从我国第一套火电厂厂级监控信息系统，到最大容量1000兆瓦超超临界机组自动化成套控制系统，再到世界首台600兆瓦超临界循环流化床机组自动化控制系统……中国火力发电技术的诸多关键突破背后，都有中国工程院院士、华北电力大学原校长刘吉臻的身影。

前不久，刘吉臻凭借为我国新型电力系统建设和能源转型作出的重要贡献，获得2026北京市“最美科技工作者”称号。日前，科技日报记者采访了刘吉臻，听他讲述对我国新型能源体系建设的思考与探索。

正视新能源的两面性

记者：世界能源理事会提出过一个“不可能三角”的概念，即在能源系统的构建与运行中，安全稳定、清洁低碳、经济廉价这三个核心目标，必须牺牲或妥协至少一个。您怎么看？

刘吉臻：所谓的“不可能三角”其实并不完全准确。任何事情的优化的确都离不开权衡，我们需要先明确优化目标，同时也要看清约束限制的条件。

比如能源领域的安全、低碳和经济这三个指标，我们要做的是多目标优化，不是要把其中某一点做到极致，而是要兼顾各方，实现合理平衡。能源本身是一个体系，我们要让这个整体变得越来越大、越来越强，三个指标就要同步向前推进。

建设能源强国，必须从中国的实际出发。我们的目标是构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系，这个体系的核心是保障能源安全，同时要低碳，还要有经济性——支撑我们国家的经济社会发展，满足公众日益增长的能源需求。所以我们必须大力发展新能源，通过技术和机制创新实现三者的动态平衡，这是我们的根本出路。

记者：您之前说过新能源有两面性。应如何理解？

刘吉臻：是的。任何事物都有两面性。

新能源的优势显而易见，低碳、可再生、资源丰富。但它的缺点也很突出，天然存在随机性、间歇性、波动性。这是困扰全球电力系统的世界性难题，不是用一两种调节手段就能解决的。以光伏发电为例，它虽然清洁、无污染、运行成本低，但明显受天气和昼夜变化影响。如果下雨了，太阳能就会比较少；到了晚上的用电高峰，所有灯都亮起时，太阳却落山了。

我们必须将燃煤发电、光伏发电，核电、风电等视为一个“家族”、一个整体，让它们发挥各自的优势。我们努力的方向也非常明确，就是化石能源清洁化、清洁能源规模化、多种能源综合化。有新能源时就用新能源，没有新能源时传统能源也能顶上。从发电量的角度看，现在风电、光伏发电的装机容量很大，发电量却并不大。所以煤电在未来很长一段时间内，仍将是兜底保供的主力电源。

让煤电像气电一样灵活高效

记者：现在我们的煤炭资源还够用多久？

刘吉臻：从煤炭的储采比看，目前大部分煤矿生产条件良好。而且随着技术发展，许多未探明的地下区域资源正在被开发，我认为至少用100年内没有大问题。当然，我们需要不断降低煤炭在能源结构中的比重，还要开拓新一代燃煤发电技术。

记者：当前煤炭在国家能源转型中的角色定位是什么？

刘吉臻：我们需要从一个国家的能源需求和禀赋出发，来理解煤炭的定位。比如欧洲拥有丰富的油气资源，他们的油气发电非常灵活且高效，那煤炭对他们来说就不那么重要。而我们国家的能源资源禀赋是“富煤、贫油、少气”，因此我们需要考虑的是如何更好地利用煤炭资源。

和油气发电比，燃煤发电的附加成本更高，响应速度很慢——需要将煤燃烧转换为热能，再转换为机械能，这个过程需要一个时间周期。所以我们要研究如何让煤电的调节响应更快速、更灵活。

另一方面，我们要减少煤炭的使用量。经过近20年的努力，现在我们每度电的平均发电煤耗已经下降了10克以上。煤炭的使用量整体减少，这既是燃煤发电效率的提升，也是对低碳的贡献。总而言之，煤炭目前在我国能源结构中仍然发挥主导作用。

记者：目前，您和怀柔实验室的科研人员在做煤电技术方面的攻关，未来的目标是什么？

刘吉臻：我们的目标是在保证安全和效率的前提下，使燃煤发电机组调节的灵活性和深度能和燃气发电机组相媲美。

当然，要实现这个目标是很艰难的，我们需要解决大量的基础理论、关键技术以及技术路径选择等问题。

比如在储能技术和燃煤发电技术的耦合方面，我们可以采用燃煤发电耦合熔盐储热系统，熔盐储热的储能容量较大，适合移峰填谷，可满足小时级的调峰需求。也可以采用飞轮储能等机械储能技术与煤电技术耦合，飞轮储能技术响应速度极快，通常在毫秒级，通过这一技术，能够突破传统燃煤发电机组能量传递的时空限制。

而且在这项技术与燃煤机组耦合方面我们有很多经验，我们在国内首创的“大功率磁悬浮飞轮储能及火储联合调频关键技术、装备与工程应用”技术，已经处于国际领先水平。可以说，飞轮储能是给燃煤发电插上了灵活的翅膀。当前，煤电的价值正在从“电量价值”转向“容量价值”和“调节价值”，灵活性改造煤电势在必行。

从“保供”转向智慧用电

记者：您在2016年就提出了“智能发电”的概念。

刘吉臻：是的，人工智能技术的发展和广泛应用在今天已经成为一个时代的命题。在电力领域，不同发电方式涉及的系统和装备众多，各自的物理、化学原理不同。但不管是哪种发电方式，其工业生产过程必然要朝着自动化、信息化、智能化发展。而且智能发电不是一个孤立的概念，它应该和智能电网、智能用电一起，构成能源产供销运一体化的智能体系。

对于智能发电系统的架构，我认为主要可以分为两部分。其中，生产过程连续实施控制部分可以称为智能控制系统，在机组运行过程中实现智能检测、智能控制、智能诊断等优化；生产运营管理与安全部分称为智能服务系统，用于市场报价、购买煤炭、电力销售、设备库存等环节。这二者要区别开来。

记者：为什么要强调这种区别？

刘吉臻：因为我们的智能控制系统必须建立在高度的网络信息安全之上，我们不允许这些信息数据传输到外部，所以需要严格分开，控制系统应该朝着智能体的方向发展。而智能服务系统可能需要借助通用大模型这种公共资源，利用好大模型在处理语言、图像方面的优势和较强的运算能力。这也是通用大模型与专业模型的区别。

记者：用户侧对新型电力系统构建有哪些影响？

刘吉臻：在我看来，未来新型电力系统与传统电力系统最大的区别，就在于供需平衡的方式将发生根本性变革。

如果我们将电视作产品，那么发电厂就是供货商，用电方是用户，输电网是货物的传输链。但是和普通货物不同，电力供应是瞬时完成的。虽然储能技术一直在不断发展，但电荷难以堆积的本质没有改变，成本依旧很高。所以在开发储能技术之外，我们还要想别的办法——即发即用，避免堆积。

过去近200年，传统电力系统都是以保供的思路运行的。发电侧不用考虑用户怎么用电，就通过电网的电压频率来判断是该加大马力供电还是降低供给负荷。而新能源加入发电侧后，保供的概念变弱了，电量的多少变得不可控——风光电力的出力取决于自然条件，调度侧无法像控制火电机组那样主动调节——供需之间出现了不平衡。

要调整这种不平衡，既可以从发电侧出发，也可以从用户侧出发，我们称之为供需互动。比如通过电价调节这种市场化规则，鼓励用户在新能源电力充足时用电。我们不能一直人工盯着电价波动，所以才要发展智慧用电。

除了个人用户，更有影响意义的是大户企业用能。比如农田、炼钢厂，都可以通过实现智能化来预测电力市场的交易，最后采取最佳的用能策略。这些实践有助于推动电力系统的转型。

因此，我认为实现新型电力系统经济效益最大化的途径，是改变人们的用能方式，而非增加装备设施。

培养负责任的电力人才

记者：21世纪初，您主导了华北电力大学的“大电力”学科体系建设。

刘吉臻：那时，学科体系重塑成为学校发展的一项重要工作。华北电力大学长期被视为电力行业学校，当时的专业设置非常单一，主要是有限的工科专业，没有水电、核电专业，更不要说新能源。

人才培养的核心是满足社会需求，而当时，原有的学科体系已经难以适应新世纪的电力发展需求。在此背景下，我们在2006年大胆地提出建设可再生能源学院，开设风能专业、太阳能专业。

我国在核电领域的人才需求也很大。后来我在大亚湾核电站遇到过很多华北电力大学毕业的校友，由于他们在校时，学校尚未开设相关专业，他们都是毕业后通过各种学习培训才胜任了核电站的工作。这让我下决心要在学校创办核电学院。国家对核电的门槛较高，当时全国只有4所大学开设了相关专业，经过各级机构审批之后，我们有了全国第五所开设核能专业的学院。

经过一系列布局，我们构建起以传统优势学科为基础、以新兴能源学科为重点、以文理学科为支撑的“大电力”学科体系。多年过去，华北电力大学学科体系方面实现了重塑。

同时，学校大力提升研究生教育和国际合作教育，打造立体化、纵横交织的人才培养体系，形成了厚基础、重实践、强能力、求创新的人才培养特色。学校还充分发挥与行业天然的紧密联系，依托大型电力行业企业，在各级各类人才中加强理论教育、实践教学和工程实践等方面的培训。

记者：在担任华北电力大学校长期间，您提出“要创办一所负责任的大学”，如何理解“负责任”？

刘吉臻：我担任校长期间，一直思考如何创办一所优秀的大学。我国的大学有几千所，它们的历史、办学水平和定位都不相同。教育有规律，我们需要吸取理论方法和经验，也得研究出自己的特色。

我觉得要办好一所大学，除了专业学科建设和管理等方面的工作外，还需要建立一种大家都认同的默契，也可以把它叫作大学文化。它不是什么纪律条约，而是大家愿意共同遵守的行为规范，其基础是大家对学校的认同感。这种文化一旦形成，会潜移默化地影响每个人的行为。而在我看来，这种文化最核心的内涵之一，就是“责任”二字。它与我们学校的每一名师生员工息息相关。

学校每年要招收几千名学生，但每个孩子对于他们的家庭来说都是独一无二的。作为办学者我们必须对学生负责。学校对学生和家长负责，也是对社会和国家负责。

记者：这种负责任具体体现在哪里？

刘吉臻：作为一名老师，讲好每节课，改好每篇文章，像爱护自己的孩子一般关爱学生、帮助他们解决学习和生活上的困难就是负责任。学校的食堂做好每个馒头、炒好每一盘菜，也是办一所负责任大学的具体体现。我希望学校所有人都有这份责任心，立足本职岗位，履行职责。

另一方面，我们还要培养学生的责任心。他们走向社会之后会有更丰富的社会关系，需要对自己、家庭和社会负责。如果每个人都完成好自己应该做的事，这种责任心就能汇聚成一股强大的力量，甚至成为整个国家发展的动力。

记者：青年科技工作者应如何提升自身能力？

刘吉臻：国家现在需要大量的工程技术人才和科学家，尤其是需要一批战略科学家——他们既要有深厚的学术背景，也要有丰富的科研经验，更要通晓本领域特别是科技方面的发展现状和规律。我认为，年轻人应该有意识地去培养自己的这种能力，要有更高的站位、更宽广的视野和更扎实的专业底蕴。同时，也要积极去学习科学家精神，厚植家国情怀，坚持真理，勇于探究未来。

现在的年轻人知识充沛、头脑灵活，但也要能下苦功。我当年作为访问学者到国外学习和研究时，国外每周休息两天，但我给自己立了个规矩：每周工作六天半，只空出周日下午处理个人内务。那时候我还找到了一本最新出版的书籍，每天晚上读10页，一边翻译一边学习。这样做效果非常显著，我不仅更快地适应了工作，后来还在知名杂志上发表了论文，获得了很高的评价。我想告诉大家，学习中只要有这种刻苦精神，一定可以做出一番成绩。