高度重视美国能源技术趋向加快构建我国绿色低碳技术创新体系

实现碳中和关键要靠技术革新，低碳能源技术创新已成为各国竞争的战略制高点。美国历届政府重视能源技术研发，拜登政府上台后更是大幅加大预算投入，力图在新一轮技术创新中继续领跑全球。在分析总结美国能源部2008财年—2024财年预算安排的基础上，明确当前和今后一个时期美国将持续发力基础科学、核能、能效与可再生能源和负碳技术研发。我国应高度重视美国能源技术创新趋向，跟进并加强优势技术研发，保持先进技术优势；构建低碳零碳负碳技术创新体系，超前布局颠覆性技术研发；发挥市场优势强化与欧洲、日本、韩国等技术合作。

一、美国历届政府高度重视能源领域投入

（一）预算总额呈上升态势，主要分配在六大领域

2007—2020年，美国经历了奥巴马和特朗普两届政府，能源部预算规模随总统任期调整呈波动上升趋势。2008财年—2017财年（奥巴马任期），能源部预算总额从243亿美元增至325亿美元；2018财年—2021财年（特朗普任期），能源部预算总额略降至280亿美元后增至354亿美元。预算主要分配在国家核安全管理、环境治理、基础科学、能效与可再生能源、核能及化石能源等六大领域。其中，核安全领域在总预算中的比重保持在40%—50%左右，主要用于核武器、防止核扩散、海军反应堆建设运行等；环境治理领域预算主要用于液体放射性废物处理和受污染土壤及水源恢复；基础科学领域预算主要用于电子、原子和分子层面前沿能源技术探索研究；能效与可再生能源、核能及化石能源领域大部分预算金额主要用于相应领域新兴技术的进一步研发和相关基础设施部署。

（二）研发预算稳步增长，关注领域政策趋向影响显著

从研发预算来看，美国能源部重点投入的六大领域中每年约40%的资金用于能源技术研发。从研发领域来看，基础科学总体较为稳定并占据较高份额，主要依托17个国家实验室和300多个研究机构。能效与可再生能源和化石能源领域技术研发投入受执政党政策趋向影响较大，奥巴马时期高度重视应对气候变化工作，2008财年—2017财年，能效与可再生能源领域预算由12.36亿美元提高到42.33亿美元，占总预算的比重达到13%。特朗普上台后，以发展化石能源为核心措施推进美国能源独立，能效与可再生能源领域预算“断崖式”缩减，2018财年降至6.36亿美元，仅为2017财年的15%，2020财年进一步降至4.34亿美元；与此同时，化石能源预算有所回升，从2018财年的2.8亿美元升至2021财年的7.3亿美元。

二、拜登政府大幅提高预算，意在重新树立低碳能源技术创新“领导者”地位

拜登政府高度重视能源技术创新，2024财年美国能源部预算创历史新高，达到520亿美元，较2023财年增加109亿美元，增幅接近26%，旨在进一步加强美国制造业，建立稳健可靠的本土供应链。其中，基础科学、核能、能效与可再生能源和负碳技术四个方向投入增长较快，突出强化技术攻关和商业化应用趋向。

（一）大幅增加基础科学研究预算

2024财年，能源部基础科学预算提高至88亿美元，同比增长13%。其中，基础能源科学、高能物理、聚变能源、生物和环境研究均达新高，分别为27亿美元、12.3亿美元、10.1亿美元和9.3亿美元，分别较2023财年增长12%、13%、40%和3%。特别需要关注的是，先进计算研究预算投入不断增加，由2008财年的3.4亿美元增至11.3亿美元，重点投向应用数学和计算机科学研究、人工智能、量子信息科学和神经形态处理器、未来计算技术等方向；持续在百万兆（Exascale）计算方向加大投入，支撑起以ChatGPT为代表的大模型训练和应用。

（二）加码核能技术创新和示范应用

美国历届政府高度重视核能利用与研发，即使在福岛核事故后全球核能发展受到较大冲击影响下，核能领域预算额仍保持近10亿美元。特别是拜登上台后，美国能源部发布《恢复美国的核能竞争优势》的核能发展顶层设计。近期，美国能源部发布《先进核能商业化路径》提出，2050年前美国新增核电装机2亿千瓦的发展目标。2022财年—2024财年，核能领域预算增至16亿—19亿美元，主要关注新型核反应堆、核燃料循环利用以及测试用新型核反应堆维护和安全保护等三方面。

（三）再度重视能效与可再生能源

拜登政府为显现美国主导全球气候变化、引领能效和可再生能源技术雄心，大举提高能效与可再生能源领域预算。2022财年，能效与可再生能源领域预算高达47.3亿美元，2023财年和2024财年虽有所下降，但仍保持在40亿美元水平，约为2021财年的6倍以上。以2024财年为例，能效与可再生能源领域排名前四位的预算投入分别为太阳能、风能、水电和地热能等可再生能源技术，绿色交通，工业与建筑能效提升以及气候变化政府间合作，分别为12.7亿美元、10亿美元、9.8亿美元、5.6亿美元。针对可再生能源渗透率逐步提高带来的电网运行风险，2023财年和2024财年，美国能源部均投入近6000万美元以推进可再生能源与电网协同发展。

（四）发力负碳排放技术

“负碳攻关计划”是美国能源部2021年出台的第三个能源攻关计划，旨在将负碳技术与氢能、电池储能、可再生能源和化石能源脱碳相结合，实现到2050年从大气中去除数十亿吨二氧化碳，并且捕集和封存成本低于100美元/吨的发展目标。2022财年，化石能源领域预算约为8.9亿美元，其中约有三分之一预算投向碳捕获利用与封存（CCUS）。2024财年，化石能源领域预算增至9.05亿美元，其中负碳排放技术投入超过一半，达到4.64亿美元，主要用于点源二氧化碳捕捉、二氧化碳运输和储存及氢能制备过程脱碳技术研究。

三、高度重视美国能源技术趋向，增强我国能源技术创新和发展优势

（一）跟踪美国能源技术趋向，加强我国优势技术投入

尽管我国低碳能源技术应用创新和产业化已取得长足进步，但从基础科学研究和突破性原创技术来看，同美国相比还有一定差距。当前，核能、能效与可再生能源和负碳技术已成为美国具有优势且持续投入的方向，在中美博弈的大背景下，我国应高度重视美国能源技术创新的动向，集中力量在核能（新一代核电、小型核反应堆）和负碳排放技术等方向寻求突破。针对美国初步战略谋划且我国初具竞争力领域，如光伏、电池和储能、新能源汽车以及工业技术领域，继续设立科技专项，强化技术攻关和应用部署，在以适度超前加强新型基础设施建设拉动产业发展的基础上，还需在基础研究方面加大支持力度，保持相关领域创新和产业发展优势。

（二）完善科研体系建设，布局颠覆性技术研发

253ca37e5af85154aa1a67637dbf9bb0cb6dd94820fd52fa2bae1ad5a6292c6a 国际能源署（IEA）2021年发布的报告指出：到2050年实现净零排放，几乎一半的减排将来自目前仅处于示范或尚处于概念阶段的技术的支撑。因此，要提前构建“脉络清晰、有机互动”的多层次科研支撑体系，超前布局颠覆性技术研发。一是依托高校力量，加快破解理论难题，全面加大基础能源科学、高能物理和核物理、生物和环境等方面研究投入力度。二是依托国家实验室，借鉴美国经验，建立由能源主管部门直管或协管的国家实验室体系，突出资源整合功能，着眼于从理论走向商业化，在生产工艺、装备设计制造以及新型产品和系统解决方案等方面寻求突破。三是鼓励龙头企业组成创新联合体，依托重大科技攻关项目加快新技术市场化应用和产业化发展。此外，择机考虑将能源管理、经济运行、节能减排、气候变化等政府管理职能整合，提高政策执行的一致性和有效性。

（三）发挥市场优势，强化欧日韩技术合作

国际能源署和欧洲专利局联合研究显示，2010—2019年世界低碳能源技术国际专利总数中，欧洲地区占比达到28%，日本达25%，韩国达10%，欧洲、日本乃至韩国已成为低碳能源技术创新的重要源头。在美国对我国技术封锁的趋势下，需用好我国超大规模市场优势，注重通过率先实现产业化以吸收引进国际低碳能源领域先进技术。建议在新能源和建筑技术、汽车和氢能技术、光伏电池等领域分别同欧洲、日本和韩国拓展合作，并通过开放市场、加强专利保护、共建研发平台等方式促进产业发展，为支撑实现碳达峰、碳中和目标做好技术商业化转化和研发储备。

（作者单位：中国宏观经济研究院能源所）