【南方能源观察】eo圆桌 | 未来能源如何走进现实

eo记者 潘秋杏

编辑 韩晓彤

审核 姜黎

2026年，“未来能源”首次被写入政府工作报告。面向未来的能源技术不仅关乎我国能源安全，更关乎全球大国竞争。核聚变、氢能等前沿技术加速迭代，人工智能（AI）浪潮的兴起也为能源技术创新和产业发展打开了新空间。

2026年4月26日，上海交通大学“科技论剑”交叉论坛第三十六期暨南方电网公司2026年第二期eo圆桌论坛在上海交通大学闵行校区举行。论坛由《》杂志社与上海交通大学电气工程学院联合主办，聚焦“未来能源技术前瞻”和“金融赋能新型能源体系建设”两大主题。在“未来能源技术前瞻”圆桌论坛上，与会嘉宾围绕核聚变、人工智能赋能能源系统、氢能等议题展开研讨。

上海交通大学党委常委、副校长管海兵致辞。他认为，当前我国能源技术发展正处于由“跟跑”向“并跑”“领跑”迈进的关键阶段，政府工作报告首次写入“未来能源”，进一步体现了国家战略部署的前瞻性，也向科技工作者发出了鲜明而强烈的时代号召。希望科技工作者们聚焦未来能源前沿基础研究与关键核心技术攻关，协同攻坚能源领域卡脖子难题，全力为国家能源转型高质量发展贡献力量。

在谈到未来能源技术时，科研管理机构相关负责人认为，当前科技布局要从科技逻辑、商业逻辑、产业逻辑三个维度进行综合判断，且要区分不同技术的属性，哪些是必须争夺的战略制高点，哪些具有现实紧迫性，采用不同的研发支持策略。“未来一条更现实的路径就是围绕新兴产业和实际问题加强融合。”

南方电网公司政策研究部总经理魏俊杰认为，能源新质生产力的发展有赖于能源电力产业，与此同时，各类新兴技术又使得能源电力行业焕发勃勃生机，新兴技术与传统能源电力形成了相互促进、相互支撑、共同发展的关系。电网企业有广泛的应用场景，能够拉动上下游产业链发展，希望在产学研各方面共同发力，共同推动行业进步。

核聚变、高温超导与氢能前景几何

近年来，可控核聚变的研发在全球范围内不断取得重要进展，加速从科学可行迈向工程验证，更成为各国科技竞争高地。

前述科研管理机构相关负责人认为，从科技逻辑来看，核聚变无疑是战略制高点。但从现实迫切性看，中国目前的能源体系相对稳定、能源供给相对充足，因此发展核聚变更多是面向长期战略安全和未来竞争。

上海交通大学未来能源研究院院长、教授张文禄也认为，核聚变不仅仅是一个“平时好用的能源技术”，更是人类在极端条件下维持文明存续的备选项。

当前核聚变还有不少问题等待解决。张文禄提到，核聚变是目前全世界面临最具挑战性的科学和工程问题，涉及科学和工程领域多个学科的交叉，所以必须要组织大科学工程混合领域人才的队伍来协同解决。

具体到核聚变技术路径，从国际原子能机构（IAEA）公布的数据来看，托卡马克是目前所有技术路线中装置数量占比最高的，仿星器次之。我国托卡马克装置研发方面，在国家重大科技基础设施支持下，全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）、新一代聚变装置“中国环流三号”（HL-3）均成功实现上亿摄氏度高参数运行，攻克了一系列物理难题与核心技术瓶颈。

上海交通大学则选择了仿星器这一技术路线。张文禄解释，托卡马克发展快的一个重要原因是其设计和建造相对简单，因此研究更广泛，指标也推进得更快。但也因为如此，很多关键技术问题都最先在托卡马克装置上暴露出来，例如材料、辐射等问题。仿星器的设计和建造非常复杂，对理论设计能力、工程精度和制造能力要求极高。但仿星器运行比托卡马克简单，更适合长时间稳态运行，这正是未来聚变电站真正需要的能力。此外，仿星器和托卡马克都是环形装置，有许多共性的地方，托卡马克很多技术成果可以应用到仿星器上。

上海交通大学电气工程学院教授、上海翌曦科技发展有限公司董事长金之俭长期深耕超导领域。在他看来，核聚变的火热对高温超导产业的发展起到了巨大的拉动作用。2023年，全国高温超导带材产能约为300公里，2024年增长到5000公里，2025年突破1万公里，预计今年年底的产能在3万—5万公里。从2023年到2025年底，超导材料的采购价格大约下降了50%，预计两年内还能下降50%。“若不算制冷成本，高温超导带材千安米成本趋近于铜，若价格再比当前下降50%，高温超导材料极具经济竞争力。”

相比于核聚变和高温超导，氢能是更接近规模化应用的未来能源技术。

4月10日，国家能源局召开能源领域氢能区域试点工作推进会提到，氢能是全球能源技术革命和产业变革的重要方向，是中国构建现代化产业体系、培育新质生产力的关键赛道，更是保障国家能源安全、推动能源绿色低碳转型的战略抓手。

金之俭提到，氢能当前最大的问题在于成本和储运。以制氢为例，灰氢成本较低，而绿氢目前普遍还在每公斤二十多元的水平。他看好海水制氢的前景，目前全国有多个海水制氢的示范工程，将有助于降低制氢成本。

海水中镁、钙等离子的容易吸附在电极表面导致电极失活。为解决此问题，业界主流方案是“先淡化，后制氢”，即先把海水变成纯净水再电解，不过这种方案工艺流程长、设备成本高，制氢价格高。海南大学团队则通过在电极表面添加特定的碘离子，将副产品氢氧化镁收集起来，副产品的收益基本可以覆盖制氢的成本。

对于氢气储运技术和成本瓶颈，金之俭认为，可以通过发展绿醇和绿氨来突破。“绿醇和绿氨，既是化工产品、化工原材料，也是燃料，如果绿氢价格能够大幅下降，绿醇和绿氨的价格也能大幅下降。”

人工智能如何赋能能源系统

人工智能与能源系统深度融合，正成为推进新型能源系统建设的重要路径。但随着围绕AI技术的讨论越发热烈，“机器代人”的声量也逐渐变大。

武汉大学电气与自动化学院教授董旭柱认为，数字孪生体更像是电力系统的“虚拟共生底座”，人工智能体则更像是其“智能大脑”。未来两者深度融合后，理想状态是形成一个能够自主完成“感知物理世界—认知运行状态—判断风险—给出决策—执行优化”的闭环系统。未来能源系统的智能化，不应只是局部算法优化，而应走向基于数字孪生和智能体的一体化运行体系。

不过，董旭柱也特别强调，AI和数字孪生的发展，是在增强系统本质安全的基础上，更好地释放人力资源，实现人机更友好地融合，不是为了把人从电力系统中剥离出去，而是为了更好地帮助人对能源电力系统的认知、透明化感知，做更好的决策和更优的风险把控。

上海人工智能实验室青年科学家、科学智能中心负责人白磊以其团队目前的工作，举例说明了AI与天气预报等具体场景需求之间的关系。“如果训练数据完全来源于现有模拟数据或数值型数据，那么AI模型理论上很难突破原有数值模式的上限。”他认为，要实现根本性的突破，就要更深地引入观测数据，而不是只学习模拟数据。这种方法有两个重要意义：一是有可能摆脱现有数值模式网格分辨率的限制，实现更灵活、更高分辨率的预测；二是在短期、极端天气等场景中，有可能达到比传统数值模式更高的精度。

白磊建议，为了让AI更好赋能新型能源体系建设，一是要构建电力领域原生的大模型。现有通用大语言模型虽然功能强大，但对电力领域的精确数值、电力拓扑结构、潮流方程约束等理解仍然不够。未来需要面向电力系统构建能够统一处理离散文本信息和连续物理量，能够理解网络拓扑，并且能满足各类物理约束的原生模型。二是推动“气象—功率—市场”多层级的一体化预测和决策。现在这几个环节通常是割裂的，层层传递过程中会产生误差累积和时效损失，而端到端联合建模可以带来更优的结果。三是需要解决真实数据和真实场景验证难题。现在很多研究停留在模拟数据和论文阶段，缺乏可进行在线验证的真实业务场景。“如果这一问题不能突破，那么很多AI方法都很难走出实验室、技术也难以迭代。”

董旭柱还提到，我国现有的电力调度体系高度先进且高效，但随着极端事件、网络攻击和复杂风险的增加，传统中心化调度体系也面临新的韧性考验。如果关键枢纽发生故障甚至遭受极端破坏，那么系统如何维持局部自治和自恢复能力，就成为一个现实问题。因此，未来应进一步探索AI如何支撑去中心化控制。

“人工智能与未来能源系统的深度结合，要坚持安全优先、由点到面、由易到难、从非实时到实时逐步推进，同时也必须打破学科壁垒，加强高校、企业和科研机构之间的协同创新。”董旭柱说。

畅想太空、量子科技

近年来，输电线路不断延伸至高海拔、极寒、强震等复杂环境，对电网的建设管理、运维应急和灾害防控提出了更高要求。现有的通用光学卫星在设计上侧重广泛应用场景，难以满足复杂环境下电网监测任务的需求。

南方电网新型电力系统（北京）研究院战略科研实验室总经理鲁跃峰分析，当前美国围绕低轨卫星、太空算力等动作频繁，其背后不仅是技术问题，更是对太空资源的争夺。低轨轨道资源是有限的。在此背景下，中国卫星发射数量也将增加。如果能把发星计划和电力需求结合起来，能够弥补电力行业在防灾减灾、应急通信、线路巡视上存在的问题。

电力领域正在与航天发射“牵手”。2025年12月，中国电力行业首颗遥感卫星“电力工程号”在酒泉卫星发射中心成功发射并进入预定轨道。“电力工程号”入轨后，与已建成的地面接收站、数据处理中心形成完整体系，应用于特高压工程建设管理、输变电工程环保水保监测、重要输电通道巡视等19类业务场景。

量子科技也是当前世界主要大国在科技竞争的重点方向。

鲁跃峰介绍，随着人工智能加速应用，经典计算将难以满足指数级增长的算力需求。量子计算运用量子态的叠加性，其性能上限远超经典计算。但现在量子纠错的能力还不足，量子计算过程中很容易发生运算错误，从而难以输出稳定可靠的运算结果。但若量子计算在2035年前后真正迎来突破，或将带来计算能力的革命。

近年来，南方电网公司立足电网行业实际需求，以“电力+量子”业务场景为牵引，开展全链条核心技术攻关，在量子通信、量子测量、量子计算三大领域取得系列突破性成果。例如，南方电网公司已牵头攻克光纤复合架空地线（OPGW）长距离通信、经典—量子共纤、电力调度数据网量子保密通信和输电线路监测数据量子保密通信等关键技术，研制行业首套支持200千米长距离OPGW光缆量子密钥分发设备、融合量子加密的应急通信指挥平台、适用于输配用电场景的在线密码管理样机（外置）及量子密钥对接模块（内置）样机等一系列适应电力环境、面向电力业务的经济实用化量子保密通信产品。