實現(xiàn)碳中和關(guān)鍵要靠技術(shù)革新，低碳能源技術(shù)創(chuàng)新已成為各國競爭的戰(zhàn)略制高點。美國歷屆政府重視能源技術(shù)研發(fā)，拜登政府上臺后更是大幅加大預算投入，力圖在新一輪技術(shù)創(chuàng)新中繼續(xù)領(lǐng)跑全球。在分析總結(jié)美國能源部2008財年—2024財年預算安排的基礎上，明確當前和今后一個時期美國將持續(xù)發(fā)力基礎科學、核能、能效與可再生能源和負碳技術(shù)研發(fā)。我國應高度重視美國能源技術(shù)創(chuàng)新趨向，跟進并加強優(yōu)勢技術(shù)研發(fā)，保持先進技術(shù)優(yōu)勢；構(gòu)建低碳零碳負碳技術(shù)創(chuàng)新體系，超前布局顛覆性技術(shù)研發(fā)；發(fā)揮市場優(yōu)勢強化與歐洲、日本、韓國等技術(shù)合作。

一、美國歷屆政府高度重視能源領(lǐng)域投入

（一）預算總額呈上升態(tài)勢，主要分配在六大領(lǐng)域

2007—2020年，美國經(jīng)歷了奧巴馬和特朗普兩屆政府，能源部預算規(guī)模隨總統(tǒng)任期調(diào)整呈波動上升趨勢。2008財年—2017財年（奧巴馬任期），能源部預算總額從243億美元增至325億美元；2018財年—2021財年（特朗普任期），能源部預算總額略降至280億美元后增至354億美元。預算主要分配在國家核安全管理、環(huán)境治理、基礎科學、能效與可再生能源、核能及化石能源等六大領(lǐng)域。其中，核安全領(lǐng)域在總預算中的比重保持在40%—50%左右，主要用于核武器、防止核擴散、海軍反應堆建設運行等；環(huán)境治理領(lǐng)域預算主要用于液體放射性廢物處理和受污染土壤及水源恢復；基礎科學領(lǐng)域預算主要用于電子、原子和分子層面前沿能源技術(shù)探索研究；能效與可再生能源、核能及化石能源領(lǐng)域大部分預算金額主要用于相應領(lǐng)域新興技術(shù)的進一步研發(fā)和相關(guān)基礎設施部署。

（二）研發(fā)預算穩(wěn)步增長，關(guān)注領(lǐng)域政策趨向影響顯著

從研發(fā)預算來看，美國能源部重點投入的六大領(lǐng)域中每年約40%的資金用于能源技術(shù)研發(fā)。從研發(fā)領(lǐng)域來看，基礎科學總體較為穩(wěn)定并占據(jù)較高份額，主要依托17個國家實驗室和300多個研究機構(gòu)。能效與可再生能源和化石能源領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)投入受執(zhí)政黨政策趨向影響較大，奧巴馬時期高度重視應對氣候變化工作，2008財年—2017財年，能效與可再生能源領(lǐng)域預算由12.36億美元提高到42.33億美元，占總預算的比重達到13%。特朗普上臺后，以發(fā)展化石能源為核心措施推進美國能源獨立，能效與可再生能源領(lǐng)域預算“斷崖式”縮減，2018財年降至6.36億美元，僅為2017財年的15%，2020財年進一步降至4.34億美元；與此同時，化石能源預算有所回升，從2018財年的2.8億美元升至2021財年的7.3億美元。

二、拜登政府大幅提高預算，意在重新樹立低碳能源技術(shù)創(chuàng)新“領(lǐng)導者”地位

拜登政府高度重視能源技術(shù)創(chuàng)新，2024財年美國能源部預算創(chuàng)歷史新高，達到520億美元，較2023財年增加109億美元，增幅接近26%，旨在進一步加強美國制造業(yè)，建立穩(wěn)健可靠的本土供應鏈。其中，基礎科學、核能、能效與可再生能源和負碳技術(shù)四個方向投入增長較快，突出強化技術(shù)攻關(guān)和商業(yè)化應用趨向。

（一）大幅增加基礎科學研究預算

2024財年，能源部基礎科學預算提高至88億美元，同比增長13%。其中，基礎能源科學、高能物理、聚變能源、生物和環(huán)境研究均達新高，分別為27億美元、12.3億美元、10.1億美元和9.3億美元，分別較2023財年增長12%、13%、40%和3%。特別需要關(guān)注的是，先進計算研究預算投入不斷增加，由2008財年的3.4億美元增至11.3億美元，重點投向應用數(shù)學和計算機科學研究、人工智能、量子信息科學和神經(jīng)形態(tài)處理器、未來計算技術(shù)等方向；持續(xù)在百萬兆（Exascale）計算方向加大投入，支撐起以ChatGPT為代表的大模型訓練和應用。

（二）加碼核能技術(shù)創(chuàng)新和示范應用

美國歷屆政府高度重視核能利用與研發(fā)，即使在福島核事故后全球核能發(fā)展受到較大沖擊影響下，核能領(lǐng)域預算額仍保持近10億美元。特別是拜登上臺后，美國能源部發(fā)布《恢復美國的核能競爭優(yōu)勢》的核能發(fā)展頂層設計。近期，美國能源部發(fā)布《先進核能商業(yè)化路徑》提出，2050年前美國新增核電裝機2億千瓦的發(fā)展目標。2022財年—2024財年，核能領(lǐng)域預算增至16億—19億美元，主要關(guān)注新型核反應堆、核燃料循環(huán)利用以及測試用新型核反應堆維護和安全保護等三方面。

（三）再度重視能效與可再生能源

拜登政府為顯現(xiàn)美國主導全球氣候變化、引領(lǐng)能效和可再生能源技術(shù)雄心，大舉提高能效與可再生能源領(lǐng)域預算。2022財年，能效與可再生能源領(lǐng)域預算高達47.3億美元，2023財年和2024財年雖有所下降，但仍保持在40億美元水平，約為2021財年的6倍以上。以2024財年為例，能效與可再生能源領(lǐng)域排名前四位的預算投入分別為太陽能、風能、水電和地熱能等可再生能源技術(shù)，綠色交通，工業(yè)與建筑能效提升以及氣候變化政府間合作，分別為12.7億美元、10億美元、9.8億美元、5.6億美元。針對可再生能源滲透率逐步提高帶來的電網(wǎng)運行風險，2023財年和2024財年，美國能源部均投入近6000萬美元以推進可再生能源與電網(wǎng)協(xié)同發(fā)展。

（四）發(fā)力負碳排放技術(shù)

“負碳攻關(guān)計劃”是美國能源部2021年出臺的第三個能源攻關(guān)計劃，旨在將負碳技術(shù)與氫能、電池儲能、可再生能源和化石能源脫碳相結(jié)合，實現(xiàn)到2050年從大氣中去除數(shù)十億噸二氧化碳，并且捕集和封存成本低于100美元/噸的發(fā)展目標。2022財年，化石能源領(lǐng)域預算約為8.9億美元，其中約有三分之一預算投向碳捕獲利用與封存（CCUS）。2024財年，化石能源領(lǐng)域預算增至9.05億美元，其中負碳排放技術(shù)投入超過一半，達到4.64億美元，主要用于點源二氧化碳捕捉、二氧化碳運輸和儲存及氫能制備過程脫碳技術(shù)研究。

三、高度重視美國能源技術(shù)趨向，增強我國能源技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展優(yōu)勢

（一）跟蹤美國能源技術(shù)趨向，加強我國優(yōu)勢技術(shù)投入

盡管我國低碳能源技術(shù)應用創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化已取得長足進步，但從基礎科學研究和突破性原創(chuàng)技術(shù)來看，同美國相比還有一定差距。當前，核能、能效與可再生能源和負碳技術(shù)已成為美國具有優(yōu)勢且持續(xù)投入的方向，在中美博弈的大背景下，我國應高度重視美國能源技術(shù)創(chuàng)新的動向，集中力量在核能（新一代核電、小型核反應堆）和負碳排放技術(shù)等方向?qū)で笸黄?。針對美國初步?zhàn)略謀劃且我國初具競爭力領(lǐng)域，如光伏、電池和儲能、新能源汽車以及工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，繼續(xù)設立科技專項，強化技術(shù)攻關(guān)和應用部署，在以適度超前加強新型基礎設施建設拉動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎上，還需在基礎研究方面加大支持力度，保持相關(guān)領(lǐng)域創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢。

（二）完善科研體系建設，布局顛覆性技術(shù)研發(fā)

253ca37e5af85154aa1a67637dbf9bb0cb6dd94820fd52fa2bae1ad5a6292c6a 國際能源署（IEA）2021年發(fā)布的報告指出：到2050年實現(xiàn)凈零排放，幾乎一半的減排將來自目前僅處于示范或尚處于概念階段的技術(shù)的支撐。因此，要提前構(gòu)建“脈絡清晰、有機互動”的多層次科研支撐體系，超前布局顛覆性技術(shù)研發(fā)。一是依托高校力量，加快破解理論難題，全面加大基礎能源科學、高能物理和核物理、生物和環(huán)境等方面研究投入力度。二是依托國家實驗室，借鑒美國經(jīng)驗，建立由能源主管部門直管或協(xié)管的國家實驗室體系，突出資源整合功能，著眼于從理論走向商業(yè)化，在生產(chǎn)工藝、裝備設計制造以及新型產(chǎn)品和系統(tǒng)解決方案等方面尋求突破。三是鼓勵龍頭企業(yè)組成創(chuàng)新聯(lián)合體，依托重大科技攻關(guān)項目加快新技術(shù)市場化應用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。此外，擇機考慮將能源管理、經(jīng)濟運行、節(jié)能減排、氣候變化等政府管理職能整合，提高政策執(zhí)行的一致性和有效性。

（三）發(fā)揮市場優(yōu)勢，強化歐日韓技術(shù)合作

國際能源署和歐洲專利局聯(lián)合研究顯示，2010—2019年世界低碳能源技術(shù)國際專利總數(shù)中，歐洲地區(qū)占比達到28%，日本達25%，韓國達10%，歐洲、日本乃至韓國已成為低碳能源技術(shù)創(chuàng)新的重要源頭。在美國對我國技術(shù)封鎖的趨勢下，需用好我國超大規(guī)模市場優(yōu)勢，注重通過率先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化以吸收引進國際低碳能源領(lǐng)域先進技術(shù)。建議在新能源和建筑技術(shù)、汽車和氫能技術(shù)、光伏電池等領(lǐng)域分別同歐洲、日本和韓國拓展合作，并通過開放市場、加強專利保護、共建研發(fā)平臺等方式促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為支撐實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標做好技術(shù)商業(yè)化轉(zhuǎn)化和研發(fā)儲備。

（作者單位：中國宏觀經(jīng)濟研究院能源所）