能源是人类生存和文明发展的重要物质基础，攸关国计民生和国家战略竞争力。当前经济全球化面临新形势，新一轮科技革命和产业变革方兴未艾，国际分工体系加速演变，全球产业价值链深度重构。全球能源生产消费革命蓬勃兴起，能源科技创新在其中发挥核心引领作用，而从系统层面开展多学科交叉的全价值链创新已成为能源顶层战略规划和科研活动组织的典型模式。准确判断世界能源科技前沿突破方向，强化能源科技战略导向，全面加强能源科技创新高端供给，对我国抢占能源竞争战略制高点、维护国家长远战略利益极为重要。

1 发达国家加强能源科技领域顶层设计，谋划主导战略

当今世界面临百年未有之大变局，国际能源格局发生重大变化，围绕能源科技革命和产业变革的国际竞争日趋激烈。近年来基于国际、国内形势变化及自身能源结构特点，世界主要发达国家均把绿色低碳能源技术视为新一轮科技革命和产业变革的突破口，积极实施和调整中长期能源科技战略，并将其作为顶层指导，出台重大科技计划调动社会资源持续投入，不断优化改革能源科技创新体系，以增强国家竞争力和保持领先地位。在能源危机和气候变化成为国际主流议题的大背景下，“低碳能源规模化，传统能源清洁化，能源供应多元化，终端用能高效化，能源系统智慧化”的整体思路已成为主要国家能源战略布局的核心内容。

1.1 美国：谋求世界能源霸主地位

美国自奥巴马政府以来，通过制定《全面能源战略》 及配套行动计划，设立先进能源研究计划署和能源创新中心等新型创新平台，支持变革性能源技术开发和有效整合产学研各方资源，推动清洁能源技术革命和产业升级转型，在能源独立和清洁能源转型上已取得了明显进展。

2017年特朗普上台后，推出《美国优先能源计划》 ，将“美国利益优先”作为核心原则；退出《巴黎协定》避免承担过多的国际责任，强调发展国内的石油、天然气、煤炭等传统能源产业，振兴核电；并将能源作为一种重要的国家战略资源，扩大能源出口，在实现能源独立的过程中谋求世界能源霸主的发展之路。其重要举措包括：实施全面能源战略，多样化能源结构，开发减排技术；推动可再生能源并网，同时保留基荷电源，确保电网可靠性；解决核废料处置问题，确保核能发展的安全性；减少贸易赤字，促进就业，提振美国经济，同时保护环境；将能源作为外交政策重点之一，通过能源战略推动实现国家最重要的利益诉求。2018年，特朗普政府还以中美贸易摩擦之名行高科技打压之实，重点打击包括新能源、先进核能技术在内的高科技产业，遏制中国科技创新快速崛起及战略性新兴产业发展。

1.2 欧盟：推进低碳转型，开展系统创新

自2010年以来，欧盟率先构建了面向2020、2030、2050年的短、中、长期可持续、前瞻性的能源气候战略框架，以此推进能源及相关产业的绿色转型，带动欧盟产业调整及经济增长。2014年，新一届欧盟委员会上台后全面实施能源联盟战略，旨在全面提升欧洲能源体系抵御能源、气候及经济安全风险的能力，建立安全、可持续和有竞争力的低碳能源体系。

作为落实欧洲能源联盟战略研究、创新与竞争力目标的举措之一，欧盟委员会于2015年9月开始实施升级版《战略能源技术规划》（SET-Plan）。该规划聚焦能源转型中面临的系统性、跨学科、跨领域的关键挑战，以应用为导向打造能源科技创新全价值链，围绕可再生能源、智能能源系统、能效和可持续交通4个核心领域，以及碳捕集与封存和核能2个特定领域，开展研究与创新优先行动，确立欧盟低碳能源技术研发和部署在全球范围的领先地位。

1.3 日本：压缩核能，发展新能源，掌控产业链上游

日本能源科技创新战略秉承了“技术强国”的整体思路，重点集中在产业链上游的高端技术，依靠对产业链的掌控和影响，使日本的能源技术产品和能源企业在世界市场上占据最大份额，以此促进经济发展。

2016年，日本政府综合科技创新会议公布的《能源环境技术创新战略》 ，确定了日本到2050年前将要重点推进的五大技术创新领域，包括：利用大数据分析、人工智能、先进传感和物联网技术构建智能能源集成管理系统，创新制造工艺和先进材料开发实现深度节能，新一代蓄电池和氢能制备、储存与应用，新一代光伏发电和地热发电技术，以及二氧化碳固定与有效利用。

在经历福岛核事故之后，日本在能源科技发展重点上有较大调整，日本政府于2018年7月发布《第五次能源基本计划》 ，定调未来发展方向是压缩核电发展，降低化石能源依赖度，举政府之力加快发展可再生能源，以氢能作为二次能源结构基础，同时充分融合数字技术，构建多维、多元、柔性能源供需体系，实现2050年能源全面脱碳化目标。

1.4 德国：推动高比例可再生能源转型

德国一贯坚持以可再生能源为主导的能源结构转型，经过多年的政策激励和研发支持，在可再生能源技术和装备制造方面的实力位居世界前列。日本福岛核事故后，德国政府率先提出了全面弃核的能源转型战略，把可再生能源和能效作为两大支柱，并以法律形式明确了可再生能源发展的中长期目标，提出到2050年可再生能源电力占比达到80%。

为从科技层面支持能源转型战略，德国在2018年出台了《第七能源研究计划》 ，未来5年总预算达64亿欧元。该计划聚焦于能源消费端节能增效、电力供应、系统集成、跨系统研究和核安全等五大领域，重点解决能源转型面临的跨部门和跨系统问题，同时利用“应用创新实验室”机制建立用户驱动创新生态系统，加快成果转移转化。

1.5 发达国家能源科技创新研发趋势

尽管上述各发达国家/地区的发展理念、资源禀赋和制度背景不同，但均将能源科技创新放在能源转型战略的核心位置，通过分析其研发重点可以发现三大共性趋势：①在能源生产端，大力开发大型风电、高效低成本太阳能、生物能等可再生能源技术，积极研发碳捕集与利用技术，以期降低化石能源利用的碳排放，并将氢能开发利用作为重要战略储备技术和新兴产业培育；②在能源消费端，研发新工艺、新材料，并利用自动化控制以及智能能源管理系统，提高建筑、工业和交通等行业终端用能效率；③在能源系统集成层面，融合储能、智能微网、大数据分析、计算机仿真模拟、物联网等技术，优化各类能源系统，构建高效、经济、安全的新型智慧化能源系统。