顛覆性技術將引發(fā)能源革命性變革。本文在分析顛覆性技術概念與特點的基礎上，系統(tǒng)歸納總結了國內(nèi)外能源顛覆性技術的發(fā)展現(xiàn)狀，并從認識、制度、技術與措施等方面提出我國推動能源顛覆性技術發(fā)展的對策。

能源事關國家安全、社會經(jīng)濟發(fā)展全局和民生福祉。能源科技飛速發(fā)展正在影響著人類社會的方方面面，而多領域、多學科交叉融合而生的能源顛覆性技術（destructive technology）的作用尤為突出，具有巨大經(jīng)濟潛力，對未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展、商業(yè)模式、工作類型和生活方式乃至國家競爭力產(chǎn)生重大而深遠的影響。2013年5月，麥肯錫全球研究院發(fā)布的12項顛覆性技術研究報告顯示：到2025年，這些技術對全球經(jīng)濟的直接影響將達到14萬億～33萬億美元，其中自動駕駛轎車和卡車達2000億～19000億美元，可挽救3萬～15萬人的生命；儲能技術達900億～6350億美元；頁巖氣和輕質(zhì)致密油等先進油氣勘探開采達950億～4600億美元；可再生能源達1650億～2750億美元，每年可減少碳排放10億～12億噸。2014年清華大學何建坤教授指出：“未來氫能作為無污染優(yōu)質(zhì)二次能源滲透到經(jīng)濟社會各個領域中時，其顛覆性技術的創(chuàng)新以及新型能源體系基礎設施運行方式和管理制度的演變，都將會導致經(jīng)濟運營方式和社會生活方式的革命性變革，但具體的表現(xiàn)形式和特征僅憑今天的認知則很難想象和預見。”

我國決策層對顛覆性技術高度重視，2016年國務院發(fā)布的《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，對發(fā)展“顛覆性技術”做出了部署，明確提出要在信息、制造、生物、新材料、能源等領域，特別是交叉融合的方向，加快部署一批具有重大影響、能夠改變或部分改變科技、經(jīng)濟、社會、生態(tài)格局的顛覆性技術研究，力求使我國在新一輪產(chǎn)業(yè)變革中贏得競爭優(yōu)勢?？梢?，能源顛覆性技術對于推動我國能源革命、建設能源強國、實現(xiàn)中華民族偉大復興的中國夢具有重大的戰(zhàn)略意義，既是難得的發(fā)展機遇，也將會遇到前所未有的挑戰(zhàn)。因此，為了更好地抓住機遇、迎接挑戰(zhàn)，有必要系統(tǒng)梳理顛覆性技術，明確其內(nèi)涵與特點，系統(tǒng)分析能源顛覆性技術的發(fā)展現(xiàn)狀，結合我國能源發(fā)展實際，提出推動能源顛覆性技術發(fā)展的對策建議。

1、顛覆性技術

顛覆性技術的概念是1995年由美國哈佛商學院克萊頓·克里斯滕森（Christensen C M）教授在《顛覆性技術：抓住下一波浪潮》中基于商業(yè)創(chuàng)新背景提出的，隨后其又在《創(chuàng)新者的困境：當新技術造成大公司破產(chǎn)》中進行了較為系統(tǒng)的闡述，顛覆性技術開始時往往從低端或邊緣市場切入，以簡單、方便、便宜為特點，隨著性能與功能的不斷完善，最終開辟新市場，取代已有技術，形成自身的新技術體系。2003年克萊頓·克里斯滕森教授在《創(chuàng)新者方案：創(chuàng)造并持續(xù)成功增長》中使用“顛覆性創(chuàng)新”替代“顛覆性技術”，強調(diào)技術的“顛覆性效應”。我國學者王志勇等認為，從技術屬性講，顛覆性技術可以是基于新概念、新原理的原始創(chuàng)新技術，可以是支撐裝備創(chuàng)新的新的使能技術，也可以是多項技術交叉融合產(chǎn)生的新技術；從潛在應用效果看，顛覆性技術或能大幅提升現(xiàn)有武器裝備作戰(zhàn)效能，或能催生新型武器裝備、形成新的作戰(zhàn)能力，甚至可以開辟一個全新軍事應用領域。蔡玨認為，要不斷豐富戰(zhàn)爭勝負要素，展現(xiàn)顛覆性技術的基礎性、替代性、前沿性、對抗性及時效性的基本特征。

筆者認為，系統(tǒng)性、交叉性、融合性應該也是顛覆性技術的重要特點。因為隨著時間的推移，顛覆性技術逐步向縱深發(fā)展，體現(xiàn)了技術鏈、創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈的融合發(fā)展。以氫能技術為例，研發(fā)氫能技術是一個復雜的系統(tǒng)工程，從基礎研究、應用研究、成果轉移轉化到產(chǎn)品商品化等創(chuàng)新鏈來看，涉及數(shù)學、物理學、化學、材料學、生物學、能源科學、社會科學、系統(tǒng)科學等眾多學科的交叉融合；從制氫、輸氫、儲氫、用氫等產(chǎn)業(yè)鏈角度看，涉及工程設計、運輸、基礎設施、商業(yè)模式等多領域知識與技能。可見，顛覆性技術不會憑空產(chǎn)生，而是跨學科、跨領域知識與技術的不斷交融、相互激蕩的結果，既可以是基本原理上的重大突破，也可以是現(xiàn)有技術基礎上的集成創(chuàng)新，是創(chuàng)新集成的必然結果，是知識創(chuàng)新、技術創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、市場創(chuàng)新等創(chuàng)新子系統(tǒng)相互交織、主動優(yōu)化組合的動態(tài)過程。因此，顛覆性技術具有系統(tǒng)性、前瞻性、替代性、突變性、不確定性、時效性、交叉性和融合性等特點（見圖1），將重塑未來人類生產(chǎn)與生活，對未來技術結構變化、產(chǎn)業(yè)變遷、經(jīng)濟與社會發(fā)展產(chǎn)生顛覆性影響。

2、能源顛覆性技術發(fā)展現(xiàn)狀

顛覆性技術并不神秘， 開始時可能是少數(shù)人的自由探索，需要經(jīng)歷多次探索失敗，但是有時會產(chǎn)生新的學科，在學科的交叉滲透中會產(chǎn)生全新動力。顛覆性技術不僅需要源頭創(chuàng)新，而且需要持續(xù)不斷的眾多小創(chuàng)新，更需要知識創(chuàng)新、技術創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、制度創(chuàng)新等子系統(tǒng)的創(chuàng)新集成，或許這正是顛覆性技術創(chuàng)新的魅力所在。為了系統(tǒng)、全面地反映能源顛覆性技術的發(fā)展狀況，筆者在系統(tǒng)分析現(xiàn)有文獻的基礎上，從提出時間、出處、技術名稱、技術進展、存在問題等方面對已有的、與能源有關的顛覆性技術進行簡要的歸類分析（見表1）。

由表1可見，能源顛覆性技術主要體現(xiàn)在如下6個方面。

一是傳統(tǒng)化石能源的顛覆性技術。煤炭的清潔利用及非常規(guī)油氣的勘探開發(fā)都需要顛覆性技術的有力支撐。煤炭的氣化、液化，天然氣水合物與頁巖油氣的勘探開發(fā)等，都可以認為是對傳統(tǒng)化石能源的顛覆，體現(xiàn)了技術的先進性、可行性、低碳性與綠色化的發(fā)展方向。目前存在科學、技術產(chǎn)業(yè)化等問題亟待解決。欲從基礎研究、先進材料、關鍵工藝（設備）、水平多分支井、水力壓裂技術等方面實現(xiàn)關鍵性突破，就需要不斷探索激發(fā)創(chuàng)新主體積極性、主動性與創(chuàng)造性的長效機制及產(chǎn)業(yè)化模式，這樣才能推動傳統(tǒng)化石能源革命。

二是可再生能源的顛覆性技術。風能、太陽能、生物質(zhì)能、地熱能等可再生能源已由目前的替代能源逐步上升為主體能源，智能風機、太陽能燃料、量子光電池、天基太陽能、斯特林發(fā)動機、干熱巖等顛覆性技術提供了有效支撐。目前存在成本高、關鍵材料與技術欠缺、產(chǎn)業(yè)化及模式待突破等問題。要在可再生能源基本原理、關鍵材料、核心設備與工藝、產(chǎn)業(yè)化模式等方面實現(xiàn)顛覆性突破，就需要與大數(shù)據(jù)、云計算、能源互聯(lián)網(wǎng)、儲能技術等深度融合，催生顛覆性可再生能源技術。

三是先進核能的顛覆性技術。先進核能作為未來的主導能源，日益受到國內(nèi)外的廣泛關注與重視，其顛覆性技術主要包括安全、高效、低排放的三代核電與四代核電、小型模塊化反應堆、先進乏燃料處理及循環(huán)利用、可控核聚變試驗堆、核聚變發(fā)動機等。目前先進核能顛覆性技術在基礎研究、關鍵材料、應用開發(fā)與示范等方面均有不同程度的突破與進展，但在重大原理、關鍵材料、技術工藝與方法、成本控制等方面亟待突破。未來先進核能技術在重大原理、關鍵技術、核心裝備等方面的進一步發(fā)展將有可能使其成為推動能源革命的重要抓手。

四是氫能與燃料電池。氫能與燃料電池是未來實現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展的重要顛覆性技術。美國、日本、德國及我國等主要國家都對氫能與燃料電池進行重點部署與推動。目前主要國家已經(jīng)在關鍵材料、重要工藝與裝備、大規(guī)模制氫、分布式制氫、加氫站、燃料電池等方面實現(xiàn)了一定的突破，具有一定的市場、技術與人才基礎。但在科學原理、核心技術、降低成本、推動產(chǎn)業(yè)化等方面亟待新突破。這是未來能源革命的重要組成部分。

五是先進儲能技術。先進儲能技術作為能源、新材料與先進制造等跨學科交叉的顛覆性技術，是實現(xiàn)智慧能源網(wǎng)絡、應對氣候變化、建設生態(tài)文明的重要支撐。美國、歐盟、英國、日本及我國等均已進行了系統(tǒng)部署，在新原理研發(fā)與驗證、關鍵工藝與設備、示范與應用等方面取得了突破與進展，但在降低成本、大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應用等方面還需進一步努力，才能加快推動未來智慧社會的建設。

六是先進節(jié)能技術。先進節(jié)能作為能源開源節(jié)流的重要手段，主要包括基礎原理、關鍵設計、工業(yè)節(jié)能核心設備、小型化發(fā)電機及終極節(jié)能設備等，其顛覆性技術的影響不容忽視。美國、日本等均已進行相關部署，并取得一定成效，我國一直重視節(jié)能技術，并把其作為實現(xiàn)能源革命的重要途徑。目前節(jié)能顛覆性技術存在亟需研發(fā)核心設備、降低成本及產(chǎn)業(yè)化等問題，未來重點關注節(jié)能的技術經(jīng)濟性，不斷降低節(jié)能成本，加大節(jié)能示范與推廣應用。

總之，上述6類能源顛覆性技術盡管涵蓋的領域不同，技術特點各異，取得了不同程度的技術進展，但還存在需要研發(fā)核心技術（設備）、降低成本、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化等問題，但可以肯定的是，它們都將對能源發(fā)展、社會經(jīng)濟進步及生態(tài)文明建設等產(chǎn)生顛覆性影響，而且隨著信息技術、能源技術的不斷發(fā)展以及能源革命的不斷推進，未來將不斷涌現(xiàn)新的顛覆性能源技術，不斷創(chuàng)造能源新需求、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)，為經(jīng)濟社會發(fā)展提供前所未有的驅動力，推動經(jīng)濟格局和產(chǎn)業(yè)形態(tài)深刻調(diào)整，形成能源創(chuàng)新重塑產(chǎn)業(yè)變革、產(chǎn)業(yè)變革促進能源革命的良性互動格局。

3、推動我國能源顛覆性技術發(fā)展的對策

發(fā)展能源顛覆性技術涉及科技、經(jīng)濟、社會的方方面面，從來不是一蹴而就、一帆風順的，往往受制于當時的科技進步、經(jīng)濟發(fā)展與社會環(huán)境。因此，有效推動我國能源顛覆性技術發(fā)展必須從制約能源顛覆性技術發(fā)展的認識、制度、技術與措施等方面著手，才能推動能源顛覆性技術發(fā)展。

首先，正確認識能源顛覆性技術是推動其健康持續(xù)發(fā)展的前提。觀念是行為的先導，為此對發(fā)展能源顛覆性技術主要應把握好以下4點：一是對能源顛覆性技術的認識要客觀、系統(tǒng)、全面，不能過于炒作能源顛覆性技術的概念而忽視技術創(chuàng)新的內(nèi)在規(guī)律性、關聯(lián)性、復雜性與不確定性。二是正確看待能源顛覆性技術的作用，它是推動能源革命與產(chǎn)業(yè)變革的重要力量，將重塑未來能源與產(chǎn)業(yè)結構，引領創(chuàng)新型經(jīng)濟，變革軍民融合方式，普惠民生福祉。三是注重利用系統(tǒng)的全生命周期觀，全面看待能源顛覆性技術。能源顛覆性技術始于新的創(chuàng)意，貫穿于能源基礎研究、應用研究、小試、中試、示范到推廣應用等創(chuàng)新鏈的全過程，終于價值鏈的增值實現(xiàn)，在突出重視關鍵環(huán)節(jié)與重點的同時，不能忽視全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同配合與統(tǒng)籌推進。四是要注重創(chuàng)新集成。能源顛覆性技術是一個動態(tài)開放的創(chuàng)新系統(tǒng)，涉及政府、企業(yè)、高校、科研機構等不同創(chuàng)新主體，以及風險投資、技術服務機構等服務支撐系統(tǒng)，推動能源顛覆性技術發(fā)展需要兼顧各參與主體的權利與責任，做到責權利的有機統(tǒng)一，加大能源顛覆性技術創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、市場創(chuàng)新等不同創(chuàng)新之間的創(chuàng)新集成，以實現(xiàn)更好的創(chuàng)新成效。

其次，構建完善的制度體系是推動能源顛覆性技術發(fā)展的根本保障。沒有良好的科技創(chuàng)新制度，顛覆性技術就失去了成長的環(huán)境與空間，因為“顛覆性技術是技術創(chuàng)新同管理創(chuàng)新、制度創(chuàng)新的組合融合，可以較好地發(fā)揮顛覆性技術的革命性、引領性作用。”黨的十八大以來，黨中央、國務院堅持把科技創(chuàng)新和制度創(chuàng)新雙輪驅動作為創(chuàng)新發(fā)展的根本動力，不斷進行深化科技體制改革。目前，我國已形成了國家自然科學基金、國家科技重大專項、國家重點研發(fā)計劃、技術創(chuàng)新引導專項（基金）以及基地和人才專項等新五類科研計劃體系，先后在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)、科研經(jīng)費管理、科技成果評價及技術轉移轉化等方面出臺一系列舉措，制度安排上逐步建立了以政府為引導、以市場為導向、以企業(yè)為主體、產(chǎn)學研一體化的技術創(chuàng)新體系，為能源顛覆性技術的發(fā)展奠定了良好的制度基礎。下一步，要充分實現(xiàn)創(chuàng)新驅動發(fā)展的總體部署，一是需要進一步完善創(chuàng)新治理體系。從國家層面來說，不僅要從基礎教育方面培育人的創(chuàng)新精神，而且配套法律制度等方面的建設也須與技術的發(fā)展齊頭并進，為顛覆性技術的發(fā)展保駕護航。二是進一步細化與落實科技創(chuàng)新的制度安排，做好“看得見”的政府之手與“看不見”的市場之手之間的有效協(xié)同，加強中央、部、省與市等各級政府之間的協(xié)同配合，建立與完善部際協(xié)調(diào)、省部會商、省市地協(xié)同發(fā)展的動態(tài)新機制。三是研究制定能源顛覆性技術規(guī)劃。規(guī)劃作為頂層設計有利于指導能源顛覆性技術未來走向。在總結研究已有能源相關規(guī)劃成果基礎上，根據(jù)新情況、新變化與新趨勢，研究制定“十四五”能源顛覆性技術發(fā)展專項規(guī)劃，明確能源顛覆性技術發(fā)展的原則、思路與技術路線圖，推動制度的有效落實?？傊?，大膽進行制度創(chuàng)新，以體制機制的創(chuàng)新推動能源顛覆性技術的綠色、健康、可持續(xù)發(fā)展。

第三，加大研發(fā)力度是促進能源顛覆性技術發(fā)展的關鍵。主要構建能源顛覆性技術新型研發(fā)體系，從以下幾方面入手：一是加大能源顛覆性技術的基礎研究。建議以能源顛覆性技術國家實驗室建設為契機，聯(lián)合重點科研院所、領軍型企業(yè)構筑國家能源基礎研究的戰(zhàn)略力量。建議國家自然科學基金積極設立能源顛覆性技術研發(fā)方向，重點探索能源顛覆性技術的新概念、新思想的可行性；建議國家科技重大專項與重點研發(fā)計劃針對不同能源專項領域，設立符合其特點的能源顛覆性技術基礎研發(fā)課題，重點突破能源顛覆性技術的新觀點、新原理，創(chuàng)建新的能源顛覆性技術知識創(chuàng)新體系。二是加大能源顛覆性技術的共性技術與應用技術研究。建議創(chuàng)建能源顛覆性國家技術創(chuàng)新中心，圍繞能源顛覆性技術的共性、關鍵、核心技術，建立以企業(yè)為主體、產(chǎn)學研共同參與、協(xié)同攻關的技術創(chuàng)新體系。建議國家重點研發(fā)計劃與技術創(chuàng)新引導專項（基金）圍繞能源顛覆性重大共性關鍵技術與應用技術，設立一批瞄準清潔煤、非常規(guī)油氣、可再生能源、核能、儲能等領域的重點研發(fā)項目，組織產(chǎn)學研優(yōu)勢力量協(xié)同攻關能源顛覆性技術的重大、核心、關鍵科技問題，突破能源顛覆性技術應用的瓶頸制約。三是加大能源顛覆性技術的示范基地建設。以推動落實《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃（2016—2030年）》為契機，整合能源領域已有基地與平臺，支持地方政府結合當?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展與重大社會需求，構建一批能源顛覆性技術的中試基地與示范區(qū)，加快能源顛覆性技術的重大科技成果落地與產(chǎn)業(yè)化，加速其對社會經(jīng)濟發(fā)展的顛覆性作用。

第四，多措并舉是加快能源顛覆性技術發(fā)展的必要條件。一是建立與完善推動能源顛覆性技術發(fā)展的政策體系。制定與完善能源顛覆性技術研發(fā)設備加速折舊、研發(fā)費用加計扣除、專利資押貸款、創(chuàng)新券、首臺套新產(chǎn)品政府采購等細化措施，形成配套的政策體系。二是建議設立能源顛覆性技術發(fā)展引導基金。引導基金以國家財政資金為引導，領軍性企業(yè)為主體，社會資金廣泛參與，構建理事會、咨詢委員會、執(zhí)行委員會的治理體系，采用“公正公平、公開競爭、風險共擔、利益共享”的新機制，探索形成市場化運作新模式，引領能源顛覆性技術發(fā)展。三是實施能源顛覆性技術人才專項。支持科研院所與創(chuàng)新型企業(yè)根據(jù)能源顛覆性技術研發(fā)需要，從國內(nèi)外引進行業(yè)領軍人才，或與國內(nèi)外相關機構聯(lián)合培育創(chuàng)新型人才，打造能源顛覆性技術人才高地，支撐能源顛覆性技術發(fā)展。四是獎勵能源顛覆性技術成果。為推動能源顛覆性技術發(fā)展，建議國家科技獎勵向能源顛覆性技術傾斜，鼓勵行業(yè)協(xié)會/學會設立能源顛覆性技術成果獎，獎勵在能源顛覆性技術基礎研究、應用研究及重大科技成果轉化等方面做出突出貢獻的單位與個人，引導社會多出成果、出好成果。