海岸附近的PacWave测试场进行水域测试，重点关注3个主题领域：①在PacWave设施中测试用于远程和微电网的波浪能转换器系统设计，以及可产生公开可用数据和知识的波浪能转换器系统；②开发稳健的波浪能转换器系统设计以产生离网或并网电力；③利用PacWave测试设施进行有潜力的波浪能技术研发，涉及波浪能转换器系统及组件、环境监测技术、仪器仪表和健康监测系统、波浪测量系统和其他支持技术。来源：U.S.DepartmentofEnergy.DOEAnnounces$25MillionforCutting-EdgeWaveEnergyResearch1（岳芳）14．美国研究团队在惯性聚变中首次实现燃烧等离子体状态2022年1月26日，美国能源部劳伦斯利弗莫尔国家实验室百余位研究人员组成的团队发表了一项重大突破性成果。利用美国国家点火装置（NIF）提供1.9兆焦耳的输入能量，在辐射腔中产生X射线，通过X射线烧蚀压力间接驱动燃料舱，导致在内爆过程中，通过机械功压缩和加热燃料，实现了燃烧等离子体状态。研究团队仅使用一个含有不到1毫克氢同位素的毫米大小的球体，实现了170千焦耳的聚变能量输出。来源：Nature.BurningPlasmaAchievedinInertialFusion2（汤匀彭皓）15．美国能源部资助下一代低成本清洁制氢技术2022年2月7日，美国能源部（DOE）宣布投入2800万美元用于清洁氢的研发和前端工程设计（FEED）项目，旨在开发创新下一代制氢技术，从城市固废、残留煤炭废物、废塑料和生物质原料中低成本生1https://www.energy.gov/articles/doe-announces-25-million-cutting-edge-wave-energy-research2https://www.nature.com/articles/s41586-021-04281-w172022国外零碳能源科技部署及进展产清洁氢，推进实现将清洁氢成本在10年内降至1美元/千克的目标。此次资助由《两党基础设施法案》提供资金，重点关注如下主题：①通过工艺优化和模块化技术减少清洁氢生产成本；②从废物和生物质中大规模生产氢气；③废塑料共气化结合碳捕集制氢中的传感器和控制技术；④甲烷蒸汽重整制氢装置部署碳捕集系统的FEED研究；⑤甲烷自热重整制氢装置部署碳捕集系统的FEED研究。来源：U.S.DepartmentofEnergy.U.S.DepartmentofEnergyAnnounces$28MilliontoDevelopCleanHydrogen1（岳芳王姝婷李娜）16．美国MARVEL微型反应堆项目完成原型建造2022年2月7日，美国能源部（DOE）宣布，历时9个月其支持的MARVEL微型反应堆的全尺寸电加热原型已在爱达荷国家实验室（INL）完成建造。该原型将有助于验证可在未来两年内投入使用的示范微反应堆的最终设计。微反应堆不同于一般核电站反应堆，是一种非常小的、工厂制造的、可运输的反应堆，可以为民用、工业和国防能源部门的分散发电提供电力和热量。DOE于2021年4月底宣布了其开发可产生100千瓦功率的钠钾冷却微反应堆的项目计划，即MARVEL，并计划于2024年将该反应堆连接到INL开发的世界首个核微电网。MARVEL原型将用于测试微反应堆应用、开发监管审批流程、评估远程监控系统以及开发自主控制技术。它还将用于探索和测试此类微反应堆在各种电气应用和非电气应用中的能力，例如水净化和用于区域供热的低品位热生产。来源：OfficeofNuclearEnergy.IdahoNationalLaboratoryBuildsFull-ScalePrototypeforMicroreactorProject2（徐英祺陆颖）1https://www.energy.gov/fecm/articles/us-department-energy-announces-28-million-develop-clean-hydrogen2https://www.energy.gov/ne/articles/idaho-national-laboratory-builds-full-scale-prototype-microreactor-project182022国外零碳能源科技部署及进展17．美国国家科学院研究未来化学工程新方向推进实现碳中和2022年2月9日，美国国家科学院、工程院和医学院联合发布《化学工程新方向》报告，建议对美国化学工程相关科研和产业活动进行新的投资，并开展必要的跨学科、跨部门合作，以推进实现碳中和转型的社会目标，确保可持续生产和使用食品和水，开发先进的医疗技术和工程解决方案以实现健康公平，减少制造业的浪费和污染。报告提出了化学工程助力能源系统脱碳4大方向：开发新的低碳或零碳能源技术；推进光化学领域的发展；尽量减少能源系统耗水量；以及开发具有成本效益且安全的碳捕集、利用和封存技术。来源：NationalAcademiesofSciences,Engineering,andMedicine.NewDirectionsforChemicalEngineering1（汤匀）18．美国能源部设立60亿美元信贷计划支持核能设施延寿2022年2月11日，美国能源部（DOE）启动了一项60亿美元的民用核信贷计划，以支持现有核电厂的长期运行。该项目是美国《基础设施投资和就业法》的一部分。核能发电目前提供了美国清洁电力中的52%。美国政府已将目前运行的93座核反应堆列为到2050年实现全经济净零排放的重要资源。这项新的信贷计划允许美国商业反应堆的所有者或运营商申请认证，并以竞争性方式竞标信贷，以支持现有核反应堆延寿。申请者必须证明反应堆将因经济原因关闭，并证明关闭将导致空气污染增加。美国能源部长表示DOE致力于保持100%的清洁电力，防止核反应堆过早关闭，这对于加强美国的能源安全和实现气候目标至关重要。1https://nap.nationalacademies.org/catalog/26342/new-directions-for-chemical-engineering192022国外零碳能源科技部署及进展来源：DOE.DOEEstablishes$6BillionProgramtoPreserveAmerica’sCleanNuclearEnergyInfrastructure1（徐英祺陆颖）19．美国能源部投入近30亿美元助力建立本土电池供应链2022年2月11日，美国能源部（DOE）发布两份资助招标计划，即“电池材料加工和电池制造”计划和“电动汽车电池回收和二次利用”计划，共提供29.1亿美元以推动电动汽车和电池储能技术在国内开发和制造。计划将确保美国能够建立本土电池供应链，提高经济竞争力，实现能源独立和国家安全。具体实施内容包括：新建电池原材料开发、加工、电池组件制造工厂，示范电池回收再利用并整合到电池供应链。来源：U.S.DepartmentofEnergy.BidenAdministration,U.S.DepartmentofEnergytoInvest$3BilliontoStrengthenU.S.SupplyChainforAdvancedBatteriesforVehiclesandEnergyStorage2（汤匀秦阿宁）20．美国能源部为新清洁能源技术项目投资1.75亿美元2022年2月14日，美国能源部先进能源研究计划署（ARPA-E）宣布为开放式招标（OPEN2021）计划的68个研发项目提供1.75亿美元，旨在开发能源领域颠覆性技术。资助项目侧重于以下技术：①开发更高效燃料电池来实现美国汽车的电气化；②开发颠覆性高功率密度电机，通过超紧凑型10MW+电气化飞机推进系统来实现航空电气化；③开发新系泊和锚固方法，以实现成本过高地区的电网规模浮动式风力涡轮机和流体动力系统；④开发高效热能架构，降低数据服务器的冷却功耗，并为建筑物提供供暖和制冷；⑤寻求使用镁电池替代锂电池建立快充交通解决方案，增强美国电池供应链的安全性。1https://www.energy.gov/articles/doe-establishes-6-billion-program-preserve-americas-clean-nuclear-energy-infrastructure2https://www.energy.gov/eere/articles/biden-administration-us-department-energy-invest-3-billion-strengthen-us-supply-chain202022国外零碳能源科技部署及进展来源：U.S.DepartmentofEnergy.DOEAnnounces$175MillionforNovelCleanEnergyTechnologyProjects1（刘莉娜）21．美国能源部实验室探讨化石能源促进清洁氢能发展的作用2022年2月16日，美国能源部国家能源技术实验室（NETL）发布《加速实现清洁经济氢能未来-化石能源的作用》报告，基于45个组织的90多名专家研讨结果，探讨了化石能源能够为美国发展清洁氢能起到的作用，主要结论包括：①要实现脱碳目标，清洁氢产量必须从1000万吨/年增加至2050年的5亿吨/年；②政府应实施税收抵免和激励措施，资助研发和示范；③碳捕集和封存对于化石燃料制氢至关重要，政府需要采取积极行动加以支持；④工业界关注各种清洁制氢技术，改造现有化石燃料制氢设施也有较大潜力；⑤对氢/氨路径进行技术-经济性和生命周期分析以支持政策决策；⑥利用工业基地进行氢能早期部署；⑦加强工业界、学术界、政府、非营利组织和社区的“全员参与”。来源：NationalEnergyTechnologyLaboratory.FossilEnergy’sRoleinAcceleratingACleanAffordableHydrogenFutureOutlinedinNewReport2（岳芳）22．深度强化学习算法实现托卡马克等离子体控制和位形优化2022年2月16日，谷歌旗下DeepMind公司和瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）联合研究团队通过深度强化学习算法，在可变位形托卡马克（TCV）实验中成功控制了核聚变等离子体。托卡马克是用于核聚变研究的环形装置，它借助强大的磁场将等离子体限制在数亿摄氏度的1https://www.energy.gov/articles/doe-announces-175-million-novel-clean-energy-technology-projects2https://www.netl.doe.gov/node/11562212022国外零碳能源科技部署及进展极高温状态下，从而让氢原子之间发生核聚变反应。此次研究为设计等离子体控制器打开了新方向，并有助于加速聚变科学研究。来源：Nature.Magneticcontroloftokamakplasmasthroughdeepreinforcementlearning1（杨况骏瑜黄茹）23．美国能源部投入1.5亿美元推动清洁能源技术研发2022年2月22日，美国能源部（DOE）宣布提供1.5亿美元的开放资金，资助提升能源技术效率，控制制造业碳排放的研究项目，以推进太阳能、下一代电池以及碳捕集与封存等清洁能源技术的研发工作。该资金将支持基础化学和材料研究的一系列研究课题，包括对受节能生物过程启发的新型清洁能源方法。此外，该资金还将支持能源部“地球能源攻关”倡议（EnergyEarthshotsInitiative）中的各项计划，包括旨在降低氢气生产成本的“氢气攻关”计划（HydrogenShot），旨在降低电网规模性储能成本和延长其储能时间的“长时储能攻关”计划（LongDurationStorageShot），以及旨在从大气中清除和持久存储二氧化碳的“负碳攻关”计划（CarbonNegativeShot）。来源：DOE.DOEAnnounces$150MilliontoReduceClimateImpactsofEnergyTechnologiesandManufacturing2（徐婧谢黎黄茹）24．美两家能源公司联合开发熔盐快堆原型2022年2月23日，美国泰拉能源公司（TerraPower）和南方公司（SouthernCompany）签订协议，将在爱达荷国家实验室（INL）设计、建设和运行世界首个熔盐快堆原型。该协议涉及的项目名称为“熔融氯化物反应堆实验”（MCRE），该项目被选为美国能源部（DOE）先进反应堆示范项目（ARDP）的资助项目，将推进泰拉能源的熔融氯化物1https://www.nature.com/articles/s41586-021-04301-92https://www.energy.gov/articles/doe-announces-150-million-reduce-climate-impacts-energy-technologies-and-manufacturing222022国外零碳能源科技部署及进展快堆（MCFR）建设。该项目将为MCFR示范反应堆的设计、许可和运行提供信息。MCRE项目不会涉及实际的核能发电应用，但它将以500千瓦的功率运行，并对MCFR一些重要的物理性能进行示范。MCFR技术有潜力为未来提供低成本清洁能源，同时也能为目前难以脱碳的工业、海运等行业提供无碳、高品位的工艺热。来源：TerraPower.TerraPowerandSouthernCompanytodemonstratetheworld’sfirstfast-spectrumsaltreactoratIdahoNationalLaboratory1（徐英祺陆颖）25．美国斯坦福大学开发超薄和耐高温固态聚合物电解质2022年2月25日，美国斯坦福大学崔屹教授利用电纺聚丙烯腈（PAN）基体和聚环氧乙烷（PEO）/Li盐离子导体，开发出一种用于全固态电池的新型可扩展、超薄和耐高温固态聚合物电解质（SPEs）。结果表明，当在120℃下循环时，基于该电解质的全固态电池具有出色的倍率性能，循环500次后比容量保持高达73.8%，平均单次循环仅仅衰减约0.05%的容量，表现出了优异的电化学稳定性。该工作为制备具有高能量密度、耐高温和长寿命的超薄、安全SPE提供了一种有效的技术路径。来源：AdvancedEnergyMaterials.Scalable,Ultrathin,andHigh-Temperature-ResistantSolidPolymerElectrolytesforEnergy-DenseLithiumMetalBatteries2（汤匀）26．美国马里兰大学开发高性能低成本无膜液流电池2022年3月11日，美国马里兰大学研究人员报道了一种新型可逆的氯氧化还原液流电池（RFB），该电池利用氯气/氯离子（Cl2/Cl-）氧化还原电对作为正极活性材料，在盐水或氯化钠（NaCl）水溶液进行电解，并将生成的Cl2提取并储存在四氯化碳（CCl4）或石油醚中。CCl41https://www.terrapower.com/southern-terrapower-mcre-agreement/2https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202103720232022国外零碳能源科技部署及进展或石油醚与NaCl电解液之间的不混溶性实现了无膜设计，Cl2/Cl-的理论容量为755毫安时/克，是目前RFB中使用的钒氧化物（226毫安时/克）理论容量的两倍多。基于此制备的RFB在10毫安/平方厘米下拥有大于91%的能量效率和125.7瓦时/升的能量密度。该项工作为今后开发高性能、低成本大规模液流电池提供了新的思路。来源：NatureCommunications.High-energyandLow-costMembrane-freeChlorineFlowBattery1（汤匀）27．美欧电池联盟合作加强电池技术供应链2022年3月15日，美国能源部和欧盟委员会宣布支持欧洲电池联盟和美国锂桥联盟合作，以加速发展锂离子电池和下一代电池供应链（包括关键原材料），包括：发展可持续的工业产能以满足交通和能源系统对电池日益增长的需求；研究下一代高性能电池技术；确保关键原材料的可持续采购；加快电池回收和再利用（含回收关键原材料）；增加电池行业劳动力投入；在支持向清洁能源经济转型时，优先考虑环境正义。来源：DepartmentofEnergy.DOEandEuropeanCommissionSupportCollaborationBetweentheU.S.Li-BridgeAllianceandEuropeanBatteryAlliancetoStrengthenSupplyChainforBatteryTechnologies2（李姝影张娴）28．美国能源部资助3700万美元开发储能和生物能源技术近日，美国能源部相继推出两项资助计划支持开发下一代储热和储氢技术，以及生物资源回收和能源转化。2022年3月21日，美国能源部（DOE）化石能源和碳管理办公室1https://www.nature.com/articles/s41467-022-28880-x2https://www.energy.gov/articles/doe-and-european-commission-support-collaboration-between-us-li-bridge-alliance-and242022国外零碳能源科技部署及进展宣布为3个项目提供240万美元，以推进新型热能和氢能存储技术：①石英砂或硅砂储热预前端工程设计，将10兆瓦时储热试点系统与发电厂集成；②清洁储氢项目，示范配备碳捕集与封存的天然气制氢，实现储氢规模超过54兆瓦时，用于天然气热电联产设施的负荷跟踪；③具有成本效益的中长时储氢预前端工程设计，对现有和新建化石燃料发电设施集成钢筋混凝土复合储氢原型进行研究，提高火电灵活性。2022年3月22日，美国能源部宣布资助3450万美元支持开发技术将社区废物流转化为高价值的生物燃料和生物产品，招标公告包括四个主题领域：①城市固体废物原料预处理和高价值副产品开发技术；②具有长期稳定性、同质性和长寿命的工程化微生物开发；③稳健的生物催化转化工艺设计；④社区规模的有机废物资源和能量回收。来源：DepartmentofEnergy.DOEInvests$2.4MillionforNext-generationEnergyStorageTechnologies1;DepartmentofEnergyAnnounces$34.5MillionforImprovedBioenergyResourceRecoveryandConversionSystems2（汤匀李娜娜王姝婷李娜吴晓燕）29．共价有机框架电解质介导助力开发可折叠固态电池2022年3月25日，美国德克萨斯大学奥斯汀分校研究人员开发了一种新型液体电解质（DMA@LiTFSI），由溶解在二甲基丙烯酰胺（DMA）中的双（三氟甲磺酰）亚胺锂（LiTFSI）组成。锂盐可以引发DMA溶剂的共聚，从而构建出高延展性的聚合物电解质。实验研究表明，这种改变的微环境以定向方式激活了锂离子（Li+）的运动，从而促使Li+电导率增加了100倍，在室温下达到了0.85的转移数。这种电解质介导策略为许多其他多孔材料实现安全柔性的固态电池铺平了道路。来源：AdvancedMaterials.FoldableSolid-stateBatteriesEnabledbyElectrolyteMediationinCovalentOrganicFrameworks31https://www.energy.gov/fecm/articles/doe-invests-24-million-next-generation-energy-storage-technologies2https://www.energy.gov/eere/articles/department-energy-announces-345-million-improved-bioenergy-resource-recovery-and3https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202201410252022国外零碳能源科技部署及进展（汤匀）30．钽/氧化钛纳米添加剂提高燃料电池催化剂耐久性2022年3月25日，美国纽约市立大学-女王学院、伊利诺伊大学芝加哥分校、西北太平洋国家实验室和马里兰大学研究人员发现在燃料电池的Fe-N-C催化剂添加钽/氧化钛（Ta-TiOx）纳米颗粒，能够主动清除自由基（如过氧化氢），提高催化剂的耐久性。通过荧光光谱和电子顺磁共振波谱技术，确定纳米颗粒的尺度以及Ta和TiOx的比例，量化自由基的浓度和评估催化剂的耐久性。结果表明，当Ta-TiOx纳米颗粒尺度在5纳米左右，Ta和TiOx比例为6:4时，过氧化氢的产率被抑制到2%以下（减少了51%），燃料电池的电流密度衰减从33%降低到3%。来源：NatureEnergy.Ta-TiOxNanoparticlesasRadicalScavengerstoImprovetheDurabilityofFe-N-COxygenReductionCatalysts1(腾飞)31．美瑞科研人员联合开发高效低成本镍基燃料电池催化剂2022年4月4日，美国特拉华大学和瑞士洛桑联邦理工学院联合开发一种镍基催化剂，包含嵌入在氮掺杂碳上负载的镍纳米颗粒，根据X射线、紫外光电子能谱和氢气的化学吸附数据，镍纳米颗粒与载体之间的电子相互作用导致平衡的氢与氢氧化物的结合能，使其电化学表面积归一化交换电流密度为70微安/平方厘米，是目前无铂金属电催化剂中的最高值。采用该催化剂的氢氧化物交换膜燃料电池在95℃下峰值功率密度能达到488毫瓦/平方厘米，是其他氢氧化物交换膜燃料电池的6.4倍。来源：NatureMaterials.AnEfficientNickelHydrogenOxidationCatalystforHydroxideExchangeMembraneFuelCells2（滕飞）1https://www.nature.com/articles/s41560-022-00988-w2https://www.nature.com/articles/s41563-022-01221-5262022国外零碳能源科技部署及进展32．新型正极保护材料助力4.8V高压锂离子电池结构稳定2022年5月9日，美国布鲁克海文国家实验室研究人员使用二氟磷酸锂（LiDFP）作为锂电池富镍层状材料LiNixMnyCo1-x-yO2（NMC）的高压保护添加剂，促使其形成了稳定的界面相。这种界面相能抑制过渡金属的溶解和促进正极表面重构，实现了锂离子（Li+）在正极内的均匀分布，有效缓解了正极应变和裂纹的形成。结果表明，使用1%LiDFP电解质的锂电池即使在4.8V高压下循环200次后仍具有228.02毫安时/克的高放电容量，容量保持率达到97.64%。与传统方法相比，该方法具有材料便宜和加工简单的优点，在超高电压下，同时解决了富镍层状材料面临的相间不稳定性。来源：NatureEnergy.AdditiveEngineeringforRobustInterphasestoStabilizeHigh-NiLayeredStructuresatUltra-highVoltageof4.8V1（汤匀）33．美国能源部资助储能、氢能及生物能源技术开发5~6月，美国能源部（DOE）先后宣布多项举措，支持储能、氢能、生物能源等多项清洁能源技术研发，详情如下：5月12日，DOE宣布根据《两党基础设施法案》拨款，在四年内共资助5.05亿美元促进长时储能技术开发，通过降低成本推动储能系统更广泛的商业示范部署。具体包括三个阶段：①技术示范阶段，开发一批具有应用潜力的实用规模（100千瓦或更小规模）技术示范；②项目验证阶段，提供至少10小时的额定功率数据，并经过第三方测试认证，证实储能成本控制在0.05美元/千瓦时以内；③项目试点阶段，促进符合条件的实体（包括州能源办公室、部落、高校、公共事业部门和储能公司）加大对储能领域投资，解决市场上技术采纳所面临的制度性障碍。1https://www.nature.com/articles/s41560-022-01020-x272022国外零碳能源科技部署及进展5月19日，DOE宣布将为6个氢能研发项目提供2490万美元资金，以支持清洁氢发电技术的发展。这些项目将有效提高现有和新型氢能技术的性能、可靠性和灵活性。具体包括：①建造一座新的制氢工厂，制氢纯度将达到99.97%，同时捕获90%~99%的CO2；②在燃气轮机中使用氢氨混合燃料；③开发和测试使用100%氢燃料的燃气轮机组件；④氢燃气轮机优化研究；⑤提高天然气-氢气混合燃料中氢气的占比，将其应用于高温钻井平台；⑥开发和测试一种燃烧效率超过99.99%的氨燃料燃气轮机燃烧器。6月1日，DOE宣布在“规模化综合生物精炼厂”计划框架下资助5900万美元，支持规模化生物精炼和生物燃料减排技术研发。此次资助关注如下主题：①扩大生物精炼的关键工艺，使其从实验室规模（技术成熟度3或4级）提升至工业相关设备规模（技术成熟度5级），包括使用传统生物基原料的技术，以及通过直接空气碳捕集（DAC）从环境空气中获得CO2并用于藻类系统的技术；②综合生物精炼厂的试点及示范，将把生物燃料和生物产品制造技术规模扩大到试点和示范规模；③分析或示范在现有第一代玉米乙醇行业中降低温室气体排放和碳强度的策略，如低碳农业实践、转向可再生能源供热和供电（即可再生天然气或生物质）、过程中CO2的利用以及乙醇设施的生产力或转化效率措施。6月8日，DOE发布意向通知，根据《两党基础设施法案》拨款，投入80亿美元建立区域清洁氢能中心（H2Hubs），通过集成清洁氢能生产、加工、输运、存储和终端应用加速氢能部署。DOE将部署至少4个清洁氢能中心，具备如下特征：①原料多样性，至少各有1个清洁氢能中心示范化石燃料制氢、可再生能源制氢和核能制氢；②终端用途多样性，至少各有1个清洁氢能中心示范氢能在发电、工业、住宅/商业供热、交通领域的应用；③地理多样性，清洁氢能中心将部署在不同地区，可利用该地区丰富的能源资源，至少有2个位于天然气资源丰富地282022国外零碳能源科技部署及进展区；④提供就业，优先考虑能为当地创造最多就业机会的地区。来源：DepartmentofEnergy.BidenAdministrationLaunchesBipartisanInfrastructureLaw’s$505MillionInitiativetoBoostDeploymentandCutCostsofIncreaseLongDurationEnergyStorage1;DOEAnnouncesNearly$25MilliontoStudyAdvancedCleanHydrogenTechnologiesforElectricityGeneration2;DOEAnnounces$59MilliontoExpandBiofuelsProductionandDecarbonizeTransportationSector3;DOELaunchesBipartisanInfrastructureLaw's$8BillionProgramforCleanHydrogenHubsAcrossU.S.4（岳芳汤匀王姝婷李娜吴晓燕陈方）34．通过氧掺杂开发高性能固态钠电池玻璃电解质2022年5月23日，美国休斯顿大学和爱荷华州立大学研究人员合作，成功地合成了一种兼具硫化物和氧化物固体电解质优点的新型硫氧化物玻璃固体电解质。与纯硫化物相比，掺氧硫化物具有更强、更致密的玻璃网络。由于极大地提高了成形性，硫氧化物表现出更高的机械强度，通过形成自钝化的固态电解质界面，钠金属表现出良好的电化学稳定性。基于此制备的均匀三层复合材料固体电解质的临界电流密度可达2.3毫安/平方厘米，为目前报道的最高水平，在0.2毫安/平方厘米下能稳定循环长达500小时。该方法为今后开发高能、安全、低成本和长周期寿命的固态电池提供了一种新策略。来源：NatureCommunications.AnElectrochemicallyStableHomogeneousGlassyElectrolyteFormedatRoomTemperatureforAll-solid-stateSodiumBatteries5（汤匀）35．美国能源部列出2023财年核能五点关键事项2022年6月6日，美国能源部（DOE）核能办公室（NE）列出了1https://www.energy.gov/articles/biden-administration-launches-bipartisan-infrastructure-laws-505-million-initiative-boost2https://www.energy.gov/articles/doe-announces-nearly-25-million-study-advanced-clean-hydrogen-technologies-electricity3https://www.energy.gov/articles/doe-announces-59-million-expand-biofuels-production-and-decarbonize-transportation-sector4https://www.energy.gov/articles/doe-launches-bipartisan-infrastructure-laws-8-billion-program-clean-hydrogen-hubs-across5https://www.nature.com/articles/s41467-022-30517-y292022国外零碳能源科技部署及进展2023财年核能五点关键事项，以推动核能的发展，支持美国实现2050净零排放的目标。这五点优先事项包括：①先进的反应堆示范项目转移到清洁能源示范办公室，包括X-能源公司的Xe-100反应堆和泰拉电力公司的Natrium反应堆项目；②增加8%的年度财政预算，以支持推进先进反应堆示范计划（ARDP）下项目和开发小型、微型模块化反应堆项目；③NE正在申请9500万美元预算，以进一步建立一个激励将高丰度低浓铀（HALEU）燃料商业生产的计划，支持其用作先进反应堆燃料的示范；④大学的核能研发应该得到推进，NE计划在2022财年结束前确定新的和扩大的大学研发计划的重点。⑤提供5300万美元预算，以进一步发展废旧核燃料综合废物管理战略，减少基于社区、团体同意的核电站选址过程的障碍。来源：U.S.DepartmentofEnergy.5KeyTakeawaysfromtheNuclearEnergyFY2023BudgetRequest1（徐英祺陆颖）36．利用顺序分解无烧结合成法制备高性能固态电池2022年6月10日，美国麻省理工学院研究人员开发一种具有成本效益的顺序分解合成（SDS）方法，制得与目前聚合物隔膜所需厚度范围接近的固体氧化锂基电解质，并且在较低的加工温度（<700℃）下成功制备出高性能固态电池。实验证明，该工艺具有合适的晶粒薄膜厚度长径比（约为80~500），优异的Li+电导率，且能在较低温度（<700℃）下合成。基于SDS法制备的固态电解质膜中的锂离子电导率在30℃和185℃分别高达（2.4±0.05）×10-6西门子/厘米和（1.5±0.05）×10-4西门子/厘米，活化能为0.34±0.03电子伏特。该顺序分解合成法为今后实现大规模、低成本固态电池制备与应用奠定了基础。来源：Energy&EnvironmentalScience.ASinter-freeFutureforSolid-stateBatteryDesigns21https://www.energy.gov/ne/articles/5-key-takeaways-nuclear-energy-fy2023-budget-request2https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/ee/d2ee00279e302022国外零碳能源科技部署及进展（汤匀）37．全无机钙钛矿太阳能电池创造17.4%转换效率新纪录2022年6月16日，美国普林斯顿大学研究人员为了最大限度地提高太阳能电池的热稳定性和光稳定性，在钙钛矿活性层和空穴传输层之间加入二维铅卤钙钛矿（Cs2PbI2Cl2）覆盖层，稳定界面的同时使全无机PSCs的光电转换效率从14.9%提高到17.4%。同时，具有这种二维覆盖层的器件在35℃下并未出现降解，需要在110℃和恒定光照下超过2100小时才能降低其初始效率的20%。基于此，通过计算得出，制备的PSCs在35℃下能连续运行51000±7000小时（即大于5年）。来源：Science.AcceleratedAgingofAll-inorganic,Interface-stabilizedPerovskiteSolarCells1（汤匀）38．美国能源部为74个核能项目投资6130万美元2022年6月17日，美国能源部（DOE）宣布对74个核能项目拨款6130万美元进行资助。这些项目将支持美国40多所大学的核技术开发、基础设施改善并提供就业机会，通过扩大核能，帮助美国实现2050净零排放的目标。资助分为三个主要部分，用于支持美国29个州的大学的核能研究工作：①研发经费5300万美元，用于支持49个研发项目，使得研究团队能够合作解决复杂的科学技术问题，以推进核技术研发与理解；②基础设施改善经费520万美元，用于在20所大学建立科学基础设施，升级研究反应堆，以提升大学的科研能力；③职业发展经费310万美元，用于奖励五名大学的科学家对核科学和教育的杰出贡献，并通过能源部新的杰出早期职业计划支持他们的研究活动。来源：U.S.DepartmentofEnergy.U.S.DepartmentofEnergyAwards$61MillioninNuclearEnergyProjectsatU.S.Universities,Industry,andNationalLaboratories2.1https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn56792https://www.energy.gov/articles/doe-announces-38-million-launch-decarbonization-initiative-national-laboratories312022国外零碳能源科技部署及进展（徐英祺陆颖）39．美国能源部11.8亿美元支持清洁能源示范2022年6月，美国能源部（DOE）先后宣布投入11.8亿美元支持多项研发示范项目，助力能源转型。详情如下：根据《两党基础设施法案》拨款，共投入11.3亿美元支持水电现代化和矿区清洁能源示范。包括：①6月29日宣布投入5亿美元，支持在矿区部署清洁能源示范项目，包括太阳能，微电网，地热能，直接空气碳捕集，化石燃料发电结合碳捕集、利用和封存（CCUS），储能（包括抽水蓄能和压缩空气储能），先进核能，以提振地方经济并减少碳排放；②6月30日宣布投入6.3亿美元启动“维持和加强水电激励”计划和“水电效率提升激励”计划以促进水电设施现代化，前者资助5.536亿美元支持电网灵活性、水坝安全和环境改善技术，后者向水电设施所有者和运营商提供7500万美元支持提高水电能效的技术（至少提高3%）。6月8日，DOE宣布在“小企业创新研究与技术转让（SBIR/STTR）”计划框架下资助5300万美元资助259个小企业研发项目，开展能源安全和应急响应、国防核不扩散、电力、能效和可再生能源、化石能源、聚变能、高能物理和核裂变能八大主题领域的研发创新工作。来源：U.S.DepartmentofEnergy.BidenAdministrationLaunches$500MillionProgramtoTransformMinesintoNewCleanEnergyHubs1;BidenAdministrationLaunches$630MillioninProgramstoModernizeNation'sHydropowerFleet2;DOEAnnounces$53MillionforSmallBusinessesPursuingCleanEnergyandClimateSolutions3（岳芳汤匀王姝婷李娜）1https://www.energy.gov/articles/biden-administration-launches-500-million-program-transform-mines-new-clean-energy-hubs2https://www.energy.gov/articles/biden-administration-launches-630-million-programs-modernize-nations-hydropower-fleet3https://www.energy.gov/oe/articles/doe-announces-53-million-small-businesses-pursuing-clean-energy-and-climate-solutions322022国外零碳能源科技部署及进展40．美智库发布核能发展研究报告2022年7月6日，美国突破研究所（BreakthroughInstitute）发布《推进核能：评估核能的部署、投资及其对美国清洁能源未来的影响》研究报告指出，先进核能作为一种稳定持久、灵活性高的清洁能源，在美国清洁能源体系转型的过程中将发挥重要作用，并能获得良好的经济、社会和气候效益。相较于风能、太阳能等间歇性可再生能源，先进反应堆运行灵活性高，可以提供更加稳定、可靠的电力，并全天侯持续供电。发展先进核能技术，可以帮助降低未来美国清洁能源系统的成本；先进核电厂产生的热量和蒸汽可以为重化工业这类难以脱碳的部门提供可靠、清洁的能源；此外，可在现有化石燃料发电厂建设先进反应堆，以清洁能源取代化石能源，促进地区能源转型。来源：BreakthroughInstitute.AdvancingNuclearEnergy:EvaluatingDeployment,Investment,andImpactinAmerica'sCleanEnergyFuture1（徐英祺陆颖）41．美澳科研机构签署新协议推进清洁能源研发合作7月12日，澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）与美国能源部国家可再生能源实验室（NREL）签署谅解备忘录，促进在可再生能源、电网、氢能和塑料废物相关领域开展研究合作。两个机构将通过共享知识、研究和基础设施能力扩大双方合作，从单个项目合作转变为解决方案驱动的科学、研究和创新综合计划，以应对全球能源转型相关的最紧迫挑战。根据协议，CSIRO和NREL最初将专注于四个领域：氢能、全球电力系统转型、塑料垃圾利用，以及针对中小企业的加速器/孵化器计划。来源：CommonwealthScientificandIndustrialResearchOrganisation.EnergyPartnershiptoStrengthenResearchCollaborationBetweenAustraliaandUS21https://thebreakthrough.org/articles/advancing-nuclear-energy-report2https://www.csiro.au/en/news/News-releases/2022/Energy-partnership-to-strengthen-research-collaboration-between-Aust-and-US332022国外零碳能源科技部署及进展（岳芳）42．爱达荷国家实验室首次示范模拟微型核反应堆数字孪生技术2022年7月14日，美国爱达荷国家实验室（INL）的研究人员对模拟微型反应堆进行了首次数字孪生测试。研究人员使用传感器数据和开源技术构建了微型反应堆敏捷非核实验试验台（MAGNET）的虚拟模型，以创建一致的信息流和实时数据共享。这种数字孪生使研究人员能够在不同的操作条件下测试、评估和预测微型反应堆的行为。通过集成机器学习，数字孪生成功地预测了未来的热管温度，并检测了不利阈值温度的趋势。然后，虚拟模型通过调节其温度来自动控制热管，研究人员使用单独的计算机系统来捕获热管的3D模型和传感器温度。来源：OfficeofNuclearEnergy.IdahoNationalLaboratoryDemonstratesFirstDigitalTwinofaSimulatedMicroreactor1（黄茹）43．美国能源部多项资助支持清洁能源技术开发7~8月，美国能源部（DOE）发布多项资助信息，支持开发清洁能源技术，以应对全球气候变化。具体包括：7月11日，美国能源部（DOE）宣布向先进能源研究计划署（ARPA-E）“支持产业化早期能源发现（SEED）2”项目提供近1000万美元，以资助颠覆性能源技术研发，具体包括：①确保清洁能源关键材料的稳健供应并以全新的方式制造生物燃料；②高效提取、浓缩和提纯关键金属和稀土元素；③生产可持续航空燃料和可再生柴油；④难减排行业低碳设备研发；⑤开发数据中心冷却系统。7月14日，DOE电力办公室宣布通过技术商业化基金（TCF）提1https://www.energy.gov/ne/articles/idaho-national-laboratory-demonstrates-first-digital-twin-simulated-microreactor2该探索性主题旨在通过识别和支持小型企业中能源相关技术的颠覆性概念以及与大学和国家实验室的合作来支持产业化早期能源发现技术。342022国外零碳能源科技部署及进展供1840万美元，用于7个国家实验室项目，旨在将更多的清洁能源技术推向市场。7月14日，DOE宣布提供5600万美元，用于激励美国本土太阳能制造和回收利用技术创新。包括：①开发长寿命光伏组件和回收利用光伏组件材料；②研制高稳定性、大面积的钙钛矿光伏组件制造工艺；③开发先进的碲化镉光伏组件材料及制造工艺等。7月19日，DOE宣布为6个项目提供1000万美元，以加快部署清洁能源技术。通过部署可再生供应的区域能源系统并将单一制造技术整合到能源管理实践中来提高能源效率，管理排放并提高企业竞争力。主要包括：①可再生区域能源系统的开发和示范；②加快智能制造和能源管理系统相整合的区域能源系统示范。7月24日，DOE宣布启动“借鉴石油和天然气的地热能部署工程”（GEODE）计划，未来5年投入1.65亿美元，通过改进油气行业技术来扩大地热能部署。该项计划在今年将投入1000万美元建立一个合作研发示范联盟，推进改造现有油气技术用于地热能领域，评估并提出解决监管和许可障碍的方法，并发展地热能领域的劳动力。之后4年将陆续投入1.55亿美元，重点关注4个主题领域：①技术转移，研发相关工具和方法；②示范和部署，进行数据采集以及供热和发电示范；③消除障碍，进行资源潜力和监管分析；④劳动力培养，进行劳动力分析、培训和教育。7月27日，DOE发布一份意向通知，将资助清洁氢能和电网灵活性技术研发和示范，以降低清洁制氢成本，并建立电网灵活性大学联盟以支持灵活性规划和试点项目。主要包括：①氢能和燃料电池技术，包括太阳能光电化学转化和热化学制氢、氢泄漏测量传感器、材料储氢、中重型车辆质子交换膜燃料电池催化剂及膜电极组件；②改进电网灵活性，将建立大学研究联盟，以支持开发和实施电网灵活性计划所需的工具、数据、分析、规划、标准和方法。8月1日，美国能源部（DOE）化石能源和碳管理办公室（FECM）352022国外零碳能源科技部署及进展宣布向利用国内煤炭资源生产电池和先进制造等清洁能源技术的研发项目投资600万美元，挖掘煤炭和煤炭废弃物的创新用途。重点资助领域包括：①将煤炭和煤炭废弃物转化为石墨和碳金属复合材料和合金等产品；②作为生产各种高价值碳产品的原料；③通过加工制备具有电气和机械性能的产品。8月1日，美国能源部（DOE）宣布投入2000万美元启动碲化镉加速器联盟，扩大国内CdTe光伏材料和组件生产，以降低碲化镉（CdTe）太阳能电池的成本、提高效率并开发太阳能电池产品的新市场。研究计划包括：①CdTe掺杂策略、表征；②探索新CdTe接触材料；③实现双面（正反面吸收光）CdTe模块开发。来源：U.S.DepartmentofEnergy.U.S.DepartmentofEnergyAnnouncesNearly$10MilliontoSmallBusinessesNationwideWorkingonNewEnergyTechnology1;DOEAnnounces$18MilliontoStreamlineCommercializationofCleanEnergyTechnologies2;Biden-HarrisAdministrationAnnounces$56MilliontoAdvanceU.S.SolarManufacturingandLowerEnergyCosts3;DOEAnnounces$10MillionforRenewablySuppliedDistrictEnergySystemsandRegionalSmartManufacturingPilotInitiatives4;DOEtoInvestUpto$165MilliontoAdvanceDomesticGeothermalEnergyDeployment5;DOEIssuesNoticeofIntenttoProvideFundingforCleanHydrogenandGridResilienceProjectstoSupportClimateGoals6;DOEAnnouncesUpto$6MilliontoDevelopUsefulProductsfromCoalandCoalWastes7;DOELaunchesNewResearchGrouptoGrowAmerica'sSolarIndustry8（汤匀岳芳王姝婷李娜赵佳敏李姝影张娴）1https://arpa-e.energy.gov/news-and-media/press-releases/us-department-energy-announces-nearly-10-million-small-businesses2https://www.energy.gov/articles/doe-announces-18-million-streamline-commercialization-clean-energy-technologies3https://www.energy.gov/articles/biden-harris-administration-announces-56-million-advance-us-solar-manufacturing-and-lower4https://www.energy.gov/eere/amo/articles/doe-announces-10-million-renewably-supplied-district-energy-systems-and-regional5https://www.energy.gov/articles/doe-invest-165-million-advance-domestic-geothermal-energy-deployment6https://www.energy.gov/eere/articles/doe-issues-notice-intent-provide-funding-clean-hydrogen-and-grid-resilience-projects7https://www.energy.gov/fecm/articles/doe-announces-6-million-develop-useful-products-coal-and-coal-wastes8https://www.energy.gov/articles/doe-launches-new-research-group-grow-americas-solar-industry362022国外零碳能源科技部署及进展44．美桑迪亚国家实验室开发不依赖稀土磁体的新型风力涡轮机2022年8月3日，美国能源部桑迪亚国家实验室工作的研究人员宣布开发了一种新型旋转电接触装置（RotaryElectricalContact），有望结束风力涡轮机中对稀土磁体的需求。目前大多数公用事业规模的风力涡轮机都依赖稀土磁体，稀土磁体成本高，且易受到供应链不确定性的影响。该实验室的双通道旋转触电技术（TwistactTechnology）使风力涡轮机能够通过纯滚动接触装置沿超低电阻路径传输电流，即在静止和旋转框架之间或具有不同速度或旋转方向的两个旋转组件之间可以传输电流。实验室测试证明这套设备能够在无需维护的情况下运行超过30年。该技术还有望应用在同步电动机和发电机、电气化铁路和雷达塔等项目中。来源：SandiaNationalLaboratories.PropellingWindEnergyInnovation1（李扬）45．美开展结构材料计算研究助推先进熔盐反应堆建设8月9日，美国能源部（DOE）宣布资助洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）925万美元，开展名为“先进计算科学发现”（SciDAC）的5年期研究项目。该项目旨在利用美国的先进计算资源，对熔盐反应堆中结构材料的行为和特性进行建模分析，帮助研究人员了解和预测熔盐堆中各种金属的腐蚀和辐射效应之间的相互作用，为熔盐堆的设计决策和安全分析提供信息，推动设计和示范安全高效的先进核反应堆，帮助美国实现净零排放目标。来源：U.S.DepartmentofEnergy.U.S.DepartmentofEnergySelectsLosAlamosNationalLabtoLead$9.25MillionAdvancedComputingPartnership21https://energy.sandia.gov/propelling-wind-energy-innovation/2https://www.energy.gov/science/articles/us-department-energy-selects-los-alamos-national-lab-lead-925-million-advanced372022国外零碳能源科技部署及进展（徐英祺陆颖）46．美国爱达荷国家实验室开发超快电动汽车充电技术2022年8月22日，在美国化学会（ACS）的秋季会议上，美国爱达荷国家实验室的研究团队发布了一项使用机器学习技术整合充电数据来加速电动车充电速度的技术。该研究以优化速度的方式定制新的充电协议，缩短了电池的充电时间，同时避免损坏车辆的电池。研究人员通过将锂离子电池在充电和放电周期中的信息输入机器学习模型中，并将数据加以训练，预测了不同充电模式下电池的寿命。之后，该团队将这些数据反馈进行识别和优化，设计了新的充电协议，然后在真实电池上进行测试，以获得更多时间和更高功率。结果显示，电池在10分钟内充电到90%以上，没有发生电极开裂等现象。来源：AmericanChemicalSociety.Super-fastElectricCarCharging,withaTailor-madeTouch1（李扬）47．X-energy完成高温气体反应堆开发项目2022年8月23日，美国X能源公司（X-energy）完成了一个为期6年的研究项目。项目总资助额度4000万美元，完成小型高温气冷堆Xe-100的基础设计，并在橡树岭国家实验室（ORNL）的中试规模设施中利用天然铀，制造了首批三元结构各向同性核燃料（TRISO）颗粒。X-energy计划2023年向美国核管理委员会（NRC）提交专题报告，为其示范项目选择场地，并于当年年底提交示范项目的施工许可申请。来源：OfficeofNuclearEnergy,DOE.X-energyCompletes$40MillionProjecttoFurtherDevelopHigh-TemperatureGasReactor2（徐英祺陆颖）1https://www.acs.org/content/acs/en/pressroom/newsreleases/2022/august/super-fast-electric-car-charging-with-tailor-made-touch.html2https://www.energy.gov/ne/articles/x-energy-completes-40-million-project-further-develop-high-temperature-gas-reactor382022国外零碳能源科技部署及进展48．美国NREL与丰田汽车合作推进兆瓦级氢燃料电池发电系统2022年8月24日，美国能源部国家可再生能源实验室（NREL）宣布将与丰田汽车北美公司合作，在NREL的Flatirons园区建造、安装和评估1兆瓦质子交换膜燃料电池发电系统，以示范在综合能源系统中使用氢燃料电池进行大规模发电。该系统将多个丰田公司的燃料电池模块集成到一起，以实现响应式固定电源。丰田公司将提供燃料电池模块，并与系统集成商Telios合作进行系统设计和集成。NREL设计燃料电池系统的运行条件，识别性能限制和衰退，生成有价值的真实数据，还将评估该系统与储能和可再生能源集成时的性能。来源：NationalRenewableEnergyLaboratory.NewResearchCollaborationtoAdvanceMegawatt-ScaleHydrogenFuelCellSystems1（岳芳）49．美韩企业扩大在微型反应堆研发与建设方面的合作2022年8月29日，美国超安全核能公司（UltraSafeNuclearCorporation）与韩国现代工程公司（HyundaiEngineering）签署了框架性协议，宣布扩大在微型模块化反应堆（MMR）项目开发和部署方面的现有合作，推动双方在全球部署MMR。两家公司还签署了谅解备忘录，以全陶瓷微囊化技术（FCM）、MMR燃料和反应堆技术为基础，开发一种适用于高效电力生产和热能工程应用的多用途高温反应堆（MP-HTR）。来源：UltraSafeNuclearCorporation.UltraSafeNuclearCorporationandHyundaiEngineeringExtendCollaborationtoAdvanceMicroModularReactors21https://www.nrel.gov/news/program/2022/new-research-collaboration-to-advance-megawatt-scale-hydrogen-fuel-cell-systems.html2https://usnc.com/ultra-safe-nuclear-corporation-and-hyundai-engineering-extend-collaboration-to-advance-micro-modular-reactors392022国外零碳能源科技部署及进展（徐英祺陆颖）50．美国能源部多项资助支持清洁能源技术研发8~9月，美国能源部（DOE）发布多项资助信息，支持清洁能源基础研究、氢能、储能和先进核能技术开发，以推进实现碳中和目标。具体包括：1、清洁能源和低碳制造基础前沿研究8月25日，DOE宣布为54所大学和11个国家实验室投入超过5.4亿美元以支持清洁能源技术和低碳制造研究。包括：①超过4亿美元用于新建和延续43个能源前沿研究中心，研究涵盖清洁能源科学、先进制造、量子科学等，以应对阻碍能源技术进步的科学挑战；②1.4亿美元支持53个化学和材料科学基础研究项目以推进清洁能源技术和低碳制造，包括太阳能、核能、氢能、储能、碳捕集及封存（CCS）、碳转化、能源材料、新型制造工艺等。2、可再生能源技术8月2日，DOE太阳能技术办公室（SETO）和风能技术办公室（WETO）宣布资助2600万美元用于太阳能和风能电网可靠性示范，以实现电力系统中100%电力来自太阳能、风能和储能资源。具体资助方向包括：①太阳能和风能电网服务设计、实施和示范，主要开发集中和/或自主的地方控制系统，以验证清洁能源发电设备的可行性，对现有大容量电网中的运营命令实现可靠的响应；②基于逆变器的大容量电力系统保护装置研究，主要针对保护系统提升建模和仿真的能力，并开发新技术和优化线路，以实现在任何级别的逆变器发电系统中保持输电网的可靠性。8月15日，DOE地热能研究前沿观测研究（FORGE）实验室宣布资助4400万美元用于推动本国地热能研究，促进增强型地热系统（EGS）开发测试技术创新。该项目重点资助5方面：①自适应诱导地震活动度402022国外零碳能源科技部署及进展监测框架；②新型热储改造技术；③EGS热开采效率现场规模实验；④犹他州FORGE工厂高温支撑剂深井的增产技术；⑤用于开孔操作的多组跨式封隔机。3、氢能技术8月23日，DOE宣布为推动清洁氢能技术开发与部署提供4000万美元资金支持，推进实施“氢能攻关”和“H2@Scale”计划，以降低制氢成本，促进清洁氢的生产、输运、存储和利用，关注领域包括：①光电化学和太阳能热化学制太阳燃料；②开发和验证用于监测和测量氢损失的传感器技术；③材料储氢技术示范；④开发用于中/重型燃料电池汽车的高性能、耐用、低铂族金属含量催化剂和膜电极组件。8月26日，DOE宣布共计投入6090万美元支持清洁氢能技术，以推进发电、工业和交通脱碳。包括：（1）投入2890万美元支持15个清洁制氢项目，涉及如下主题：①利用可持续生物原料生产低成本、脱碳氢气；②利用生物质、废煤、废塑料和城市固废等混合原料生产清洁氢气，并结合碳捕集技术；③进行前端工程设计研究，以设计和实施天然气制氢的碳捕集系统。（2）发布3200万美元的资助公告支持氢能生产及储运，涉及如下主题：①开发从可持续生物质、城市固废、废煤和废塑料生产氢气的技术；②进一步开发现有天然气制氢工艺，使其更接近商业化；③氢气管道和输送基础设施泄漏检测的性能改进；④开发长期、安全的地下储氢技术。4、储能技术8月29日，DOE发布信息，旨在指导实施《两党基础设施法案》提出的锂离子电池回收计划，以强化国内电池回收利用，建立更可持续的电池供应链。该计划2022—2026年预算共计3.35亿美元，包括：①“电池回收研究、开发和示范拨款”预算6000万美元；②“州和地方计划”预算5000万美元；③“零售商作为回收点”预算1500万美元；④“电动汽车回收和二次使用计划”预算2亿美元。DOE重点针对如下领域进412022国外零碳能源科技部署及进展行公众咨询：①锂离子电池和制造废料的收集；②锂离子电池和制造废料的运输；③回收流中锂离子电池的分类；④锂离子电池和制造废料的处理；⑤制造/加工设施许可；⑥锂离子电池的二次使用；⑦锂离子电池的州和地方收集计划；⑧锂离子电池零售收集计划；⑨扩大工会参与；⑩公平、环境和能源正义优先事项。9月1日，美国能源部（DOE）国家能源技术实验室发布一项招标，通过启动快速运行验证计划（ROVI）加速对液流电池等新型储能电池的测试和验证，解决技术开发中的关键数据需求。该计划将建立一个数据收集和分析框架，以确定不同长时储能技术的基本数据需求，然后开发协议以确保可以以标准化格式收集和存储数据。此外，ROVI将为项目执行者提供平台，从真实系统收集数据并利用人工智能和机器学习等方法获得预测性能。该计划的目标是利用数据驱动方法开发新技术加速测试和验证方法，实现仅需1年甚至更少时间的测试数据预测超过15年的技术性能。5、先进核能技术8月30日，美国能源部（DOE）下属的核能大学计划（NEUP）宣布将向麻省理工学院（MIT）、爱达荷国家实验室（INL）和英国CorePower公司提供资助，用于为期3年的海上浮动式核能发电研发项目。三家机构将对浮动式海上核能发电的经济和环境效益开展合作研究。DOE在较早之前宣布将投入80亿美元用于资助和发展美国的区域氢气中心（H2Hubs），本次获资助的海上浮动式核能发电研发项目将着眼于美国沿海的核能区域氢气中心的设置规划，以在未来通过海上核电实现安全、廉价和可靠的氢气生产。9月1日，DOE宣布“先进核能技术开发”资助公告，将资助核能耦合氢能生产和利用相关项目，开发核电厂热集成用于高温制氢，以及核能与氢能的耦合集成。重点关注主题包括：①20~300兆瓦核电站热能提取、分配和控制的前端工程设计研究，以支持核能和氢能园区发展；422022国外零碳能源科技部署及进展②开发可扩展的原型系统，将核电电解制氢与特定氢能应用的开发和示范相结合，终端应用包括氢能交通、发电和储能、工业和化学应用等。来源：U.S.DepartmentofEnergy.DOEAnnounces$540MillionforTechnologiestoTransformEnergyProductionandCutEmissions1;SolarandWindGridServicesandReliabilityDemonstration2;DOEAnnouncesupto$44MilliontoAdvanceEnhancedGeothermalSystems3;DOEAnnounces$60MilliontoAdvanceCleanHydrogenTechnologiesandDecarbonizeGrid4;DOEAwards$29MilliontoAdvanceCleanHydrogenProduction5;DOEFundingOpportunityforNuclear-CoupledHydrogenProductionandUse6;Biden-HarrisAdministrationEstablishesBipartisanInfrastructureLaw’s$335MillionBatteryRecyclingPrograms7;CorePowerandMITEnergyInitiativeSecureFundingforFloatingNuclearResearchProject8;DepartmentofEnergyOpportunity:RapidOperationalValidationInitiativeforFlowBatteries9（岳芳汤匀任毅袁洁赵佳敏李姝影张娴王姝婷李娜徐英祺陆颖）51．美国NREL分析到2035年实现零碳电力的机遇和挑战2022年8月30日，美国能源部国家可再生能源实验室（NERL）发布《分析供应侧技术以到2035年实现100%清洁电力》报告，研究了美国实现零碳电力所需的清洁能源技术及其部署规模和速度。报告指出，实现零碳电力目标的多种途径都将产生显著效益，具体的技术组合和成本将取决于未来10年的研发、制造和基础设施投资决策。清洁能源技术需要以前所未有的速度和规模部署：①到2020年代末，太阳能和风能年均新增容量需为当前水平的4倍多；②到2035年核电装机应比当前翻一番；③需要大量发展季节性储能基础设施；④直接空气碳捕集等新兴碳去除技术如果能够实现成本竞争力，也可能发挥重要作用。报告1https://www.energy.gov/articles/doe-announces-540-million-technologies-transform-energy-production-and-cut-emissions2https://www.energy.gov/eere/solar/articles/funding-notice-solar-and-wind-grid-services-and-reliability-demonstration3https://www.energy.gov/articles/doe-announces-44-million-advance-enhanced-geothermal-systems4https://www.energy.gov/articles/doe-announces-60-million-advance-clean-hydrogen-technologies-and-decarbonize-grid5https://www.energy.gov/articles/doe-awards-29-million-advance-clean-hydrogen-production6https://www.energy.gov/eere/fuelcells/articles/doe-funding-opportunity-nuclear-coupled-hydrogen-production-and-use7https://www.energy.gov/articles/biden-harris-administration-establishes-bipartisan-infrastructure-laws-335-million-battery8https://corepower.energy/news/corepower_mit_neup_announcement9https://www.energy.gov/oe/articles/us-department-energy-opportunity-rapid-operational-validation-initiative-flow-batteries432022国外零碳能源科技部署及进展指出了电力部门脱碳的关键挑战：①加速电气化和提高需求侧效率；②快速建设新能源基础设施；③扩大清洁能源制造和供应链；④支持持续研发、示范和部署，将新兴技术推向市场。来源：NationalRenewableEnergyLaboratory.ExaminingSupply-SideOptionstoAchieve100%CleanElectricityby20351（岳芳廖琴）52．桑迪亚国家实验室利用布雷顿循环技术向电网供电2022年9月1日，美国桑迪亚国家实验室（SNL）首次实现利用新的发电系统向当地电网供电。该发电系统采用回热闭环布雷顿循环（BraytonCycle）技术，使用超临界二氧化碳（s-CO₂）作为工作流体。目前，国外对s-CO₂布雷顿循环的研究以核反应堆为主要应用对象，包括钠冷堆、铅冷堆和熔盐堆等。在本次实验中，研究人员利用电加热器将s-CO₂加热到600℉，并向电网持续供电50分钟，产生的峰值电量高达10kW。s-CO₂布雷顿循环系统取代当前以朗肯循环为主的发电站热循环系统将极大提高发电的热效率。SNL研究人员表示，下一步将证明再压缩闭合布雷顿循环技术的可行性并发展1MW规模的发电设备。来源：OfficeofNuclearEnergy.SandiaResearchersDeliverPowertotheGridwithNewBraytonCycleTechnology2（徐英祺陆颖）53．美研究报告显示退役燃煤电站改造核电站有助于碳中和2022年9月13日，美国能源部（DOE）发布题为《调查退役燃煤电站改造为核电站的益处和挑战》的调研报告。该调研筛选了最近退役和仍在运行的近400个燃煤电站作调研对象，研究发现其中80%的燃煤电站可以容纳千兆瓦级以下的先进核反应堆。报告指出，当核电站取代大型燃煤1https://www.nrel.gov/docs/fy22osti/81644.pdf2https://www.energy.gov/ne/articles/sandia-researchers-deliver-power-grid-new-brayton-cycle-technology442022国外零碳能源科技部署及进展电站时，该地区的温室气体排放量可下降86%，并显著改善当地空气质量。报告还显示，通过重复使用燃煤电站的电气设备、冷却池、冷却塔、道路和办公楼等基础设施，可以节省15%~35%的核电站建设成本。同时，燃煤电力向核电的转变将向电网供应稳定且可调度的清洁电力，并为美国实现2050年净零排放的目标带来巨大收益。来源：U.S.DepartmentofEnergy.InvestigatingBenefitsandChallengesofConvertingRetiringCoalPlantsintoNuclearPlants1（徐英祺陆颖）54．美国能源部部署三大领域攻关计划9月，美国能源部（DOE）在“能源攻关计划”2框架下先后部署三项领域攻关计划，加速推进地热能、海上风能和工业供热领域的清洁转型，助力实现净零目标。详情如下：9月8日，DOE宣布推出“增强型地热攻关计划”（EnhancedGeothermalShot），旨在到2035年将增强型地热（EGS）技术成本大幅降低90%至45美元/兆瓦时，使EGS成为美国广泛使用的可再生能源。该计划将加速EGS的研发和示范，包括推进当前在犹他州的旗舰示范项目“地热能研究前沿观测站”（FORGE），重点关注：①降低钻井、水泥、套管和其他材料和设备的成本；②开发先进工程技术，以加快钻井速度，加大井筒尺寸，并确保可在各区域钻探更多地热井；③收集更多数据，以更好地了解地下情况，更准确地预测地热钻探的最佳位置；④确保新储层和所有地热流体都处在特定地下区域。9月15日，DOE宣布启动“浮动式海上风能攻关计划”（FloatingOffshoreWindShot），旨在通过推动美国在浮动式海上风电设计、开发和制造方面的领导地位，到2035年将海上风电成本降低70%以上，达到45美元/兆瓦时。具体包括6大关键行动：①开发具有成本效益的浮动式海上风电技术，以利用美国深海资源；②支持供应链发展，包括发展港口基础设施，以支持浮动式海上风电的建设和部署；③扩大风电关1https://fuelcycleoptions.inl.gov/SiteAssets/SitePages/Home/C2N2022Report.pdf2DOE于2021年6月发起“能源攻关计划”（EnergyEarthshotsInitiative），旨在未来10年加速低成本可靠的清洁能源技术突破，随后陆续推出了氢能、长时储能和负碳3个领域的攻关计划。452022国外零碳能源科技部署及进展键设施国内制造能力，特别是涡轮机平台和组件，同时关注劳动力、原材料和基础设施的需求；④设计并优化电力传输网络和传输配置，实现从海上风能资源到负荷中心高效传输；⑤解决能源争议，尽量减少对海洋使用者和海洋野生动物的影响，减少美国能源系统对气候、健康和环境的影响；⑥推进促进经济范围内的脱碳行动，包括浮动式海上风能存储和清洁燃料生产。9月21日，美国能源部（DOE）宣布推出“工业供热攻关计划”（IndustrialHeatShot），旨在推进开发具有成本竞争力的工业供热解决方案，到2035年实现将工业供热的温室气体排放降低85%。重点聚焦三个关键途径：①电加热操作，包括使用电设备，使用清洁电力，以及通过电阻加热、热泵和微波系统等技术提高能效；②整合低排放热源，包括过渡到地热能、聚光太阳能或核能等低排放热源，以及增加使用储热；③开发创新低热或无热加工技术，包括开发新的化学工艺和新兴生物技术工艺，以减少热需求，如生物基制造、电解、紫外线固化、先进分离技术等。来源：U.S.DepartmentofEnergy.DOELaunchesNewEnergyEarthshottoSlashtheCostofGeothermalPower1;FloatingOffshoreWindShot2;DOELaunchesNewEnergyEarthshotToCutIndustrialHeatingEmissionsBy85Percent3（岳芳朱丹晨汤匀袁洁赵佳敏秦冰雪）55．美国能源部资助多项清洁能源及节能技术9月—10月，美国能源部（DOE）陆续发布多项资助，支持清洁能源及节能技术发展，详情如下：1、能源科学前沿研究10月4日，DOE宣布提供高达4亿美元的基础研究经费，以支持清洁能源、发展经济和国家安全目标。该项资金将推进DOE科学办公室在基础能源科学、生物和环境研究、核物理等方面的研究突破。具体包括：①高级科学计算研究：应用数学、计算机科学、先进的计算技术；1https://www.energy.gov/articles/doe-launches-new-energy-earthshot-slash-cost-geothermal-power2https://www.energy.gov/eere/wind/floating-offshore-wind-shot3https://www.energy.gov/articles/doe-launches-new-energy-earthshot-cut-industrial-heating-emissions-85-percent462022国外零碳能源科技部署及进展②基础能源科学：材料化学、生物分子材料、合成与加工科学、凝聚态物理、材料的物理行为、机械行为与辐射效应、X射线散射、中子散射、电子和扫描探针显微镜、光学科学、气相物理化学、计算与理论化学、界面分子科学、催化科学、分离科学、地球科学、光合作用系统、物理生物科学、加速器和探测器研究；③生物和环境研究：生物系统科学、地球与环境系统科学；④聚变能源科学：燃烧等离子体科学、先进托卡马克、球形托卡马克、长脉冲托卡马克、长脉冲材料、等离子体科学与技术、基础理论与模拟；⑤高能物理：高能物理理论研究、高能物理计算研究、加速器研发、探测器研发、量子信息科学；⑥核物理：中能核物理学、重离子核物理学、核结构与核天体物理学、核数据管理、核物理学计算、核物理加速器研发、量子信息科学；⑦同位素研发和生产：同位素生产研究、同位素加工、提纯、分离和放射化学合成、生物示踪和成像、同位素浓缩技术；⑧加速器研发。2、可再生能源9月13日，美国能源部（DOE）宣布投资1.78亿美元支持生物能源作物、工业微生物和微生物群落的尖端生物技术研发，主要包括：①研究可再生生物能源和生物材料生产（9970万美元），以开发新的生物生产平台。②量子能生物成像和生物能传感技术（1800万美元），用于开发最先进的仪器和生物传感器。③研究生物能源作物植株的基因功能特征（2740万美元）。④了解微生物在陆地土壤和湿地基因组学和系统生物学研究中元素的生物地球化学循环中的作用（3300万元）。9月27日，美国能源部宣布提供2400万美元推进下一代太阳能热发电（CSP）技术，这种技术利用太阳能为发电和工业加工产生热量。这十个项目中的五个将专注于推进CSP技术的工业应用（1320万美元），特别是在水泥、氢和化学品领域，并帮助推进美国能源部工业脱碳路线图和最近启动的工业热点项目中设定的目标。其他五个项目将支持能源部正在进行的发展下一代CSP电厂项目（1070万美元），专注于研发472022国外零碳能源科技部署及进展Gen3固体粒子技术，旨在产生低成本的电力。3、核能9月20日，DOE宣布投入1600万美元支持核废料管理及临时储存设施选址。为了最大限度地提高透明度和对管理核废料所需设施的支持，能源部致力于采用基于同意的方法，该方法由社区推动，并反映每个周边地区的具体需求。美国能源部计划在18至24个月内资助多达八名获奖者。获奖者将促进社区内的相互学习，提供获取信息的便利，并促进公开讨论。资金支持的任务将分为以下三个方面：①组织、领导和维护与核废料管理相关的有意义、包容性的社区参与进程。②确定公共价值观、兴趣和目标，以促进和实现有效的协作和社区驱动的反馈，基于同意的潜在综合临时存储设施的选址过程。③制定、实施和报告成果和战略，以支持利益攸关方、社区和专家之间就核废料相关主题方面的相互学习。4、氢能9月22日，美国能源部（DOE）宣布根据《两党基础设施法案》拨款，投入70亿美元启动区域清洁氢中心计划资助公告，支持建立6~10个清洁氢中心，推动氢能发展以实现净零排放目标。此次资助的清洁氢中心需尽可能利用区域内普遍存在的能源资源，使用现有设施进行氢的生产、存储、运输和终端应用。清洁氢中心的建设将重点资助三个领域：①氢气生产，该领域技术需实现50~100吨/天的清洁氢产量，重点关注：清洁能源电解制氢；热转换方法，如化石燃料、生物质和废物整合碳捕集技术通过重整或气化制氢，甲烷热解制氢并产生碳副产品；副产氢技术，如工业过程或多联产。②氢气输运和存储基础设施，包括：开发新管道或利用（包括改造）现有管道；新建加氢站或加氢网络，以及配套的输送和分配基础设施；与终端应用相匹配的氢气压缩和/或液化技术；储氢系统，包括液氢、气氢及材料储氢技术、地质储氢；相关碳捕集和封存基础设施。③终端用氢，包括：发电，如电网储能、备用电源、分482022国外零碳能源科技部署及进展布式发电、热电联产、氢气混燃发电；工业，如炼铁/炼钢、氨生产、合成燃料生产、化学工艺、燃料精炼、生物精炼、过程热、混氢；住宅和商业供暖，如区域供暖、掺混氢网络；交通，如燃料电池动力的汽车、船舶、铁路、航空、货物处理等。5、数据中心节能制冷技术9月22日，DOE先进能源研究计划署（ARPA-E）宣布资助4200万美元，支持开发高性能节能数据中心制冷解决方案。此次资助旨在开发高效可靠的冷却系统，以减少数据中心用于制冷的能源消耗，从而实现新型高效的高功率密集型计算系统、数据中心和模块化系统。该计划将优先考虑4个主题领域：①适用于下一代高功率密度服务器的节能冷却解决方案；②高功率密度模块化数据中心，可在任何地方高效运行；③软件和建模工具开发，用于同时设计和优化数据中心的能源使用、CO2足迹、可靠性和成本；④有效评估和示范该计划下开发的转型技术的设施和最佳实践。来源：U.S.DepartmentofEnergy.DOEAnnounces$400MillioninResearchFundingtoAdvanceScientificFrontiers1;DOEAnnounces$178MilliontoAdvanceBioenergyTechnology2;Biden-HarrisAdministrationAnnounces$2BillionfromBipartisanInfrastructureLawtoFinanceCarbonDioxideTransportationInfrastructure3;DOEAnnounces$24MilliontoAdvanceSolar-ThermalandIndustrialDecarbonizationTechnologies4;DOEAnnounces$16MilliontoSupportConsent-BasedSitingforSpentNuclearFuel5;DepartmentofEnergyInvests$4.7MilliontoImproveHydrogenTurbinePerformanceandReduceHydrogen-basedEnergyCosts6;Biden-HarrisAdministrationAnnouncesHistoric$7BillionFundingOpportunitytoJump-StartAmerica’sCleanHydrogenEconomy7;DOEAnnounces$42MillionToDevelopHighPerformanceCoolingSystemsForDataCenters81https://www.energy.gov/articles/doe-announces-400-million-research-funding-advance-scientific-frontiers2https://www.energy.gov/articles/doe-announces-178-million-advance-bioenergy-technology3https://www.energy.gov/articles/biden-harris-administration-announces-2-billion-bipartisan-infrastructure-law-finance4https://www.energy.gov/articles/doe-announces-24-million-advance-solar-thermal-and-industrial-decarbonization-technologies5https://www.energy.gov/articles/doe-announces-16-million-support-consent-based-siting-spent-nuclear-fuel6https://www.energy.gov/fecm/articles/us-department-energy-invests-47-million-improve-hydrogen-turbine-performance-and7https://www.energy.gov/articles/biden-harris-administration-announces-historic-7-billion-funding-opportunity-jump-start8https://www.energy.gov/articles/doe-announces-42-million-develop-high-performance-cooling-systems-data-centers492022国外零碳能源科技部署及进展（岳芳汤匀朱丹晨袁洁赵佳敏）56．西屋电气与安萨尔多能源合作开发下一代核电站2022年10月3日，美国西屋电气公司与意大利安萨尔多能源集团旗下的核电公司签署了一项长期合作协议，以开发基于铅冷快堆（LFR）技术的下一代核电站。根据这项新协议，两家公司将推进一个共同开发的LFR核电站设计项目。该项目将利用液态铅作为冷却剂，并将高温操作、快中子能谱等技术与促进核电站设计简单性、稳健性的工程解决方案相结合。其目标是提高核电站性能，包括经济性、可持续性以及在电力以外领域应用的通用性。来源：AnsaldoEnergia.WestinghouseDevelopsNext-GenerationNuclearPlantwithAnsaldoNucleare1（徐英祺陆颖）57．双盐电解质体系与热调控协同策略实现锂电池稳定快充2022年10月12日，美国宾夕法尼亚州立大学研究人员通过将非对称温度热调控方法（ATM）方法与双盐电解质相结合的策略，有效改善锂离子传输过程，展示了一种快充可行的解决方案。当充电至75%的剩余电量时，锂电池寿命将超过900次循环，而充电至70%的剩余电量时，锂电池寿命达到约2000次循环。该充电时间和循环寿命是目前所有报道的电池材料最高水平。该项研究利用结合电池材料和热调控结构协同的创新设计，对开发稳定和快速充电的下一代电极材料具有重要的潜力。来源：Nature.FastChargingofEnergy-denseLithium-ionBatteries2（汤匀）1https://www.ansaldoenergia.com/about-us/media-center/press-releases/detail-press-releases/westinghouse-develops-next-generation-nuclear-plant-with-ansaldo-nucleare2https://www.nature.com/articles/s41586-022-05281-0502022国外零碳能源科技部署及进展58．全球最大熔盐测试设施完成建设2022年10月18日，美国南方公司（SouthernCompany）和泰拉能源公司（TerraPower）联合宣布已经完成综合效应测试（IET）设施的建设和安装。该设施是由核能部门建设的全球最大的氯化物熔盐系统，将为开发熔盐实验快堆（MCRE）提供支持，进而为氯化物熔盐快堆（MCFR）的建设提供支持。综合效应测试设施的建成投运是推进氯化物熔盐快堆技术的重要一步。该设施是一座多回路非核测试设施，使用外部电源加热，试验数据将用于帮助验证示范熔盐堆系统的热工水力和安全分析程序。两家公司正在合作开发一种MCFR，计划在2030年代早期建成示范堆。MCFR使用液态盐作为冷却剂和燃料，能够在高温下运行，较现有的反应堆，可以更高效地产生热量或清洁电力。来源：U.S.DepartmentofEnergy.SouthernCompanyServicesandTerraPowerBuildWorld’sLargestChlorideSaltSystem1（徐英祺陆颖）59．美国政府资助28亿美元增强本土电动汽车制造能力2022年10月19日，美国能源部（DOE）宣布根据《两党基础设施法案》拨款28亿美元资助首批项目，旨在扩大国内电动汽车制造，避免从其他国家进口材料和组件，促进锂元素、石墨等其他电池材料的提取与加工、电池组件的制造和回收等。计划资助内容包括：①生产足够的电池级锂金属，以满足每年至少200万辆电动汽车制造需求；②生产足够的电池级石墨材料，以满足每年至少120万辆电动汽车制造需求；③生产足够的电池级镍金属，以满足每年至少40万辆电动汽车制造需求；④在美国建造首个大型商用锂电解质（LiPF6）生产装置；⑤开发电极粘结剂，到2030年能够满足国内对电动汽车电池粘结剂预期需求1https://www.energy.gov/ne/articles/southern-company-services-and-terrapower-build-worlds-largest-chloride-salt-system512022国外零碳能源科技部署及进展的45%；⑥在美国建造首个商业规模的氧化硅生产装置，每年为约60万辆电动汽车电池提供氧化硅负极材料；⑦在美国建造首个生产磷酸铁锂正极材料的化工厂。来源：DepartmentofEnergy.Biden-HarrisAdministrationAwards$2.8BilliontoSuperchargeU.S.ManufacturingofBatteriesforElectricVehiclesandElectricGrid1（汤匀秦冰雪）60．新型非铱基催化剂实现电解制氢稳定运行超1000小时2022年10月20日，美国莱斯大学、匹兹堡大学和弗吉尼亚大学研究人员合作开发了一种镍稳定的二氧化钌（Ni-RuO2）催化剂，在质子交换膜（PEM）电解水的酸性析氧反应（OER）过程中具有高活性和耐久性。结果表明，在200毫安/平方厘米电流密度下，Ni-RuO2基电解槽可以稳定运行1000小时以上，具备实际应用的潜力。尽管Ni-RuO2催化剂的稳定性能与典型的工业要求之间仍存在差距（在80℃下运行超过10年，电流大于1安培/平方厘米），但本研究中钌基催化剂实现的高稳定性表明了未来利用钌基催化剂替代铱基催化剂的应用潜力。来源：NatureMaterials.Non-iridium-basedElectrocatalystforDurableAcidicOxygenEvolutionReactioninProtonExchangeMembraneWaterElectrolysis2（汤匀）61．美国能源部投入3.24亿美元支持清洁能源技术开发10—11月，美国能源部（DOE）宣布多项资助，共计投入3.24亿美元支持风能、潮汐能、水电、核能等技术发展，详情如下：1、可再生能源10月18日，DOE宣布根据《两党基础设施法案》拨款3000万美1https://www.energy.gov/articles/biden-harris-administration-awards-28-billion-supercharge-us-manufacturing-batteries2https://www.nature.com/articles/s41563-022-01380-5522022国外零碳能源科技部署及进展元发展风电技术，降低陆上风电和海上风电项目成本，旨在到2030年达到30吉瓦的海上风电装机规模。具体包括：①发展用于海上风电的高压直流（HVDC）技术，包括海上风电高压直流测试系统及标准制定；实现多终端HVDC电网的可靠运行；高压直流技术教育和劳动力培训课程开发。②推进分布式风电部署，寻求支持分布式风电项目跨区域建设的创新方法。③进行风能的社会科学研究，包括研究海上风电开发对社区的影响；社区参与海上风电的应用研究。④发展蝙蝠威慑技术。10月18日，DOE宣布根据《两党基础设施法案》拨款3500万美元，推进潮汐能系统开发并部署一个潮汐能系统示范工程。具体如下：①资助600万美元进行潮汐能系统示范工程初步探索，包括对选址地点的描述，物理环境数据收集，资源、位置和基础设施需求的规划以及当地社区参与情况的调研。②资助400万美元进行潮汐能系统示范工程详细开发，包括场地许可进程、环境监测数据收集、陆上基础设施和潮汐能技术详细研究。③资助1000万美元进行基础设施开发和应用技术的选择，包括进行潮汐能系统示范工程陆上基础设施开发、应用技术集成和供应链规划。④资助1500万美元开展机械能技术应用、示范工程建设以及工程运行测试，包括进行潮汐能技术的应用、示范工程的建设、动力性能测试、环保监测和可持续发展规划等。10月21日，美国能源部宣布为3个水电研究和开发项目提供超过2800万美元资金。资助项目为：①推进水电和抽水蓄能的可持续发展，鼓励改造无动力大坝的创新解决方案，开发和测试减轻抽水蓄能部署挑战的技术（1450万美元）；②支持开展研究，促进新抽水蓄能设施的建造及使用（1000万美元）；③促进水电机组现代化、水电系统可持续性和水电设施的环境影响在内的议题讨论（400万美元）。2、核能10月21日，DOE先进能源研究计划署（ARPA-E）宣布投入3800万美元，支持乏燃料回收利用技术，包括：①开发稳定的下一代负极材532022国外零碳能源科技部署及进展料将97%的乏燃料氧化物转化为金属；②开发、制造和测试乏燃料后处理的紧凑型旋转填料床接触器；③开发并示范实验室规模的乏燃料回收工艺；④开发回收工具解决核燃料生命周期管理和先进反应堆燃料供应问题；⑤开发变革性的废水后处理设施安全保障解决方案；⑥设计、测试和制造负极材料，用于电化学还原乏燃料中的锕系元素和裂变产物氧化物；⑦开发一种真空摆动分离技术，以分离和捕获挥发性放射性核素；⑧设计、建造并调试一个材料核算综合测试平台，将废水后处理设施中的后处理核材料核算预测不确定性控制在1%以内；⑨开发一步法工艺，通过在硝酸中溶解从乏燃料中回收大量铀和其他超铀化合物；⑩开发能够高精度、快速测量复杂乏燃料混合物的技术；⑪开发自供电无线传感器，用于长期、实时监测高温熔盐密度和水平，以实现对乏燃料电化学工艺的准确保护和监测；⑫开发热化学工艺将乏燃料高效转化为适用于钠冷快堆或熔盐堆的燃料原料。10月25日，DOE宣布根据《通胀削减法案》拨款，投入1.5亿美元改进DOE爱达荷国家实验室（INL）基础设施，以加强核能研发。该笔资金将支持INL的先进试验堆和材料燃料综合设施，更换其老化的基础设施系统。预计两个设施的升级将在未来4到5年内完成，包括改进供水和供电系统、过程控制系统和更换屋顶，以提高研究设施的可靠性和可操作性。3、社区能源转型11月2日，DOE宣布为23个项目拨款4300万美元，以帮助全国清洁能源的转型并提高电网的可靠性和安全性。20个项目将侧重于提高抵御极端天气和其他灾害干扰的能力，推进社区能源规划的创新办法，并开发和示范具有弹性的清洁能源技术（3300万美元），这些项目包括跨越30多个不同社区的合作伙伴；3个项目将侧重于开发和建立数据驱动的工具，以帮助社区更好地评估当地能源生产的影响和效益（1000万美元）。来源：U.S.DepartmentofEnergy.Biden-HarrisAdministrationAnnounces$30Millionfrom542022国外零碳能源科技部署及进展BipartisanInfrastructureLawtoSpeedUpWindEnergyDeployment1;U.S.DepartmentofEnergyAnnounces$35MillioninFundingtoAdvanceTidalandRiverCurrentEnergySystems2;Biden-HarrisAdministrationAnnounces$28MilliontoAdvanceandDeployHydropowerTechnology3;DOEAwards$38MillionforProjectsLeadingUsedNuclearFuelRecyclingInitiative4;Biden-HarrisAdministrationAnnounces$150MilliontoImproveNuclearResearchandDevelopmentInfrastructureatIdahoNationalLaboratory5;DOEAnnounces$43MilliontoSupporttheCleanEnergyTransitioninCommunitiesAcrosstheCountry6（汤匀岳芳徐英祺）62．美国能源部投入5.2亿美元支持清洁能源技术2022年11月，美国能源部（DOE）先后宣布多项资助，共计投入5.2亿美元支持清洁能源技术发展，详情如下：1、电池储能技术11月14日，DOE宣布提供近3.5亿美元用于新兴长时储能示范项目。具体如下：①锂基储能系统：专注于将储能作为电动汽车电池的第二次生命应用，以及创新电网规模锂离子电池储能系统。示范项目应具有输出功率为100千瓦的同时，供电时长超过10小时，并经过第三方测试/验证，以实现储能度电成本达到0.05美元/千瓦时。②非锂基储能系统：示范项目应具有输出功率为500千瓦（用户侧长时储能系统）或5兆瓦（发电侧、电网侧长时储能系统以及多天长时储能系统）的同时，供电时长为10~24小时（用户侧、发电侧、电网侧长时储能系统）或超过24小时（多天长时储能系统），并经过第三方测试/验证，以实现储1https://www.energy.gov/articles/biden-harris-administration-announces-30-million-bipartisan-infrastructure-law-speed-wind2https://www.energy.gov/eere/articles/us-department-energy-announces-35-million-funding-advance-tidal-and-river-current3https://www.energy.gov/articles/biden-harris-administration-announces-28-million-advance-and-deploy-hydropower-technology4https://www.energy.gov/articles/doe-awards-38-million-projects-leading-used-nuclear-fuel-recycling-initiative5https://www.energy.gov/articles/biden-harris-administration-announces-150-million-improve-nuclear-research-and-development6https://www.energy.gov/articles/doe-announces-43-million-support-clean-energy-transition-communities-across-country552022国外零碳能源科技部署及进展能度电成本达到0.05美元/千瓦时。11月16日，DOE宣布根据《两党基础设施法案》拨款，资助7400万美元推进国内电动汽车电池回收和再利用技术。具体包括：①锂离子电池先进材料分离、富集和再加工，包括开发新型电池端到端集成再加工技术、开发正极材料直接回收工艺、开发锂离子电池组件100%回收和提升循环利用率解决方案等。②加速电池二次利用示范，包括对二次电池健康跟踪、对不同退化程度电动汽车充电桩进行自适应优化改造、进行低成本和可扩展的二次电池应用示范等。2、清洁能源技术商业化11月22日，DOE宣布向8个清洁能源技术项目资助1亿美元，具体包括：①促进飞机混合动力推进技术商业化，实现燃料消耗和碳排放减少50%以上，运营成本降低25%。②建造美国首个基于合金技术规模化制造高密度磁性元件加工厂。③推进高效、具有成本效益的美国制造电动汽车快充设备商业化。④开发新型木材，较传统建筑级钢材机械强度提高60%，但单位质量轻80%。⑤推出两种颠覆性漂浮式海上风力涡轮机。⑥推进首个不含关键矿物材料的强力永磁体商业化。⑦将地质抽水蓄能技术扩展到美国最大的市政公共事业单位商业系统。⑧开发创新膜组件在工业制造中应用于各种纸浆和造纸设施。来源：U.S.DepartmentofEnergy.Biden-HarrisAdministrationAnnouncesNearly$74MilliontoAdvanceDomesticBatteryRecyclingandReuse,StrengthenNation’sBatterySupplyChain1;Biden-HarrisAdministrationAnnouncesNearly$350MillionforLong-DurationEnergyStorageDemonstrationProjects2;U.S.DepartmentofEnergyAnnounces$100MilliontoBoostCommercializationofEightNewCleanEnergyTechnologies3（汤匀徐英祺陆颖）1https://www.energy.gov/articles/biden-harris-administration-announces-nearly-74-million-advance-domestic-battery-recycling2https://www.energy.gov/articles/biden-harris-administration-announces-nearly-350-million-long-duration-energy-storage3https://arpa-e.energy.gov/news-and-media/press-releases/us-department-energy-announces-100-million-boost-commercialization562022国外零碳能源科技部署及进展63．美英加强能源安全合作伙伴关系2022年12月7日，美国发布加强和英国能源安全合作伙伴关系倡议，以支持国际能源安全、可负担性和可持续性，近期的共同目标是稳定能源市场、减少需求和确保短期供应安全，其基础是支持稳定的能源转型，到2050年实现净零排放的长期目标，加强能源安全。美英正在建立一个能源安全和可负担性联合行动小组，以加快短期直接合作。该倡议侧重于以下领域：①能源效率和创新能源解决方案；②天然气供应；③核能合作；④清洁能源国际合作。来源：TheWhiteHouse.US-UKEnergySecurityandAffordabilityPartnership1（黄茹张娟）64．环保低成本天然磁黄铁矿有望直接用作电池储能材料2022年11月2日，美国耶鲁大学研究人员引入天然磁黄铁矿作为一种环保且低成本的电极材料，研究了电极的循环稳定性，并揭示了反复放电后铁（Fe）和硫化锂（Li2S）的相分离以及Fen+浸出到电解质中的机制。通过添加碳和控制电压窗口，且无需采用扩展合成或引入精致的纳米结构，从而显著提高电池循环寿命（循环次数从3次增加到100次），100次循环后仍具有电池容量的80%。研究展示了直接利用天然矿物作为环保和低成本电化学储能电极材料的潜力。来源：EnergyStorageMaterials.ExploringthePotentialofNaturalPyrrhotiteMineralforElectrochemicalEnergyStorage2（汤匀）1https://www.whitehouse.gov/briefing-room/statements-releases/2022/12/07/us-uk-energy-security-and-affordability-partnership/2https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S240582972200589X572022国外零碳能源科技部署及进展65．调节表面电势实现全钙钛矿叠层电池创纪录开路电压2022年11月15日，美国托莱多大学和加拿大多伦多大学合作，将1,3-丙烷碘化二铵（PDA）结合到全钙钛矿叠层器件中，通过调整钙钛矿/C60界面的表面电势，减少钙钛矿和C60之间的能带偏移和减少界面载流子的数量来抑制跨界面复合。结果获得了创纪录的开路电压2.19伏（极限值的89%）和大于27%的效率（26.3%认证准稳态）。叠层器件在运行500小时后仍保留其初始效率的86%以上。经过PDA修饰的器件具备高稳定性、高开路电压和高转换效率，是全钙钛矿叠层太阳能电池应用的重要一步。来源：Nature.RegulatingSurfacePotentialMaximizesVoltageinAll-PerovskiteTandems1（汤匀）66．发光二极管驱动下过渡金属光催化剂高效分解氨制氢2022年11月24日，美国莱斯大学使用廉价且丰富的过渡金属（铜、铁），开发了一种可室温下反应的光驱动催化剂。该催化剂是由铜和铁制成的反应粒子，在光照下，铜-铁催化剂显示出与铜-钌催化剂相似的效率和反应活性，能将氨分子分解成氢气和氮气，且不需要热量补充，具有高效的氨转化效率。在超快脉冲照明下，铜-铁催化剂中的铁活性点光催化分解氨的效率与钌非常相似。当用发光二极管而不是激光照射时，即使反应规模增加近三个数量级，光催化效率仍然相当。该研究首次表明发光二极管光催化可以从氨中产生克量级的氢气，这为完全取代等离子体光催化中的贵金属开辟了新的道路。来源：Science.Earth-AbundantPhotocatalystforH2GenerationfromNH3withLight-EmittingDiodeIllumination2（朱丹晨赵佳敏）1https://www.nature.com/articles/s41586-022-05541-z2https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn5636582022国外零碳能源科技部署及进展67．美阿贡国家实验室研究太阳能部署对土壤生态系统的影响2022年11月30日，美国能源部阿贡国家实验室宣布启动一项太阳能部署与生态系统服务关联的研究项目，旨在研究地面安装的太阳能设施对土地及土壤的影响。该项目将首先测量碳、氮、磷、某些金属和农药等土壤成分，并实现随时间变化的采样、分析和建模方法标准化。然后，将这些方法在太阳能设施中进行试验，以建立基线并证明其有效性。最后，建立一个全国性的太阳能土壤研究数据库，用于解答可再生能源发电厂对土地生态系统的长期影响问题。研究将为太阳能行业、监管机构和利益相关者提供定量研究基础，使其了解太阳能发展对土壤健康和生态系统服务的影响。来源：ArgonneNationalLaboratory.CanSolarPowerProvideMorethanCleanEnergy?1（彭皓）68．美国能源部国家点火装置首次实验验证聚变能量增益2022年12月13日，美国能源部召开重大成果新闻发布会，确认劳伦斯利弗摩尔国家实验室国家点火装置（NIF）的惯性约束聚变实验中实现了154%的“聚变能量增益”，实验输出能量（3.15兆焦耳）大于激光输入能量（2.05兆焦耳），首次实验验证了聚变自持燃烧产生增益的可行性，是世界首次成功的激光“核聚变点火”（即核聚变反应所产生的能量等于或超过输入能量），是自20世纪60年代激光核聚变研究以来科学意义上的重大突破。此次实验的成功在理论和实验上都证明了实现惯性约束可控聚变在科学上的可行性，未来有重大应用前景，在聚变发展史上具有很重大的科学意义。但值得注意的是，此项研究突破离实现聚变商用还有很长的路要走：①能量增益并没有达到应用水平；②无法实现短时重复多次点火放能；③当前点火方式的低效率问题。1https://www.anl.gov/article/can-solar-power-provide-more-than-clean-energy592022国外零碳能源科技部署及进展来源：U.S.DepartmentofEnergy.DOENationalLaboratoryMakesHistorybyAchievingFusionIgnition1;Science.WithHistoricExplosion,ALongSoughtFusionBreakthrough2;Nature.Nuclear-FusionLabAchieves‘Ignition’:WhatDoesItMean?3（陈伟）1https://www.energy.gov/articles/doe-national-laboratory-makes-history-achieving-fusion-ignition2https://www.science.org/content/article/historic-explosion-long-sought-fusion-breakthrough3https://www.nature.com/articles/d41586-022-04440-7602022国外零碳能源科技部署及进展英二国、英国1．英国政府将每年投资2000万英镑用于潮汐能项目2021年11月24日，英国政府宣布将每年投资2000万英镑用于苏格兰潮汐能项目，促进海洋能源技术发展并降低成本。苏格兰一直是潮汐能技术先驱，占据全球近50%的潮汐能发电能力，并于2018年建成世界上最大的潮汐能发电站。此外，北威尔士和英格兰南部海岸也有潮汐能项目开发。潮汐能的利用将为脱碳承诺做出重大贡献，减少对化石燃料的依赖和全球天然气价格波动的风险，并在全国各地提供数百个绿色就业岗位。来源：DepartmentforBusiness,Energy&IndustrialStrategy.UKGovernmentAnnouncesHugeInvestmentintoScottishTidalPower1（秦冰雪）2．英国为生物质原料创新计划提供第二阶段资金2021年12月20日，英国政府宣布为生物质原料创新计划（BiomassFeedstocksInnovationProgramme）的第二阶段提供2600万英镑资助，获得第一阶段资金的实体有资格申请。生物质原料创新计划将通过技术创新提高生物质原料产量、降低成本和提高盈利能力，扩大可持续来源的生物质原料和能源作物的生产。英国商业、能源和工业战略部（BIES）于2021年3月启动生物质原料创新计划，8月份向24个项目提供了总计400万英镑（550万美元）的第一期资金，第二阶段将拨款2600万英镑，资助选定项目从创新设计阶段进入创新示范阶段。来源：DepartmentforBusiness,Energy&IndustrialStrategy.BiomassFeedstocksInnovationProgramme21https://www.gov.uk/government/news/uk-government-announces-huge-investment-into-scottish-tidal-power2https://www.gov.uk/government/publications/apply-for-the-biomass-feedstocks-innovation-programme#history612022国外零碳能源科技部署及进展（吴晓燕陈方王姝婷李娜滕飞）3．英国政府拨款500万英镑启动生物质制氢计划2022年1月12日，英国政府启动了一项生物质制氢技术新计划（HydrogenBECCSInnovationProgramme），投入500万英镑的政府资金，支持开发利用从可持续的生物质和废物产生氢气的创新技术，加快创新清洁能源技术和工艺的商业化。这项计划支持开发通过BECCS（结合碳捕集与封存技术的生物质能）制氢，旨在将生物质生长过程中吸收的CO2和废物中发现的有机成分通过碳捕集技术从大气中永久清除，将为英国运输和重工业等难以脱碳的产业提供氢能作为清洁燃料。计划将重点支持：①低成本、高能效材料的原料预处理技术，优化生物质和废物原料；②将生物质或废物转化为航空燃料、柴油、氢能、甲烷和其他碳氢化合物的热转换技术；③开发可与碳捕集结合的新型生物氢技术，如暗发酵、厌氧消化、废水处理等。来源：DepartmentforBusiness,Energy&IndustrialStrategyandTheRtHonGregHandsMP.GovernmentLaunchesNewSchemeforTechnologiesProducingHydrogenfromBiomass1（吴晓燕陈方李姝影张娴）4．英意澳研究人员首次成功证明量子电池力学原理2022年1月14日，由英国、意大利和澳大利亚研究人员组成的国际研究团队利用超快光谱法，首次证明量子电池力学原理。为证明这一原理，研究人员使用电子束沉积技术构建了一系列“微腔”，由分散在分布式布拉格反射器（DBR）之间的聚苯乙烯基体中的有机半导体Lumogen-F橙（LFO）组成。结果显示，随着微腔尺寸和分子数量的增加，充电时间减少，证明了量子电池“超吸收”作用，并在低浓度下，高光致发光量子产率约60%。未来还需对嘈杂环境下进行优化和改进，并克服量子电池在高浓度下的猝灭限制，以实现量子电池实际应用。1https://www.gov.uk/government/news/government-launches-new-scheme-for-technologies-producing-hydrogen-from-biomass622022国外零碳能源科技部署及进展来源：Science.SuperabsorptioninanOrganicMicrocavity:TowardaQuantumBattery1（汤匀）5．英国政府投资6000万英镑开发海上风电项目2022年1月25日，英国政府宣布投资超6000万英镑开发创新浮动海上风电技术，旨在部署可再生技术，以进一步加强能源安全，同时减少对化石燃料的依赖。浮动涡轮机可以部署在比传统涡轮机更深的水域，通过允许风电场设立于英国海岸线周围的新区域以刺激能源容量提高。内容包括：①超3100万英镑的政府资金投资于推动安装涡轮机于深海地区的计划；②超3000万英镑的工业资金投资于加快可再生能源部署的计划；③资金将进一步刺激浮动海上风电的研究和开发。研究将集中在如何将涡轮机停泊在海底、海底电缆和开发基础解决方案等领域。1月17日，荷兰皇家壳牌集团与苏格兰电力获得在苏格兰东部和东北部海岸开发两个总功率为5吉瓦的浮动式海上风电场合同，建成后将成为全球首批大型浮动式海上风电场。该风电场运用创新的海上风机安装工艺，能够提高风电转化效率，为苏格兰600万户家庭提供电力服务。来源：DepartmentforBusiness,Energy&IndustrialStrategyofUK.£60MillionBoostforFloatingOffshoreWind2;ShellGlobal.ShellandScottishPowerWinBidstoDevelop5GWofFloatingWindPowerintheUK3（王姝婷李娜娜李娜）6．英国拨款1亿英镑支持新建核电站项目1月27日，英国商业、能源和工业战略部（BEIS）宣布向萨福克郡SizewellC项目投入1亿英镑，支持该项目的继续开发并进入下一阶段谈判，吸引私人投资者的进一步融资，用于建设一座新的核电站。SizewellC项目计划建造发电装机达3.2吉瓦的核电站，采用欧洲压水堆（EPR）设计，每年将避免900万吨碳排放，在保障英国能源安全的1https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abk31602https://www.gov.uk/government/news/60-million-boost-for-floating-offshore-wind3https://www.shell.com/media/news-and-media-releases/2022/shell-and-scottishpower-win-bids.html632022国外零碳能源科技部署及进展同时降低天然气价格波动的影响。来源：DepartmentforBusiness,Energy&IndustrialStrategy.GovernmentReadiesSizewellCNuclearProjectforFutureInvestment1（岳芳李岚春）7．英核能技术公司获新融资加速聚变能发电技术开发2022年2月14日，英国核能技术公司FirstLightFusion融资工作，从包括腾讯在内的多个投资者处筹集到4500万美元，以加速其增益实验的开发。该公司希望利用其提出的惯性约束聚变的独特方法来展示新的聚变发电实现路径，具体为通过使用高速飞行的射弹压缩目标内部的燃料来产生聚变所需的极端温度和压力。与现有技术不同，该技术没有长寿命的废物，没有熔化风险，并且可以从水中大量生产氘和氚等原材料，可以使用现有技术和材料来实现核能发电。同时，该公司将基于其技术对商业聚变能源发电厂进行进一步的设计和工程工作。来源：FirstLightFusion.FirstLightFusionannouncescloseofSeriesCfundraise2（徐英祺陆颖）8．英国资助新型长时储能技术2022年2月23日，英国商业、能源和工业战略部（BEIS）宣布“长时储能示范计划”第一阶段招标结果，投入670万英镑支持24个创新储能技术项目，以促进风、光等波动性可再生能源消纳，助力英国能源系统向绿色转型。此次资助重点关注如下领域：①储热，涉及热电池、超高温储能、热泵储能、相变储热等；②电力转化为多种载体（Power-to-X）储能，涉及电解制氢、金属氢化物储氢等；③电力存储，涉及重力储能、海上新型液压气动储能、压缩空气储能、锂硫基液流电池、新一代有机液流电池、船用抽水蓄能、液流电池与光伏发电集成、铜/锌电池储能等。后续将在第一阶段资助成果基础上，选择部分项目投入6800万英1https://www.gov.uk/government/news/government-readies-sizewell-c-nuclear-project-for-future-investment2https://firstlightfusion.com/media-archive/first-light-fusion-announces-close-series-c-fund-raise/642022国外零碳能源科技部署及进展镑进行第二阶段资助。来源：DepartmentforBusiness,Energy&IndustrialStrategy.LongerDurationEnergyStorageDemonstrationProgramme,Stream2Phase1:DetailsofSuccessfulProjects1（岳芳李娜娜）9．英国意大利合作开发小型铅冷快堆2022年3月16日，英国创新反应堆开发商Newcleo与意大利国家新技术、能源和可持续经济发展局（ENEA）签署了一项框架协议，合作开发小型铅冷快堆（LFR）。双方将合作建造一个电气化原型，不使用放射性材料或核燃料，主要研究热力学、机械和功能性能。合作项目还涉及加速器驱动系统的设计，用于大幅减少现有核废料的体积。根据合作协议，双方将成立工作组，共同开发设备和技术，包括协调创新核系统的实验计划，在关键部件、系统和工厂设计、数值模拟和建造方面互助。该项目预计在7年内建造第一个原型堆，逐步取代目前的第二代和第三代反应堆。来源：Newcleo.NewcleoSignsAgreementwithENEAtoDevelopSafeandInnovativeNuclearSystems2（徐英祺陆颖）10．英国研究与创新署支持低碳能源技术研发5月，英国研究与创新署（UKRI）宣布多项资助，共计投入7080万英镑支持低碳氢能、动力电池及开放式数字解决方案等创新技术研发，以推进能源系统净零转型。详情如下：5月19日，UKRI宣布“低碳氢能供应第2期竞赛”的招标结果，投入4400万英镑支持28个项目，以开发可靠的创新氢能供应或使能技术。包括投入600万英镑支持23个可行性研究项目，涉及低碳制氢、零1https://www.gov.uk/government/publications/longer-duration-energy-storage-demonstration-programme-successful-projects/longer-duration-energy-storage-demonstration-programme-stream-2-phase-1-details-of-successful-projects#electrical-energy-storage2https://www.newcleo.com/wp-content/uploads/2022/03/2022-03-14-ENEA-newcleo-signs-agreement-with-ENEA.pdf652022国外零碳能源科技部署及进展碳制氢、氢气储运、净零氢能供应解决方案等领域；投入3800万英镑支持5个创新氢能供应技术的示范项目，包括示范吉瓦级质子交换膜电解制氢基地、全球首个将海上风电和零碳制氢集成的完全规模示范项目、利用海上浮动式风电生产吉瓦规模绿氢、环境温度和压力下模块化固体储氢解决方案、全球最大规模氨制氢集成膜反应器。5月23日，UKRI宣布启动“法拉第电池挑战赛”第5轮资助，投入2500万英镑支持有望在未来10~15年进入汽车市场的先进动力电池技术，以推进英国汽车行业的电气化进程。本次资助重点关注工艺改进、电池化学、电池组效率、新型设计理念等方面研究，旨在实现如下目标：①具备高功率密度、高能量密度以及高安全性，实现高性能应用；②开发低成本和低能量密度电池技术，对钴、镍等矿产的依赖度较低；③可持续电池技术，包括提高资源效率、降低工艺的能量强度、提高可回收性等；④增强和保护英国电池供应链；⑤开发更高效和具有全球竞争力的制造工艺。5月23日，UKRI宣布投入180万英镑，支持6个创新开放软件、硬件和数据解决方案研发项目，以加速英国向净零能源系统转型。主要包括：①利用开源数据集，模拟印刷电路热交换器和冷板式冷却系统设计中的湍流；②将智能电表数据、天气信息和能效信息相结合，用于量化可节约的能源；③开发一种先进开源方法来预测太阳能光伏系统的发电量；④开发开源解决方案以消除5G基站之间的光纤需求，使海上通信可以通过“浮动式无线网络”进行，以推进海上风力涡轮机的部署；⑤开发用于供暖、通风和空调系统的开源控制器，以提高效率、减少排放；⑥建立一个Web应用程序，为住户、业主和社区提供安装太阳能光伏板的可行性信息。来源：UKResearchandInnovation.LowCarbonHydrogenSupply2Competition:SuccessfulProjects1;DeliveringtheFutureofElectricVehicleBatteryTechnology2;NewOpenDigitalSolutionstoSpeeduptheEnergyRevolution31https://www.gov.uk/government/publications/low-carbon-hydrogen-supply-2-competition-successful-projects2https://www.ukri.org/news/delivering-the-future-of-electric-vehicle-battery-technology/3https://www.ukri.org/news/adventurous-ideas-to-make-net-zero-a-reality/662022国外零碳能源科技部署及进展（岳芳）11．英国发布战略创新基金（SIF）下一轮资助领域2022年5月9日，英国创新机构（InnovateUK）和英国天然气和电力市场监管机构（Ofgem）发布了战略创新基金（SIF）的第二轮资助的项目主题，涉及整个天然气和电力系统的运输、热能、数据和整合。具体内容为：①支持公正的能源转型：识别和支持弱势客户的新方法，帮助那些处于不利地位、燃料匮乏或远离天然气网络的人减少热量和交通碳排放；②为净零电力系统做准备：支持低稳定性系统的新方法，利用新的能源供需来源来帮助管理电网；③提高能源系统弹性和稳健性：发展多能源系统并使其更具弹性的方法，加强能源系统的稳健性以便有效推出新的基础设施；④加快主要能源需求的去碳化：管理和整合大规模的供热和运输需求的方法，整合热网络以实现更广泛的能源网络管理，在系统各层面提高能源效率。来源：UKResearchandInnovation.NetZeroChallengeAreasforEnergyNetworkInnovationFunding1（徐婧黄茹）12．碘氧化铋-钒酸铋串联器件实现长时间太阳能光电解制氢2022年5月26日，英国剑桥大学研究人员通过将碘氧化铋（BiOI）光吸收器集成到由多晶多氧化镍（NiOx）空穴传输层和多晶氧化锌（ZnO）电子传输层，具有石墨导电密封剂的坚固氧化物的结构中，制备出在数周内具有稳定氢气释放活性的光电阴极。此外，研究人员将多像素器件作为光电化学（PEC）系统的创新设计单元，与相应的传统单像素器件相比，其显示出更优异的光电流、起始偏置和稳定性。结果表明，包含多像素BiOI光电阴极和钒酸铋（BiVO4）光电阳极的PEC串联器件可1https://www.ukri.org/news/net-zero-challenge-areas-for-energy-network-innovation-funding/672022国外零碳能源科技部署及进展以维持240小时的无偏差水解制氢。来源：NatureMaterials.Long-termSolarWaterandCO2SplittingwithPhotoelectrochemicalBiOI–BiVO4Tandems1（汤匀）13．BP发布《世界能源统计年鉴2022》2022年6月28日，英国石油公司（BP）发布《世界能源统计年鉴2022》指出，全球能源系统面临着近50年来的最严峻挑战和不确定性，恶化的国际形势导致的供应短缺和价格飙升使得如何解决“安全”“经济”和“低碳”能源三难问题变得愈发重要。2021年，全球一次能源需求创纪录增长5.8%，主要由新兴经济体贡献；能源相关碳排放反弹至2019年水平；石油消费小幅增长，但受航空需求影响仍低于2019年水平；天然气需求增长5.3%，超出疫情前水平；煤炭消费增长超过6%，达到2014年以来最高水平；可再生能源消费增长15%高于其他燃料，核能出现2004年以来最大增幅；发电量强劲增长6.2%，风光在发电结构中占比首次突破10%；锂、钴等能源及矿产价格大幅上涨，且在2022年仍将保持增长势头。来源：BP.BPStatisticalReviewofWorldEnergy20222（陈伟岳芳滕飞）14．英国支持先进核能技术研发2022年7月，英国政府宣布多项举措，通过启动研发计划和促进公私合作等，支持推进先进核裂变和核聚变技术研发，详情如下：1、开发先进核燃料技术7月19日，英国商业、能源和工业战略部（BEIS）宣布投入7500万英镑启动“核燃料基金”，旨在促进本国核燃料生产，支持到20501https://www.nature.com/articles/s41563-022-01262-w2https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/statistical-review/bp-stats-review-2022-full-report.pdf682022国外零碳能源科技部署及进展年部署24吉瓦民用核能设施。该基金重点资助如下技术：①现有反应堆核燃料生产，包括轻水堆、压水堆燃料；②未来反应堆燃料开发，如小型模块化反应堆和先进模块化反应堆。2、推进商业聚变能发展7月25日，英国原子能管理局（UKAEA）宣布与美国联邦核聚变系统公司（CFS）签订为期5年的合作框架协议，通过跨国公私合作加速实现聚变能商业化。CFS将在英国开展核聚变业务，与UKAEA合作开发燃料循环技术、中子动力学建模、系统集成模型先进制造、诊断、远程处理和远程维护等技术，识别和解决新兴等离子体物理问题，共同发展聚变能的交叉领域技术（如机器人技术），分享和学习聚变能实验的最佳实践。来源：DepartmentforBusiness,Energy&IndustrialStrategy.GovernmentFundtoAccelerateNuclearFuelSupplyOpens1;UKAtomicEnergyAuthority,UKAEAandCommonwealthFusionSystemsSignAgreementtoAdvanceFusionEnergy2（岳芳）15．功能化离子选择聚合物膜实现长寿命液流电池2022年7月25日，英国伦敦帝国理工学院和爱丁堡大学研究人员合作，通过合理设计聚合物链拓扑和孔结构，以及与中性pH电解质中的氧化还原活性物质的协同整合，优化氨肟-固有微孔聚合物（AO-PIMs）中的离子传输选择性，成功制备出长循环寿命、无交叉的氧化还原液流电池。结果表明，AO-PIMs聚合物经溶液处理后，形成机械坚固的自支撑薄膜，在1摩尔/升氢氧化钾溶液中表现出高达30.7毫西门子/厘米的离子电导率，并对负氧化还原活性分子具有高选择性。进一步，将其应用于液流电池，发现在近中性pH电解液中水性有机液流电池具有优异的长循环寿命。1https://www.gov.uk/government/news/government-fund-to-accelerate-nuclear-fuel-supply-opens2https://www.gov.uk/government/news/ukaea-and-commonwealth-fusion-systems-sign-agreement-to-advance-fusion-energy692022国外零碳能源科技部署及进展来源：AngewandteChemieInternationalEdition.Long-LifeAqueousOrganicRedoxFlowBatteriesEnabledbyAmidoxime-FunctionalizedIon-SelectivePolymerMembranes1（汤匀）16．英国国家核实验室与大学合作推进核能研究2022年7月29日，英国国家核实验室（NNL）和班戈大学核能未来研究所（NFI）签署谅解备忘录，表示将共同开展研究项目，并分享获得基础设施、设施和设备的机会，以推动核技术研发。NFI与NNL已经在热工水力学、反应堆管道和事故耐受性核燃料的研究方面进行了合作。通过此次的谅解备忘录，将扩大双方的合作范围，在核热液压、新型核燃料、核能系统和联合发电方面开展共同研究，将为英国未来低碳核技术的研发发挥重要作用。来源：NationalNuclearLaboratory.NNLandBangorUniversityEnterintoaStrategicCollaborationtoFurthertheAdvancementofNuclearScience2（徐英祺陆颖）17．利用电解质薄膜涂层策略有效促进固体锂金属电池稳定循环2022年8月3日，英国牛津大学研究人员提出了一种通过引入薄的非晶锂磷氧氮化物（LiPON）中间层来改善界面接触并稳定硫化物固态电解质（Li6PS5Cl）和锂金属负极之间界面的策略。通过射频（RF）溅射的方法在对称电池中引入较薄非晶态和锂离子导电锂磷氧氮化物（LiPON）中间层，实现了Li6PS5Cl固态电解质和锂金属负极之间界面阻抗的显著降低，低至1.3欧姆/平方厘米。在0.5毫安/平方厘米下能稳定锂电镀/剥离循环超过1000小时，在30℃下临界电流密度高达4.1毫安/平方厘米。1https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.2022075802https://www.nnl.co.uk/2022/08/nnl-and-bangor-university-enter-into-a-strategic-collaboration-to-further-the-advancement-of-nuclear-science/702022国外零碳能源科技部署及进展来源：Energy&EnvironmentalScience.InterfacialModificationBetweenArgyrodite-typeSolid-stateElectrolytesandLiMetalAnodesUsingLiPONInterlayers1（汤匀）18．英国投入3700万英镑支持生物质能技术创新2022年8月4日，英国商业、能源和产业战略部（BEIS）宣布投入3700万英镑，支持生物质原料可持续生产及生物质制氢技术，助力英国摆脱对化石燃料的依赖。主要包括：①在“生物质原料创新计划”第二阶段投入3200万英镑支持12个项目，开发增加生物质原料产量的创新方法，包括常规和短轮作林、大型藻类、多年生能源草等的培育和生产，以及开发多年生能源作物决策支持系统；②“氢气BECCS计划”第一阶段投入500万英镑支持22个项目，开发生物质和废物生产氢气的创新技术，包括生物质原料预处理、气化制氢技术以及新型生物制氢技术（如蓝藻制氢、光/暗发酵制氢、循环气体反应器、纯热解制氢、水相重整制氢、合成气热催化、有机废物水相重整等）。来源：DepartmentforBusiness,EnergyandIndustrialStrategy.RenewableEnergyInnovationBoostedby£37MillionGovernmentFundingAcrosstheUK2（岳芳）19．钙钛矿-BiVO4柔性人工树叶器件制备太阳能燃料2022年8月17日，剑桥大学化学系研究人员通过使用薄而灵活的基板和碳质保护层来制造轻质“人造树叶”实现优异的光催化分解水和还原CO2功能。与已有的金属涂层相比，该装置涂层具有材料成本低、室温可加工性、可扩展性和灵活性方面的优势。最终制备的100平方厘米独立人工叶片的性能和稳定性（大约24小时）与1.7平方厘米的普通光电化学（PEC）器件相当，表现出高达4266微摩尔/克·小时的光电活1https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/ee/d2ee01390h2https://www.gov.uk/government/news/renewable-energy-innovation-boosted-by-37-million-government-funding-across-the-uk712022国外零碳能源科技部署及进展性。当使用Co催化剂分子修饰光阳极进行CO2光化学还原，反应产物的CO:H2选择性达到7.2。这种质量非常轻的钙钛矿-BiVO4光电器件的太阳能制H2和制CO的效率分别为0.58%和0.053%。该装置能实现开放水域漂浮式应用，有效规避与土地使用相竞争。来源：Nature.FloatingPerovskite-BiVO4DevicesforScalableSolarFuelProduction1（李扬邓诗碧陈方汤匀）20．英国投入330万英镑支持下一代核技术2022年9月2日，英国商业、能源和工业战略部（BEIS）宣布资助330万英镑支持研发下一代先进核技术的发展，如高温气冷反应堆（HTGRs），有助于推动英国核电的发展，彻底改变英国能源的方式。其中，250万英镑用于6个在英国开发的先进模块化反应堆（AMRs）项目，这些反应堆将使用新颖和创新的燃料、冷却剂和技术，以产生工业用高温和电力。此外，还将提供83万英镑资金用于发展并考虑对高温气体反应堆进行创新监管，这将有助于支持英国2030年进行HTGR示范项目。来源：DepartmentforBusiness,Energy&IndustrialStrategy.£3.3MillionBoostforNextGenerationNuclearTechnology2（李姝影张娴）21．英、加两国开展合作推进聚变能源商业化2022年10月17日，加拿大通用聚变公司（GeneralFusion）与英国原子能管理局（UKAEA）宣布将在多个磁化靶聚变能（magnetizedtargetfusionenergy）商业化项目上开展合作。双方将在英国卡勒姆聚变能源研究中心建设一座磁化靶聚变系统演示用原型机，UKAEA将建造一个新的、更大的汤姆逊散射（ThomsonScattering）系统，安装在该原1https://www.nature.com/articles/s41586-022-04978-6l2https://www.gov.uk/government/news/33-million-boost-for-next-generation-nuclear-technology722022国外零碳能源科技部署及进展型机上用于测量电子温度。此外，通用聚变公司还将利用UKAEA中子建模软件，模拟运行中的大型等离子体注射器（PI3）以及聚变设施的中子通量分布，PI3的模拟结果将用于开发更高水平的物理模型，为聚变演示堆和商业聚变发电厂设施的中子诊断设计提供信息。通用聚变公司还将利用UKAEA的真空设施测试能够承受聚变容器中高温和压缩力的特定钢材，以支持原型机的最终设计。来源：GeneralFusion.GeneralFusionandUKAtomicEnergyAuthority(UKAEA)AnnounceCollaborativeAgreementToAdvanceCommercialFusionEnergy1（徐英祺陆颖）22．英国企业计划开发新型球形托卡马克原型装置2022年10月26日，英国托卡马克能源公司（TokamakEnergy）公布了开发新型球形托卡马克原型装置ST80-HTS的计划。该装置使用高温超导磁体，计划2024年启动建设。ST80-HTS将提高“聚变三乘积”，即燃料离子温度、密度、能量约束时间三个参数乘积。根据维持核聚变反应堆中能量平衡的劳森判据，只有“聚变三乘积”大于一定值，才能产生有效的聚变功率输出。该装置将取代2022年3月实现1亿℃等离子体温度的ST40装置。托卡马克能源公司表示，如果该装置2026年投运，将为建设中试聚变电厂提供关键信息，使该电厂可以在本世纪30年代初投入运营。来源：TokamakEnergy.TokamakEnergyAnnouncesST80-HTSAdvancedPrototypeonPathtoDemonstrateGridReadyFusionPowerintheEarly2030s2（徐英祺陆颖）1https://generalfusion.com/post/general-fusion-and-uk-atomic-energy-authority-ukaea-announce-collaborative-agreement-to-advance-commercial-fusion-energy/2https://www.tokamakenergy.co.uk/2022/10/26/tokamak-energy-announces-st80-hts-advanced-prototype-on-path-to-demonstrate-grid-ready-fusion-power-in-the-early-2030s/732022国外零碳能源科技部署及进展23．英国成功建成并网欧洲最大的储能系统2022年11月21日，英国电池储能投资基金公司HarmonyEnergyIncomeTrust宣布欧洲最大的Pillswood储能系统成功并网。该系统单位周期内发电量高达196兆瓦时，将满足英国30万住户家庭供电2小时。此外该储能系统比邻英国国家电网CreykeBeck变电站，该变电站与世界上最大的海上风电场DoggerBank相连接，通过电池储能系统与风电场相结合能最大限度地提高风电场的利用效率，减少风电场因供需失衡或电网限制而浪费的清洁电力。来源：HarmonyEnergyIncomeTrust.HarmonyEnergyIncomeTrustBringsEurope’sLargestBatteryEnergyStorageSystemOnline1（汤匀）1https://www.harmonyenergy.co.uk/general/harmony-energy-income-trust-brings-europes-largest-battery-energy-storage-system-online/742022国外零碳能源科技部署及进展德国三、德国1．德国开发新工艺实现100%回收硅生产PERC太阳能电池2月7日，德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所公开了一种利用废弃光伏组件中100%回收的硅重新生产钝化发射极背接触太阳能电池（PERC）的新工艺。该工艺从废弃光伏组件中分离和收集太阳能电池碎片，并去除碎片中的玻璃和塑料，然后通过湿化学蚀刻逐步去除触点、抗反射层、发射极得到再生硅。将再生硅清洗、加工成为单晶或准单晶硅锭后制成晶片，最后制成PERC太阳能电池。使用该工艺生产的PERC太阳能电池的转换效率为19.7%。来源：FraunhoferInstituteforSolarEnergySystemsISE,PERCSolarCellsfrom100PercentRecycledSilicon1（彭皓）2．德国莱布尼茨大学利用钨基硫主体材料制备高性能钠硫电池2022年2月8日，德国莱布尼茨大学LinZhang教授研究团队开发了一种基于嵌入氮掺杂石墨烯中的钨（W）纳米颗粒硫主体材料（W@N-G），应用于高性能、长寿命室温钠硫电池。结果表明，W纳米颗粒的加入显著加速了多硫化物的转化，并且正极中W@N-G的重量比仅为9.1%，比最近报道的钠硫电池低3~6倍。电化学测试结果显示，利用W@N-G构建的全电池表现出高比容量（高达1160毫安时/克）和优异的循环寿命（1000次循环中每次循环仅衰减0.036%）。该项研究1https://www.ise.fraunhofer.de/en/press-media/press-releases/2022/solar-cells-from-recycled-silicon.html752022国外零碳能源科技部署及进展为今后制备高性能室温钠硫电池提供了有力的支撑。来源：AdvancedScience.TungstenNanoparticlesAcceleratePolysulfidesConversion:AViableRoutetowardStableRoom-TemperatureSodium–SulfurBatteries1（汤匀）3．德科学家首次对不同电解质的袋式锂硫电池进行多模态分析2022年2月21日，德国柏林亥姆霍兹材料与能源研究中心、德累斯顿工业大学和弗劳恩霍夫材料研究所的科研人员利用X射线、电化学阻抗谱和空间分辨率测温等方法，首次对具有不同电解质的袋式锂硫电池进行多模态分析。通过使用专门开发的传感器测量单元，记录不同时间的阻抗、温度和压力，并结合X射线技术创建可以推断化学沉积过程的放射图像。结果揭示了不同电解质和温度会影响硫及硫化锂沉积和溶解的过程，且单层袋式电池的电化学阻抗测量结果和X射线成像检测结果显著相关。该研究为进一步了解多层袋式锂硫电池奠定了基础。来源：AdvanceEnergyMaterials.OperandoRadiographyandMultimodalAnalysisofLithium–SulfurPouchCells—ElectrolyteDependentMorphologyEvolutionattheCathode2（滕飞）4．一锅级联催化反应实现合成气高效制高级醇2022年5月1日，德国马普学会煤炭研究所研究人员将固体钴费托合成催化剂与氢甲酰化分子催化剂相结合，提出了一种一锅级联催化反应法。该方法首次实现了将多种具有不同操作温度和不同选择性的催化剂结合到一个反应体系中。结果表明，该反应体系CO转化率大于70%，并实现了大于50%的C2+醇选择性，同时反应过程中几乎没有CO2的生成。该方法为发展清洁、可持续、高选择性催化转化方法提供了新的思路。来源：AngewandteChemieInternationalEdition.DirectConversionofSyngastoHigher1https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.2021055442https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202103432762022国外零碳能源科技部署及进展AlcoholsviaTandemIntegrationofFischer–TropschSynthesisandReductiveHydroformylation1（汤匀）5．法兰克福歌德大学开发出可存储和释放氢气的双向生物电池2022年5月20日，法兰克福歌德大学的微生物学家团队成功地利用细菌来控制氢气的储存和释放。研究人员发现乙酸细菌（AcetogenicBacteria）作为生物催化剂，可实现生物基系统内CO2的多个双向氢化循环。乙酸细菌以CO2为食，在氢气环境下可将CO2代谢成甲酸。并被进一步消化为乙酸和乙醇。该团队通过生物工程技术对细菌进行改造，改造后的细菌在30℃和正常压力下进行反应，使细菌的代谢停止在中间产品甲酸阶段，还可以将其逆转。研究人员在为期两周的实验周期内，先将细菌置于氢气中8小时，接下来16个小时期间继续为这些细菌提供氢气环境，之后细菌会再次释放所有氢气。该工艺设计被认为是未来的“生物电池”，可用于以H2形式可逆地存储电子。来源：Joule.BiologicalHydrogenStorageandReleaseThroughMultipleCyclesofBi-directionalHydrogenationofCO2toFormicAcidinaSingleProcessUnit2（李扬）6．利用可扩展模块实现19.1%的大面积全钙钛矿叠层光伏组件2022年7月7日，德国卡尔斯鲁厄理工学院微结构技术研究所研究人员通过基于真空沉积工艺和刮涂涂层的组合以及可扩展的互连方案，实现了实验室规模、旋涂两端全钙钛矿叠层太阳能电池单元（0.1平方厘米，转换效率为23.5%）到实验室规模组件（12.25平方厘米孔径面积）的升级。采用真空辅助生长控制在顶部宽带隙子电池上成功扩大和1https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.2022010042https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(22)00187-8?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2542435122001878%3Fshowall%3Dtrue772022国外零碳能源科技部署及进展无降解生长底部窄带隙子电池。组件互连通过惰性气氛中的全激光刻痕图案工艺实现，使几何填充因子（GFF）达到94.7%。来源：NatureEnergy.ScalableTwo-terminalAll-perovskiteTandemSolarModuleswitha19.1%Efficiency1（汤匀）7．德国计划投资1775亿欧元支持气候行动和能源转型2022年7月27日，德国联邦内阁通过了气候与转型基金未来4年的财务规划和2023年特别基金商业计划草案，并确定了主要优先事项。该基金计划在2023—2026年投资1775亿欧元用于缓解气候变化和提升国家经济发展水平。其中2023年投资金额为354亿欧元，约170亿欧元用于提高旧建筑的能效，约56亿欧元用于电动汽车的发展。未来4年的主要优先事项包括：①约563亿欧元用于支持气候友好型建筑改造，从支持新房屋的建设转向翻新现有房屋；②约355亿欧元用于取消可再生能源附加税；③约199亿欧元用于支持工业脱碳和德国氢能战略的实施；④随着欧洲碳排放交易的发展，提供约121亿欧元对企业进行电价补偿；⑤约38亿欧元用于支持高效、气候友好型的供热系统；⑥约34亿欧元用于纯电动汽车和燃料电池汽车的购置补贴；⑦约34亿欧元用于支持能源和资源效率的提高。来源：FederalMinistryforEconomicAffairsAndClimateAction.177.5BillionEurosforClimateAction,EnergySecurityandHelpWithEnergyCosts2（滕飞廖琴）8．杜伊斯堡-埃森大学研究人员探索用铁来储存氢气2022年8月12日，德国杜伊斯堡-埃森大学宣布获得德国联邦教育和研究部130万欧元资助，与其合作伙伴一起开展Me2H2铁蒸汽工艺（Me2H2iron-steamprocess）项目研究。该项目为期3年，旨在探索用1https://www.nature.com/articles/s41560-022-01059-w2https://www.bmwk.de/Redaktion/EN/Pressemitteilungen/2022/07/20220727-177.5-billion-Euros-for-climate-action-energy-security-and-help-with-energy-costs.html782022国外零碳能源科技部署及进展铁来储存氢气并实现工业规模应用。通过太阳能水解制氢，产生的氢气通过化学反应将氧化铁还原为铁，随后这些铁将以蜂窝状或颗粒的形式运输，在使用时可通过逆反应获得氢气和氧化铁，没有任何环境风险。研究团队的主要目标是找到可以尽可能多次地进行化学反应而不会造成损失的铁合金。来源：UniversityofDuisburg-Essen.TransportingHydrogenasIron1（秦阿宁）9．金属有机框架助力无负极钠金属电池循环效率超99%2022年9月20日，德国亥姆霍兹联合会乌尔姆研究所研究人员开发了一种金属有机框架（MOF）衍生的铜碳（Cu@C）复合材料作为双亲层，以提高钠金属电池库伦效率（CE）和循环寿命。铜颗粒可以提供丰富的成核点，在空间上引导钠（Na）的沉积，碳框架提供空隙体积，以避免在电镀/剥离过程中的体积变化。因此，Cu@C涂层的铜箔和铝箔（称为Cu-Cu@C和Al-Cu@C箔）可以作为钠电镀/剥离的高效集流体，在0.5毫安/平方厘米和1毫安时/平方厘米的循环下分别实现了近1600和240小时的稳定运行。基于此，研究人员利用Cu-Cu@C电极制造出“无负极”钠金属全电池，在1库伦的条件下，在80个循环中显示出良好的循环性能，库仑效率稳定在99.1%。来源：AdvancedEnergyMaterials.SodiophilicCurrentCollectorsBasedonMOF-DerivedNanocompositesforAnode-LessNa-MetalBatteries2（汤匀）10．德国和荷兰共同资助绿氢和绿色化学品技术2022年10月4日，德国联邦教育和研究部（BMBF）、德国联邦经济事务和气候行动部（BMWK）宣布将与荷兰研究理事会共同投入10001https://www.uni-due.de/cenide/news-detail-en.php?id=transporting-hydrogen-as-iron2https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202202293792022国外零碳能源科技部署及进展万欧元，两国将分别出资500万欧元，支持“绿氢和绿色化学品的电化学材料和工艺”项目（ECCM），旨在开发创新的绿色氢气和化学品生产技术，促进共同形成产业集群。此次招标重点关注电解制氢、储氢、电力多元转换（PtX）、能源载体生产、绿色化学品生产的下游工艺、电合成和电化学转换、材料和制造工艺、系统设计和系统集成等。来源：BundesministeriumsfürBildungundForschung,BundesministeriumfürWirtschaftundKlimaschutz.BMBFundBMWKstartengemeinsamenFörderaufrufzuGrünemWasserstoffundGrünerChemie1（岳芳）11．德国企业计划在哈萨克斯坦建造全球最大绿氢制造厂2022年10月27日，德国可再生能源开发商SvevindEnergyGroup与哈萨克斯坦政府签署了一项500亿美元的协议，计划在哈萨克斯坦建设包括25.5万吨容量海水淡化厂、40吉瓦可再生能源发电站、20吉瓦绿色氢能设施的项目“Hyrasia”。“Hyrasia”将使用太阳能和风能产生的电力电解水制氢，到2030年开始生产，目标是到2032年实现满负荷每年生产200万吨绿氢，相当于欧盟2030年绿氢进口目标的五分之一，该项目将成为世界上最大的绿氢制造厂之一。来源：PressserviceofthePrimeMinisteroftheRepublicofKazakhstan.RomanSklyarHoldsNegotiationswithGermanEconomicDelegation2（任毅）12．德国投资5.5亿欧元建立氢能特别基金2022年11月15日，德国经济事务和气候行动部计划投入5.5亿欧元建立两个新的氢能特别基金，旨在全球范围内扩大绿氢经济以加速气候行动。其中，电制燃料（PtX）发展基金用于促进发展中国家和新兴1https://www.bmwk.de/Redaktion/DE/Pressemitteilungen/2022/10/20221004-bmbf-und-bmwk-starten-gemeinsamen-foerderaufruf-zu-gruenem-wasserstoff-und-gruener-chemie.html2https://primeminister.kz/en/news/roman-sklyar-holds-negotiations-with-german-economic-delegation-2105120802022国外零碳能源科技部署及进展经济体的氢能产业，而PtX增长基金用于加速全球市场和绿氢基础设施发展。该计划旨在帮助缓解大型绿氢项目的资金缺口，为绿氢生产、储运、利用及基础设施提供全价值链投资，推动PtX产品在绿氨化肥、无碳钢铁和金属冶炼、航空、船舶和重型货车等领域的应用。来源：FederalMinistryforEconomicAffairsandClimateAction.GermanyAcceleratesClimateActionThroughGlobalScale-UpofGreenHydrogenEconomy1（李岚春滕飞）1https://www.whitehouse.gov/ceq/news-updates/2022/11/17/ceq-launches-global-net-zero-government-initiative-announces-18-countries-joining-u-s-to-slash-emissions-from-government-operations/812022国外零碳能源科技部署及进展欧洲其他国家四、欧洲其他国家1．欧盟发布《2021年全球能源和气候展望》报告2021年12月15日，欧盟委员会联合研究中心（JRC）发布《2021年全球能源和气候展望：推进气候中和》报告，评估了国家自主贡献和长期净零排放目标的最新情况及其对排放和温度的影响。报告指出，到本世纪末，当前政策情景下可能导致气温上升3℃以上，但在国家自主贡献和长期气候战略路径（NDC-LTS）下，气温将上升约1.8℃，排放将在2023年左右达到峰值，并于本世纪中叶趋于稳定。各国需要强有力的政策行动来实现其宣布的目标，电力部门的减排可以为实现中短期排放目标做出最大贡献，尤其是通过减少以煤为燃料的发电。来源：TheJointResearchCentre(JRC).GlobalEnergyandClimateOutlook2021:AdvancingTowardsClimateNeutrality1（秦阿宁）2．欧盟发布《氢能战略研究与创新议程》2022年2月28日，欧盟“清洁氢能联合行动计划”（CleanHydrogenJU）2发布《2021-2027年氢能战略研究与创新议程》，提出了到2027年氢能研发重点领域和优先事项。欧盟在“地平线欧洲”框架下向该计划投入10亿欧元资助氢能研发和示范，此次出台的议程明确了研发重点领域：①可再生能源制氢，包括电解制氢以及生物质/废物制氢、热化学分解水制氢、光电化学和光催化制氢等替代路线；②氢能存储和分配，包1https://ec.europa.eu/jrc/en/news/global-energy-and-climate-outlook-2021-2-c-target-within-reach-more-ambitious-pledges-needed-15-c2CleanHydrogenJU是欧盟推进氢能研发创新的重要平台，是“燃料电池与氢能联合行动计划”（FCH-JU）及其二期计划的后续，成员包括欧盟委员会、“氢能欧洲”组织（HydrogenEurope，代表欧洲工业界）和欧洲氢能研究组织（HydrogenEuropeResearch，代表欧洲研究机构）。822022国外零碳能源科技部署及进展括各类储氢技术及天然气网络混氢、加氢站等；③氢能终端应用，涉及交通、供热、供电等；④交叉领域研究；⑤氢谷示范项目；⑥供应链相关技术。来源：CleanHydrogenJU.NewResearchandInnovationPrioritiesforEurope’sCleanHydrogenPartnership1（岳芳）3．欧盟委员会提供52亿欧元资助氢项目2022年9月21日，欧盟委员会宣布为第二个氢能“IPCEIHy2Use”项目提供52亿欧元资金支持，其将专注于工业领域的氢相关基础设施和氢应用，主要包括：①建设与氢相关的基础设施，特别是大型电解槽和运输基础设施，以生产、储存和运输可再生和低碳氢；②开发将氢集成到工业过程的技术，特别是钢铁、水泥、玻璃等难以脱碳的行业。该项目将增加可再生和低碳氢的供应，从而减少对天然气供应的依赖。各种大型电解槽预计将在2024—2026年投入使用，集成创新技术将在2026—2027年部署，整个项目计划将于2036年完成。10月3日，欧盟委员会批准了1.34亿欧元资金支持德国巴斯夫公司生产可再生氢，额外可再生氢将用于运输车辆（例如氢动力卡车或公共汽车）。该项目将支持在巴斯夫路德维希港基地建设和安装一个大型电解槽，该电解槽的年生产能力将达到54兆瓦，每年生产约5000吨可再生氢，预计将于2025年投入使用。10月4日，欧盟委员会批准了10亿欧元资金支持德国萨尔茨吉特钢铁制造工艺绿色化投资，该项目将支持大型（100兆瓦）电解槽的建设和安装，该电解槽每年将生产约9000吨可再生氢，产生的氢气将用以直接还原铁。绿色炼钢工艺预计将于2026年开始运行。来源：EuropeanCommission.CommissionApprovesupto€5.2BillionofPublicSupportbythirteenMemberStatesfortheSecondImportantProjectofCommonEuropeanInterestinthe1https://www.clean-hydrogen.europa.eu/media/news/research-and-innovation-priorities-clean-hydrogen-2022-02-28_en832022国外零碳能源科技部署及进展HydrogenValueChain1;CommissionApproves€134MillionGermanMeasuretoSupportBASFintheProductionofRenewableHydrogen2;CommissionApproves€1BillionGermanMeasuretoSupportSalzgitterDecarboniseitsSteelProductionbyUsingHydrogen3（秦阿宁岳芳）4．欧盟发布欧洲能源联盟进展评估报告2022年10月18日，欧盟委员会发布《能源联盟进展2022》报告，总结了能源部门过去一年面临的挑战以及进展现状，重点评估了欧盟应对当前能源危机的政策举措。关键结论包括：①所有欧盟国家都采取了应对能源价格上涨的措施；②欧盟的储气量已经超过91%；③俄罗斯管道天然气在欧盟进口中的份额从2021年的41%下降到2022年9月的9%；④液化天然气（LNG）现在是欧盟主要的天然气供应来源，占天然气净进口量的32%；⑤从2022年5月到8月，欧盟创纪录实现了12%的电力供应来自太阳能，13%来自风能；⑥早期迹象表明，2022年将是欧盟太阳能光伏市场创纪录的一年，欧盟国家年均部署增长率最大将达到17%~26%；⑦可再生能源在电力结构中的占比预计将从2021年的37%增长到2030年的69%；⑧随着欧盟承诺在未来几年为氢能提供超过210亿欧元资金支持，欧洲电解槽制造商已承诺将其电解槽制造能力提高10倍，到2025年达到17.5吉瓦；⑨2020年，欧盟大幅超过其气候目标，温室气体净排放量减少了32%（目标30%），终端能源消费和一次能源消费分别比目标值低5.4%和5.8%，可再生能源在终端能源消费占比达到22.1%（目标20%），即使数据在2021年反弹，但仍低于疫情前水平；⑩由于新冠疫情限制，欧盟化石燃料补贴在2020年下降了5%以上，但在2021年仍保持稳定，因为能源部门化石燃料补贴的减少与交通和工业部门的增长抵消。来源：EuropeanCommission.2022StateoftheEnergyUnionReportHighlightsChallenges41https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/ip_22_56762https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/ip_22_59433https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/ip_22_59684https://ec.europa.eu/info/news/seventh-state-energy-union-report-highlights-challenges-2022-oct-18_en842022国外零碳能源科技部署及进展（岳芳）5．法国投资8000万欧元支持绿氢项目（PEPR-H2）研发2022年2月3日，法国公布了在绿氢研究优先计划和设备框架（PEPR-H2）内选定的7个研发和卓越设备项目名单1。由法国原子能和替代能源委员会（CEA）和法国国家科学研究中心（CNRS）的领先研发团队承担，开展上游研发活动（TRL等级的1至4级）以支持氢产业关键技术突破，响应法国氢战略框架中确定的优先事项。入选项目包括：①制氢领域，重点研发高温电解水制氢的陶瓷电池材料性能提升技术；②储氢运输领域，重点是开发新型高效率固体储氢材料以减少高压储氢罐碳足迹；③氢应用领域，重点研发可在超过80℃温度运行的质子交换膜燃料电池项目和耐用性低温燃料电池；④卓越设备计划支持为氢能技术学术研究提供高性能测试的设施。该项目资助金额为8000万欧元，研发周期5至6年。来源：CEA.PEPR-Hydrogènedécarboné:7ProjetsetunéquipexRetenus2（彭皓）6．法国投资10亿欧元开发核能领域颠覆性技术2022年3月9日，法国政府宣布将投入10亿欧元开发创新核反应堆技术。作为投资内容的一部分，政府发起了资助金额为5亿欧元的项目征集计划（AAP），支持核裂变和聚变领域的颠覆性技术。首个“创新核反应堆”AAP项目资助金额为500万欧元，旨在支持满足以下一个或多个目标的创新核反应堆概念的研究和开发项目，包括：①提高反应堆的竞争力；②提高反应堆的固有安全性；③改善核装置的内在物理保护机制、能够集成到分布式电力系统中；④开发非电力应用（制氢、供热、热电联产等）；⑤闭式核燃料循环、回收核材料；⑥改进放射性废1研究优先计划和设备框架（PEPR）旨在建立和巩固法国在科学领域的领导地位，这些领域被视为国家或欧洲层面的优先事项，并与技术、经济、社会、健康或环境的大规模转型相关联，PEPR-H2是首批PEPR项目之一。2https://www.cea.fr/Pages/actualites/energies/pepr-h2-projets-et-equipex.aspx852022国外零碳能源科技部署及进展物管理等。来源：Ministèredel'Enseignementsupérieur,delaRechercheetdel'Innovation.InvestirdanslaFrancede2030:ouverturedel'appelàprojets"Réacteursnucléairesinnovants"1;Bpifrance.Appelàprojets«Réacteursnucléairesinnovants»2（彭皓）7．瑞士新工艺大面积钙钛矿太阳电池效率创造新纪录2021年11月4日，瑞士洛桑联邦理工学院牵头的国际联合研究团队利用分子工程，设计了苯二乙铵碘化物（PDEAI2）的不同异构体化合物作为添加剂引入钙钛矿薄膜中，实现了对钙钛矿薄膜缺陷有效钝化，抑制了非辐射的复合损失，进而增强了电池性能，小面积（0.1平方厘米）电池效率达到了23.92%，而大面积器件（26平方厘米）获得了高达21.4%的转换效率，是该面积尺度效率的最高值（此前结果是25平方厘米，15%）。此外，电池还具备良好的长程稳定性，新工艺为钙钛矿电池大面积规模化制备积累了关键技术基础。来源：NatureCommunications.TuningStructuralIsomersofPhenylenediammoniumtoAffordEfficientandStablePerovskiteSolarCellsandModules3（郭楷模）8．瑞士信贷提出可再生能源技术创新的关键方向2022年3月2日，全球顶级金融服务机构瑞士信贷集团（CreditSuisse）发布《全球可再生能源行业：实现净零的颠覆性创新》报告指出，新一轮的颠覆性创新将显著加速向可再生能源转型。可再生能源技术创新有两个关键方向：①提高能源转换效率/功率输出；②降低组件生产的直接成本。其中，太阳能创新的重点是提高转换效率，风能创新的重点是具有较低平准化电力成本（LCOE）的大型涡轮机。到2025年，1https://www.enseignementsup-recherche.gouv.fr/fr/investir-dans-la-france-de-2030-ouverture-de-l-appel-projets-reacteurs-nucleaires-innovants-840922https://www.bpifrance.fr/nos-appels-a-projets-concours/appel-a-projets-reacteurs-nucleaires-innovants3https://www.nature.com/articles/s41467-021-26754-2862022国外零碳能源科技部署及进展预计全球太阳能和风能成本再分别下降33%和25%，每年装机容量将从2021年的165吉瓦和67吉瓦上升到2025年的386吉瓦和112吉瓦。来源：CreditSuisse.RenewableEnergyInnovationAcceleratesTransitiontoNetZero1（廖琴）9．瑞士苏黎世大学利用氨水刻蚀实现高效光电解水制氢2022年3月23日，瑞士苏黎世大学研究人员对光电阴极器件中热氧化亚铜（TO-Cu2O）进行了氨水溶液刻蚀。与未刻蚀器件相比，刻蚀器件表现出更高的光电化学性能以及更好的重复性。这主要是因为在光电器件中界面陷阱有很强的钉扎效应，而氨水溶液刻蚀能有效去除这些陷阱。最佳样品在0伏和0.5伏条件下分别获得了-8.6毫安/平方厘米和-7毫安/平方厘米光电流密度，起始电位为0.92伏，填充因子为44%。在0.56伏下获得了3.6%的偏置光电流效率，创下了Cu2O基光阴极系统的新纪录。来源：Energy&EnvironmentalScience.CrystalOrientation-dependentEtchingandTrappinginThermally-oxidisedCu2OPhotocathodesforWaterSplitting2（汤匀）10．瑞士钙钛矿/硅叠层太阳能电池认证效率达到31.25%新纪录2022年7月7日，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）和瑞士电子与微技术中心（CSEM）宣布，合作创造了钙钛矿/硅叠层太阳能电池新的转化效率世界纪录，突破了30%的里程碑，获得美国能源部国家可再生能源实验室的权威认证。研究人员使用两种不同的设计开发了高效率的钙钛矿/硅叠层太阳能电池。第一种是将液体溶液沉积到光滑的硅表面，制备钙钛矿层，基于此制备的1平方厘米测试叠层电池单元，其认证效1https://www.credit-suisse.com/about-us-news/en/articles/news-and-expertise/renewable-energy-innovation-accelerates-transition-to-net-zero-202203.html2https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2022/EE/D1EE03696C872022国外零碳能源科技部署及进展率达到30.93%；第二种使用混合蒸汽和液体溶液加工工艺将钙钛矿沉积到有纹理的硅表面，基于此制备的1平方厘米测试叠层电池单元，其认证效率达到31.25%。未来研究人员还将进一步优化材料，延长电池使用寿命并制备大面积电池器件。来源：EPFL.NewWorldRecords:Perovskite-on-silicon-tandemSolarCells1（汤匀）11．瑞士铜锡电催化剂实现近20%光催化CO2还原转换效率纪录2022年10月6日，瑞士洛桑联邦理工学院研究人员开发了一种铜/锡氧化物催化剂，氧化锡表面是通过溅射锡和氧化铜之间的自发交换反应形成的。在铜存在的情况下，富锡铜/锡氧化物表面的锡位点与吸附的一氧化碳实现了恰当的结合。在模拟标准大气质量1.5全球辐照度下，铜/锡氧化物基电解槽的太阳能-化学能量转换效率达到了19.9%，对一氧化碳的法拉第效率达到了98.9%，创造了太阳能-CO能量转换效率的新纪录。本工作为未来人工光合作用结构的设计提供了指导，仅用二氧化碳和水作为反应物，用可再生能源作为动力，直接生产化学品和燃料。来源：NatureCommunications.SolarReductionofCarbonDioxideonCopper-tinElectrocatalystswithEnergyConversionEfficiencynear20%2（朱丹晨）12．西班牙高等科研理事会利用新型光子催化剂实现高效制氢2021年12月29日，西班牙高等科学研究理事会巴塞罗那材料研究所通过将二维光子晶体耦合到Au纳米颗粒修饰的TiO2上，成功构建了Au/TiO2图案化的2D光子催化剂，用于气态水-乙醇混合物的光催化制1https://actu.epfl.ch/news/new-world-records-perovskite-on-silicon-tandem-sol/2https://doi.org/10.1038/s41467-022-33049-7882022国外零碳能源科技部署及进展氢。结果显示图案化的2D光子催化剂制氢量较平坦的薄膜催化剂制氢能力增加了13倍，最大制氢量达到8.5毫摩尔氢气/克•小时。该研究基于光子-等离子体效应，开发了新型光子催化剂，实现了太阳能光催化高效制氢，为以光子晶体作为光催化剂实现清洁制氢开辟了新思路。来源：AdvancedEnergyMaterials.Au/TiO22D-PhotonicCrystalsasUV–VisiblePhotocatalystsforH2Production1（汤匀）13．西班牙巴斯克大学开发4V级高性能锂金属电池2022年2月14日，西班牙巴斯克大学MichelArmand教授研究团队设计并开发了一种非腐蚀性磺酰亚胺盐（LiDFTFSI）电解液，能显著抑制铝集流体在高电位（>4.2伏）下的负极溶解，并显著改善锂电池的循环性能。结果显示，基于LiDFTFSI电解液的锂金属电池呈现出优异离子导电率（3.7毫西门子/厘米），在5.6伏工作电压下，该电池负极仍具有稳定性。与基于双三氟甲基磺酰亚胺锂（LiTFSI）传统电池相比，用LiDFTFSI制备的锂金属电池，在200次循环后，容量保持率仍高达87%。该方法实现了对铝集流体的保护，避免其在负极进一步溶解。来源：NatureMaterials.Stablenon-corrosivesulfonimidesaltfor4-V-classlithiummetalbatteries2（汤匀）14．西班牙协同化学工艺助力锡基钙钛矿太阳能电池稳定性创纪录2022年3月14日，由西班牙海梅一世大学牵头的国际联合研究团队利用协同化学工程方法，有效克服了锡（Sn）基钙钛矿中二价Sn2+离子易于氧化问题，从而在保障太阳能电池性能前提下显著提升稳定性，光电转换效率超过10%，且连续稳定运行1300余小时后仍可保持高达1https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.2021037332https://www.nature.com/articles/s41563-021-01190-1892022国外零碳能源科技部署及进展93%的初始效率，表现了极其优异的稳定性，为探索环境友好非铅（Pb）钙钛矿太阳能电池指明了方向。来源：Joule.TinPerovskiteSolarCellswith>1300hofOperationalStabilityinN2ThroughaSynergisticChemicalEngineeringApproach1（郭楷模）15．瑞典能源局为建设铅冷小型模块化反应堆原型提供资助2022年2月15日，瑞典能源局宣布授予瑞典模块化反应堆股份公司9900万瑞典克朗的资金，以支持其在奥斯卡港核电厂建设一座先进铅冷小型模块化反应堆（SEALER）的电动非核原型堆。该原型堆将从2024年开始，运行5年，用于在高温熔融铅的环境中测试并验证相关材料和技术。SEALER项目于2021年2月启动，由德国Uniper瑞典分公司、LeadCold公司和瑞典皇家理工学院承担，截止目前已向瑞典能源局申请1.25亿瑞典克朗的资助，最终目标是在本世纪30年代实现SEALER的商业化。SEALER的发电装机容量为3000至1万千瓦，可以在不换料的情况下连续运行10至30年，有助于实现高效低成本的清洁核电。来源：SwedishEnergyAgency.SwedishEnergyAgencygrants99MSEKinsupportofbuildingSEALER-EinOskarshamn2（徐英祺陆颖）16．荷兰薄膜硅太阳能电池光吸收率创造65%新纪录2022年3月22日，荷兰原子分子国立研究所（AMOLF）、英国萨里大学和帝国理工学院的研究人员设计了新型薄膜硅太阳能电池。这类薄膜硅的纳米结构构成了特殊的纹理，使薄膜硅电池变得不透明，并将直射太阳光限定于一个角度范围内，从而将更多的太阳光捕获在硅膜内。1https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S25424351220009522http://www.energimyndigheten.se/nyhetsarkiv/2022/energimyndigheten-stottar-satsning-pa-smarta-solelparker-och-blykylda-reaktorer/902022国外零碳能源科技部署及进展实验结果表明，采用新方法设计出来的薄膜硅电池能吸收65%的阳光，接近约70%的理论吸收极限。研究还发现，高效薄膜硅电池可由低品位的硅制成，如此可降低高品位硅的需求，并缩短能源回收时间。来源：AmericanChemicalSocietyPhotonics.Over65%SunlightAbsorptionina1μmSiSlabwithHyperuniformTexture1（李扬）17．意大利激光优化工艺助力大面积钙钛矿太阳能电池刷新效率纪录2月5日，由意大利罗马第二大学AldoDiCarlo教授课题组牵头的国际联合研究团队利用激光设计优化钙钛矿太阳电池模块几何架构，改善了电池模块中不同电池单元的薄膜均匀性，抑制了非辐射的复合，减少了电流损失，进而增强了电池性能，近200cm2大面积器件（192cm2）获得了11.9%的转换效率，创造了该面积尺度的钙钛矿电池效率的新纪录，推动了钙钛矿太阳电池大面积制备工艺的进步，为其规模化生产应用积累关键技术。来源：AdvancedEnergyMaterials.ReducingLossesinPerovskiteLargeAreaSolarTechnology:LaserDesignOptimizationforHighlyEfficientModulesandMinipanels2（郭楷模）18．意大利建造全球首个CO2电池储能工厂2022年6月8日，意大利能源公司EnergyDome宣布在撒丁岛启动其首个二氧化碳电池商业示范设施，这一里程碑标志着其长时储能技术进入商业放大阶段。该设施利用一个巨大、有弹性的气囊将CO2以高密度液态储存（环境温度下，7000千帕压力），当需要用电时，液态CO2再次蒸发后驱动涡轮机产生电力并回输给电网。该过程可循环且不1https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsphotonics.1c016682https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202103420912022国外零碳能源科技部署及进展向大气排放任何物质。EnergyDome公司表示，CO2电池的转换效率可达75%，且均化成本（LCOS）可低至50-60美元/MWh，约是锂电池的一半。设施可以在全球范围内快速部署，实现具有成本效益的可再生能源调度。EnergyDome现在正准备建设其第一个20MW-200MWh（储存200MWh，需要时可提供20MW能量）的全面工厂，预计将于2023年底投入使用。来源：ENERGYDOME.EnergyDomeSuccessfullyLaunchesFirstCO2BatteryLong-durationEnergyStoragePlantintheWorld1;pvmagazine.LargeScaleCO2BatteryFacilityComesOnlineinItaly2（彭皓）19．挪威船级社预测2050年氢能在全球能源中的占比仅为5%2022年6月14日，挪威船级社（DNV）发布《2050年氢能预测》报告，指出氢能在全球能源系统脱碳方面发挥着关键作用，但其发展速度缓慢。报告预测：①要实现《巴黎协定》的目标，到2050年，氢能的使用量需要增加两倍，才能满足15%的能源需求。②到2030年和2050年，氢能在全球能源结构中的占比分别仅为0.5%和5%。③到2050年，以电力为基础的绿氢（电解制氢）将成为主要的生产形式，占氢气总产量的72%。④到2050年，全球用于能源目的的氢气生产支出将达到6.8万亿美元。⑤在未来10年内，全球绿氢成本将与蓝氢成本持平。⑥出于成本考虑，到2050年全球50%以上的氢气管道来自天然气管道。来源：DNV.HydrogenForecastto20503（廖琴李岚春）1https://energydome.com/energy-dome-successfully-launches-first-co2-battery-long-duration-energy-storage-plant-in-the-world/2https://www.pv-magazine.com/2022/06/09/large-scale-co2-battery-facility-comes-online-in-italy/3https://www.dnv.com/focus-areas/hydrogen/forecast-to-2050.html922022国外零碳能源科技部署及进展加五拿、加大拿大零碳能源1．加拿大研究报告显示核能大规模存储有助于实现净零目标1月27日，加拿大核能创新研究所（NII）发布研究报告《价值存储》（StoreofValue）。报告指出，加拿大布鲁斯核电站的无排放电力与长时间储能相结合，有助于保持该国安大略省电力系统的可靠性，同时减少对燃气电厂的依赖。储存核能等低碳能源所产生的能源的能力为按需提供清洁、可靠的电力提供了保证，提高储能能力将是未来电网的关键组成部分。报告表示，核能发电与提高储能水平相结合，将为电力系统运营商提供一个清洁的替代方案，以取代目前使用燃气发电设施来支持风能和太阳能等间歇性能源的做法，并满足峰值需求，创造清洁能源的按需供应，有助于该省实现净零目标。来源：NII.EnergyStoragePoweredByOntario'sNuclearAssets:AMade-In-OntarioPathwaytoNetZero1（徐英祺陆颖）2．加拿大支持小型模块化反应堆技术发展2022年3月17日，加拿大政府向西屋电气加拿大公司投资2720万加元，以支持开发下一代eVinci微反应堆技术。这是通过加拿大创新、科学和经济发展部（ISED）战略创新基金对小型模块化反应堆（SMR）相关技术进行的第三次投资。eVinci微反应堆是一种热管反应堆，能够实现核能热电联产。同月28日，加拿大安大略省、萨斯喀彻温省、新不伦瑞克省和阿尔伯塔省政府发布了一项联合战略计划，为开发和部署SMR指明方向。战略计划确定了四省SMR技术开发的三个流程，包括：1https://www.nuclearinnovationinstitute.ca/post/energy-storage-powered-by-ontario-s-nuclear-assets-a-made-in-ontario-pathway-to-net-zero932022国外零碳能源科技部署及进展①开发新型微型SMR，主要用于替代偏远社区和矿山使用的柴油发电，目前已提议开展5兆瓦微型SMR建设，目标是在2026年投入使用；②2028年前建设一个并网规模为300兆瓦的SMR项目；③开发两座第四代先进SMR，其中钠冷快中子SMR预计在2029年前投入使用，使用乏燃料回收系统和稳定熔盐燃料的SMR预计在2030年代初启用。来源：GovernmentofCanada.GovernmentofCanadaInvestsinSmallModularReactorTechnologytoHelpTransitionCanadatoNetZerowithCleanerSourcesofEnergy1;TheGovernmentsofOntario,Saskatchewan,NewBrunswickandAlberta.AStrategicPlanfortheDeploymentofSmallModularReactors2（徐英祺陆颖）3．加智库研究指出小型模块化反应堆对碳中和的重要作用2022年11月15日，加拿大独立智库C.D.Howe研究所发布研究报告，对全球和加拿大电力需求进行预测，并对每种绿色电力技术的成本和灵活性进行了详细调查。研究发现，由于风能和太阳能的发电能力不稳定，如果现有储能技术没有大幅改进，到2050年世界对核能的需求将是现在的2~5倍。过度依赖太阳能和风能发电已经导致了如美国加利福尼亚等地的电力系统不稳定，加拿大需要通过在其电力组合中增加小型模块化反应堆（SMR）的比例来对冲在太阳能和风能发电方面的风险，以在2050年实现温室气体净零排放目标。来源：C.D.HoweInstitute.SmallNuclearReactorsHoldPotentialforCanada3（徐英祺陆颖）1https://www.canada.ca/en/innovation-science-economic-development/news/2022/03/government-of-canada-invests-in-small-modular-reactor-technology-to-help-transition-canada-to-net-zero-with-cleaner-sources-of-energy.html2https://www.ontario.ca/page/strategic-plan-deployment-small-modular-reactors3https://www.cdhowe.org/node/10597/printable/print942022国外零碳能源科技部署及进展日六本、日本零碳能源1．日本NEDO发布2022年度“能源与环境新技术引领研究计划”2021年12月28日，日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）公布2022年度“能源与环境新技术引领研究计划”，研发主题包括：①提升太阳能发电可持续性的创新技术；②使可再生能源成为主要电力来源和增强电力弹性的新一代电力系统控制等相关技术开发；③开发下一代功率半导体英寸级金刚石散热片基础技术；④未来飞行汽车的飞行技术研发；⑤高效光无线供电技术；⑥开发利用氢冷热的超导发电技术；⑦100℃以上的升温幅度驱动的创新热泵、废热发电以及相应的热管理技术；⑧支持高性能信息基础设施的节能材料；⑨农林渔业温室气体减排技术；⑩革新的氨电解合成技术的开发；⑪木材等有机材料的资源循环利用技术；⑫节水节能制造工艺技术；⑬开发新型凝结剂、膜分离等技术的工业废水资源化回收系统。来源：国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構.エネルギー・環境新技術先導研究プログラム1（秦阿宁）2．日本NEDO资助下一代太阳电池技术开发2021年12月28日，日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）宣布通过“绿色创新基金”投入200亿日元资助“下一代太阳电池开发”项目，推进开发下一代太阳电池的基础和应用技术。该项目的实施期为2021-2025年，总预算为498亿日元，此次资助的200亿日元将支持第一批6个课题，包括超轻型太阳电池制造；薄膜钙钛矿太阳电池应用技术；1https://www.nedo.go.jp/koubo/SM2_100001_00012.html952022国外零碳能源科技部署及进展可灵活安装的钙钛矿太阳电池应用；高效耐用太阳电池模块技术；高性能钙钛矿太阳电池技术；有助于下一代钙钛矿电池应用的共性基础技术。来源：新エネルギー・産業技術総合開発機構.グリーンイノベーション基金事業で、次世代型太陽電池の開発に着手1（岳芳秦阿宁）3．日本科学家开发出高能量密度锂空气电池日本国立材料科学研究所NIMS和SoftbankCorp的研究人员开发出一种能量密度超过500Wh/kg的锂空气电池，显著高于目前的锂离子电池，标志着锂空气电池的实际应用迈出了重要一步。该计划由日本科学技术振兴机构（JST）资助，旨在加速大容量可充电电池的研发。此外，该团队发现该电池显示出有史以来最高的能量密度和最佳的循环寿命性能。科学家认为，这些设备有可能成为终极可充电电池，它们重量轻，容量高，理论能量密度是目前可用锂离子电池的几倍。来源：MaterialsHorizons.CriteriaforEvaluatingLithium–airBatteriesinAcademiatoCorrectlyPredictTheirPracticalPerformanceinIndustry2（杨况骏瑜黄茹）4．智慧能源电网架构模型标准化国际指南发布2022年2月3日，国际电工委员会（IEC）批准并发布了由日本提出的“智慧能源电网架构模型标准化国际指南”。根据指南，智能电网架构模型（SGAM）可以将电力系统到热/燃气系统的整个能源系统的各部件之间信息流动可视化，以掌握整个能源系统（发电、输电、配电、分布式能源和消费），也有利于能源公司作出系统设计的决策，并推动相关标准的开发。来源：日本経済産業省.スマートエネルギーアーキテクチャーモデル標準化のための国際ガイドラインが発行されました31https://www.nedo.go.jp/news/press/AA5_101501.html2https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/MH/D1MH01546J3https://www.meti.go.jp/press/2021/02/20220203002/20220203002.html962022国外零碳能源科技部署及进展（李姝影张娴）5．新型催化体系助力CO2和废弃太阳能电池板双循环2022年5月27日，东京工业大学研究团队利用太阳能电池板制造过程中废弃的硅片作为还原剂，成功建立了将CO2转化为高价值化学品（甲酸、甲醇等）的催化体系。结果表明，将粉碎的太阳能硅（Si）基板和一定量的四丁基氟化铵（TBAF）催化剂混合，在150℃条件下加热，CO2被还原生成乙酸，其收率高达68%。通过优化反应条件，成功地利用CO2合成了高达20微摩尔的甲醇。该项工作为解决CO2转化和废弃太阳能电池板的回收利用提供一种有效途径。来源：EnergyAdvances.CatalyticReductionandReductiveFunctionalisationofCarbonDioxidewithWasteSiliconfromSolarPanelastheReducingAgent1（汤匀）6．日本NEDO支持开发电网稳定性和分布式能源控制技术2022年6月，日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）先后宣布两项资助，支持开发下一代电网稳定性技术以及分布式能源控制技术，以稳定电网供应、促进可再生能源消纳，实现到2030年可再生能源占比达到36~38%的目标。主要包括：①6月20日，投入15.4亿日元启动“可再生能源发电下一代电网稳定性技术开发”项目，开发下一代电力系统所需的基本稳定性技术，将资助两项课题：提供虚拟惯性的储能变流器（PCS）应用技术开发，将电动机和发电机组合的应用技术开发；②6月23日，启动“缓解电力系统拥堵的分布式能源控制技术开发”（FLEXDER）项目，开发连接分布式能源资源聚合器、可再生能源发电和输配电网的控制平台，准确掌握和分析运行状态，改善电力拥堵，增强可再生能源并网能力。来源：国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構.再エネの主力電源化に向け、次々世代の電力ネットワーク安定化技術の開発に着手2;電力系統の混雑緩和のための分散型エネ1https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/ya/d1ya00077b2https://www.nedo.go.jp/news/press/AA5_101550.html972022国外零碳能源科技部署及进展ルギーリソース制御技術開発に着手1（岳芳李姝影）7．首次使用脉冲中子束实现车载燃料电池内部水行为可视化2022年7月12日，日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）与高能加速器研究机构、原子能研究开发机构等合作推进燃料电池分析技术的开发，改进了中子成像的设备、优化成像条件，利用脉冲中子在小于传统成像时间1/10的成像时间（1秒）内保持高空间分辨率（约300微米），将燃料电池（实际尺寸約300平方厘米）中水的生成和排放行为可视化。此外，利用脉冲中子的特性，可以开发出多种用途，例如区分燃料电池内部的水和冰，以及结合水的微观行为和详细分析进一步可视化，这将有助于加速燃料电池和流路结构的开发，提高燃料电池性能、降低成本、减少温室气体排放。来源：国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構.世界初、パルス中性子ビームで車載用燃料電池セル内部の水の可視化に成功2（李姝影张娴）8．东京大学实现光催化全分解水制氢表观量子效率新突破2022年9月28日，日本东京大学研究人员通过对铑/羧基钴-铝掺杂钛酸锶（Rh/CoOOH-AlSrTiO3）光解水催化剂的表面进行修饰，亲水层材料是多氧化钛（TiOx）或多氧化钽（TaOx）（这一无机金属氢氧化物具有超高的导电性，与典型的质子导电材料如由全氟化磺酸酯构成的Nafion材料相当，并具有超高吸水性）。光解水反应中以水蒸气作为水源，实现了在370纳米光照条件下，表观量子效率>50%的突破（该活性可以与水流系统相当）。此外，该材料能在0.3兆帕（即3个大气1https://www.nedo.go.jp/news/press/AA5_101552.html2https://www.nedo.go.jp/news/press/AA5_101558.html982022国外零碳能源科技部署及进展压的条件下），保持这一高表观量子效率。该项工作为光催化反应器的设计，以及未来光催化分解水设备中水的供给源以及供水方式提供了新的思路和解决方案。来源：NatureCommunications.AHygroscopicNano-membraneCoatingAchievesEfficientVapor-fedPhotocatalyticWaterSplitting1（汤匀）9．日本智库展望2023年能源、环境与经济发展趋势2022年11月19日，日本能源经济研究所（IEEJ）发布《2023年能源、环境与经济展望：能源安全与碳中和面临挑战》报告，从全球能源供应和需求、能源安全、关键矿产、绿色投资等方面对2023年发展趋势进行评估分析。报告研究主要结论如下：①应对气候变化和能源安全问题将推动能源效率提升，但能源消费仍将持续增长。②中东利用低成本引导原油消费，俄罗斯受投资短缺困扰产量将下降。③能源安全战略成为应对俄乌冲突和能源转型的关键。④应对能源危机和气候变化需要加强稳定电力供应，并重视核电作用。⑤稀有或关键矿物的供需紧张，成为能源安全新的挑战。⑥足够的气候资金投入是实现绿色增长的关键。来源：TheInstituteofEnergyEconomics,Japan.IEEJOutlook2023:ChallengesforAchievingbothEnergySecurityandCarbonNeutrality2（李岚春）1https://www.nature.com/articles/s41467-022-33439-x2https://eneken.ieej.or.jp/en/press/press221019_en.pdf992022国外零碳能源科技部署及进展澳七大、澳利大亚利亚零碳能源1．澳大利亚最大的可再生能源微电网多能互补系统实现并网2021年11月5日，由全球能源生产商EDL建造运营的56兆瓦可再生能源微电网多能互补系统正式并网，是目前澳大利亚最大的多能互补系统，主要利用风-光-储技术为两座矿山提供50%~85%的可再生能源，包括：18兆瓦风电、4兆瓦太阳能光伏发电、13兆瓦电池储能系统、21兆瓦燃气/柴油离网装置以及先进微电网控制系统。作为推进可再生能源计划的一部分，澳大利亚可再生能源署为该项目提供了1350万美元的资助。来源：EDLEnergy.Australia’sLargestHybridRenewableMicrogridOfficiallyOpened1（汤匀）2．澳德启动氢能创新技术孵化器支持发展氢供应链2021年11月23日，澳大利亚可再生能源署（ARENA）与德国联邦教育和研究部（BMBF）共同发起和管理氢能创新技术孵化器（HyGATE），支持氢供应链的试点、试验、示范和研究。澳大利亚和德国承诺将分别提供5000万澳元和5000万欧元用于投资可再生氢项目，推动双方氢能出口和进口。HyGATE将推进和支持澳大利亚技术投资路线图和ARENA的战略优先事项（清洁氢商业化）。来源：MinisterforIndustry,EnergyandEmissionsReduction.Australia-GermanytoSupportHydrogenSupplyChainProjects2（李姝影张娴）1https://edlenergy.com/news/australias-largest-hybrid-renewable-microgrid-officially-opened/2https://www.minister.industry.gov.au/ministers/taylor/media-releases/australia-germany-support-hydrogen-supply-chain-projects1002022国外零碳能源科技部署及进展3．澳大利亚将于2023年开始绿氢商业生产2021年12月13日，规模为10吉瓦的绿氢项目“沙漠之花”（DesertBloom）在澳大利亚内陆中部开始建设，将于2023年开始商业化生产氢气，2027年逐步实现全面生产，届时可生产大约41万吨可再生氢，每公斤价格不到2澳元（1.44美元）。项目由4000多个模块化的氢气生产单元组成，每个单元的电解能力为2兆瓦，包括光伏系统、0.5兆瓦的集中卫星天线、利用空气生产水和电解水制氢的装置。来源：NewsofAmerica.Massive$15billion.DesertBloomGreenHydrogenProjectGetsPlanningFast（秦冰雪）4．澳大利亚将于2022年启动建设南半球最大的风电场2021年12月31日，澳大利亚宣布投资20亿澳元于2022年在维多利亚州启动建设南半球最大的GoldenPlains风电场，该风电场计划最多安装228台风力涡轮机，装机规模将达到800-1000兆瓦，每年生产3500吉瓦时电力以满足超过76万户家庭日常用电。GoldenPlains风电场占地167平方公里以上，建成后每年将减少约480万吨碳排放。根据最新规划，该项目风力涡轮机最大高度将限制在230米内，涡轮转子的直径从原计划的150米增加到165米。来源：GoldenPlainsWindfarm.ConstructionofLargestWindFarminSouthernHemispheretoBeginin20221（汤匀）5．澳大利亚投资1亿澳元开发70兆瓦及以上大型电池储能项目2022年1月5日，澳大利亚可再生能源署（ARENA）投资1亿澳元开发70兆瓦及以上的大型电池储能项目。该资金将支持至少3个电1https://goldenplainswindfarm.com.au/about-the-project/1012022国外零碳能源科技部署及进展网规模逆变器电池储能项目，每个项目的最高拨款高达3500万澳元。对申请项目的具体要求是：①能够并入澳大利亚国家电力市场（NEM）或西澳大利亚电力批发市场（WEM）；②使用先进的逆变器技术；③达到或超过70兆瓦（逆变器额定值）的最低要求；④设立单个站点；⑤单个项目可获得的最高拨款为3500万美元；⑥在2023年12月31日之前完成财务结算。ARENA表示，这轮融资旨在鼓励私营部门投资，克服发展先进逆变器技术的障碍。来源：AustralianRenewableEnergyAgency.$100mtoBuildLargeScaleBatteryStorage1（李扬）6．澳大利亚资助开发超低成本太阳能光伏技术2022年1月10日，澳大利亚可再生能源署（ARENA）宣布将投入4000万澳元，支持研发超低成本太阳能光伏技术，以实现政府设定的“太阳能303030”目标，即到2030年光伏组件效率达到30%，且公用事业规模光伏装机成本降至30澳分/瓦。此次资助重点关注两大主题：①通过太阳电池和模块的前沿研发和创新提高效率、延长寿命并实现大规模可持续制造，以降低成本；②降低系统平衡部件及运维成本，如通过创新的工厂设计和配置、先进的自动化组装和建设、自动维护技术和智能监控系统等，大幅降低公用事业规模光伏的前期投入和持续成本。来源：AustralianRenewableEnergyAgency.$40MillionFundingRoundtoDriveUltraLowCostSolar2（岳芳李扬）7．澳大利亚拨款近1.3亿澳元启动未来燃料计划2022年2月19日，澳大利亚可再生能源署（ARENA）宣布在“未来燃料基金”框架下拨款1.279亿澳元启动“未来燃料计划”，支持开发零排放汽车技术。重点关注3个领域：①通过降低总体成本、优化电动汽车与电力系统集成、开发创新解决方案和商业模式，支持轻型电动汽车1https://www.energy.gov.au/news-media/news/100-million-build-large-scale-battery-storage2https://arena.gov.au/news/40-million-funding-round-to-drive-ultra-low-cost-solar/1022022国外零碳能源科技部署及进展部署；②通过降低总体成本、优化电动汽车与电力系统集成、开发创新解决方案和商业模式、扩大在脱碳行业的应用、创新电动公交车充电方法、开发公共充电器，支持重型电动汽车部署；③支持氢燃料电池汽车和相关氢基础设施（如加氢站）的部署。来源：AustralianRenewableEnergyAgency.FutureFuelsfundingroundopenforfleets1（岳芳）8．澳大利亚启动德澳氢能联合资助项目首轮招标2022年3月8日，澳大利亚可再生能源署（ARENA）宣布与德国联合资助的“德澳氢能创新和技术孵化器（HyGATE）”项目启动首轮招标，旨在促进两国合作开发创新绿氢技术，加快实现绿氢成本下降目标。HyGATE项目是2021年德、澳政府签署氢能协议达成的三项重要举措之一，两国将分别投入5000万欧元和5000万澳元，支持在澳大利亚开展绿氢供应链相关技术的试点、试验和示范。本次招标涉及可再生氢的全价值链技术，优先关注可降低绿氢价值链的生产、输运和使用成本的技术，太阳能或风能与大型电解槽的集成，支持降低澳大利亚出口至德国绿氢成本的项目，以及通过绿氢促进澳大利亚矿业、工业脱碳等。来源：AustralianRenewableEnergyAgency.Australia-GermanyHyGATEInitiativeFundingRoundNowOpen2（岳芳李扬）9．澳大利亚CSIRO发布《电力系统转型研究路线图》2022年3月29日，澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）发布《电力系统转型研究路线图》，提出了未来10年电力系统低碳转型的分阶段研发优先事项，推动可再生能源发电安全高效并网，并提升能源安全和可靠性。路线图主要涉及9个技术领域：①开发基于逆变器的功能、服务、设计方法和标准；②开发稳定性工具和方法；③开发增1https://arena.gov.au/news/future-fuels-funding-round-open-for-fleets/2https://arena.gov.au/news/australia-germany-hygate-initiative-funding-round-now-open/1032022国外零碳能源科技部署及进展强控制室实时可见性和分析能力的新技术和方法；④设计新的规划指标、方法和工具；⑤开发电力系统恢复和黑启动技术；⑥量化未来电力系统的技术服务需求；⑦开发未来电力系统架构，确保在基于可再生能源的高度分布式、波动性系统中协调新技术、监管方法、市场设计和输/配电接口；⑧明确高水平分布式能源的挑战和机遇，以提高电力系统控制和运行效率；⑨通过对分布式能源响应的建模和分析，确保电力系统运营稳定性。来源：CommonwealthScientificandIndustrialResearchOrganisation.Australia’sGlobalPowerSystemTransformation(G-PST)ResearchRoadmap1（岳芳李扬）10．澳大利亚政府投资4500万澳元扩建先进光伏中心2022年6月16日，澳大利亚可再生能源署（ARENA）宣布向先进光伏中心（AustralianCentreforAdvancedPhotovoltaics,ACAP）提供4500万澳元资金，将尖端太阳能光伏（PV）研究的运营延长至2030年。ACAP由新南威尔士大学光伏和可再生能源工程学院等研究机构组成，合作机构包括澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）、澳大利亚国立大学、墨尔本大学、昆士兰大学、悉尼大学和莫纳什大学的研究小组。该中心的研究旨在提高澳大利亚光伏系统的性能，并于2030年将太阳能光伏电池效率提高到30%，将公用事业规模光伏装机成本降低到30澳分/瓦；其主要研究内容包括太阳电池和组件的前沿研发和创新，公用事业规模光伏自动维护技术和智能监控系统等。来源：AustralianRenewableEnergyAgency.Upto$45MilliontoExtendOperationsoftheAustralianCentreforAdvancedPhotovoltaics2（李扬）1https://www.csiro.au/en/research/technology-space/energy/G-PST-Research-Roadmap2https://arena.gov.au/news/up-to-45-million-to-extend-operations-of-the-australian-centre-for-advanced-photovoltaics/1042022国外零碳能源科技部署及进展11．全氟聚醚基电解质制备超稳定全固态钠金属电池2022年7月4日，澳大利亚迪肯大学研究人员设计开发了基于全氟聚醚封端聚环氧乙烷（PEO）基嵌段共聚物的无溶剂固体聚合物电解质（SPEs），并成功应用于安全稳定的全固态钠金属电池。在高电流密度下（0.5毫安/平方厘米和1.0毫安/平方厘米，长达1000小时），新的SPE表现出高度稳定的对称电池循环性能。组装后的全固态钠金属电池表现出出色的容量保持率、长期充放电稳定性和高负载NaFePO4正极的良好性能，通过氟化作用形成的稳定固体电解质界面膜（SEI）是制备有效固体电解质的一种通用策略。来源：NatureMaterials.Ultra-stableAll-solid-stateSodiumMetalBatteriesEnabledbyPerfluoropolyether-basedElectrolytes1（汤匀）12．澳迪肯大学开发碳氢化合物气体高效存储和节能分离技术2022年7月9日，澳大利亚迪肯大学前沿材料研究所开发了一种绿色低能耗的机械化学工艺，实现了烃类气体的分离，从根本上减少石化工业的能源使用。机械化学方法指的是由机械力触发的化学反应，而不是由热、光或电势差。科研人员在炔烃（或烯烃）和石蜡的混合气体中加入氮化硼（BN）粉末，并在室温下使用球磨（BallMilling）粉碎BN粉末，这一低能量研磨过程使得BN粉末产生极高的炔烃和烯烃气体的吸收能力，BN通过选择性吸收作用固定碳氢化合物气体。被吸附的碳氢化合物气体可通过低温加热过程再从BN中回收。在球磨的机械作用下，BN已经实现了对炔烃/烯烃气体的最高吸收能力，优于迄今为止报道的所有其他材料。来源：MaterialsToday.SuperbStorageandEnergySavingSeparationofHydrocarbonGasesin1https://www.nature.com/articles/s41563-022-01296-01052022国外零碳能源科技部署及进展BoronNitrideNanosheetsviaaMechanochemicalProcess1（李扬）13．澳大利亚可再生能源署投资1600万澳元加速生物能源研究2022年7月19日，澳大利亚气候变化、能源、环境和水资源部宣布将启动一个1600万澳元的生物能源项目，该项目将把流向澳大利亚最大污水处理厂的废物转化为“碳中性”的生物甲烷气体，并为悉尼地区的家庭和企业供能。项目的研究目标是将甲烷从微生物分解污水而产生的气体中分离出来，从而生成碳中性的甲烷气体，并将生物甲烷直接混合到天然气网络中，这将是澳大利亚第一个生物甲烷并入天然气网络的项目。该项目计划于今年年底开始，每年95太焦耳（TJ）天然气的初始容量将足以满足约6300个家庭的能源需求，同时将减少5000吨碳排放，如果扩大到其全部潜力，碳减排将达到11000吨。来源：DepartmentofClimateChange,Energy,theEnvironmentandWater.BuildingaFutureFlushwithRenewableGas2（李扬）14．澳大利亚可再生能源署斥资5560万澳元发展清洁能源技术2022年10月，澳大利亚可再生能源署（ARENA）宣布多项资助，共计投入5560万澳元（约合3723万美元）支持海上风电、储能、负荷灵活性等技术发展，详情如下：10月6日，ARENA宣布投入150万澳元，支持开发海上风电场用于炼铝厂脱碳项目的第一阶段研究，进行风能资源评估以加速该项目的早期开发。该项目计划开发1000兆瓦的海上风电，为波特兰炼铝厂提1https://doi.org/10.1016/j.mattod.2022.06.0042https://www.energy.gov.au/news-media/news/building-future-flush-renewable-gas1062022国外零碳能源科技部署及进展供可再生能源电力以实现脱碳，并通过其变电站连接到国家电力市场，以示范波动性可再生能源发电与大规模、持续性工业负荷的直接整合。此次资助的第一阶段研究将部署陆基光探测和测距设备，以验证拟建海上风电场的风力资源。10月14日，ARENA宣布向澳大利亚壳牌能源公司提供910万澳元，在至少40个商业和工业场所实施负荷控制，以示范约21.5兆瓦的灵活性需求容量。该项目将建立一个整体解决方案以优化能源系统，包括供暖、通风和空调、制冷、电动汽车充电控制以及现场太阳能光伏和储能集成。10月21日，ARENA宣布投入4500万澳元，支持利用新南威尔士州布罗肯希尔的废弃矿山，建设200兆瓦/1600兆瓦时的先进压缩空气储能设施，该项目建成后将成为世界最大的压缩空气储能项目之一，可提供至少8小时的储能时间。来源：AustralianRenewableEnergyAgency(ARENA).OffshoreWindCouldPowerPortlandAluminiumSmelter1;UnlockingFlexibleDemandatCommercialandIndustrialSite2;RepurposingBrokenHillMineforRenewableEnergyStorageUsingCompressedAir3（岳芳董金凤李扬）1https://arena.gov.au/news/offshore-wind-could-power-portland-aluminium-smelter/2https://arena.gov.au/news/unlocking-flexible-demand-at-commercial-and-industrial-sites/3https://arena.gov.au/news/repurposing-broken-hill-mine-for-renewable-energy-storage-using-compressed-air/1072022国外零碳能源科技部署及进展韩八国、韩国零碳能源1．韩国蔚山国立科学技术研究院提出电池硅负极成核新机制2021年12月13日，韩国蔚山国立科学技术研究院提出一种生长抑制机制，通过在硅（Si）负极添加乙烯形成结构更加稳定的Si-C键，有效抑制电池负极制备中气化沉积导致的Si-Si键的形成，进而防止原生SiO2层导致的电化学性能衰减。结果显示，合成的亚纳米级Si负极具有优异的电化学性能，单位比容量超过1262毫安时/克，库伦效率达到90%。将其与三元锂（NCM811）正极构建全电池组，具有优异的循环稳定性，2875次循环后容量保持率为91.3%，日历寿命达到97.6%（1年）。本项工作为高能锂离子电池系统的下一代负极材料研发铺平了道路。来源：NatureEnergy.Subnano-SizedSiliconAnodeviaCrystalGrowthInhibitionMechanismandItsApplicationinaPrototypeBatteryPack1（汤匀）2．新型双层隔膜制备高效率钙钛矿太阳能电池2022年1月20日，韩国蔚山先进能源技术研究开发中心和瑞士洛桑联邦理工学院研究团队合作，引入了一种介孔-TiO2（m-TiO2）电子传输层（ETL）结构，并在其表面附着一薄层含聚丙烯酸（PAA）的SnO2量子点（paa-QD-SnO2），paa-QD-SnO2@m-TiO2的均匀双层膜在很大程度上改善了钙钛矿对阳光的吸收，并与钙钛矿薄膜形成了出色的电子选择性接触。结果表明，基于该双层膜制备的钙钛矿太阳能电池光电转换效率达到25.7%，并具有高度稳定性。进一步将该双层膜应用于大面积PSC模块（64cm2），光电转换效率仍保持在20%以上。1https://www.nature.com/articles/s41560-021-00945-z1082022国外零碳能源科技部署及进展来源：Science.ConformalQuantumDot-SnO2LayersasElectronTransportersforEfficientPerovskiteSolarCells1（汤匀）3．韩国能源研究所开发三维多孔碳载体制备无负极钠金属电池2022年2月8日，韩国能源研究所Byung-HyunKim等人开发了一种具有分级结构的三维多孔碳载体，将其用作钠金属电池正极载体可以实现高效稳定的无负极钠金属电池。结果显示，该载体能够在10毫安/平方厘米的电流密度下保持长达500周稳定循环的金属钠沉积与剥离，其库伦效率高达99.6%。在不含金属钠的无负极全电池中，该载体与10毫克/平方厘米的高载量磷酸钒钠正极匹配，循环100周后实现103毫安时/克的可逆比容量。该项研究为解决钠金属电极枝晶生长、体积膨胀和低库伦效率等问题提供了一种新思路。来源：AdvancedMaterials.A3DHierarchicalHostwithEnhancedSodiophilicityEnablingAnode-FreeSodium-MetalBatteries2（汤匀）4．韩国启动氢燃料电池发电系统示范项目2022年3月21日，韩国中小企业部和忠清南道宣布设立忠清南道氢能转化限制自由特区，正式开启家用、建筑用氢燃料电池发电系统示范项目，旨在推进向氢能经济社会转型。要点包括：①“固体氧化物燃料电池复合排气系统示范”，计划对排气逆流等进行安全性验证，实现高温型固体氧化物燃料电池的复合排气；②“燃料电池系统转换系统示范”，计划对停电时燃料电池系统转换提供紧急电力实施安全性验证；③“直接供氢式燃料电池系统示范”，计划通过安全性验证确保改质型燃料电池的安装、氢气供应及应用安全等。1https://www.science.org/doi/10.1126/science.abh18852https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.2021097671092022国外零碳能源科技部署及进展来源：중소벤처기업부.충남수소규제자유특구,수소연료전지발전시스템실증착수1（李姝影张娴）5．超强导电海藻酸钠水凝胶助力高性能超级电容器2022年5月31日，韩国成均馆大学研究团队利用硫酸钙（CaSO4）与海藻酸钠（Alg）制备出一种具有紧密互连网络的超强导电重构海藻酸钠水凝胶（Ca-Alg/D/Ca）。这种水凝胶在凝胶基质中具有优异的离子电导率，可以作为水性超级电容器的稳定凝胶电解质膜。结果表明，得到的重建水凝胶拉伸强度高达57兆帕、弹性模量高达1290兆帕。将其完全浸泡在1摩尔/升锂离子水溶液中，离子电导率高达2.2毫西门子/厘米，即使在弯曲状态下也具有较好稳定性。来源：NatureCommunications.Superstrong,Superstiff,andConductiveAlginateHydrogels2（汤匀）6．聚丙烯酰胺水凝胶助力高效稳定太阳能光电解制氢2022年6月9日，韩国延世大学研究人员使用聚丙烯酰胺水凝胶（PAAM）作为高渗透性和透明的器件顶部保护剂，制备出一种性能稳定的光电化学器件。水凝胶保护的三硒化二锑（Sb2Se3）光电阴极在100小时内仍能保持初始光电流的70%左右，表现出优异的稳定性。使用低成本薄膜Sb2Se3光电阴极和钒酸铋（BiVO4）光阳极，在宽的电解液pH窗口下，实现了高效光电化学分解制氢，并且光电阴极的表面微结构也得到了较好的保持。这项工作为今后实现具有经济效益的太阳能绿色制氢开创了新的途径。来源：NatureEnergy.HydrogelProtectionStrategytoStabilizeWater-splittingPhotoelectrodes3（汤匀）1https://www.gov.kr/portal/gvrnPolicy/view/H2203000000884878?policyType=G00301&srchTxt=%ED%83%84%EC%86%8C%EC%A4%91%EB%A6%BD2https://www.nature.com/articles/s41467-022-30691-z3https://www.nature.com/articles/s41560-022-01042-51102022国外零碳能源科技部署及进展7．韩国企业联合设立5000亿韩元氢能基金2022年7月6日，韩国现代汽车、SK集团、浦项制铁、乐天等17家企业自发召开首次“韩国氢能商业峰会”，宣布正式设立规模达5000亿韩元的“氢能基金”。该基金主要投资国内外氢能生产、输配、存储基础设施建设及氢能关键技术研发。政府将计划通过加强资金支持、公私合作和监管等政策，盘活民间投资，助力氢能基金的运营。来源：산업통상자원부.5,000억원규모“수소펀드”출범,민간의수소투자본격화1（李岚春）8．利用乙醇基绿色溶剂合成α-甲脒三碘化铅钙钛矿薄膜2022年8月18日，韩国蔚山科学技术院研究人员通过在乙醇溶液中加入一定量的二甲基乙酰胺（DMA）和烷基氯化铵（RNH3Cl）来制备稳定的FAPbI3钙钛矿前驱体溶液。基于乙酸乙酯的前驱体溶液具有较高的亲水性，不需要涂覆设备就能在大面积上沉积致密且均匀α-甲脒三碘化铅（α-FaPbI3）。通过组合几种类型烷基氯化铵（RNH3Cl），可以形成高结晶度、非常致密和均匀α-FaPbI3钙钛矿薄膜。溶液处理的钙钛矿太阳能电池在使用TiO2电极时获得了24.3%光电转换效率，使用SnO2电极时获得了25.1%光电转换效率。本研究为使用更环保的溶剂制备钙钛矿器件提供了一个未来的方向。来源：NatureEnergy.Ethanol-BasedGreen-SolutionProcessingofα-formamidiniumLeadTriiodidePerovskiteLayers2（朱丹晨）1http://www.motie.go.kr/motie/ne/presse/press2/bbs/bbsView.do?bbs_seq_n=165753&bbs_cd_n=81&currentPage=1&search_key_n=&cate_n=&dept_v=&search_val_v=2https://doi.org/10.1038/s41560-022-01086-71112022国外零碳能源科技部署及进展9．钙钛矿基光电阴极和生物质耦合太阳能制氢光电流密度创纪录2022年10月3日，韩国蔚山科学技术院Sung-YeonJang等人利用低带隙钙钛矿基光电阴极和磷钼酸介导的生物质氧化耦合太阳能制氢，产生创纪录的~20毫安/平方厘米的高光电流密度，对应的太阳能制氢产率达到12微摩尔/小时/平方厘米，是迄今为止水裂解的光电化学电池器件和光伏辅助的光电化学电池器件/电化学制氢系统中报道的最高纪录。在优化条件下，磷钼酸可以优先解聚木质纤维素生物质中的木质素，并可以提取和存储电子，以及生产增值化学品（例如，香兰素和乙酰香兰素）。利用生物质生产太阳能制氢所需的能量减少，使得钙钛矿等低带隙光吸收剂可以更有效地利用太阳通量，并产生创纪录的太阳能转化制氢效率。该研究为提高太阳能产氢率和同时实现木质纤维素生物质的有效利用铺平了道路。来源：NatureCommunications.Bias-freeSolarHydrogenProductionat19.8mAcm−2UsingPerovskitePhotocathodeandLignocellulosicBiomass1（朱丹晨）10．多国共同研讨新一代燃料电池国际标准化战略2022年10月20日，韩国国家技术标准研究院举办了燃料电池技术委员会会议，美加法德日中等主导燃料电池技术国际标准开发的13个国家参会，共同研讨新一代燃料电池国际标准化战略。截至2022年10月，已发布22种国际标准，还有14种正在开发中，具体分工：①（德国）燃料电池安全系统；②（法国）计算堆栈/模块额定功率和功率密度；③（日本）利用燃料电池模块的储能系统；④（日本）工程机械用燃料电池系统；⑤（韩国）挖掘机用燃料电池系统；⑥（中国）无人机用燃料电池系统；⑦（美国）微型燃料电池系统；⑧（韩国）笔记本电1https://doi.org/10.1038/s41467-022-33435-11122022国外零碳能源科技部署及进展脑燃料电池系统。各方针对燃料电池堆栈评估方法达成协议以便对氢燃料电池性能进行公平比较，为使建设机械用、列车及船舶大型运输用燃料电池产品顺利进入市场，还将性能评价方法制定为国际标准。其中，韩国提出“利用氢燃料电池冷热电三联供系统”“使用后燃料电池堆栈性能评估方法”2项国际标准。来源：산업통상자원부.차세대연료전지국제표준화전략한국에서논의1（李姝影张娴）1https://www.gov.kr/portal/gvrnPolicy/view/H2210000000936592?policyType=G00301&srchTxt=%ED%83%84%EC%86%8C%EC%A4%91%EB%A6%BD1132022国外零碳能源科技部署及进展俄九罗、俄斯罗斯零碳能源1．俄罗斯将于2036年前投入运行首座制氢核电站2021年12月27日，俄罗斯国家原子能公司（Rosatom）下属公司AtomEnergoMash表示，将于2033年前推出俄罗斯首座制氢核站，到2036年前投入工业运行。按照初步计划，2023年，使用VVER-1000型反应堆压力容器（RPV）制造技术完成核能技术站高温气冷堆（HTGR）装置的技术设计工作；2025年，初获得部署核能技术站许可证，秋季前制定设计草案；2032年底，启动首个核能技术站机组；2035年12月，首座核能技术站投入工业运行。来源：Altusintel.Russia:FirstStationWillAppearforDevelopmentofHydrogen1（秦冰雪）1．俄罗斯向清洁能源项目投资近千亿卢布2月11日，俄罗斯召开“到2030年的社会经济发展倡议”实施和结果会议，公开能源领域脱碳工作进展，涉及新核能及清洁能源。在新核能方面将拨款960亿卢布（约合13亿美元）用于新的核电项目建设，包括建设小型核电站、建立闭式燃料循环无废物能源技术平台、发展核技术市场和开发新的核燃料。到2024年，开始建造RITM-200小型核反应堆并建设完成世界首座新一代核燃料生产厂；到2030年，实现占据世界小型核电站20%的市场份额和24%的核燃料市场的目标。清洁能源方面：①提供90亿卢布的联邦预算发展氢能，到2024年开发9项国产技术、6种生产设备及1个设备测试试验场，并启动多个氢气出口项目，到2030年实现20%的全球氢市场占有率；②2024年实现太阳能和风能发电厂投产超过4000兆瓦，2030年，可再生能源设施的发电量实现5倍增长。1https://www.altusintel.com/public-yy74cw/1142022国外零碳能源科技部署及进展来源：ПравительствоРоссии,Совещаниеоходереализацииирезультатахинициативсоциально-экономическогоразвитиядо2030года1（彭皓）1http://government.ru/news/44545/1152022国外零碳能源科技部署及进展沙十特、沙阿特拉阿伯拉伯零碳能源2．科学家成功开发商用级别耐湿热钙钛矿太阳能电池2月17日，沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学StefaanDeWolf教授团队通过应用油胺碘（OLAI）分子形成二维（2D）钙钛矿层，有效抑制了三维（3D）钙钛矿的表面缺陷，使其能在3D钙钛矿顶部表面生长2D钙钛矿层，产生2D/3D钙钛矿异质结，基于异质结的电池器件具备优异的耐湿热特性。实验结果显示，基于2D/3D异质结的倒置钙钛矿太阳能电池光电转换效率达到24.3%，并在工业标准的双85环境（85℃高温、85%湿度）下经过1000小时测试，光电转换效率仍可保持95%以上的初始效率，满足商业化应用标准。来源：Science.Dampheat–stableperovskitesolarcellswithtailored-dimensionality2D/3Dheterojunctions1（汤匀郭楷模彭皓）3．界面优化实现钙钛矿-硅叠层太阳能电池认证效率突破29.3%2022年6月23日，沙特阿卜杜拉国王科技大学研究人员在钙钛矿/C60界面上，通过热蒸发形成1nm厚的多氟化镁（MgFx）夹层，可以较好地调节钙钛矿层的表面能，促进电子提取，减缓非辐射复合。基于上述效应，面积为1平方厘米单片钙钛矿-硅叠层太阳能电池的开路电压（Voc）达到1.92V，填充系数（Jsc）提高到80.7%，独立认证的稳定功率转换效率达到29.3%。进一步对封装叠层器件进行了湿热测试，1000小时后没有明显的Voc和Jsc降低，且仍具有初始效率的95.4%。该项工作为今后开发高性能太阳能光伏器件开辟新的途径。1https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm57841162022国外零碳能源科技部署及进展来源：Science.EfficientandStablePerovskite-siliconTandemSolarCellsthroughContactDisplacementbyMgFx1（汤匀）1https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn89101172022国外零碳能源科技部署及进展新十加一、坡新加坡零碳能源1．利用新型共价有机框架制备高性能锂硫电池2022年5月12日，新加坡国立大学研究人员提出了一种吡啶醛衍生的亚胺连接的共价有机框架材料（COFs）的合成方法，其可以转化为类Lieb晶格（一种重要的阻挫晶格）的咪唑并吡啶连接的共价有机框架材料COFs（IP-COFs）。IP-COFs作为双价N-杂环卡宾的前体，可以解离二硫键形成碳硫键，用于锂硫电池的正极材料，促进锂硫电池中正极的动力学过程。结果表明，IP-COFs材料显著改善了硫氧化还原化学性质，制备的锂硫电池在10库伦下，倍率性能达到540毫安时/克，面积容量高达6.2毫安时/平方厘米。来源：NatureSynthesis.ConstructingAmbivalentImidazopyridinium-linkedCovalentOrganicFrameworks1（汤匀）2．新加坡国立大学开发近中性条件下最高功率密度全有机液流电池2022年8月23日，新加坡国立大学QingWang团队利用膦酸酯官能化的亚苯基桥连的紫精衍生物1,1’-双（3-膦酰基丙基）-4,4’（1,4-亚苯基）二溴化双吡啶鎓（（PPBPy）Br2）作为液流电池阳极电解液氧化还原活性物质，实现了高功率全有机氧化还原液流电池（RFB）的制备。（PPBPy）Br2具有-0.801伏的氧化还原电位和极低的渗透率。结果表明，半电池测试中1000次循环后容量没有衰减。将（PPBPy）Br2和聚苯乙烯磺酸盐-四甲基哌啶氧化物（PSS-TEMPO）配对制备的全有机氧化还原液流电池（RFB），其电池电压高达1.61伏，在所有已报道的pH中1https://www.nature.com/articles/s44160-022-00071-y1182022国外零碳能源科技部署及进展性水基RFB中功率密度最高，达到了509毫瓦/平方厘米。来源：AngewandteChemieInternationalEdition.High-powerNear-neutralAqueousallOrganicRedoxFlowBatteryEnabledwithaPairofAnionicRedoxSpecies1（汤匀）3．新加坡科研人员发现光催化高效电解水制氢技术2022年10月26日，新加坡国立大学和新加坡科学技术研究局等科学家发现，光可以触发水电解过程的新型析氧反应机制（COM），提高水电解制氢效率，有望开辟更有效的新型工业制氢方法。该研究利用新型材料制备与测试、原位同步辐射吸收谱及密度泛函理论计算等研究手段，在羟基氢氧化镍材料中首次发现该全新电催化反应机制。不同于现有的金属作为氧化还原中心的吸附机制（AEM）和氧作为氧化还原中心的晶格氧机制（LOM），当催化反应遵循COM机制时，金属和氧交替得作为氧化还原中心，绕过电位限制，突破现有AEM和LOM反应机制的弊端，进一步提升电催化剂的性能。实验表明，COM机制能够使10毫安/每平方厘米过电势最低降低至135毫安，达到目前该领域的最好性能。该研究对于深入理解氢能制备和存储的机理，突破限制全解水的动力学限制，寻找价格低廉、储量丰富且催化性能优异的析氢/析氧催化剂，实现氢能的大规模应用具有重要意义。来源：Nature.PivotalRoleofReversibleNiO6GeometricConversioninOxygenEvolution2（滕飞）1https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.2022082232https://www.nature.com/articles/s41586-022-05296-7119国十际二、组国织际组织零碳能源科技部署及进展1．世界能源理事会发布低碳氢能区域发展报告2021年5月23日，世界能源理事会（WEC）发布《低碳氢能规模化发展区域洞察》报告指出，到2040年低碳氢能可在全球范围内发挥重要作用，在推进各国实现《巴黎协定》气候目标的同时改善其能源体系的多样性和安全性。氢基燃料的发展势头将持续增长，但各地区间存在差异，中国和美国作为全球最大氢能市场将可能实现自主供应，北欧和日韩可能成为两个主要进口中心。俄乌冲突凸显能源安全的重要性，短期内可能促进可再生能源及核能制氢发展。实现低碳氢能规模化发展需要全球利益相关者加强协调合作，以更好调动公共和私营资金。来源：WorldEnergyCouncil.RegionalInsightsintoLow-CarbonHydrogenScaleUp1（岳芳）2．国际能源署分析成员国能源技术研发与示范公共经费投入2021年10月14日，国际能源署（IEA）发布最新《能源研发与示范经费投入分析》报告，对IEA成员国能源技术研发与示范（RD&D）公共经费投入情况进行了分析。具体内容如下：①2020年IEA成员国政府能源技术RD&D公共投入总额达到231亿美元，美国和日本是RD&D公共投入最多的两个国家；②IEA成员国能源技术RD&D公共投入领域日益多样化，能源效率和可再生能源投入增长显著；③低碳能源技术成为能源技术RD&D公共投入的主要领域；④全球能源技术RD&D公共投入整体增长明显。来源：InternationalEnergyAgency.EnergyTechnologyRD&DBudgets:Overview2（汤匀）2https://www.iea.org/reports/energy-technology-rdd-budgets-overview1203．国际能源署生物质能执行委员会发布2021年成员国报告2021年11月，国际能源署生物质能执行委员会（IEABioenergyExecutiveCommittee）发布《2021IEA生物质能国家报告》，统计分析截止到2019年IEA各成员国生物质能的发展情况，包括中国、欧盟、美国、英国等27个国家和地区，涵盖各种可再生能源占比，以及各国生物质能在电力、供热和交通各应用中的发展情况。大部分国家现阶段将生物质制燃料作为发展生物质能的首要任务，逐渐从生物质直燃发电向交通运输燃料领域发展，重点关注第二代生物质能的开发，并正在建立一批技术平台。来源：InternationalEnergyAgencyBioenergyExecutiveCommittee.IEABioenergyCountries’Report–Update20211（吴晓燕陈方）4．欧洲原子能论坛报告强调核能在欧盟低碳能源体系中的作用2021年11月30日，欧洲原子能论坛（FORATOM）发布《2050年之路：核能在低碳欧洲中的作用》报告，结果显示，欧洲现有核电站机组的持续运行将在中短期内有助于其达成净零碳目标。现有核电站过早关闭将导致到2025年二氧化碳排放量增加，从而阻碍2030年气候减排目标的实现。报告提出以下政策建议：①认识到核能是一种有助于欧盟实现其气候目标并确保能源供应安全的可行路径；②避免尽早关闭核电站，因为这有可能使长期脱碳目标脱轨；③对所有低碳技术进行同样稳健和科学的评估，以确保可持续转型；④制定支持所有低碳技术的市场设计；⑤认识到核能对可持续氢经济的贡献。来源：FORATOM.FORATOMTakeaways-Pathwaysto2050:RoleofNuclearina1https://www.ieabioenergy.com/blog/publications/iea-bioenergy-countries-report-update-2021/121Low-CarbonEurope-2021UpdatedResults1（徐英祺陆颖）5．国际能源署预测未来五年可再生能源发展趋势2021年12月1日，国际能源署（IEA）发布了《可再生能源2021：至2026年的分析和预测》报告，根据当前的能源政策和市场发展形势分析了可再生能源行业未来五年的发展趋势和面临的主要挑战，并在近期能源和大宗商品价格上涨的背景下，预测了到2026年可再生能源技术在电力、运输和供热领域的部署。报告指出，到2026年全球可再生能源发电装机容量预计将比2020年增加60%以上，超过4800吉瓦，相当于目前全球化石燃料和核能发电装机容量的总和。除了提供详细的市场分析外，报告还预测了能源存储、利用可再生电力制氢、刺激方案、航空生物燃料和住宅供暖等领域的发展趋势。来源：InternationalEnergyAgency.Renewables2021:AnalysisandForecastto20262（李扬）6．国际能源署发布《2021法国能源政策回顾》报告2021年12月1日，国际能源署（IEA）发布《2021法国能源政策回顾》报告指出，从短期来看，低碳核能是法国电力供应的重要支柱。法国政府需要做出重要决定，以确保法国在2050年实现净零排放目标。特别是在核电机组现代化计划方面，该报告显示，由于可再生能源增长缓慢，法国可能需要推迟关闭12座现有核电站的计划，对老化的现有核反应堆进行现代化改造和安全升级，以实现长期运行，确保充足的能源供应。该报告还指出，目前法国低碳能源技术和能效解决方案的部署速度不够快，政府无法实现其能源和气候目标，需要加大政策力度和增1https://www.foratom.org/downloads/nov2021_pathways_2050_updated_foratom-analysis/2https://www.oecd-ilibrary.org/docserver/6dcd2e15-en.pdf?expires=1638923791&id=id&accname=ocid56017385&checksum=D1D64696760DB4932D3D22DCA8C75E88122加投资。报告建议法国政府确保核能发电的可持续长期融资，同时保持竞争性的电力市场，此外，还应加强与能源转型相关的核能研究。来源：InternationalEnergyAgency.2021EnergyPolicyReviewofFrance1（徐英祺陆颖）7．经合组织核能署发布《先进反应堆系统与未来能源市场需求》报告2021年12月2日，经合组织核能署（OECD-NEA）发布《先进反应堆系统与未来能源市场需求》报告，就未能能源市场发展前景作出下述5点预测：①是电力系统对供应的短期和长期灵活性需求将不断提升；②核能在电力系统中的作用将更加多样化；③核能将有助于供热行业脱碳；④先进反应堆系统可用于大规模制氢，其经济和技术可行性已得到证实；⑤具有闭式燃料循环系统、更高温度、更高安全性的第四代核反应堆的部署速度将会加快。报告为推进先进核技术发展提出了5条政策建议：①应认识到先进反应堆是一种低碳、低成本技术手段，有助于推动碳减排目标的实现；②制订政策时应考虑到先进反应堆的非电力应用；③政府和工业界应共同努力，完成先进反应堆示范；④应促进国际合作，以提高先进反应堆的经济可行性；⑤应不断推动公众加深对先进反应堆的认识。来源：OECD.AdvancedReactorSystemsandFutureEnergyMarketNeeds2（徐英祺陆颖）8．国际能源署：至2024年全球煤炭市场将保持强劲增长态势2021年12月17日，国际能源署（IEA）发布《2021煤炭市场报告》，对至2024年的全球煤炭市场发展态势进行了分析和展望：在经历了1https://iea.blob.core.windows.net/assets/7b3b4b9d-6db3-4dcf-a0a5-a9993d7dd1d6/France2021.pdf2https://www.oecd-nea.org/upload/docs/application/pdf/2021-12/nea_7566_arfem.pdf1232019、2020年连续两年的需求量下滑后，煤炭需求在2021年出现了强劲反弹，全球煤炭需求增长了6%，全球燃煤发电增长了9%，达到10350太瓦时，创历史新高。展望期内（2021-2024年），全球煤炭需求将保持旺盛态势，2022年需求量有望再创新高，达到80.25亿吨，此后保持该增速至2024年。近期预测显示，碳中和承诺雄心与实际行动之间还存在巨大差距，在净零排放经济中的煤炭需求水平将取决于碳捕集、利用与封存（CCUS）技术的成功部署程度。来源：InternationalEnergyAgency.Coal2021AnalysisandForecastto20241（郭楷模李扬）9．2021年全球对能源转型的投资达7550亿美元2022年2月22日，彭博新能源财经（BNEF）发布《2022年能源转型投资趋势》报告指出，2021年全球对能源转型的投资总额达到7550亿美元。其中，可再生能源仍是最大的投资领域，投资额为3660亿美元，比2020年增长6.5%；电气化交通是第二大投资领域，投资额为2730亿美元；电气化热力和核能分别为530亿美元和310亿美元。亚太地区吸引的投资最多，为3680亿美元。中国再次成为能源转型投资最大的国家，为2660亿美元。美国对清洁能源的投资为1140亿美元，欧洲国家为2190亿美元。来源：BloombergNEF.EnergyTransitionInvestmentTrends20222（廖琴）10．国际能源署发布《追踪清洁能源创新：聚焦中国》报告国际能源署（IEA）在3月份发布《追踪清洁能源创新：聚焦中国》报告指出，过去20年中国能源创新在国际舞台发挥了重要作用，未来1https://www.iea.org/reports/coal-20212https://about.bnef.com/energy-transition-investment/124将在实现碳达峰、碳中和进程中发挥关键作用。主要结论包括：①中国已成为全球能源领域专利申请的关键参与者，特别是太阳能光伏、电动汽车和照明等领域在全球占比越来越高，在太阳能光伏、风力涡轮机、电动汽车等行业已成为全球关键的技术开发和制造大国；②中国已成为全球第二大能源研发公共支出国，仅次于美国，超过了日本和欧洲等其他成熟的技术创新中心；③中国能源领域知识产出数量和质量双增长，但研究成果的整体影响力需要提高，还需要进一步加强国际合作。来源：InternationalEnergyAgency.TrackingCleanEnergyInnovation:FocusonChina1（李岚春郭楷模廖琴）11．IEA：2021年全球二氧化碳排放量反弹至历史最高水平2022年3月8日，国际能源署（IEA）发布《全球能源回顾：2021年全球CO2排放量》报告，指出2021年全球能源相关的CO2排放量增长至363亿吨，较2020年增长6%，创历史最高水平。其中煤炭使用量的增加是推动全球能源相关CO2排放量增长的主要因素。2021年，煤炭相关排放占全球CO2排放增量的40%以上，达到153亿吨历史新高；天然气相关CO2排放总量达到75亿吨；而石油相关CO2排放总量仅为107亿吨，远低于疫情前水平。中国是推动全球CO2排放量反弹的主要国家，2021年中国CO2排放量超过119亿吨，占全球CO2排放总量的33%。来源：InternationalEnergyAgency.GlobalEnergyReview:CO2Emissionsin20212（汤匀）12．全球风能理事会确定最具潜力的五大漂浮式风电市场2022年3月11日，全球风能理事会发布《漂浮式海上风电：全球1https://www.iea.org/reports/tracking-clean-energy-innovation-focus-on-china2https://www.iea.org/reports/global-energy-review-co2-emissions-in-2021-2125机遇》报告指出，漂浮式海上风电技术对减少化石燃料使用和实现净零排放至关重要。主要结论包括：①预计漂浮式海上风电到2026年每年装机容量将超过1吉瓦，从2026年开始漂浮式海上风电将进入商业化阶段。②通过提出一套标准（包括商业规模技术潜力、漂浮式技术潜力大于固定式技术等标准），评估发现爱尔兰、意大利、摩洛哥、菲律宾和美国（加利福尼亚）具有巨大的漂浮式海上风电潜力。来源：GlobalWindEnergyCouncil.FloatingOffshoreWind:AGlobalOpportunity1（廖琴）13．国际可再生能源署预测未来绿氢成本和潜力变化2022年5月，国际可再生能源署（IRENA）发布《实现1.5℃气候目标的全球氢能贸易：绿氢成本和潜力》，探讨了2030年和2050年全球成本变化情况。绿氢与化石燃料和其他低碳替代技术相比，面临的主要挑战之一是成本高，因此，必须削减生产成本，使其具有成本优势。报告通过估算全球34个地区的绿氢生产成本和潜力，认为到2050年，在最乐观的成本假设下，最佳产地的绿氢生产成本可降至0.65美元/千克，而较为保守的情况下，生产成本也能达到1.15美元/千克。来源：InternationalRenewableEnergyAgency.GlobalHydrogenTradetoMeetthe1.5℃ClimateGoal:GreenHydrogenCostandPotential2（秦冰雪）14．国际能源署分析电力系统发展分布式能源的潜力2022年5月2日，国际能源署（IEA）发布了《释放分布式能源的潜力——电力系统机遇和最佳实践》报告。报告指出，屋顶太阳能电池板和电池储能等分布式能源资源（DER）的快速发展，不仅将改变电力的生产方式，还将改变电力的交易、输送和消费方式，在促进全球碳减排的同时提高电网弹性。DER让电力生产和交易不再局限于大型、集中1https://gwec.net/report-outlines-enormous-potential-for-floating-offshore-wind-in-energy-transition/2https://irena.org/publications/2022/May/Global-hydrogen-trade-Cost126的发电厂和电网公司，消费者可以生产电力供自己消费，也可以在市场上出售。此外，DER将加速电力数字化转型，但现在许多电网都是为传统集中能源系统设计的，DER的份额很小，需要更大的系统灵活性来持续平衡供需。为充分发挥DER的巨大潜力，未来需进行电力市场和监管的改革，从而更加有效地配置金融资本和实物资产。来源：InternationalEnergyAgency.UnlockingthePotentialofDistributedEnergyResources1（徐婧黄茹汤匀）15．IEA分析到2050年实现净零排放的示范项目投资需求2022年6月1日，国际能源署（IEA）发布《2050年净零排放：对示范项目的需求》报告指出，到2026年至少需投入900亿美元支持一些关键技术的示范项目，推进到2030年商业运行，以实现到2050年净零排放。主要包括：①新能源动力集装箱船；②将制氢、制氨和氨裂解完全整合；③氢基液体和气体燃料；④将可再生能源发电与电解制氢（聚合物电解质膜电解槽、固体氧化物电解槽）、氢气存储和分配集成；⑤利用纯氢、氢气和天然气混合物或天然气结合碳捕集实现钢铁脱碳；⑥漂浮式海上风电新型构造；⑦非化石原料制大宗化学品；⑧将碳捕集、利用和封存（CCUS）用于水泥制造、制氢（煤、天然气、生物质原料）和发电；⑨从环境中捕集和封存CO2；⑩酶法和热化学法利用纤维素原料生产先进生物燃料。来源：InternationalEnergyAgency.NetZeroby2050:theNeedforNetZeroDemonstrationProjects2（岳芳）16．REN21发布《全球可再生能源现状报告2022》2022年6月15日，21世纪可再生能源政策网络（REN21）发布《全1https://www.iea.org/reports/unlocking-the-potential-of-distributed-energy-resources2https://iea.blob.core.windows.net/assets/76426d5e-0c9c-4f9f-809f-feca6bde702e/Theneedfornetzerodemonstrationprojects.pdf127球可再生能源现状报告2022》指出，尽管2021年全球可再生能源电力装机容量创纪录增长17%，发电量增长7793太瓦时，但无法满足全球电力消费6%的增长，可再生能源在全球能源消费占比停滞不前。可再生能源在电力部门能源消费占比最高（28%），但在建筑及工业供热和制冷、交通运输占比仅为11.2%和3.7%，而后两者共占全球终端能源消费的80%以上。能源消费总量和化石燃料使用的增幅超过可再生能源增幅，也使得全球碳排放出现史上最大增长（超过20亿吨）。报告强调，2021年化石燃料价格暴涨严重影响能源安全和全球经济，可再生能源是各国实现能源自主的唯一机会。来源：REN21.Renewables2022GlobalStatusReport117．IEA《世界能源投资报告2022》剖析全球能源投资2022年6月22日，国际能源署（IEA）发布《世界能源投资报告2022》，指出2021年世界能源投资总额约2.22万亿美元，并预测2022年世界能源投资总额将增长8%，达到2.4万亿美元。其中，能源投资增长幅度最大的是电力部门，主要投资于可再生能源和电网领域，而发达国家和中国是推动能源投资增长最重要的力量。此外，报告指出能源安全的广受关注和大宗商品价格的不断上涨促使对化石燃料、原材料供应链加大投资，但只有加大对清洁能源投资，实现能源清洁转型，才是保障能源安全、实现全球气候目标的唯一持久解决方案。来源：InternationalEnergyAgency.WorldEnergyInvestment20222（汤匀秦冰雪）18．国际能源署发布保障清洁能源供应链安全报告2022年7月12日，国际能源署（IEA）发布《保障清洁能源技术供应链安全》报告，强调安全、弹性和可持续的能源技术供应链是成功1https://www.ren21.net/wp-content/uploads/2019/05/GSR2022_Full_Report.pdf2https://www.iea.org/reports/world-energy-investment-2022128实现清洁能源转型的核心。报告评估了光伏、动力电池和低排放氢能三大关键技术领域的供应链需求，并提出5项建议：①提高供应链多样性，包括为识别和开发关键矿物提供新的和多样化的供应来源，采取协调措施增强供应链弹性，利用产业政策杠杆扩大和多元化清洁能源技术制造能力，支持发展壮大循环再造产业；②加速清洁能源转型，包括快速推进和简化清洁能源与关键矿物的许可和审批程序，利用政府采购创造对新的清洁能源技术和燃料的需求；③创新清洁能源技术，包括利用设定目标、标准、财政激励措施和监管改革加速市场的建立以减少关键矿物依赖，增加并优先考虑对研发和示范的投资和支持，采用先进数字技术方法提高能源和材料效率并降低成本；④开展供应链开发合作，包括在国家、地区、行业层面制定清洁能源技术供应链图谱，制定并采用更高的环境、社会与政府绩效国际标准来提高市场透明度，支持新兴市场和发展中经济体建立安全、可持续和有弹性的供应链；⑤投资清洁能源，包括改善获得可持续性金融的机会并采用适合供应链不同阶段的金融工具，投资培养具有合适技能的劳动力，确定与净零路径兼容的重新利用或重新部署现有基础设施的机会。来源：InternationalEnergyAgency.SecuringCleanEnergyTechnologySupplyChains1（岳芳廖琴）19．IRENA分析可再生能源在中国碳中和路径中的作用2022年7月，国际可再生能源署（IRENA）发布《中国的碳中和之路：可再生能源的视角和作用》报告，提出了中国实现碳中和目标的13项优先事项及建议。具体包括：①开发和提供综合的长期能源规划；②提高能源和资源效率；③加快减少煤炭消费；④加速向可再生能源转型；⑤改革电力市场；⑥加强终端部门电气化；⑦扩大生物质等可再生能源的直接利用；⑧提高氢和合成燃料的生产和使用；⑨支持城市低碳1https://www.iea.org/reports/securing-clean-energy-technology-supply-chains129化发展；⑩推进轻型运输发展并延伸至重型运输和长途运输；⑪为工业部门实现净零排放奠定基础；⑫支持技术研发和系统性创新；⑬持续深化全球合作。来源：InternationalRenewableEnergyAgency.China’sRoutetoCarbonNeutrality:PerspectivesandtheRoleofRenewables1（滕飞）20．经合组织核能署发布核能热电联产研究报告2022年7月22日，经合组织核能署发布题为《电力之外：核能热电联产的经济研究》的研究报告。该报告指出，核能热电联产用于区域供热和海水淡化项目是一项成熟的技术，可能会在减少全球碳排放方面发挥相当大的作用。报告分析显示，第四代核反应堆，尤其是小型模块化反应堆，具有应用更灵活和非能动安全系统的特征，因此更容易被接受，也更适合建在人口密集地区或工业设施附近，有望改变热电联产的发展走势；此外，高温气冷堆（HTGR）技术已经发展成熟，能够实现750℃高温，有望成为热电联产的优选技术，但同时报告也指出电厂传统发电需求与工业用热需求是有区别的，HTGR需要进一步被证明可以用于工业用热。来源：OECD-NEA.BeyondElectricity:TheEconomiesofNuclearCogeneration2（徐英祺陆颖）21．国际能源署发布《清洁能源转型的安全性2022》报告2022年9月，国际能源署《清洁能源转型的安全性2022》报告强调了能源转型期间主要的能源安全问题。报告重点论述了新兴能源安全问题及清洁能源安全转型的6项关键原则：①优先考虑新兴经济体的能源效率；②促进获得负担得起和可靠的电力；③防范和应对全球能源危机；④重视低排放燃料的作用；⑤重新利用现有的化石燃料基础设施；⑥建立安全多样的关键矿产供应链。报告表示，加强能源安全国际合作1https://www.irena.org/publications/2022/Jul/Chinas-Route-to-Carbon-Neutrality2https://www.oecd-nea.org/jcms/pl_71699/beyond-electricity-the-economics-of-nuclear-cogeneration?details=true130是二十国集团（G20）清洁能源转型的核心部分。来源：InternationalEnergyAgency.SecurityofCleanEnergyTransitions20221（秦冰雪）22．国际能源署等联合发布《2022年突破性议程》报告2022年9月20日，国际能源署（IEA）、国际可再生能源机构（IRENA）和联合国气候变化高级倡导者共同发布《2022年突破性议程》报告，强调加强国际合作是加速行业转型、实现全球净零排放的关键。该报告评估了电力、氢能、道路运输、钢铁和农业5个关键领域在碳减排方面的进展，并基于国际合作视角在技术研发、标准制定、公平竞争和财政援助等方面提出多项建议。①电力：建议扩大、协调和改善对发展中国家的资助，以实现电力部门到2030年排放量每年下降8%的目标；②氢：通过购买承诺等激励措施扩大市场需求，提高低碳氢和可再生氢的可获得性和可负担性；③道路交通：建议制定100%零排放新车销售时间表，并加大技术创新投资，到2030年实现新售零排放汽车在全球新车销量中占比达到60%；④钢铁：加大联合采购承诺，并辅以预先采购措施，调动投资，实现钢铁行业到2030年平均直接碳排放强度下降30%的目标（相比2015年）；⑤农业：通过增加公私资金，改善发展中国家获得融资机会，以实现农业部门碳排放量到2030年下降20%的目标（相比2017年）。来源：InternationalEnergyAgency.BreakthroughAgendaReport20222（滕飞秦冰雪）23．联合国欧洲经委会分析碳中和概念下技术相互作用2022年9月21日，联合国欧洲经济委员会（UNECE）发布题为《联合国欧洲经委会区域内的碳中和：碳中和概念下的技术相互作用》的报告。该报告指出，欧洲各国政府可以通过一些可行的途径来设计和实现1https://www.iea.org/reports/security-of-clean-energy-transitions-20222https://www.iea.org/reports/breakthrough-agenda-report-2022131碳中性能源系统。这个碳中性能源系统应当包括：①原始和最终能源供应的多样化；②逐步加速淘汰化石燃料的使用；③通过可再生能源与核能实现各产业电气化；④低碳和零碳技术的广泛创新，包括碳捕获、利用与封存技术（CCUS）、储能、氢能和先进核能的解决方案。为此，欧洲各国必须增加技术转让和部署，规划和推动能源系统的机构转型，并广泛获取利益相关者的支持，以建立安全、经济的碳中和能源系统。最后，报告强调了国际合作对于实现碳中和能源系统的重要性，UNECE将为制定系统性能源基础设施变革的规则、标准提供一个具有包容性的中立平台，以通过支持性政策、激励措施和监管框架鼓励电力、工业、建筑和运输部门之间开展区域技术合作。来源：UnitedNationsEconomicCommissionforEurope.CarbonNeutralityintheUNECERegion:TechnologyInterplayundertheCarbonNeutralityConcept1（徐英祺陆颖）24．国际能源署发布《2022年全球氢能评论》2022年9月22日，国际能源署（IEA）发布《2022年全球氢能评论》，聚焦氢能在实现能源安全和气候目标两方面的潜在重要作用，梳理了氢能发展的现状和未来发展前景，并提出系列政策建议，吸引投资、促进氢能技术的部署。该报告指出2021年全球低碳氢产量不到100万吨，几乎全部来自耦合碳捕集技术的化石燃料制氢。预计随着电解槽制氢技术进步和应用试点项目的大幅增长，到2025年全球氢产能将增加6倍。报告提出政策建议：①政府需要实施政策降低风险并提高氢项目的经济可行性。利用拍卖、授权、配额和公共采购等手段，扩大对低排放氢气需求；重点支持对化石燃料依赖性高的行业用氢；利用现有天然气基础设施加速氢基础设施的发展。②通过制定氢生产和运输排放强度标准和认证，加强氢能贸易国际合作。③定期对市场监测情况进行校准，消除监管障碍。1https://unece.org/sites/default/files/2022-09/Technology%20Interplay_final_2.pdf132来源：InternationalEnergyAgency.GlobalHydrogenReview20221（滕飞岳芳）25．国际能源署发布《追踪商业部门清洁能源创新》报告2022年9月27日，国际能源署（IEA）发布《追踪商业部门清洁能源创新》报告，指出实现净零排放所需的减排量中，近一半来自目前尚未完成示范阶段的技术，尤其是在长途运输和重工业等难减排行业。如果不通过重大创新在未来10年改进和商业化现有技术，并尽快将当前未成熟技术推向市场，将难以实现2050年气候目标。商业部门是清洁能源创新的重要参与者，2021年全球企业在能源研发方面投入近1200亿美元，是政府的3倍。报告概述了政府可用于衡量商业部门清洁能源创新活动的选项，并提出了加强追踪商业部门能源创新的6点建议：①尽快开始追踪；②耐心等待结果；③将能源问题整合到现有调查中；④开发符合用户需求的跟踪创新框架；⑤与相关的国家和国际活动以及报告承诺保持一致；⑥参与建立共识和分享实践的国际努力。来源：InternationalEnergyAgency.TrackingCleanEnergyInnovationintheBusinessSector:AnOverview2（岳芳）26．彭博新能源财经指出日本氨煤共燃策略是一种昂贵的脱碳方法2022年9月28日，彭博新能源财经（BNEF）发布《日本昂贵的氨煤共燃策略》报告指出，氨煤共燃不太可能成为日本减少电力部门排放的经济可行途径。研究估计：①到2030年，日本一座采用50%清洁氨共燃比的燃煤电厂的平准化度电成本（LCOE）将至少为136美元/兆瓦时；到2050年，一座采用100%清洁氨的燃煤电厂的LCOE将至少为168美元/兆瓦时，高于风能或带有储能电池的太阳能等可再生替代能源的1https://www.iea.org/reports/global-hydrogen-review-20222https://www.iea.org/reports/tracking-clean-energy-innovation-in-the-business-sector-an-overview133LCOE。②需要大幅提高日本的碳税，氨共燃技术才能在经济上可行。到2030年，要使混合率达到20%的清洁氨共燃在经济上可行，每吨二氧化碳至少需要定价为300美元；到2050年，要使100%以氨为燃料的改造燃煤电厂在经济上可行，所需的碳价格可能会降至159美元/吨二氧化碳，远高于日本目前设定的每吨二氧化碳低于3美元的“减缓气候变化税”。③经过改造后，混合率低于50%的氨共燃的燃煤电厂排放的二氧化碳仍比天然气燃料联合循环燃气轮机电厂多。来源：BloombergNEF.Japan’sCostlyAmmoniaCoalCo-FiringStrategy1（廖琴）27．国际能源署发布《清洁能源进展追踪》报告2022年10月7日，国际能源署（IEA）发布《清洁能源进展追踪》报告，对全球清洁能源转型的55类关键技术的进展进行了详细的追踪和分析，以评估其是否能够满足IEA设定的2050年净零排放情景目标。评估发现：①有2类技术（电动汽车、照明）已经完全“步入正轨”，到2030年其发展将与2050年净零排放情景保持一致；②30类技术2取得了进步，总体向着正确方向发展，但还需加速进展；③23类技术3未步入正轨，近期趋势表现为方向偏离，或无法到2030年与2050净零排放轨道保持一致，亟需在全球范围内做出改变。来源：InternationalEnergyAgency.TrackingCleanEnergyProgress4（岳芳）1https://about.bnef.com/blog/japans-ammonia-coal-co-firing-strategy-a-costly-approach-to-decarbonization-renewables-present-more-economic-alternative/2部门层面包括：电力部门；细分层面技术包括：氢能，电气化，清洁能源技术创新，可再生能源，国际合作，生物能，数字化，电解槽，CO2捕集和利用，配备碳捕集和封存的生物能，数据中心和数据传输网络，直接空气碳捕集，可再生能源发电，水电，核电，天然气发电，需求响应，光伏，电网级储能，风电，智能电网，氢气供应，汽车和火车，火车，轻工业，建筑供热，电器和设备，建筑制冷，热泵。3部门层面包括：油气供应，低排放燃料供应，交通运输，工业，建筑；细分层面技术包括：能效，行为改变，碳捕集、利用和封存，CO2运输和封存，区域供热，燃煤发电，油气业务甲烷排放，燃烧排放，生物燃料，卡车和公交，航空，国际航运，钢铁，铝，化工，纸浆和造纸，水泥，建筑围护结构。4https://www.iea.org/topics/tracking-clean-energy-progress13428．国际原子能机构发布报告回顾与展望核电产业发展趋势2022年10月19日，国际原子能机构（IAEA）发布了2022年度《国家核电概况》（CountryNuclearPowerProfiles）报告。该报告强调了本年度核电产业变化的关键趋势，包括承诺发展核电基础设施的国家数量增加；IAEA成员国、原子能机构和其他各利益攸关方之间的合作增加；人力资源开发对于核电产业的重要性；为引进先进的反应堆设计而进行的研发进展以及为安全的长期运行计划进行强有力的电厂寿命管理的必要性。该报告中预测，核发电量到2050年将增加一倍以上，至少有30个国家将扩大核能的使用。来源：InternationalAtomicEnergyAgency.IAEAReleasesAnnualReportonCountryNuclearPowerProfiles1;WorldEnergyOutlook2022ShowstheGlobalEnergyCrisisCanBeaHistoricTurningPointTowardsaCleanerandMoreSecureFuture2（徐英祺陆颖）29．国际能源署发布《世界能源展望2022》报告2022年10月27日，国际能源署（IEA）发布《世界能源展望2022》报告指出，全球能源危机或将成为向更清洁、更安全转型的历史性转折点。报告从全球能源危机的起因和影响、到2050年实现净零排放的最新路线图和能源需求趋势展望三部分进行分析，要点如下：①解决能源危机的长期策略是发展低排放能源，发展弹性和多样化清洁能源供应链是未来能源发展趋势，到2030年清洁能源年投资将超4万亿美元；②到2050年实现净零排放仍具有实现可能，电力将成为全球能源系统转型的关键；③通过扩大清洁能源技术应用规模，提高能效，推进全球合作，推进基础设施报废与再利用，确保清洁能源供应链弹性以保障能源1https://www.iaea.org/newscenter/news/iaea-releases-annual-report-on-country-nuclear-power-profiles2https://www.iea.org/news/world-energy-outlook-2022-shows-the-global-energy-crisis-can-be-a-historic-turning-point-towards-a-cleaner-and-more-secure-future135安全；④到2030年，能源年均需求增长将放缓至0.4%，低于去年报告预期；⑤电力在终端能源消费中所占份额将越来越大，到2050年净零排放情景中全球电力需求将较目前增加150%；⑥当今石油市场面临巨大不确定性，既定政策情景中全球石油需求将在2035年达到峰值，为1.03亿桶/天；⑦全球天然气需求快速增长的时代即将结束，净零排放情景中到2050年全球天然气需求将较目前下降75%；⑧当前煤炭需求增长强势，但长期趋势仍取决于世界应对气候变化的决心，承诺目标情景中到2050年全球煤炭消耗量将下降60%。来源：InternationalEnergyAgency.WorldEnergyOutlook20221（汤匀滕飞秦冰雪）30．能源转型委员会提出实现1.5℃目标优先行动领域2022年11月，能源转型委员会（ETC）发布《紧急程度:加快行动以实现1.5℃的目标》报告，评估了第26届联合国气候变化大会（COP26）以来的进展，并概述了COP27及以后需要加快行动的优先领域：①通过制定更宏伟的国家目标，加强国家自主贡献，以缩小“雄心差距”。②通过有针对性的政策和企业行动，在六个关键领域（甲烷、森林砍伐、电力、道路运输、重工业和能源效率）进一步推动减排进展，以缩小“执行差距”。③填补“融资缺口”，特别是支持中低收入国家尽快实现碳达峰，并减少碳排放。在政策和行业没有采取足够行动的情况下，每年至少需要3000亿美元来支持早期煤炭淘汰、禁止森林砍伐和CO2去除。这些资金应来自自愿碳市场的企业、慈善资本、混合支付和投资工具，以及发达国家向发展中国家的政府间气候相关资金转移。来源：EnergyTransitionsCommission.DegreeofUrgency:AcceleratingActionstoKeep1.5°ContheTable2（秦阿宁）1https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-20222https://www.energy-transitions.org/publications/degree-of-urgency/13631．能源转型委员会发布《美国能源转型净零路径》报告2022年11月3日，能源转型委员会发布《美国能源转型的净零路径》报告，探讨了美国能源净零转型的关键领域。要点包括：①加快部署清洁电力和车辆电气化；②加速提升能源效率和建筑电气化；③开发和部署包括氢能在内的先进能源技术，碳捕集、利用与封存，直接空气捕集，零碳液体燃料，以及先进的核能和地热能技术；④通过电气化、效率升级、采用先进能源技术和低碳或零碳技术减少工业部门碳排放；⑤减少石油和天然气勘探和开发中的甲烷排放；⑥加强森林和农业用地保护和封存；⑦加快州和区域之间的协调与努力；⑧保证能源转型的公平性；⑨增加国内供应链采购以支持各方面转型。来源：EnergyTransitionsCommission.PathwaystoNet-ZerofortheUSEnergyTransition1（刘莉娜）32．彭博新能源财经指出绿氢即将迎来极速增长阶段2022年11月14日，彭博新能源财经（BNEF）报道称绿色氢能正在进入急剧上升的阶段。这种绿色能源供需的激增将推动用于分解水和生产氢的关键设备在全球范围内实现120倍的增长。未来8年里，电解槽容量将从目前的2吉瓦增长到242吉瓦；到2030年，电解槽的总投资将达到1300亿美元左右。预计明年电解槽的生产能力将增加一倍以上，碱性系统将继续领先于质子交换膜电解槽。欧洲和中国对绿色氢能的需求最大，美国也在采取激励措施试图赶上。来源：BloombergNEF.ABreakneckGrowthPivotNearsforGreenHydrogen2（袁洁）33．国际能源署发布《净零转型中的煤炭》报告2022年11月15日，国际能源署（IEA）发布《净零转型中的煤炭：1https://www.energy-transitions.org/wp-content/uploads/2022/11/pathways-net-zero-US-energy-transition.pdf2https://about.bnef.com/blog/a-breakneck-growth-pivot-nears-for-green-hydrogen/137快速、安全和以人为本的转变策略》报告，阐述了如何降低煤炭排放以实现全球净零排放目标，呼吁应立即采取政策行动动员大量资金发展替代煤炭的清洁能源。报告强调，全球95%的煤炭消费发生在承诺净零排放的国家，全球煤炭需求一直保持接近历史高位。报告要点包括：①快速降低煤炭消费产生的排放是实现全球气候目标的关键。②如果不采取任何措施，仅现有煤炭资产的碳排放就会使全球温升超过1.5℃。③快速扩大清洁发电和基础设施规模是电力行业煤炭转型的必要条件。④创新的财政策略将助力开启更快转型。⑤国际支持对于加快新兴市场和发展中经济体煤炭转型至关重要。⑥要实现1.5℃目标，必须停止新建无减排措施的燃煤电厂。⑦现有工业减排措施需与促进减排技术创新同步进行。⑧将以人为本的转型需求纳入国际合作、公共财政支持等综合措施，对于煤炭转型极为重要。来源：InternationalEnergyAgency.CoalinNetZeroTransitions:StrategiesforRapid,SecureandPeople-centredChange1（岳芳袁洁滕飞）34．国际可再生能源机构提出七国集团加速氢能部署的行动建议2022年11月16日，国际可再生能源机构（IRENA）发布《加速七国集团氢能部署：对<氢能行动公约>的建议》报告，简要总结了七国集团（G7）的氢能现状，指出2020年G7成员国的氢能需求约为2420万吨，占全球总需求的28%，其中，美国是G7中最大的氢能消费国。报告表示，G7成员国未来需要通过大量部署绿氢实现净零目标，预计到2050年，G7成员国的氢能需求将增长4~7倍。报告建议，G7成员国未来氢能发展要遵循以下5个方面：①统一氢能可持续标准、认证方法和技术标准；②开展国际合作并分享经验教训；③平衡供需关系；④促进氢能在工业方面的应用；⑤在社会民众和行业利益相关方开展更进1https://www.iea.org/reports/coal-in-net-zero-transitions138一步的宣传活动。来源：InternationalRenewableEnergyAgency.AcceleratingHydrogenDeploymentintheG7:RecommendationsfortheHydrogenActionPact1（秦冰雪滕飞）35．国际能源署预测到2025年可再生能源将成最大电力来源2022年12月6日，国际能源署（IEA）发布《可再生能源2022》报告显示，全球能源危机正推动可再生能源空前发展，预计到2025年，其发电量将超过煤炭，成为全球最大的电力来源，有助于全球实现温升控制在1.5℃以内的目标。报告要点包括：①能源危机成为加速能源清洁安全转型的转折点，能源安全问题引起各国高度重视，并加快部署太阳能和风能等可再生能源。②2022—2027年期间全球可再生能源装机容量将增加2400吉瓦，且将占全球电力扩张规模的90%以上。其中，太阳能、风能新增装机容量将占全球可再生能源新增容量的90%以上。③全球太阳能光伏供应链呈多元化趋势发展，美国、印度将加大投资角逐太阳能制造市场，预计2027年中国全球市场份额可能下降至75%。来源：InternationalEnergyAgency.Renewables20222（李岚春滕飞邓诗碧陈方秦冰雪）1https://www.irena.org/Publications/2022/Nov/Accelerating-hydrogen-deployment-in-the-G72https://www.iea.org/reports/renewables-2022139