水下压缩空气储能系统原理图 （受访者供图）

□ 本报记者 徐冠英 实习生 张天爱

今年，政府工作报告提出，培育发展未来能源等未来产业。这是未来能源首次出现在政府工作报告中。“国家将未来能源置于发展未来产业的重要位置，是实现‘双碳’目标，守好能源安全底线，掌握发展主动权的必然要求。”江苏省能源研究会理事长、东南大学能源与环境学院院长肖睿说，“相对于光伏、风电、水能等已大规模应用的新能源，未来能源是更先进、尚未大规模使用的能源，包括氢能、新型储能和核聚变能等。今后，也可能出现更新的能源形态。”

在未来能源的广阔赛道上，江苏科研团队、科技企业怎样集智攻关，向新技术、新场景进军？记者近日多方采撷微观切片，为读者打开了解未来能源、展望能源未来的“一扇窗”。

氢能：优化核心材料扫除发展“拦路虎”

江苏氢能产业整体发展水平全国领先，逐步成为新的经济增长点——这是去年底一场新闻发布会上，省发改委介绍的情况。在“制、储、运、加、用”产业链逐步完善的同时，科技人员在基础材料、关键零部件的核心技术上不断发力。

在位于南京市建邺区的江苏投特新能源有限公司，记者被入口处一个氢燃料电池系统模型所吸引。该公司执行董事、南京大学现代工程与应用科学学院教授姚颖方介绍，氢燃料电池系统并非大众认知中的储能电池，本质上是一套“氢能—电能”高效转换装置。系统的核心部件电堆，是实现氢能向电能转化的“心脏”，而其中的膜电极及其配套基础材料，决定电堆性能与成本。

这家由南京大学科研团队孵化，以中国科学院院士邹志刚为首席科学家，集中材料、物理、计算机等领域学者的高新技术企业，致力于膜电极及其核心材料的研发和产业化。2024年，该公司与燃料电池企业合作，向车企交付56辆氢能重型卡车燃料电池电堆。去年，使用投特新能源电堆的氢能重卡投放超200台。

重型卡车长途运输，为何成为一大氢能应用场景？姚颖方解释，氢能在能量密度、转化动能和安全性上都存在天然优势。在同等载重条件下，49吨氢能重卡行驶600公里消耗60公斤氢气，而燃油重卡需要170公斤柴油。氢能重卡可实现3—5分钟快速加氢，破解纯电动重卡重载续航短、充电时间长的痛点。

不过，氢燃料电池商业化也遇到成本“拦路虎”。铂碳催化剂，膜电极的核心材料之一，因含有贵金属铂，成本居高不下。“我们目前在实验室内做到，在不损害性能和稳定性的前提下，把铂含量降到原有的20%。预计2027年前后，‘超低铂’催化剂可以小规模量产。”

团队还在膜电极的核心——质子交换膜中添加高聚合物树脂，提高质子传导速度。这意味着减少散热能耗、降低对氢气纯度的要求，能够扩大电池的工作温度区域。“我们希望把氢燃料电池的工作温度从‘-30℃到80℃’扩大到‘-30℃到120℃’。”姚颖方信心十足，“预计2028年‘宽温域’电池小试量产，届时电池系统成本有望从每千瓦2000元下降到每千瓦1000元。”

优化性能、降低成本，将为氢能产业打开更广阔的空间，也为低空经济、具身智能等新兴领域提供续航能力强的能源解决方案。

在全力研发下一代氢燃料电池之际，姚颖方观察到，江苏多地在探索海上风电制氢、工业副产氢利用等新模式，包括绿色甲醇、绿氨、绿色航煤等在内的氢基能源也逐步发展起来。它们将在远洋船舶、深海装备、零碳园区等场景中，得到日渐广泛的应用。

新型储能：多元技术打造“巨型充电宝”

常被比喻成“巨型充电宝”的新型储能，连续3年现身政府工作报告。新型储能，“新”在哪里？

天目湖先进储能技术研究院有限公司有关人士介绍，新型储能一般指除抽水蓄能外，以输出电力为主要形式的储能技术，是支撑新能源大规模发展、推动能源结构转型的重要技术。

“新”首先在于技术。材料科学、电力电子与热管理等领域的交叉创新，开辟了锂离子电池、钠离子电池、液流电池、飞轮储能、压缩空气储能等一系列技术路线。“新”还在于应用。如，锂电池储能可在用电高峰与低谷间精准调节，实现“削峰填谷”，为电网安全运行提供关键支撑；飞轮储能可实现毫秒级快速响应，广泛应用于地铁制动能量回收、电网频率调节等场景，显著提升能源利用效率。长远看，随着技术更加成熟，新型储能将有力支撑航空航天、智能机器人等产业发展。

作为溧阳市政府与中国科学院物理研究所于2017年联合创建的新型研发机构，天目湖储能院全面布局新型储能产业，在储能电池、固态电池、高比能电池、正负极材料等领域国际领先，还孵化20多家储能企业。在热门的固态电池赛道上，天目湖储能院将基于所承担的国家重点研发计划，在“十五五”开发固态化极片等新技术，并规划建设固态锂电池专用中试线，突破固态电池从实验室到产业化的“最后一公里”。

不同技术路线上，科研人员奋力挑战前沿。中国科学院工程热物理研究所和中科南京未来能源系统研究院攻坚水下压缩空气储能技术，为海洋可再生能源打造“充电宝”。

“海洋孕育着风能、光能、潮汐能等巨大的可再生能源，但海上可再生能源存在着间歇性、随机性等问题，无法直接、高效并网使用。”该院储能技术中心储能技术负责人苏旭介绍，“海上还是高温、高湿、高盐雾的特殊环境，因此急需开发新的储能技术，满足海上可再生能源开发对储能的需求。”

水下压缩空气储能技术实现恒压储能、释能，具有安全、稳定、高效等特点，是适用于海上能源保障的大容量储能技术。通过水下压缩空气储能与海上可再生能源发电共建，能实现可再生能源发电平滑输出，为用户提供稳定可靠的绿色电力。

当前，研发团队已构建了覆盖系统设计、装备研制与并网控制的水下压缩空气储能理论体系，在南京开发了高效水下储气设备，并在廊坊完成了兆瓦级水下压缩空气储能测试验证。苏旭介绍：“我们计划在‘十五五’完成兆瓦级水下压缩空气储能技术的示范，助力能源结构低碳转型。”

核聚变能：“人造太阳”不再遥不可及

作为未来能源的代表，核聚变能有人类“终极能源”之称。全国两会期间，国家发改委主任郑栅洁表示，“十五五”将推进可控核聚变等领域的一系列重大工程和项目。最近公布的“十五五”规划纲要也明确写到，推动核聚变能成为新的经济增长点。

东南大学核科学与技术系主任黄军林介绍，核能指裂变、聚变等核反应释放的能量。现有商用核反应堆采用核裂变技术。在核裂变方面，中国主要在攻关小型模块化反应堆、核能综合利用、“四代堆”技术；在核聚变方面，工程化、商业化的步伐显著提速。“过去几十年，科学界说到核聚变什么时候能商业化，答案总是‘等50年’，但现在业界预计2050年左右实现商用。”

核聚变的技术原理与太阳发光发热的本质如出一辙，因为被称为“人造太阳”。科学、资本、产业链正合力追逐“人造太阳”。1月，上海星环聚能科技有限公司完成10亿元A轮融资，刷新国内民营核聚变企业单笔融资纪录，受到广泛关注。黄军林说：“最近几年，一些民营企业加入核聚变领域。它们有独门绝技，参与核心装备制造，甚至投入大量资金做基础研究。这个领域出现了国家队与民企并行、资本与技术相互加持的格局。我们的核工程与核技术专业，在2025级本科生的培养方案中增设‘核聚变能技术’课程，努力为国家培养更多核聚变人才。”

记者了解到，江苏企业积极加入核聚变产业领域。1月，江苏天工爱和科技有限公司成为“聚变高端金属材料研发联合实验室”成员单位。该联合实验室由合肥综合性国家科学中心能源研究院牵头建设，聚焦核聚变装置需求，系统开展高端金属材料的基础研究、关键技术攻关与工程化验证。

今年，总部位于常州、国内轨道交通装备领域龙头企业——今创集团股份有限公司“落子”核聚变：与华中科技大学聚变与等离子体研究所陈忠勇团队成立合资公司、签约共建新型研发机构。这家研究所是我国磁约束聚变研究的重要基地。陈忠勇为该所副所长，也是科技部“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”首批专家。今创集团副总经理高锋告诉记者，等离子破裂预测与缓解，是可控核聚变从实验室走向商业化不可逾越的技术门槛。集团与学术团队深度“绑定”，目标就是共同探索颠覆性技术，打破这个门槛。

从政策引导到协同推进，从钻研技术到落地应用，创新之力正加快重塑能源版图，也将“点亮”壮阔的能源未来。