從我國第一套火電廠廠級監控信息系統，到最大容量1000兆瓦超超臨界機組自動化成套控制系統，再到世界首台600兆瓦超臨界循環流化床機組自動化控制系統……中國火力發電技術的諸多關鍵突破背后，都有中國工程院院士、華北電力大學原校長劉吉臻的身影。

　　前不久，劉吉臻憑借為我國新型電力系統建設和能源轉型作出的重要貢獻，獲得2026北京市“最美科技工作者”稱號。日前，科技日報記者採訪了劉吉臻，聽他講述對我國新型能源體系建設的思考與探索。

　　記者：世界能源理事會提出過一個“不可能三角”的概念，即在能源系統的構建與運行中，安全穩定、清潔低碳、經濟廉價這三個核心目標，必須犧牲或妥協至少一個。您怎麼看？

　　劉吉臻：所謂的“不可能三角”其實並不完全准確。任何事情的優化的確都離不開權衡，我們需要先明確優化目標，同時也要看清約束限制的條件。

　　比如能源領域的安全、低碳和經濟這三個指標，我們要做的是多目標優化，不是要把其中某一點做到極致，而是要兼顧各方，實現合理平衡。能源本身是一個體系，我們要讓這個整體變得越來越大、越來越強，三個指標就要同步向前推進。

　　建設能源強國，必須從中國的實際出發。我們的目標是構建清潔低碳、安全高效的現代能源體系，這個體系的核心是保障能源安全，同時要低碳，還要有經濟性——支撐我們國家的經濟社會發展，滿足公眾日益增長的能源需求。所以我們必須大力發展新能源，通過技術和機制創新實現三者的動態平衡，這是我們的根本出路。

　　新能源的優勢顯而易見，低碳、可再生、資源豐富。但它的缺點也很突出，天然存在隨機性、間歇性、波動性。這是困擾全球電力系統的世界性難題，不是用一兩種調節手段就能解決的。以光伏發電為例，它雖然清潔、無污染、運行成本低，但明顯受天氣和晝夜變化影響。如果下雨了，太陽能就會比較少﹔到了晚上的用電高峰，所有燈都亮起時，太陽卻落山了。

　　我們必須將燃煤發電、光伏發電，核電、風電等視為一個“家族”、一個整體，讓它們發揮各自的優勢。我們努力的方向也非常明確，就是化石能源清潔化、清潔能源規模化、多種能源綜合化。有新能源時就用新能源，沒有新能源時傳統能源也能頂上。從發電量的角度看，現在風電、光伏發電的裝機容量很大，發電量卻並不大。所以煤電在未來很長一段時間內，仍將是兜底保供的主力電源。

　　劉吉臻：從煤炭的儲採比看，目前大部分煤礦生產條件良好。而且隨著技術發展，許多未探明的地下區域資源正在被開發，我認為至少用100年內沒有大問題。當然，我們需要不斷降低煤炭在能源結構中的比重，還要開拓新一代燃煤發電技術。

　　劉吉臻：我們需要從一個國家的能源需求和稟賦出發，來理解煤炭的定位。比如歐洲擁有豐富的油氣資源，他們的油氣發電非常靈活且高效，那煤炭對他們來說就不那麼重要。而我們國家的能源資源稟賦是“富煤、貧油、少氣”，因此我們需要考慮的是如何更好地利用煤炭資源。

　　和油氣發電比，燃煤發電的附加成本更高，響應速度很慢——需要將煤燃燒轉換為熱能，再轉換為機械能，這個過程需要一個時間周期。所以我們要研究如何讓煤電的調節響應更快速、更靈活。

　　另一方面，我們要減少煤炭的使用量。經過近20年的努力，現在我們每度電的平均發電煤耗已經下降了10克以上。煤炭的使用量整體減少，這既是燃煤發電效率的提升，也是對低碳的貢獻。總而言之，煤炭目前在我國能源結構中仍然發揮主導作用。

　　記者：目前，您和懷柔實驗室的科研人員在做煤電技術方面的攻關，未來的目標是什麼？

　　劉吉臻：我們的目標是在保証安全和效率的前提下，使燃煤發電機組調節的靈活性和深度能和燃氣發電機組相媲美。

　　當然，要實現這個目標是很艱難的，我們需要解決大量的基礎理論、關鍵技術以及技術路徑選擇等問題。

　　比如在儲能技術和燃煤發電技術的耦合方面，我們可以採用燃煤發電耦合熔鹽儲熱系統，熔鹽儲熱的儲能容量較大，適合移峰填谷，可滿足小時級的調峰需求。也可以採用飛輪儲能等機械儲能技術與煤電技術耦合，飛輪儲能技術響應速度極快，通常在毫秒級，通過這一技術，能夠突破傳統燃煤發電機組能量傳遞的時空限制。

　　而且在這項技術與燃煤機組耦合方面我們有很多經驗，我們在國內首創的“大功率磁懸浮飛輪儲能及火儲聯合調頻關鍵技術、裝備與工程應用”技術，已經處於國際領先水平。可以說，飛輪儲能是給燃煤發電插上了靈活的翅膀。當前，煤電的價值正在從“電量價值”轉向“容量價值”和“調節價值”，靈活性改造煤電勢在必行。

　　劉吉臻：是的，人工智能技術的發展和廣泛應用在今天已經成為一個時代的命題。在電力領域，不同發電方式涉及的系統和裝備眾多，各自的物理、化學原理不同。但不管是哪種發電方式，其工業生產過程必然要朝著自動化、信息化、智能化發展。而且智能發電不是一個孤立的概念，它應該和智能電網、智能用電一起，構成能源產供銷運一體化的智能體系。

　　對於智能發電系統的架構，我認為主要可以分為兩部分。其中，生產過程連續實施控制部分可以稱為智能控制系統，在機組運行過程中實現智能檢測、智能控制、智能診斷等優化﹔生產運營管理與安全部分稱為智能服務系統，用於市場報價、購買煤炭、電力銷售、設備庫存等環節。這二者要區別開來。

　　劉吉臻：因為我們的智能控制系統必須建立在高度的網絡信息安全之上，我們不允許這些信息數據傳輸到外部，所以需要嚴格分開，控制系統應該朝著智能體的方向發展。而智能服務系統可能需要借助通用大模型這種公共資源，利用好大模型在處理語言、圖像方面的優勢和較強的運算能力。這也是通用大模型與專業模型的區別。

　　劉吉臻：在我看來，未來新型電力系統與傳統電力系統最大的區別，就在於供需平衡的方式將發生根本性變革。

　　如果我們將電視作產品，那麼發電廠就是供貨商，用電方是用戶，輸電網是貨物的傳輸鏈。但是和普通貨物不同，電力供應是瞬時完成的。雖然儲能技術一直在不斷發展，但電荷難以堆積的本質沒有改變，成本依舊很高。所以在開發儲能技術之外，我們還要想別的辦法——即發即用，避免堆積。

　　過去近200年，傳統電力系統都是以保供的思路運行的。發電側不用考慮用戶怎麼用電，就通過電網的電壓頻率來判斷是該加大馬力供電還是降低供給負荷。而新能源加入發電側后，保供的概念變弱了，電量的多少變得不可控——風光電力的出力取決於自然條件，調度側無法像控制火電機組那樣主動調節——供需之間出現了不平衡。

　　要調整這種不平衡，既可以從發電側出發，也可以從用戶側出發，我們稱之為供需互動。比如通過電價調節這種市場化規則，鼓勵用戶在新能源電力充足時用電。我們不能一直人工盯著電價波動，所以才要發展智慧用電。

　　除了個人用戶，更有影響意義的是大戶企業用能。比如農田、煉鋼廠，都可以通過實現智能化來預測電力市場的交易，最后採取最佳的用能策略。這些實踐有助於推動電力系統的轉型。

　　因此，我認為實現新型電力系統經濟效益最大化的途徑，是改變人們的用能方式，而非增加裝備設施。

　　劉吉臻：那時，學科體系重塑成為學校發展的一項重要工作。華北電力大學長期被視為電力行業學校，當時的專業設置非常單一，主要是有限的工科專業，沒有水電、核電專業，更不要說新能源。

　　人才培養的核心是滿足社會需求，而當時，原有的學科體系已經難以適應新世紀的電力發展需求。在此背景下，我們在2006年大膽地提出建設可再生能源學院，開設風能專業、太陽能專業。

　　我國在核電領域的人才需求也很大。后來我在大亞灣核電站遇到過很多華北電力大學畢業的校友，由於他們在校時，學校尚未開設相關專業，他們都是畢業后通過各種學習培訓才勝任了核電站的工作。這讓我下決心要在學校創辦核電學院。國家對核電的門檻較高，當時全國隻有4所大學開設了相關專業，經過各級機構審批之后，我們有了全國第五所開設核能專業的學院。

　　經過一系列布局，我們構建起以傳統優勢學科為基礎、以新興能源學科為重點、以文理學科為支撐的“大電力”學科體系。多年過去，華北電力大學學科體系方面實現了重塑。

　　同時，學校大力提升研究生教育和國際合作教育，打造立體化、縱橫交織的人才培養體系，形成了厚基礎、重實踐、強能力、求創新的人才培養特色。學校還充分發揮與行業天然的緊密聯系，依托大型電力行業企業，在各級各類人才中加強理論教育、實踐教學和工程實踐等方面的培訓。

　　記者：在擔任華北電力大學校長期間，您提出“要創辦一所負責任的大學”，如何理解“負責任”？

　　劉吉臻：我擔任校長期間，一直思考如何創辦一所優秀的大學。我國的大學有幾千所，它們的歷史、辦學水平和定位都不相同。教育有規律，我們需要吸取理論方法和經驗，也得研究出自己的特色。

　　我覺得要辦好一所大學，除了專業學科建設和管理等方面的工作外，還需要建立一種大家都認同的默契，也可以把它叫作大學文化。它不是什麼紀律條約，而是大家願意共同遵守的行為規范，其基礎是大家對學校的認同感。這種文化一旦形成，會潛移默化地影響每個人的行為。而在我看來，這種文化最核心的內涵之一，就是“責任”二字。它與我們學校的每一名師生員工息息相關。

　　學校每年要招收幾千名學生，但每個孩子對於他們的家庭來說都是獨一無二的。作為辦學者我們必須對學生負責。學校對學生和家長負責，也是對社會和國家負責。

　　劉吉臻：作為一名老師，講好每節課，改好每篇文章，像愛護自己的孩子一般關愛學生、幫助他們解決學習和生活上的困難就是負責任。學校的食堂做好每個饅頭、炒好每一盤菜，也是辦一所負責任大學的具體體現。我希望學校所有人都有這份責任心，立足本職崗位，履行職責。

　　另一方面，我們還要培養學生的責任心。他們走向社會之后會有更豐富的社會關系，需要對自己、家庭和社會負責。如果每個人都完成好自己應該做的事，這種責任心就能匯聚成一股強大的力量，甚至成為整個國家發展的動力。

　　劉吉臻：國家現在需要大量的工程技術人才和科學家，尤其是需要一批戰略科學家——他們既要有深厚的學術背景，也要有豐富的科研經驗，更要通曉本領域特別是科技方面的發展現狀和規律。我認為，年輕人應該有意識地去培養自己的這種能力，要有更高的站位、更寬廣的視野和更扎實的專業底蘊。同時，也要積極去學習科學家精神，厚植家國情懷，堅持真理，勇於探究未來。

　　現在的年輕人知識充沛、頭腦靈活，但也要能下苦功。我當年作為訪問學者到國外學習和研究時，國外每周休息兩天，但我給自己立了個規矩：每周工作六天半，隻空出周日下午處理個人內務。那時候我還找到了一本最新出版的書籍，每天晚上讀10頁，一邊翻譯一邊學習。這樣做效果非常顯著，我不僅更快地適應了工作，后來還在Kaiyun官网入口知名雜志上發表了論文，獲得了很高的評價。我想告訴大家，學習中只要有這種刻苦精神，一定可以做出一番成績。（記者 沈 唯）

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