一、新型太阳能电池技术及其产业化

        过去十年，光伏是我国新能源领域增速最快、规模最大的产业板块。截至2026年7月底，全国光伏发电装机容量达12.86亿千瓦，首次超过煤电，跃居我国装机第一大电源。同时，我国多晶硅料、硅片、电池片和组件的产能，也已全面超出全球光伏装机总需求。这意味着我国光伏产业在牢牢确立制造规模和应用规模双重全球第一地位的同时，也存在着不可忽视的“结构性过剩”问题。面向“十五五”，光伏产业的核心命题不再是要不要发展，而是能否借助下一代电池技术实现发电效率和产业效益的双重跃升，关键是新型太阳能电池及相关电子专用设备能否在实验室突破的基础上得到产业化应用。

        新型太阳能电池是相对于晶硅电池这一主流技术的下一代技术总称，涵盖钙钛矿电池、薄膜电池、叠层电池，以及面向航天等极端场景的化合物电池等多条并行路线，与之配套的专用电子装备则包括钙钛矿整线设备、半导体核心零部件制造装备及批量化生产工艺、多分片智能化生产制造装备等。其中钙钛矿电池是目前最受关注的热点。2025年被称为钙钛矿“吉瓦级量产元年”。当年2月，全球首条吉瓦级钙钛矿组件量产线在江苏无锡正式投产，组件采用2.8平方米超大尺寸设计，全面积效率达16.1%；6月，江苏昆山建设的吉瓦级产线投运，叠层组件效率突破29.51%，并通过了严格的技术测试。在此之前，中国华能在青海建设的兆瓦级钙钛矿光伏电站已连续稳定运行超过一年，未出现明显功率衰减，为规模化应用积累了宝贵的运行数据。传统晶硅龙头也在加速转型跟进，相继启动钙钛矿中试生产线建设，力争在现有晶硅组件效率基础上再提升四个百分点以上。国家相关部门已将新型太阳能电池列为“未来能源”产业培育范畴，看重的正是下一代电池柔性、轻质、半透明、抗辐射等特性，能够广泛应用于建筑光伏一体化、车载光伏、可穿戴能源设备乃至太空光伏等目前主流光伏电池难以覆盖的场景，为光伏产业的再度扩张提供想象空间。据测算，随着单吉瓦投资额从2024年底的约15亿元降至2025年中的约10亿元，2027年全球钙钛矿产能有望突破5吉瓦，2030年前后达到30吉瓦量级。“央国企搭台、专精特新唱戏、传统龙头跟进”的产业生态正逐步成型。

        不过，新型太阳能电池及配套装备的产业化仍面临多重制约：一是材料稳定性尚待验证，部分组件寿命偏短；二是大面积制备工艺仍处于从中试向量产爬坡的阶段，总体尚未完全脱离实验室研发属性；三是专用装备配套体系刚刚起步，产品成本高昂，行业标准缺失，产业政策体系尚不完善，经济可行性存在明显短板。“十五五”期间，该方向的主要任务，是结合钙钛矿、叠层等技术路线的最新进展，推动专用设备与制备工艺的规模化验证，对具备条件的技术成果加快小批量试制，并在产业基金和风险投资支持下，探索从“中试线”到“量产线”跨越的经验。

二、煤电清洁转型和灵活性改造

        与可再生能源的快速崛起形成鲜明对比，我国煤电正经历深刻的历史性角色转变。2025年，全国火电发电量实现十年来首次下降，预示着煤电在电力系统中的主体地位开始逆转。但这并不意味着现役煤电机组会被简单淘汰。从新型电力系统的运行机理看，在相当长一段时间内，煤电仍是不可或缺的组成部分，其核心任务正从提供基荷电量，转向为间歇性、波动性显著的可再生能源提供兜底保障和快速调节能力，当风光出力骤降或用电负荷激增时，完成灵活性改造的机组能够快速升降负荷、深度参与调峰调频，“压舱石”作用将更加突出。

        从具体技术路径看，煤电清洁灵活改造涉及脱硝系统改造、低压缸零出力或微出力改造、控制逻辑优化改造、锅炉燃烧系统改造，以及综合运用三种以上技术的复合型改造等至少五个细分方向，此外还包括生物质掺烧、绿氨掺烧及碳捕获、碳捕集利用与封存（CCUS）等技术路径。产业实践中，山东是较早“吃螃蟹”的地区之一：中国华能威海电厂在国网山东电科院技术方案支持下，率先完成灵活性调整能力核定试验，机组深度调峰能力达到29.75%，带动全省首批十余台、总容量515万千瓦的煤电机组调峰进入“30时代”。甘肃电投常乐电厂作为祁韶特高压直流工程的唯一配套调峰电源，一个季度即完成发电量28亿千瓦时，有效填补输电通道调峰缺口，带动风光发电向华中地区外送电量57.7亿千瓦时。放眼整个东北电网，累计完成灵活性改造的火电机组已达4612万千瓦，约占火电总装机的45%，改造后累计为新能源和核电让渡消纳电量1450亿千瓦时，相当于节约标煤超4600万吨、减排二氧化碳超1.1亿吨。内蒙古自治区则早早出台了火电灵活性改造促进新能源市场化消纳的实施细则，为改造项目的申报和管理提供制度依据。2025年3月，国家发展改革委、国家能源局联合印发《新一代煤电升级专项行动实施方案（2025—2027年）》，从清洁降碳、安全可靠、高效调节、智能运行四个方面建立健全技术指标体系。保守测算，全国火电灵活性改造每年可创造达百亿元规模的市场发展空间。

        但制约煤电成功转型的体制机制性障碍，远比技术本身更为复杂：一是各地机组年龄、规模、经济性差异显著，改造需因地制宜、稳妥推进，进度和目标完成度难以刚性保证；二是改造后机组发电小时数进一步下降，发电收益萎缩且可能持续承压，企业存在滑入“改造越多、亏损越大”陷阱的风险；三是容量补偿、辅助服务市场建设尚处于起步阶段，煤电提供系统调节服务的价值未能充分反映到价格信号中，难以激励企业主动完成升级改造。如何建立合理的成本疏导和价格补偿机制，是关乎煤电转型成功与否的关键，也是电力市场化改革向纵深推进必须啃下的“硬骨头”。这也意味着，煤电清洁转型从来不是单纯的工程技术命题，而是技术改造与市场机制建设必须同步推进的系统工程。

三、集中式清洁能源基地的多能互补升级

        “十四五”期间，我国分别沿金沙江、雅砻江、黄河、“三北”等地区开工建设九大集中式清洁能源基地，同时分批次规划建设“沙戈荒”风光大基地——二者虽地理位置高度重合，但统计口径存在差异，二者共同构成了推动中国跃升为全球最大新能源装机国家的“基本盘”。但以水、风、光为主的发电结构，也让这些基地天然存在间歇性、波动性缺陷。例如，仅新疆一地，已建成6个千万千瓦级新能源基地，新能源装机接近1.7亿千瓦，占全疆电力总装机的64%，短时间内既难以仅靠跨区电网大规模外送消纳，也导致电网“鸭子曲线”愈发陡峭，安全稳定运行压力更加突出。

        破解之道，是推动单一集中式清洁能源基地向多能互补基地转型升级，这方面已有多个标杆案例可资借鉴。作为国家首个水风光一体化示范基地，雅砻江流域已建成7座大型水电站、3大控制性水库和多个风光项目，投产清洁能源装机近2100万千瓦，在建约1400万千瓦，年发电量约1000亿千瓦时，累计贡献绿色清洁电能超1.1万亿千瓦时。云南则在金沙江下游、澜沧江中下游、红河流域等水资源富集区域重点打造“风光水储一体化”基地，并配套“风光火储一体化”示范项目，“以水定风光”，充分利用水资源在时间尺度上对风光出力的天然补偿能力。甘肃瓜州由三峡恒基能脉投资建设的70万千瓦“光热储能+”项目，配套全球首座“双塔一机”熔盐塔式光热电站，通过双塔双镜场设计将聚光效率提升约24%。国家电网陇东—山东±800千伏特高压直流工程2025年5月竣工投产，成为我国首个“风光火储一体化”大型综合能源基地外送特高压工程；辽宁、山东等省份也已明确提出建设“风光火核储一体化”能源基地的规划目标，山东能源新能源集团配套“陇电入鲁”建设的365万千瓦风光火储一体化电源项目已于近期并网投运。

        这些案例共同指向的技术路径是，因地制宜推动基地内和符合经济距离要求的临近基地间协调布局风光水火储多品类组合业务，通过水、火等基荷电源的灵活调节出力平抑风光的间歇性波动，同时以多元储能进一步填补短时功率缺口，实现电源侧“风光打底、水火调节、储能补充”的协同互补。为此，系统层面需根据不同能源品类的出力特性创新调度算法，建立实时监测与协调系统，增强弹性调度能力。体制层面，需持续深化能源管理体制机制改革，推动水火风光核等项目规划与建设协同发展，构建与各类能源在新型能源体系中的角色地位相匹配、充分满足其成本收益可持续发展要求的价格体系，完善市场化交易和收益分配机制，避免可能存在的“搭便车”问题，确保“立”与“破”有机统一。

        经此升级，集中式清洁能源基地有望在电源侧实现相当程度的自平衡，降低对电网侧调节资源的依赖程度，在一定程度上缓解能源清洁转型进程中电力电网系统所面临的高比例风光资源接入和高比例电力电子元器件部署的冲击，其角色也将从新型电力系统的“挑战者”转变为可靠运行的“压舱石”和“稳定器”，进而推动电力系统实现重构。

四、深远海风电与海上新能源基地建设

        “十四五”期间，我国风电产业完成了从“跟跑”到“并跑”“领跑”的跨越，但主要集中于陆上和近海。陆上风电集中于“三北”地区，已基本进入稳步增长阶段；近海风电则在“十四五”末期加速发展，江苏、广东装机规模领先。面向“十五五”，产业增量突破方向正加速转向深远海，即离岸30公里以上、水深50米以上海域的风电集群，这类区域风资源更优、出力更稳，对海岸线景观和渔业影响也更小，还为解决陆上风光资源与沿海用电负荷中心的空间错位问题提供了新思路。

        近年来我国关于深远海风电的相关技术突破取得显著成效。2021年12月，三峡集团牵头研发的全球首台抗台风型漂浮式海上风电机组“三峡引领号”，在广东阳江成功并网发电，单机容量5.5兆瓦，标志着我国率先具备大容量抗台风型漂浮式机组的自主研发、制造、安装和运营能力。2022年12月，全球规模最大的商业化漂浮式海上风电项目在海南万宁开工，一期20万千瓦已于2025年底建成并网，二期80万千瓦计划2027年底投产。2023年10月，全球首个漂浮式风渔融合项目国家能源集团“国能共享号”在福建莆田南日岛完成安装，兼具4兆瓦风电与柔性光伏发电能力，年发电量可达1600万千瓦时，相当于6000多户家庭年用电量，同时利用平台中央区域开展海产养殖，实现“海上发电、水下养鱼”“风电直供渔场、渔业反哺风电”的经济生态双增收。2025年7月，中国华能与东方电气联合研制的17兆瓦直驱型漂浮式海上风电机组在福建福清下线，叶轮直径262米、扫风面积约相当于7.5个标准足球场，可抵御17级超强台风，是当时全球单机功率和风轮直径最大的直驱型漂浮式机型。2026年6月，以该机型为基础的“睿风号”示范工程在广东阳江正式启动建设。此外，东方电气创新研究院研发的漂浮式风电耦合海水无淡化原位制氢综合平台，已获得中国船级社原则性批准证书，成为全球首个通过该认证的漂浮式风电制氢平台。

        这一轮技术突破展现出海上风电产业链从近海“固定桩基”向深远海“漂浮式基础”转型升级的发展轨迹。深远海风电所建设的机组功率更大，依赖柔性直流输电技术向外送出，还将带动漂浮式基础与浮式海工、深海系泊系统、柔性直流动态海缆及送出系统、大容量漂浮式整机系统、深远海工程施工与运维等五大细分领域协同发展，还延伸至海洋牧场、人工智能、勘察设计、检测认证、现代物流、金融租赁等生产性服务业，产业拉动效应明显。预计到2030年，以深远海风电为核心的海上风电产业链上下游总产值将达到15万亿至20万亿元规模，成为我国海洋经济的重要组成部分。

        但目前我国仍存在至少三个制约深远海风电发展的关键问题。一是大功率机组的抗台风、耐盐雾腐蚀能力仍需持续提升，涉及基础海洋化学、材料科学的创新突破；二是柔性直流长距离送出的成本效益比尚待优化，规模化应用的经济拐点尚未显现；三是深远海风电与海洋生态保护、航道规划、军事用海等多重海域功能协调不畅，行政审批流程复杂、周期冗长，亟需通过深化改革加以突破。

五、先进核能技术与核聚变前沿创新

        在新型能源体系和新型电力系统框架下， 2030年核电在运装机规模预计达到1.1亿千瓦，占比约2%，与目前相比大约还有5000万千瓦的发展空间，主要承担基荷保障和灵活调节的双重功能。“十五五”期间，三代压水堆仍是发展主流，而战略性新兴业务的着力点，则集中在第四代高温气冷堆、小型模块化反应堆（SMR）以及可控核聚变三大前沿方向。

        高温气冷堆以氦气代替水作为一回路循环介质，即便在极端事故工况下也不会发生堆芯融化，安全水平突出，应用场景覆盖发电、供热、制氢等多元领域。2023年12月，由中国华能、清华大学、中核集团联合建设的山东石岛湾高温气冷堆示范工程投入商业运行，设备国产化率达93.4%，聚集设计研发、工程建设、设备制造、生产运营等产业链上下游500余家单位，成为全球首座商运的第四代核电站。作为技术研发主体，清华大学已分别与中国核建、中国广核签署产业推广合作协议，支持后者作为业主在境内外投资建设商用机组，早在2016年就与沙特能源城签署合作备忘录，此后又陆续与阿联酋、南非、印度尼西亚等国家和地区达成合作意向，国际化势头旺盛。

        小型模块化反应堆（SMR）方面，“玲龙一号”陆上商用小型模块化反应堆在海南昌江建设，单机容量125兆瓦，建成后预计年发电量10亿千瓦时，2025年相继完成一回路冷态功能试验和非核蒸汽启动测试，预计2026年建成投运，有望成为全球首座实现商业运营的陆上SMR。该技术采用一体化设计和非能动安全系统、工厂预制模块化设备，各模块独立维护，占地小、选址灵活、可分批增建、工程周期短、供电稳定性强，格外契合电网薄弱地区及数据中心、算力中心等新型负荷场景，但与大型核电机组相比，在经济可行性和商业化推广方面仍存较大差距，一旦突破，有望成为与算力中心高度匹配的基础供电方式。

        可控核聚变则是最具想象空间的前沿方向。央企和科研机构层面，全超导托卡马克装置“东方超环”（EAST）与中核集团新一代装置“中国环流三号”持续刷新纪录，标志着我国可控核聚变研究正式进入“燃烧实验”阶段。紧凑型聚变能实验装置（BEST）建设稳步推进，第一批招标项目预算金额约20.43亿元，聚变目标功率20兆瓦至200兆瓦，上海电气承制的BEST真空室扇区部件已于2026年8月通过验收并交付项目现场。按相关机构的工作时间表，我国计划2035年建成首个核聚变工程实验堆，2045年建成首个商用示范堆。与此同时，民营资本正加速涌入这一赛道。2025年7月，重组后的中国聚变能源有限公司完成114.92亿元融资，中核集团、中国石油昆仑资本等国家队和产业资本联合注资，创下上海年度融资纪录。能量奇点自主建成的全高温超导托卡马克装置“洪荒70”已于2024年6月实现等离子体放电，下一代装置“洪荒200”计划2027年建成。星环聚能2025年完成10亿元A轮融资后，2026年8月再获8.8亿元A++轮融资，其嘉定实验基地核心装置的磁体部件已完成低温励磁测试，计划2028年前后完成工程验证、2032年前后建成聚变示范堆。相较于美国Commonwealth Fusion Systems、Helion Energy等主要脱胎于高校科研成果的聚变企业，我国民营聚变公司更多依托“国家队+产业资本”的协同投资支持，双轮驱动，共同推动可控核聚变加速从“科学验证”迈向“工程验证”阶段。持续强化基础研究创新、加快工程验证平台建设，将是“十五五”期间该领域的发展重点。

六、小结

        纵观五大战略性新兴业务，可以发现一条共性的演进路径。从实验室里的单点技术突破，走向产业链上下游协同的系统能力建设；从依托财政补贴的示范项目，走向具备独立经济性的市场化运营；从聚焦国内需求的自我循环，走向深度嵌入全球供应链和市场竞争的开放体系。无论是高温气冷堆的“走出去”实践、深远海风电的漂浮式装备突破，还是钙钛矿组件的吉瓦级量产、多能互补基地的跨区外送、煤电灵活性改造的市场化定价探索，技术成熟度本身已不再是唯一瓶颈。价格机制、审批流程、收益分配等体制机制性障碍，正在成为决定这些新兴业务能否真正落地见效的关键变量。这实际上也是“十五五”期间持续步入改革深水区的能源电力领域需要予以更大精力投入的关键所在。只有在技术攻坚与制度创新“两条腿”上同步发力，才有望在更加深入的能源变革中持续占领先机，为建设新型能源体系、迈向能源强国提供更加坚实的产业支撑。