工程是人类借助科学技术改造世界的实践活动。工程前沿指具有前瞻性、先导性和探索性，对工程科 技未来发展有重大影响和引领作用的关键方向，是培育新质生产力的重要指引。根据前沿所处的创新阶段， 工程前沿可分为侧重理论探索的工程研究前沿和侧重实践应用的工程开发前沿。 2024 年度全球工程前沿研究采用专家与数据多轮交互、迭代遴选研判的方法，通过专家研判与数据分 析深度融合，在 9 个领域共遴选出 92 个工程研究前沿和 材料的可编程变形优势和 3D 打印的多材料可定制化复杂结构制造优势，4D 打印的 SMP 智能结构的未来 发展趋势主要包括具有高机械性能和快速响应的 SMP 材料与结构、多材料联合打印、4D 打印理论模型建立、 智能结构在多物理场耦合作用下的变形仿真、4D 打印专用软硬件开发等。 （5）多频全球导航卫星系统精确定位方法 多频全球导航卫星系统（global navigation satellite 透力之间的经典矛盾。目前该领域的主 要技术方向包括超声微泡分辨定位成像技术、声学结构照明超分辨率重建技术、原子力超声显微镜及基于 超材料的深亚波长超声成像等。未来，该领域将向可相变微泡理论、声学结构光照理论、波数域超快超声 成像处理、高帧率超声成像数据采集等方向发展。具体的技术发展趋势包括实时 3D/4D 超分辨率超声成像， 无造影超分辨率超声成像等。 （7）相变储能 相变储能是利用材

GRID 7 电力人工智能 (AI EPS) (AI Electric Power System) 是专业大模型， 能够满足物理规律、电力系统技术准则， 实现电力系统生产智能应用 理论与技术是构建新型电力系统的重大需求 新型电力系统需要人工智能 中国南方电网 CHINA SOUTHERN POWER GRID 8 新型电力系统新在哪里 ? 新能源 电力电子设备 系统规模巨大 系统的功率的动态平衡、能量的动态平衡：动态平衡理论 电力系统新理念：电压稳定、频率稳定、功角稳定 -- 电力电量平衡 新型电力系统需要人工智能 以新能源为主体的新型电力系统 构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统。 中国南方电网 CHINA SOUTHERN POWER GRID 10 新型电力系统需要人工智能 以新能源为主体新型电力系统的理论 -- 电力电量平衡理论 新型电力系统 新型电力系统将会遵循电学的基本理论和物理规律，这是不会变的。但是基于机电系统转动惯量 的稳定理论，受到系统转动惯量小，将不足够承担以新能源为主体的新型电力系统的稳定。 新型电力系统是基于电力电量的实时平衡的系统平衡理论，是“无限大”的功率、 “无限多”的 能量的动态随机平衡。 电量平衡 有功功率平衡 无功功率平衡 频率稳定 电压稳定 功角稳定 传 统 电 力 系 统 新 型 电 力 系 统

组长 张平文 中国科学院院士、武汉大学校长、大数据分析与应用技术国家工程实验室主任 理论工作组 指数工作组 王鑫河 谭 成 李 铮 朱 莹 周 妍 宋 洁 王 娟 黄 卓 崇 滨 李昊林 尹 上 邱泽奇 乔天宇 冉从敬 周 鼎 黎梦娜 张子琪 曾 雯 王蕴仪 张子逸 数据工作组 黄 晶 汪书含 宋伟祎 李宜函 高嘉音 杨 琪 郑雅文 李 楠 丁 天 廖艺敏 易延坤 何青蔓 北京国信数字化转型技术研究院荣誉院长、教授级高工 周 剑 工业互联网平台发展指数 国家工业信息安全发展研究中心系统所副所长 夏宜君 目录 CONTENTS 第一章 数字生态再探索 2 第二章 数字生态理论框架与指数测算 8 第三章 中国数字生态指数与地方格局 14 第四章 国际数字生态指数 26 第五章 数字生态与人工智能产业发展 38 第六章 总结与展望 系 深层次变革，加快形成人机协同、跨界融合、共创分享的智能经济和智能社会新形态”。本报告继续深 化构建数字生态概念与理论，旨在引导研究者在更高维度认识数字技术变革及其对人类社会发展带来的 深刻影响。在数字生态视角下，我们解读人工智能、数字金融、低空经济等热门话题，体现理论与实践 的双向赋能与迭代发展。 中国数字生态指数 2025 结果表明，省级地区的四个梯队发展格局保持稳定，但城市排名变化显著，

................ 25 08 省间与区域现货市场初见雏形，有望进一步促进可再生消纳并逐步打通省间价格壁垒 ... 27 09 储能迈出参与现货市场第一步，但其收益恐难达到理论预期水平.. ......................... 28 目录 rmi.org / 5 2023电力市场化改革洞察：面向市场参与者的20大趋势 第四章 零售市场 . . . . 现货市场限价将逐步放松，但其对中长期价格传导作用仍然受限 08 省间与区域现货市场初见雏形，有望进一步促进可再生消纳并逐步打通省间价格壁垒 09 储能迈出参与现货市场第一步，但其收益恐难达到理论预期水平 零售市场 10 随着工商业用户全面入市、电网代理购电逐步退出，售电公司将迎来更大市场 11 售电公司“洗牌”持续，短期内发售一体企业优势维持，长期看风控和客户服务是核心竞 争力 力价格波动的作用。 b.电力现货交易 电力现货市场指发用电双方在日前和日内尺度的电能量交易，通常以每15分钟一个单元，每日96个单元组织交 易。建立电力现货市场是发现实时电力电能量价值的基础，理论上电力现货市场价格及波动是电力中长期交易价 格的参考。国家于2017年推出了第一批8个省级电力现货市场试点，2021年推出第二批6个试点，目前省级电力现 货市场建设工作已在各省普遍展开（图表4）。

深圳、冀北、上海、山西、宁夏等地结合区域特点均已开展了虚拟电厂的试点应用。 • 冀北:常态化参与华北辅助服务市场 • 实践-冀北综能虚拟电厂:已连续运行4个采暖季， 接入22个电采暖及大工业用户，累计聚合容量 174.3万千瓦，理论调峰能力61万千瓦，累计填 谷响应电量1.86亿千瓦时，为用户和聚合商创造 服务收益3311万元。 • 上海:常态化参与市场化需求响应 • 实践-上海黄浦区商业建筑虚拟电厂:依托政府支持资 场规模将达102亿元。2030年虚拟电厂市场规模或达1000亿元。 • 中金公司研：预计虚拟电厂调节负荷量占比有望在2030年达到5%。据测算，我国虚拟电厂行业有望在 2030年触达1320亿元的理论市场空间。 Ø 虚拟电厂发展相关建议 ① 完善虚拟电厂政策支持体系 • 创新能源电力战略、规划 − 节能、需求响应优先 − 开发利用可再生能源 − 清洁高效化石能源发电 • 制定虚拟电

时扩大解决 方案的应用范围，以催生出更优的解决方案，进而增强组织的韧性。矿业及金属行业领 导者有责任确保在此过程中，为团队成员提供充分的支持，并激励他们在挑战中成长， 不断突破自身的能力极限。 从理论到实践 9 引言 趋势 1:引领矿业及金属行业步入新时代 趋势 2:塑造关键矿产供应链 趋势 3:驱动增长，提升韧性 趋势 4:利用人工智能提升矿产勘探 趋势5:数字化转型的核心变革 通过监控、评估和执行尽职调查全面把控风险： 在确定并实施合适的政策和程序后，持续监控、评估和执行尽职调查对识别新兴风险、 评估现有风险缓释措施的效果以及就风险管理策略做出必要调整至关重要。 从理论到实践 • 寻找领先的机会：若不存在可支持企业实现增长的商业生态系统，考虑进行构建。从经 验来看，好运向来眷顾先行企业。 16 趋势 2:塑造关键矿产供应链 引言 趋势 1:引领矿业及金属行业步入新时代 极监控这些情景和关键力量的变化。 • 更新企业战略和竞争定位: 随着新信息的出现或特定情况或风险开始显现，企业战略也 会随之发展，选择在哪些方面发挥作用，如何取胜，并确定可能需要的能力，为利益 相关者创造独特的竞争优势。 从理论到实践 • 利用可选方案进行风险调整: 制定可选战略方案（包括在大多数情景中能够获益的低风 险战略方案和在特定情景中能够获得回报的高风险战略方案）。 • 审慎的资本分配:确保投资决策以可靠的财务和运营影响分析为支撑，以最大限度提高

考虑，根据太阳能资源分析结 果，对本项目所在地不同倾斜面的辐射量进行计算，确定该区域最佳倾角。 22 / 51 表 3-2 马营光伏电池阵列峰值日照小时数及第一年发电量统计表 月份 日照辐射量 月理论发电量 (MWh) 月上网电量 (MWh) 等效利用小时 数 1 87.1 34840 29614 74.035 2 103.6 41440 35224 88.06 3 147.6 59040 56307.4 万千瓦时，第一年等效利用小时数 1407.7 小时。 由于太阳电池组件的峰值功率均在 1kW/m2 条件下标定，因此采用峰值日照 小时数乘以光伏电站的装机容量即为光伏电站的最大理论发电量。本系统选用的 多晶硅太阳电池组件，25 年后达到标称效率的 80%以上，平均每年衰减系数约 0.009%。 3、工程任务和规模 本项目容量拟按照 400MWp 考虑，光伏并网发电系统采用分块发电、集中并 组串式逆变器，每 18 台 225kW 组串式逆变器接 入 1 台 4000kVA（35kV）箱变。 23 / 51 本项目最终规模根据实际可利用土地面积确定。 4.3 发电量计算 月份 日照辐射量 月理论发电量 (MWh) 月上网电量 (MWh) 等效利用小时 数 1 87.1 34840 29614 74.035 2 103.6 41440 35224 88.06 3 147.6 59040

400MWp 考虑，根据太阳能资源分析结 果，对本项目所在地不同倾斜面的辐射量进行计算，确定该区域最佳倾角。 表 3-2 马营光伏电池阵列峰值日照小时数及第一年发电量统计表 月份 日照辐射量 月理论发电量 (MWh) 月上网电量 (MWh) 等效利用小时 数 1 87.1 34840 29614 74.035 2 103.6 41440 35224 88.06 3 147.6 59040 56307.4 万千瓦时，第一年等效利用小时数 1407.7 小时。 由于太阳电池组件的峰值功率均在 1kW/m2 条件下标定，因此采用峰值日照 小时数乘以光伏电站的装机容量即为光伏电站的最大理论发电量。本系统选用的 多晶硅太阳电池组件，25 年后达到标称效率的 80%以上，平均每年衰减系数约 0.009%。 3、工程任务和规模 本项目容量拟按照 400MWp 考虑，光伏并网发电系统采用分块发电、集中并 225kW 组串式逆变器，每 18 台 225kW 组串式逆变器接 入 1 台 4000kVA（35kV）箱变。 本项目最终规模根据实际可利用土地面积确定。 4.3 发电量计算 月份 日照辐射量 月理论发电量 (MWh) 月上网电量 (MWh) 等效利用小时 数 1 87.1 34840 29614 74.035 2 103.6 41440 35224 88.06 3 147.6 59040

与经典计算机不同，量子计算机利用量子并行性和量子态演化，在特定问题（如大数分解、量 子化学模拟）上可实现对经典计算机的指数级加速，具有重大战略意义和科学价值，是实现未来算 力飞跃的重要手段之一。 量子计算产业则是以量子力学原理为理论基础，围绕量子计算机的研发、制造、应用及生态构 建形成的综合性产业体系。 当前，量子计算正处于技术攻坚和应用探索的关键时期，各技术路线均处于快速进展阶段，哪 条技术路线能最终胜出仍未有定论，技术路线未收敛。 2024产业发展概览 01 2024产业发展概览 目录 上游供应积极适配 中游整机不断迭代 下游应用仍在探索 云上“量超”已成大势 全球融资逐渐回暖 产业成长预期积极 9 2024年，全球量子计算在理论原理、技术研发、产品开发、应用探索和投融资 等方面均取得了显著的进展，与此同时，随着全球量子计算的竞争愈加激烈焦灼， 更多欧美国家（如美国、荷兰等国家）将禁运条目从量子计算机整机扩展到了量子 现了超过Mandelstam-Tamm量子速度极限的速度，并且比传 统量子控制技术产生的能源成本显著降低。 第三章 硬件整机 59 金刚石NV色心逐渐掉队 拓扑量子计算依托拓扑能隙的物理保护机制，从理论层面来讲，具备天然的容 错特性，并且拥有突破现有技术格局的巨大潜力，被视为量子计算领域的一颗“潜 力股”。然而当前仍受限于马约拉纳零模自由态制备困难（需极端低温与超净环 境）、拓扑编织操作精度