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2023年4月20日，美国白宫科技政策办公室、能源部，国务院联合发布《美国国家创新路径》，旨在加快推进清洁能源关键技术创新。报告指出，拜登政府正在推进一种三管齐下的方法，优先考虑“创新，示范、部署”，扩大美国转型所需技术部署及研究，以实现美国不迟于2035年实现电力领域零碳排，2030 年实现 50%零排放汽车销售目标，以及到 2050年实现净零排放经济目标。 一、美国清洁能源创新战略 （一）概述 美国的国家自主贡献计划（NDC）旨在到2030年，使得温室气体（GHG）排放量水平基于2005年温室气体排放量减少50-52%，使美国最迟在2050年实现净零排放。美国的长期气候战略概述了实现这些目标的多种途径。该战略的关键内容有：到2035年实现电网无碳污染目标；到2030年使零排放汽车销售量占汽车总销售量的50%；提高所有经济部门的能源效率，在可行的情况下实现终端使用部门（交通、建筑和工业）的电气化；推动高能耗燃料行业和运输方式的转型升级，使其转向零排放或碳中性燃料；对生产流程GHG排放量大的行业采用碳捕获和碳储存的方法，清除二氧化碳，减少甲烷和其他非二氧化碳气体排放，并推动其转向更可持续的农业、林业和土地使用方式。为促进实现美国的国家发展计划和实施长期战略，美国出台了净零技术行动计划，包含创新、示范和实施三步，该计划将： 1. 投资可改变游戏规则的创新组合研发，确保有足够的技术组合，在2050年前可靠、可负担、公平地实现净零排放。这方面的例子包括美国能源部的Energy EarthshotsTM，其目标是在能源长期储存、碳清除、清洁氢气、增强型地热系统、漂浮海上风力和工业热能方面，降低技术成本，提高性能。此外，美国能源部、交通部、农业部、国防部、环境保护局、国家海洋和大气管理局、国家航空和航天局以及国家科学基金会都有长期项目，投资于创新从基础科学到气候缓解和恢复的示范项目。目前美国已成立了整体政府的气候创新工作组，评估目前的创新投资和指导未来投资（美国创新以满足2050年气候目标：评估初始研发机会）。 2. 示范和支持早期部署新兴技术。示范项目将增强市场信心，并开始对实现广泛部署所需的基础设施进行公平投资。这方面的例子包括先进的海上风电、碳捕获和储存、先进的核电和先进的电网技术。《两党基础设施法》（BIL）为清洁氢气、能源储存、碳捕获、先进核能、直接空气捕获和其他技术的清洁能源示范项目提供215亿美元资金。2022年的《减少通货膨胀法》（IRA）投资数十亿美元资金用于碳捕获和储存、二氧化碳清除和氢气的技术部署。 3. 利用法规和财政激励措施，加速制造、部署和采用目前可用的技术，如太阳能、高效电器和设备，扩大传输网络，支持更多的可再生能源和电气化。当前，美国政府努力加强关键材料和部件的供应链安全，有利于推广这些清洁能源技术。除了新兴技术的示范，BIL的资金（包括仅提供给能源部的620亿美元）加速了商业上可用的清洁能源、清洁交通、电网现代化技术等的部署。BIL还投资相关的清洁能源基础设施（如全国性的电动汽车充电网络）、国内制造和供应链能力以及劳动力需求。IRA提供3700亿美元的激励资金，在整个经济中部署商业和新兴的清洁能源技术。能源部贷款项目办公室现在有超过1000亿美元的贷款授权，帮助企业在美国部署和扩大创新的清洁能源、先进的运输和部落能源项目，并设立有2500亿美元的新贷款授权，帮助重新调整或重新使用能源基础设施，适应低碳经济。环保局也正在制定规则提案，以解决美国一些严重的气候和健康污染源，如运输、石油和天然气以及电力部门，并推进低排放和零排放技术。 美国的创新战略还通过 “创新使命”“先行者联盟”“零排放世界”“格拉斯哥突破议程”和一些双边协议来促进国际合作，和伙伴国家分享美国主导的创新，学习其他国家的经验，并协调国际合作，从而使集体投资产生最大影响。 （二）研究方法 美国国家长期气候战略为美国在2050年前实现净零排放规划了多种途径。该长期战略在制定过程中利用了两个经济学的能源模型，即GCAM和OP-NEMS。这两个模型共同为实现近期和长期的气候目标提供了特定行业的路径。这些模型包含了目前可用的和具有成本竞争力的技术，以及那些需要创新以实现商业部署的技术。这些技术可以在实现气候目标中发挥重要作用，但需要通过创新来将其推向市场，该战略将其命名为“创新机会”。一旦确定了“创新机会”，就会根据技术对气候和环境、公平和公正、经济和安全的潜在好处，使用多种标准来评估该技术。在多个目标之间调整创新组合是在未来30年持续支持创新的关键。机构间气候创新工作组负责从各机构收集创新优先事项，确定协调的机会和需求，并制定一个全面的创新战略减少整个经济体的所有排放。 在对“创新机会”进行评估和优先排序后，制定成本和性能目标以指导研发工作。其中的方式包括技术经济模型、利益相关者参与和专家咨询，所有这些都可以帮助制定研发路线图并确定商业化和应用过程中的障碍。与传统的技术经济分析不同的是，传统的技术经济分析历来侧重于技术层面的性能指标，如平准电价，现在人们越来越意识到，必须考虑部门内部和部门之间的互动和协同作用。这方面的一个很好的例子是建立一个零排放电网所需的创新。虽然太阳能和风能通常是目前成本最低的电力来源，但其他新兴技术，如储能、先进的核能、碳捕获和存储、增强型地热能源和聚变能源，可以大大降低成本，提高未来100%清洁电力系统的复原力和可靠性。 二、非联邦政府和私营部门的参与 与私营部门进行合作是美国清洁能源创新方法的核心，贯穿从研发到全面商业化部署各个阶段。能源部与工业界、国家实验室、大学、非营利组织、州和地方政府以及美国各地的其他利益相关者合作，推动基础科学研究和早期技术突破，打造商业典范。只有产业界和政府之间保持持续和公开的对话，并就商业规模和成功经验达成统一认识，才能为私营部门创新创建合适的有利环境。 以美国能源部先进研究计划署（ARPA-E）为例的早期阶段孵化器和以实验室嵌入式创业项目为例的技术转移计划加速了技术从实验室走向市场的过程。在技术从应用研究转向试点和首批商业示范项目的过程中，捐赠、合作协议、奖金和其他形式的财政和技术援助发挥了重要作用，同时降低了风险。创新型大规模示范项目往往缺乏扩大商业规模的资金，新成立的美国能源部清洁能源示范办公室（OCED）正是为了填补这项空白。美国能源部贷款项目办公室等公共部门金融机构通过为这些创新技术提供首批债务融资，并为私人贷款人和机构投资者普及如何为技术部署提供担保，以加快实现技术的银行可贴现性。 “美国制造倡议”涉及多个联邦机构与数千个组织的公私伙伴关系，是扩大清洁能源技术和培养下一代劳动力的另一因素，使美国能够为国内提供清洁产品并出口到国外。其他公私合作项目，如先行者联盟，动员集体需求，为创新的清洁能源技术提供自愿的预先市场承诺，推动技术创新并加速部署。先行者联盟是一个全球性的倡议，利用公司的购买力，使目前占全球排放量30%的难以减排行业实现脱碳。 最后，国家政策，如清洁能源标准、低碳燃料标准、其他采购指令和预先市场承诺，为清洁能源技术公司创造了强大而稳定的需求信号。在联邦层面，激励措施为这些公司额外提供了风险缓解保障。最近，《2022通胀消减法案》扩大了许多部门采用和创造清洁技术的免税额度和免税项目范围，这些部门包括清洁电力、清洁氢气和其他燃料、碳捕获和碳清除、能源效率、电动汽车和电器。 三、国际合作 美国政府参与多项国际科技合作项目来保持美国创新基地的实力和全球领导地位。它将国际合作作为首要选择，以多种方式解决清洁能源创新领域的优先事项。美国通过与合作伙伴和盟国举行多次战略能源对话，在双边基础上确定合作重点，并利用调查委员会和其他机制落实想法。例如，开展以美－印先进清洁能源合作研发计划（PACE-R）和美－以能源、工程和水文技术卓越中心（能源中心）为代表的双边合作。美国还启动了“净零世界倡议”新项目，与伙伴国家携手合作，共同制定和实施个性化的、可操作的技术和投资路线，以加快向净零能源系统的过渡，并扩大规模。 美国政府还参与多个多边论坛，包括在创新使命（MI）和清洁能源部长级会议（CEM）中担任领导职务。在MI中，它以副主席的身份参加指导委员会，并将在今年担任主席职务。此外，美国政府还联合领导了三项研究任务：清洁氢、零排放航运和二氧化碳清除，并与印度合作建立可持续航空燃料创新社区。在零排放航运任务的基础上，美国和挪威还将宣布一项“绿色航运挑战”，鼓励各国政府和企业合作解决国际航运业的碳排放问题。同时，美国作为联合主席领导并参与了CEM的许多工作流程。 美国政府还发起了两项国际倡议：先行者联盟和清洁能源技术示范挑战。除美国外，先行者联盟还包括9个政府合作伙伴（丹麦、德国、印度、意大利、日本、挪威、新加坡、瑞典和英国）。清洁能源技术示范挑战是一项国际合作行动，旨在到2026年在全球范围内筹集至少900亿美元的公共资金，以建立商业规模示范项目。国际能源署报告称，这些项目可以帮助实现2030年净零排放目标。预计美国将通过能源部的经济合作与发展组织动员270多亿美元支持这项挑战。这些公共投资也将带动更多的私人投资，并通过先行者联盟等平台，推进大型企业所急需的创新技术的发展。 四、国家能源创新生态系统 面对气候危机的蔓延，国家能源创新生态系统中的公共和私营部门需要做出前所未有的努力，以进行基础科学研究，产生新发现，推动从实验室到原型的早期阶段研究，展示促进创新的新兴技术，并将其应用到更广泛的市场。在这个由好奇心驱动研究、发明设计、测试评估、演示、教学、制造和市场应用的生态系统中，技术通过迭代的非线性反馈过程出现和发展，帮助新知识来推动创新。每一个组成部分都是关键因素，无论是美国的公共机构还是私营机构都发挥着关键作用。 美国能源部及其17个国家实验室是国家能源创新生态系统中的重要机构，提供最先进的科学、技术、计算、工程及其他领域的知识，帮助科技从研发转向应用。在未来五年内，《两党基础设施法》将帮助能源部启动60个新项目（包括16个示范项目和32个部署项目），并扩大对现有的12个研究、开发、示范和部署项目的资助。《2022通胀消减法案》为能源部提供了350亿美元的额外资助计划，用于支持工业脱碳、建筑能效和能源基础设施等技术领域的创新和部署。能源部的基础和应用科学与能源项目、ARPA-E项目、贷款项目办公室、技术转型办公室和清洁能源示范办公室帮助美国研发、设计、演示、部署创新清洁能源技术，并扩大应用规模。 众多其他联邦机构是这个系统的重要组成部分，包括农业部、交通部、内政部、国防部、商务部、环境保护局和国家科学基金会。联邦机构在净零排放研发方面的进展、优化和不懈努力将推动清洁能源创新，实现净零排放。私有技术、金融、工程、基础设施和其他领域企业构成这个生态系统的基础部分，以传播新的清洁能源技术并扩大应用范围。慈善机构和非政府机构发挥了重要的资助和宣传作用，而高等院校则创造出新知识，培养清洁能源转型所需的未来劳动力。 |
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