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新能源技术研究的机遇与挑战报告01 新能源技术 研究的机遇 与挑战 未来科技系列报告 （第一期） 2021 年 03 月 新能源技术研究的机遇与挑战报告01 相关贡献说明 摘要 低碳 / 零碳能源转型和现代能源体系重塑是实现联合国可持续发展目标、应对全球气候变化危机以及推动后 疫情时代全球经济“绿色复苏”的必然选择。当前，世界主要国家或地区均将发展新能源技术视为引领新一 轮能源革命以及科技创新的重要突破口。新能源技术正以前所未有的速度加快迭代。 本研究基于 Digital Science 的 Dimensions 数据库，采用文献计量、专利分析与权威专家访谈相结合的方法， 对全球 2000-2019 年间（尤其是 2015-2019 年间）太阳能、风能、生物质能、地热能、核能、氢能、储能、 能源互联网等八个不同新能源技术领域整体及其 20 项代表性技术主题进行系统分析，以求客观反映全球新能 源技术研究的热点领域、产业转化潜力和未来发展趋势。同时，本研究从全球尺度重点关注了中国新能源技 术的发展和研究特点，并与其他主要国家或地区的研究竞争力进行了比较分析。 研究结果显示： 1）全球新能源领域研究正进入加速发展期，太阳能、储能和氢能三个领域受到全球广泛的关注； 2）中国在新能源研究领域贡献总量较大，头部高质量研究贡献量也较高，但与美国、德国、日本等发达国家 相比，中国大部分领域论文篇均被引频次排名相对靠后，研究整体效率仍需提升； 3）全球新能源领域研究成果技术转化率整体较低，产学研结合有待加强。相对而言，储能、生物质能和太阳 能的研究成果转化率相对较高，锂离子电池和有机太阳能电池是科研界和产业界共同关注的技术热点； 4）定性分析显示，储能技术的快速进步将成为可再生能源电力和电动汽车大规模发展的有力支撑，氢能将是 打造未来能源体系、实现能源变革的重要媒介，太阳能燃料技术的突破及其成本降低或将摆脱对化石燃料的 依赖，而能源互联网将发挥“互联网 +”智慧能源双重优势，实现能源统筹优化配置。 本报告由中国科学院下属的三家单位和施普林格 自然旗下的自然科研定制化服务团队合作完成。中国科学 院科技战略咨询研究院负责系列报告策划、报告整体框架设计及具体内容撰写，提供数据检索策略等；自然 科研定制化服务团队负责系列报告设计、部分编辑工作以及出版等；中国科学院武汉文献情报中心负责编制 新能源技术分类清单、提供文献检索关键词和专利分类号，并基于 Digital Science 旗下的 Dimensions 数据 库的文献计量数据撰写文献分析、产业转化和国家竞争力比较分析内容；中国科学院广州能源研究所组织并 综述了专家访谈的观点，支持了对新能源技术发展热点和态势的分析；施普林格 自然的姊妹公司 Digital Science 负责提供全球和中国新能源领域的各类计量数据。 编委会主任： 潘教峰 编委会副主任： 张凤 郭剑锋 编委成员（按贡献顺序）： 陈伟 谭显春 赵黛青 姬强 樊杰 郭楷模 顾佰和 蔡国田 王光辉 漆小玲 岳芳 汤匀 王文军 李岚春 陈稳 黄龙光 王海名 Nature Research Custom Media 相关人员 报告工作人员： 曹琪、闫文娟、祁子泷 访谈与评议专家： 欧阳明高院士（氢能、电池），李灿院士（太阳能燃料），金红光院士（分布式能源系统、 太阳能燃料），陈勇院士（新能源战略、资源循环利用），汪集旸院士（地热能），Jol Ruet 教授（能源战略）， Jari Kuusisto 教授（能源战略），姜克隽研究员（能源战略），马隆龙研究员（生物质能），蒋方明研究员（电 池储能技术），蔡睿研究员（新能源战略，催化材料），高峰教授（能源互联网），陈皓勇教授（智能电网）等。 在此向所有参加报告研究工作的专家表示诚挚的感谢！ 未来科技系列报告（第一期）新能源技术研究的机遇与挑战报告02 03 目录 第三章 18 新能源技术的产业转化分析 3.1 新能源研究的专利引用分析 20 3.2 产研共同关注的新能源技术热点 22 3.3 本章小结 25 第一章 04 引言 1.1 背景意义 04 1.2 数据与数据 05 1.3 主要结论 06 1.4 报告结构 07 第二章 08 新能源研究进展文献分析 2.1 全球发展态势分析 09 2.2 中国发展态势分析 12 2.3 有前景技术主题识别 16 2.4 本章小结 17 第四章 26 新能源科研产出国家比较分析 4.1 不同技术领域国家对比分析 27 4.2 不同技术领域国家整体对比 32 4.3 本章小结 33 第五章 34 重点研究领域访谈分析 5.1 储能技术的快速进步成为可再生能源电力和电动 汽车大规模发展的有力支撑 35 5.2 全球关注度最高的氢能是未来能源体系的重要组 成部分 36 5.3 太阳能燃料为排名前位的技术主题研究热点 37 5.4 能源互联网融合了智慧能源、大数据及物联网等 跨界新技术 38 5.5 本章小结 39 第六章 40 结论与启示 附录 42 摘要 01 未来科技系列报告（第一期）新能源技术研究的机遇与挑战报告04 05 第一章 引言 1.1 背景意义 能源清洁低碳转型是实现联合国可持续发展目标、应 对全球气候变化危机的最重要途径之一。目前世界上 有 126 个国家已经或准备提出碳中和承诺。为实现全 社会经济系统的净零排放，能源生产、运输、存储、 消费方式需要进行根本性变革。推进绿色低碳技术创 新、发展以新能源和可再生能源为主的现代能源体系 已成为国际社会的共识。一般来说，新能源是相对于 传统化石能源而言，包括：风能、太阳能、生物质能、 地热能等可再生能源，先进核能，氢能，以及储能和 能源互联网等新型能源系统技术。 当前，新一轮低碳技术革命正在孕育兴起，新能源技 术正以前所未有的速度加快迭代，可再生能源发电、 先进储能技术、氢能技术、能源互联网等具有重大产 业变革前景的颠覆性技术应运而生。新能源技术的进 步将深刻改变能源发展的前景和世界能源格局。风能、 太阳能等技术在各国的迅猛发展证明，新能源技术具 有变革能源结构、降低排放的巨大潜力和现实可行性。 世界主要国家和地区对新能源的认识各有侧重，基于 各自能源资源禀赋特点，从能源战略的高度制定各种 新能源技术发展规划，采取行动加快新能源科技创新， 以增强国际竞争力。尤其当前新冠疫情对全球经济造 成巨大冲击，新能源技术和产业发展将成为各国经济 绿色复苏的重要组成部分。 本报告对全球及中国新能源技术研究的进展和趋势 进行相对长时间尺度的科学分析，放眼全球，立足 中国，旨在凸显中国新能源技术发展的优势与不足， 提出未来产业和研究界共同关注的新能源领域热点 技术，为全球和中国新能源技术的研发和部署提供 政策建议。 1.2 方法与数据 本报告遵循“收集数据揭示信息综合研判形 成方案”的研究思路和路线，文献调研和专家咨询 并重，选择太阳能、风能、生物质能、地热能、核能、 氢能、储能、能源互联网八个不同新能源技术领域 及其 20 项技术主题（附录表 1.1）作为分析对象。 基于 Digital Science 的 Dimensions 数据库的文献 计量和专利分析数据，定量分析新能源领域的研究 现状、研究热点、发展趋势、产业转化潜力、技术 关注度等。同时，以线上和线下相结合的方式，对 国内外不同能源技术领域的资深专家学者进行深度 访谈，从领域专家视角提出新能源技术国内外发展 态势、关键科学和技术问题、发展预期和政策研判。 最后经课题组综合研判，形成报告结论。 本报告重点关注 2015-2019 年新能源技术研究进展， 利用关键词检索的方式，获取全球不同新能源技术 领域共 388 416 篇文献，并对 2000-2014 年的新能 源技术研究进行回溯，以满足从长时间尺度对技术 发展趋势进行分析。本研究从全球数据切入，着重 关注中国新能源技术的研究特点，通过分析技术发 展趋势以及中国与主要国家 / 地区的对比，提出全 球和中国未来新能源领域应重点关注的技术趋势和 建议。 1.1 背景意义 能源清洁低碳转型是实现联合国可持续发展目标、 应对全球气候变化危机的最重要途径之一。目前， 全球共有 120 多个国家和地区已经或准备提出碳中 和目标承诺 1 。为实现全社会经济体系的净零排放， 能源生产、运输、存储、消费方式需要进行根本性 变革。推进绿色低碳技术创新、发展以新能源和可 再生能源为主的现代能源体系已成为国际社会共识， 具体包括太阳能、风能、生物质能、地热能等可再 生能源，以及先进核能、氢能、储能和能源互联网 等新型能源系统技术。 随着新一轮低碳技术革命孕育兴起，新能源技术正 以前所未有的速度加快迭代，可再生能源发电、先 进储能技术、氢能技术、能源互联网等具有重大产 业变革前景的颠覆性技术应运而生。新能源技术的 进步将深刻改变能源发展前景和世界能源格局。其 中，风能、太阳能等技术在各国的迅猛发展证明新 能源技术具有变革能源结构、降低排放总量的巨大 潜力和现实可行性。 世界主要国家和地区对新能源的认识各有侧重，正基 于其能源资源禀赋特点，从国家能源战略的高度分别 制定各种新能源技术发展规划，采取行动加快新能源 科技创新，以增强国际竞争力。尤其当前新冠疫情对 全球经济造成巨大冲击，新能源技术和产业发展将成 为后疫情时代各国经济“绿色复苏”的重要组成部分。 本报告从2000年到2019年近20年的时间尺度出发， 对全球及中国新能源技术研究的进展和趋势进行科 学分析，放眼全球，立足中国，旨在揭示中国新能 源技术研究的优势与不足，提出未来产业界和学术 界共同关注的新能源领域热点技术，为全球和中国 新能源技术的研发和部署提供科学依据。 第1章 引言 MISCHA KEIJSER/GETTY IMA GES 未来科技系列报告（第一期）新能源技术研究的机遇与挑战报告06 07 1.3 主要结论 1. 全球新能源技术研究正进入加速发展期，太阳能、 储能和氢能三个领域受到更广泛的关注，电池储能 技术、太阳能光伏技术、太阳能燃料技术、制氢技术、 能源互联网架构和核心装备技术是全球前五位最具 发展前景的技术主题。 2. 中国在新能源领域具有较强的研究活跃度，近五 年发文量在全球占比超过 1/4，且各技术领域的影响 力均高于全球平均水平，并在太阳能和氢能领域表 现尤为突出。与美国、德国、日本等发达国家相比， 中国在大部分领域论文篇均被引频次排名仍相对靠 后，研究成果整体影响力有待进一步提升。 3. 全球新能源研究成果转化率整体偏低，产学研结 合有待加强。相对而言，储能、生物质能和太阳能 的研究成果转化率相对较高，锂离子电池和有机太 阳能电池是学术界和产业界共同关注的技术热点。 4. 重点技术领域专家访谈认为，储能技术的快速进 步将成为可再生能源电力和电动汽车大规模发展的 有力支撑；氢能将是打造未来能源体系、实现能源 变革的重要媒介；太阳能燃料技术的突破及其成本 降低或将有利于摆脱对化石燃料的依赖；能源互联 网将发挥“互联网 +”和智慧能源双重优势，实现能 源统筹优化配置。 1.4 报告结构 本报告共分六章。第一章是引言；第二章对国内外 新能源研究文献进行计量分析，通过逐年科研产出 变化趋势，总结新能源技术发展规律；第三章关注 新能源技术的产业转化与应用，主要利用专利数据， 分析科研产出与专利间的转化，识别市场关注度和 转化度普遍较高的新能源技术；第四章基于文献计 量数据，分析主要国家在新能源领域的研究竞争力， 探寻各国新能源发展规律和相对技术优势；第五章 根据媒体对新能源不同领域论文的关注度和定量分 析结果，选取新能源热点技术，开展专家访谈，分 析其发展态势和机遇挑战；第六章是结论与启示， 主要预判新能源技术发展前景，并结合可持续发展 目标的实现给出简要政策建议。 注 1: 数据来源： AAAAIMA GES/GETTY IMA GES XINZHENG/GETTY IMA GES 未来科技系列报告（第一期）新能源技术研究的机遇与挑战报告08 09 第2章 新能源 研究 进展文献 分析 鉴于科研论文能够从一定程度上反映科学研 究的客观事实，本章利用文献计量分析方法， 通过对 Dimensions 数据库收录的 2000- 2019年新能源领域学术论文进行分析，以 期从文献计量角度揭示新能源研发现状、特 征和发展趋势。 2.1 全球发展态势分 析 本研究以五年为一个时间窗口，统计了全球 2000-2019 年新能源领域 的发文情况（表2.1）。研究发现，新能源技术正处于加速发展期， 2015-2019 年间除核能外的 7 个技术领域发文量均超过近 20 年总量的 40%，其中 5 个领域超过一半以上。从发文体量来看，太阳能、氢能、 能源互联网、储能 4 个领域 20 年间发文量均超过 10 万篇。从发文增 速来看，生物质能是发文量增速最快的技术领域，四个五年期平均复 合增长率（CAGR值） 2 达到236.3%，风能CAGR值达到212.8%。此外， 储能和太阳能两个体量较大领域发文量的 CAGR 值也都超过了 100%， 反映出这两个领域在较长时间尺度上受到科研界持续、广泛关注。 进一步聚焦 2015-2019 年发文情况发现，全球对新能源的关注度持续 升温（图 2.1），五年期间在新能源领域共发表了 388,416 篇论文，从 2015 年的 65,381 篇增长到 2019 年的 95,474 篇，年均复合增长率达 到 9.9%。其中，太阳能技术领域发文量超过 10 万篇；储能、氢能和 能源互联网领域发文量也均超过 5 万篇。从增速来看，在发文量超过 1 万篇的技术领域中，过去五年年均发文量增长最快的是储能领域， CAGR 值高达 15.9%，而氢能和能源互联网领域的 CAGR 值也均超过 10%。 技术领域 2000-2019 合计 2000-2004 2005-2009 2010-2014 2015-2019 2015-2019 年 占比 (%) 四个五年期平 均复合增长率 (%) 太阳能 185,996 7,194 16,400 59,379 103,023 55.4 142.8 氢能 173,937 12,923 33,463 52,736 74,815 43.0 79.6 能源互联网 131,716 9,807 17,279 40,232 64,398 48.9 87.5 储能 125,017 4,110 8,796 31,578 80,533 64.4 169.6 核能 94,668 12,140 17, 721 29,317 35,490 37.5 43.0 生物质能 7 7,963 1,067 7,684 28,615 40,597 52.1 236.3 风能 8,721 168 636 2,777 5,140 58.9 212.8 地热能 4,009 383 528 1,084 2,014 50.2 73.9 表 2.1 2000-2019 年全球新能源 研究各技术领域发文量 及增长情况 其中 t 0 指初始期，此段落为 2000-2004 年第一个五年期；t n 是结束期，此段落 为 2015-2019 年第四个五年期；V(t 0 )是 2000-2004 年论文发文量，V(t n ) 是 2015- 2019 年论文发文量。本报告的 CAGR 值均 按照上述公式进行核算。 注 2: $(3U U O 7wU O x UOU 7wU x SUTTHIPONG K ONG TRAK OOL/GETTY IMA GES 中国对全球新能源领域的研究贡献正在逐步扩大。本报告统计近五年除 中国外的全球新能源领域发文量（表 2.2）发现，扣除中国论文数量后全 球新能源领域发文总量、单个技术领域发文量和年均复合增长率都出现 了明显降低，表明中国在全球新能源研究中发挥着举足轻重的作用。 统计被引频次最高的前 10 篇论文可以揭示全球不同新能源技术领域关注 和聚焦的研究方向（附录表 1.2）: (1) 生物质能研究主要关注木质素热解、催化剂、预处理、微藻生物燃料、 生物精炼等方向； (2) 储能研究主要聚焦锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池、正负极材料、 快充技术等方向； (3) 地热能研究热点方向包括增强型地热系统（EGS）、地热系统数值 模拟、地热钻井技术等； (4) 氢能研究主要关注非贵金属催化剂、金属有机框架材料、钴基催化剂、 双功能催化剂等领域； (5) 核能研究主要的关注点包括核废料处理技术、核电站安全技术、耐 辐照材料、磁约束核聚变、惯性约束核聚变等； (6) 太阳能研究重点关注方向包括钙钛矿太阳能电池、叠层太阳能电池、 太阳能光催化制氢、催化剂、半导体电极等； (7) 能源互联网研究重点关注智慧能源系统、大数据、智慧家居能源管 理系统、需求响应等方向； (8) 风能研究的主要热点方向包括高功率能量转换器、风力涡轮机、风 电数值模拟、风电高比例稳定并网等。 gid00133gid00131gid00132gid00136 gid00133gid00131gid00132gid00137 gid00133gid00131gid00132gid00138 gid00133gid00136gid00164gid00131gid00131gid00131 gid00133gid00131gid00164gid00131gid00131gid00131 gid00132gid00136gid00164gid00131gid00131gid00131 gid00132gid00131gid00164gid00131gid00131gid00131 gid00136gid00164gid00131gid00131gid00131 gid00131 gid00133gid00131gid00132gid00139 gid00133gid00131gid00132gid00140 图 2.1 2015-2019 年全球新能源 研究各技术领域发文量 及增长情况 10未来科技系列报告（第一期） 技术领域 合计 2015 2016 2017 2018 2019 2015-2019 CAGR (%) 太阳能 84,529 14,689 15,806 16,482 18,256 19,296 7.1 氢能 58,489 10,449 10,600 11,063 11,380 14,997 9.5 能源互联网 55,100 9,206 10,069 10,685 11,934 13,206 9.4 储能 52,617 8,260 9,691 9,916 11,242 13,508 13.1 生物质能 37,285 6,988 6,938 7,364 7,633 8,362 4.6 核能 31,487 6,246 6,144 6,496 6,008 6,593 1.4 风能 4,706 845 894 887 939 1,141 7.8 地热能 1,747 303 311 330 359 444 10.0 合计 3 313,207 55,032 58,247 60,748 64,991 74,169 7.7 表 2.2 2015-2019 年全球（除中 国外）新能源研究各技术 领域发文量及增长情况 11新能源技术研究的机遇与挑战报告 gid00131gid00332 gid00136gid00332 gid00132gid00131gid00332 gid00132gid00136gid00332 gid00133gid00131gid00332gid00133gid00131gid00132gid00136gid00183gid00133gid00131gid00132gid00140gid00001gid00004gid00002gid00008gid00019 太阳能 氢能 能源互联网 储能 核能 生物质能 风能 地热能 gid00132gid00131gid00134gid00164gid00131gid00133gid00134 技术领域 合计 gid00139gid00131gid00164gid00136gid00134gid00134 gid00138gid00135gid00164gid00139gid00132gid00136 gid00137gid00135gid00164gid00134gid00140gid00139 gid00135gid00131gid00164gid00136gid00140gid00138 gid00134gid00136gid00164gid00135gid00140gid00131 gid00136gid00164gid00132gid00135gid00131 gid00133gid00164gid00131gid00132gid00135 注 3：由于一篇论文可能会涉及多个技术 领域，因此新能源领域发文量合计值会小 于各技术领域相加之和。 SCIENCE PHO T O LIBRARY - ANDRZE J W O JCICKI/GETTY IMA GES 未来科技系列报告（第一期）新能源技术研究的机遇与挑战报告12 13 2.2 中国发展态势分析 2.2.1 研究活跃度分析 2015-2019 年，中国在新能源领域共发表了 100,528 篇学术论文，占同期 全球发文总量近四分之一。其中，储能是新能源研究中最高产的技术领域， 发文量达36,569篇；其次是太阳能，发文量为25,244篇；排名第三是氢能， 发文量为 21,892 篇。从增长速度来看，在发文量超过 5,000 篇的技术领 域中，过去五年能源互联网领域发文量增长最快，年均复合增长率（CAGR 值）超过 25%；氢能和储能研究的 CAGR 值也均超过了 20%（图 2.2）。 通过分析各技术领域发文量年度发展趋势发现，由于发文量基数较小，风 能和地热能的年均增速更快；而核能和生物质能两个领域增长相对较慢。 gid00132gid00131gid00332 gid00131gid00332 gid00133gid00131gid00332 gid00134gid00131gid00332 gid00135gid00131gid00332 gid00136gid00131gid00332gid00133gid00131gid00132gid00136gid00183gid00133gid00131gid00132gid00140gid00001gid00004gid00002gid00008gid00019 图 2.2 2015-2019 年中国新能源 研究各技术领域发文量 及增长情况 gid00133gid00131gid00132gid00136 gid00133gid00131gid00132gid00137 gid00133gid00131gid00132gid00138 gid00133gid00131gid00132gid00139 gid00133gid00131gid00132gid00140 gid00133gid00131gid00132gid00136 gid00133gid00131gid00132gid00137 gid00133gid00131gid00132gid00138 gid00133gid00131gid00132gid00139 gid00133gid00131gid00132gid00140 gid00132gid00133gid00164gid00131gid00131gid00131 gid00132gid00131gid00164gid00131gid00131gid00131 gid00139gid00164gid00131gid00131gid00131 gid00137gid00164gid00131gid00131gid00131 gid00135gid00164gid00131gid00131gid00131 gid00133gid00164gid00131gid00131gid00131 gid00131 gid00132gid00164gid00139gid00131gid00131 gid00132gid00164gid00136gid00131gid00131 gid00132gid00164gid00133gid00131gid00131 gid00140gid00131gid00131 gid00137gid00131gid00131 gid00134gid00131gid00131 gid00131 太阳能 氢能 能源互联网 储能 核能 生物质能 风能 地热能 gid00134gid00137gid00164gid00136gid00137gid00140 技术领域 合计 gid00133gid00136gid00164gid00133gid00135gid00135 gid00133gid00132gid00164gid00139gid00140gid00133 gid00132gid00133gid00164gid00135gid00138gid00139 gid00136gid00164gid00131gid00135gid00134 gid00135gid00164gid00140gid00132gid00136 gid00137gid00134gid00136 gid00134gid00136gid00139 从不同技术领域中国新能源研究发文量 4 在全球的 占比情况来看（表2.3），中国发文量占比均超过 10%。其中，储能领域占比最高，接近全球总量的一 半（45.4%），反映出中国的储能技术研究达到了相 当高的活跃度；氢能（29.3%）和太阳能（24.5%）领 域发文量在全球占比均超过 20%；能源互联网领域发 文量占比接近 20%；而地热能、核能等其余 4 个领域 发文量在全球占比相对较低。 表 2.3 2015-2019 年中国新能 源研究各技术领域发文 量在全球占比情况 技术领域 中国 全球 中国在全球的 占比 (%) 储能 36,569 80,533 45.4 氢能 21,892 74,815 29.3 太阳能 25,244 103,023 24.5 能源互联网 12,478 64,398 19.4 地热能 358 2,014 17.8 核能 5,043 35,490 14.2 风能 635 5,140 12.4 生物质能 4,915 40,597 12.1 注 4：论文作者中至少有一位隶属于中国机构的论文统计为中国发 表的论文。 ADRIANA V AN DE W AL / EYEEM/GETTY IMA GES 未来科技系列报告（第一期）新能源技术研究的机遇与挑战报告14 15 对比中国新能源研究不同领域入选全球 TOP 10% 优 质论文 6 的情况发现（表 2.5），储能和太阳能领域表 现最好，入选全球 TOP 10% 优质论文数分别为 4,860 篇和 4,437 篇。从中国入选论文的占比来看，各个领 域均超过了全球平均水平，其中太阳能领域表现优异， 中国该领域 17.6% 的文献入选全球 TOP 10% 优质论 文。此外，中国在氢能、生物质能领域入选全球 TOP 10% 的优质论文占比也较高，分别占相应领域发文总 量的 17.2% 和 15.1%。 2.2.2 研究影响力分析 从中国新能源研究各技术领域论文的篇均被引频次 来看（表2.4）：太阳能领域表现最优，篇均被引频 次高达20.8次；储能领域表现次之，篇均被引频次 为20.5次；氢能和生物质能领域的影响力也较高， 篇均被引频次分别为17.9次和14.6次；其余领域篇 均被引频次均低于 10 次。进一步分析中国新能源研 究各技术领域的“论文相对篇均被引率（RACR） 5 ” 发现，八个技术领域的 RACR 值均大于 1，说明中国 在新能源研究各个领域的论文影响力均高于全球平均 水平。其中，中国在太阳能领域的研究影响力表现最 好，RACR 值为 1.6；氢能领域研究影响力表现次之， RACR 值为 1.5。相比于新能源研究其他领域，中国太 阳能和氢能领域的研究在全球影响力相对较高。 表 2.4 2015-2019年中国新能源研究 各技术领域论文篇均被引频 次和相对篇均被引率情况 表 2.5 中国新能源研究各技术领 域入选全球 TOP10% 优质 论文数量及占比情况 技术领域 中国 发文量 中国篇均 被引频次 全球 发文量 全球篇均 被引频次 RACR (%) 太阳能 25,244 20.8 103,023 13.0 1.6 氢能 21,892 17.9 74,815 11.7 1.5 生物质能 4,915 14.6 40,597 10.5 1.4 地热能 358 9.0 2,014 7.0 1.3 储能 36,569 20.5 80,533 17.3 1.2 能源互联网 12,478 8.4 64,398 7.2 1.2 核能 5,043 4.3 35,490 3.7 1.2 风能 635 5.8 5,140 5.5 1.0 技术领域 发文量 入选全球 TOP10% 优质论文数量 入选全球 TOP10% 优质论文占比 (%) 太阳能 25,244 4,437 17.6 氢能 21,892 3,762 17.2 生物质能 4,915 744 15.1 储能 36,569 4,860 13.3 能源互联网 12,478 1,518 12.2 地热能 358 43 12.0 核能 5,043 559 11.1 风能 635 68 10.7 围绕 8 个技术领域 20 项技术主题，分析中国入选全球 TOP 1% 顶尖论 文 7 的情况来看（表2.6），中国在14项技术主题中有论文入选全球 TOP 1%。其中，8 项技术主题顶尖论文数量占比超过了全球平均水平， 分别为：太阳能燃料技术、制氢技术、电池储能技术、太阳能光伏技术、 能源互联网系统集成基础技术、生物质发电技术、燃料电池技术以及能 源互联网管理技术。 技术领域 技术主题 发文量 入选全球 TOP1% 顶尖论文数量 入选全球 TOP1% 顶尖论文占比 (%) 太阳能 太阳能燃料技术 7,167 325 4.5 氢能 制氢技术 11,583 363 3.1 储能 电池储能技术 36,569 835 2.3 太阳能 太阳能光伏技术 17, 731 391 2.2 能源互联网 能源互联网系统集成基础技术 138 3 2.2 生物质能 生物质发电技术 323 5 1.5 氢能 燃料电池技术 8,971 114 1.3 能源互联网 能源互联网管理技术 2,599 26 1.0 生物质能 生物燃料技术 4,603 29 0.6 能源互联网 能源互联网架构和核心装备技术 10,164 51 0.5 氢能 储氢技术 1,732 9 0.5 太阳能 太阳能热发电技术 563 3 0.5 核能 核裂变能技术 2,965 3 0.1 核能 核聚变能技术 2,084 2 0.1 表 2.6 中国新能源研究 14 项 技术主题入选全球 TOP 1% 顶尖论文数量及占比 情况 注 5：论文相对篇均被引率（RACR）即将中国论文篇均被引频次除以 全球论文篇均被引频次，反映中国论文相对于全球平均水平的影响力。 注 7：TOP 1% 顶尖论文是指被引频次排名前 1% 的文献。 注 6：TOP 10% 优质论文是指被引频次排名前 10% 的文献。 未来科技系列报告（第一期）新能源技术研究的机遇与挑战报告16 17 2.3 有前景技术主 题识别 从文献计量角度来看，未来最具发展前景的技术主题 通常表现出一定的论文体量和较高的发文增速，且有 一定规模文献能够入选全球 TOP 1% 顶尖论文。本报 告综合评估2015-2019年新能源8个技术领域20项 技术主题在发文量（P i ）、年均复合增长率（G i ）以 及入选全球新能源 TOP 1% 顶尖论文数量（T i ）三项 计量指标上的表现 8 ，初步识别排名前 5 位最具发展 前景的技术主题（表2.7）。它们分别为：电池储能技术、 太阳能光伏技术、太阳能燃料技术、制氢技术、以及 能源互联网架构和核心装备技术，主要集中在储能、 太阳能、氢能和能源互联网领域。 2.4 本章小结 本章利用文献计量方法对全球和中国新能源领域科研 论文的发文情况进行分析，揭示新能源领域科学研究 发展态势： (1) 通过研究活跃度分析发现，全球新能源技术正处 于加速发展期，科研界对新能源的关注度持续升温， 除核能外的 7 个领域最近五年（2015-2019 年）发文 量均超过近 20 年总量的 40%，其中太阳能、储能和 氢能领域发文量位列前三。从 20 年时间尺度看，储 能和太阳能领域受到更广泛、持续的关注。在发文量 超过 1 万篇的领域中，年均增长最快的是储能、氢能 和能源互联网。 (2) 在全球新能源研究方面，中国发挥着举足轻重的 作用，近五年发文量占到同期全球发文总量的近四分 之一，其中储能、太阳能和氢能是中国新能源研究最 高产的领域。在发文量超过 5 000 篇的领域中，能源 互联网、氢能和储能年均增速最快。本研究相对篇均 被引率和全球 TOP 10% 优质论文占比表征的论文影 响力分析显示，中国在新能源研究 8 个领域的影响力 均高于全球平均水平，且太阳能和氢能领域的研究在 全球影响力相对较高。从全球 TOP 1% 顶尖论文占比 来看，中国新能源领域有 8 项技术主题的表现超过了 全球平均水平，包括太阳能燃料技术、制氢技术、电 池储能技术、太阳能光伏技术、能源互联网系统集成 基础技术、生物质发电技术、燃料电池技术以及能源 互联网管理技术。 (3) 综合评估2015-2019年新能源8个技术领域20 项技术主题的发文总量、年均复合增长率以及头部高 质量研究量三项指标的表现发现，电池储能技术、太 阳能光伏技术、太阳能燃料技术、制氢技术、能源互 联网架构和核心装备技术等显示出较好的发展前景， 主要集中在储能、太阳能、氢能和能源互联网领域。 技术领域 技术主题 2015 2016 2017 2018 2019 发文量合 计 年均复合 增长率 (%) TOP1% 顶 尖论文数 量 综合表现 得分 储能 电池储能技术 12,074 13,897 14,992 17, 792 21,778 80,533 12.5 1,482 0.9 太阳能 太阳能光伏技术 15,082 15,911 16,610 18,358 19,274 85,235 5 991 0.7 太阳能 太阳能燃料技术 1,743 2,302 2,718 3,562 4,290 14,615 19.7 533 0.6 氢能 制氢技术 3,785 4,410 5,062 6,112 7,538 26,907 14.8 608 0.5 能源互联网 能源互联网架构 和核心装备技术 8,256 9,104 9,534 10,595 11,697 49,186 7.2 200 0.4 氢能 燃料电池技术 7,803 7,621 8,146 8,011 11,278 42,859 7.6 262 0.4 能源互联网 能源互联网管理 技术 2,312 2,638 3,129 3,856 4,650 16,585 15 105 0.3 能源互联网 能源互联网系统 集成基础技术 185 228 271 371 414 1,469 17.5 15 0.3 生物质能 生物燃料技术 7,236 7,239 7,689 7,971 8,725 38,860 3.8 203 0.3 地热能 干热岩技术 205 236 236 274 387 1,338 13.6 3 0.2 核能 核裂变能技术 4,122 4,214 4,825 4,717 5,116 22,994 4.4 21 0.2 风能 陆上风能技术 67 7
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