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郭烈锦：《用科技原点解码能源革命》

来源： 名家讲堂 日期：2026-02-20 点击：982 属于：大咖观点

作者：郭烈锦（中国科学院院士，西安交通大学能源与动力工程学院教授）

再生能源转化效率低是当下能源发展的关键瓶颈。能源转化效率的“阿喀琉斯之踵”，化石能源时代，人类只会‘一把火’烧煤发电，结果衍生出污染与生态灾难，如今的可再生能源利用，仍停留在‘简单发电’的初级阶段，以太阳能为例，太阳能是很宽的光谱，从紫外线区域、可见光区域到红外线区域，各种材料对于不同的光谱的能量吸收是不同的，光伏发电的器件只能吸收紫外光和可见光，基本上不吸收红外光，这就会对材料和器件的性能造成破坏，所以整体来说它的效率就不会非常高。
当前，我们利用太阳能、风能等可再生能源的方式，大多局限于发电，这在能源利用的存在局限性，导致对自然能源的整体转化利用效率难以提升。郭烈锦院士强调，发电只是利用可再生能源的一种途径，需要拓展思路，开发多元化的转化技术，突破现有科学原理的束缚，才能从根本上提高能源利用效率。谈及能源存储，郭烈锦院士表示，太阳能、风能等自然能源具有间歇性和波动性，属于过程性能源，即便转化为电能，存储问题依旧非常棘手，难以实现大容量低成本安全存储，这也是造成能源供需失衡的重要原因，必须要学会把巨量甚至海量的自然能源低成本存储下来。
因此我们必须运用颠覆性的科学理论，变革传统能源技术把转化和存储孤立或割裂开来的做法，加速自然能源转化利用与储存协同一体化的技术的研发，提高自然能源转化及存储的综合效率与能流密度，形成低成本足量清洁能源存储的能力和体系。” 郭烈锦院士以氢能源为例进一步解释，将可再生能源转化为氢，通过气态、液态或固态的形式储存，能有效解决能源存储与运输难题。太阳能资源丰富，取之不尽，将其水的特殊物理化学性质结合，转化为氢能几氢化合物存储下来，从理论上实践上均可实现能源的长期储备，满足人类可持续发展的能源需求。
根据各种能源的自然禀赋以“能质能势科学配适、有序转化储用结合、多能互补多子耦合协同、按需取用存储”实现以水为基的碳氢循环（“水-氢”循环+“水-二氧化碳”循环）。

作者介绍：

郭烈锦：工程热物理与能源利用学家，中国科学院院士、发展中国家科学院院士，西安交通大学能源与动力工程学院教授、博士生导师，教育部长江学者特聘教授，西安交通大学绿色氢电全国重点实验室主任，我国能源动力多相流及氢能学科的主要学术带头人之一。兼任：中国工程热物理学会副理事长兼多相流分委会主任，中国可再生能源学会氢能分会副主任委员，全国氢能标准化技术委员会专家委员会主任委员等。郭烈锦院士主要从事能源动力多相流及氢能科学技术的研究。针对国家重大需求和能源科学前沿，持续开展了高温高压高热负荷等危险和复杂结构条件下的多相流的流动安全及传控、能质传输与转化的理论研究，建立了装备内部气液固三种相态不同组合构成的两相或多相流物理及化学过程的规律和理论，并在装备及工艺的创新设计中运用深化，探索了超临界水蒸煤、太阳能光催化多相连续流制氢等能源利用的新途径，取得了系统性的创新成果，并应用于工程实际，推动了产业技术的发展和进步。主持完成国家及省部级项目40多项，其中有国家重点基础研究发展规划（973计划）项目、清洁煤领域国家重点专项、国家自然科学基金重大项目、重点及面上项目，国家石油重大专项子项及海洋863项目等；主持起草国家标准4部；已在NAT COMMUN、NAT ENERGY、CHEM REV、JACS、IJMF、IJHE等多个国内外著名学术期刊发表论文900余篇，其中SCI收录580余篇，论著SCI核心总它引24450余次、Google Scholar总引用39560余次、Scopus总引用32970余次，h-因子86。先后入选ESI高被引论文30余篇。授权发明专利近百项。入选2014年汤森路透全球高被引科学家和2014汤森路透全球最有影响力科学思想名录，2015年汤森路透全球高被引科学家（Highly Cited Researchers 2015），2018年入选科睿唯安交叉学科全球高被引科学家，入选2014英国皇家化学学会Top1%高被引科学家，连续8年入选爱思唯尔能源领域中国高被引科学家，入选2016年爱思唯尔“全球能源科学与工程学科高被引学者”，入选全球前10万名科学家排行榜、世界排名前2%科学家名单。荣获首届全国创新争先奖等。以第一完成人获国家自然科学二等奖2项、国家技术发明二等奖1项、省部一等奖5项。荣获2019年陕西省教学成果特等奖。

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