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美国科技情况反映2010年第(2)期驻美国使馆科技处2010年1月25日盘点2009美国能源研发“组合拳”—能源创新中心、能源前沿研究中心和能源高级研究计划局任洪涛2009年,美国能源部相继建立了能源前沿研究中心、能源高级研究计划局和能源创新中心等全新的能源研发机制,形成了推进清洁能源研发的“组合拳”,初步完成了贯彻奥巴马政府清洁能源战略的能源研发新布局。本文就上述三种研发机制,重点是能源创新中心进行了介绍,并阐述了三种机制的区别与联系。2009年12月底,美国能源部宣布斥资3.66亿美元建立三个能源创新中心(EnergyInnovationHub,EIH)。这是继能源前沿研究中心、能源高级研究计划局之后,美国2009年在能源创新研发领域推出的又一重要举措。与前述两项措施一起,美国打出了一套推进能源研发的“组合拳”。这些举措在美国2009经济刺激计划的助力下,将充分调动和优化美国能源研发的各类资源,形成了贯彻奥巴马新政府大力发展清洁能源战略的比较清晰的研发体系和布局。该体系的建立,使美国在寻求变革性能源技术突破,应对能源和气候变化挑战,引领世界清洁能源技术开发的道路上又迈出了一大步。关于前两项措施,以往调研中均有较详细的介绍1,2,在此仅予概述。本文重点阐述新成立的“能源创新中心”有关情况,以及这三类研究机制1赵向东.美国能源先进研究计划局简介.美国科技情况反映,2007年第(49)期2任洪涛.美国能源基础研究新布局—能源前沿研究中心.美国科技情况反映,2009年第(27)期2的区别和联系。一、能源前沿研究中心和能源高级研究计划局概述美国科技情况反映2010年第(2)期3(一)能源前沿研究中心(EFRCs)2009年4月27日,伴随着奥巴马在美国科学院发表演讲,白宫宣布美能源部科学办公室将在未来五年投资7.77亿美元用于设立46个能源前沿研究中心(EnergyFrontierResearchCenter,EFRC),集中最优秀的科学家和工程师就清洁能源和能源安全所面临的基础科学难题开展攻关。EFRCs将建立在全国36个州和华盛顿特区的大学、国家实验室、非盈利机构和企业中,预计将有来自110个研究机构的1800名研究人员和学生参与,可共享纳米技术、大型光源、超级计算机等大科学装置。其中20个中心将重点研究可再生能源和零碳排放能源资源,包括太阳能、生物燃料、先进核能和二氧化碳地质封存;6个中心将侧重能效技术研究,包括固体发光、半导体照明、清洁高效内燃机等;另外6个中心主要开展能源存储的研究,包括电力存储和储氢技术。14个中心将致力于前沿尖端能源科学的研究,包括极端环境下的材料和催化的研究。在建立初期的五年间,每个中心每年将获得2百-5百万美元经费,部分来自经济恢复与再投资法案(约占三分之一),部分依靠将来的国会拨款。(二)能源高级研究计划局(ARPA-E)2009年10月26日,美能源部长朱棣文宣布经由能源部新成立的“能源高级研究计划局”(AdvancedResearchProjectsAgency-Energy,ARPA-E),投入1.51亿美元支持高风险、高回报的清洁能源研发项目,其中包括液态金属电池、利用细菌直接转化太阳能生产碳氢化合物生物燃料、LED灯用低成本晶体等革命性技术。首批经费共支持37个项目。美能源部长朱棣文指出,获得拨款的科研项目是由500名科学家从3,700项申请中遴选而来。他表示这类科研有相当高风险,但同时有带来科技革命的可能性。他认为这37个项目中,如有三个证实可行,即可代表整个计划获得成功。2009年底,在哥本哈根气候大会前夕,能源部宣布ARPA-E又拨出第二批经费1亿美元,重点支持光电化学转化燃料、碳捕获技术创新材料和工艺,以及车用电池技术;紧随其后,ARPA-E宣布推出研究人员资助计划,受资助科学家将成为全职联邦雇员,为期不超过两年。美国科技情况反映2010年第(2)期4ARPA-E的成立缘起于美国国家科学院著名报告《立于正在聚集的风暴之上》的建议。报告认为能源对美国家安全和经济发展至关重要,而要保持美国经济在世界上的领导地位,必须依靠非传统、变革性的能源技术的突破;应仿效“国防高级研究计划局”(Internet技术的发源地)的模式设立一个能源高级研究计划局,支持高风险、高投入的能源技术研究。该建议最终被纳入2007年通过的《美国竞争法》,规定在能源部内新设立一个专门机构,即ARPA-E。但在上述法案出台后,由于经费未能落实,该机构一直未能启动。直到2009年《美国经济恢复与再投资法案》出台,才在2009-2010财年给APRA-E安排了4亿美元预算,使该机构正式在能源部成立。上述1.51亿美元是ARPA-E自成立以来获得的首次拨款,标志着该机构正式开始运作。美国国会也于2009年10月任命了ARPA-E的首任主任、印度裔科学家ArunMajumdar。Majumdar此前担任劳伦斯伯克利国家实验室负责能源和环境的副主任兼加州伯克利大学机械工程和材料科学教授,其导师是已故华裔科学家、加州伯克利大学前校长田长霖教授。二、能源创新中心详解(一)缘起2009年2月,美国著名智库布鲁金斯学会发布了题为《能源探索与创新研究所—迈向美国能源可持续的一步》的研究报告3,建议美国必须将能源政策重心转移到创新及其产业化方面,大力增加联邦研发投入,部署新的研究机制。为此,联邦政府应建立基于区域的“能源探索与创新研究所”,形成全国性网络,作为联接全国科学家、工程师和科学设施,以及大学、企业研发中心和国家实验室的中继站。在该建议基础上,作为“能源探索与创新研究所”的体现形式,美国能源部在2010年预算建议中,提出要建立8个能源创新中心,预算2.8亿美元。8个中心分别是:节能建筑系统设计创新中心(EnergyEfficientBuildingSystems3JamesDuderstadt,GaryWas,et.al.EnergyDiscovery-InnovationInstitutes:AStepTowardAmerica’sEnergySustainability.BrookingsInstitution,Feb.2009美国科技情况反映2010年第(2)期5Design)太阳能电力创新中心(SolarElectricity))电网材料、元件和系统创新中心(GridMaterials,DevicesandSystems)碳捕集和封存创新中心(CarbonCaptureandSequestration)极端材料创新中心(ExtremeMaterials)模型和仿真创新中心(ModelingandSimulation)光合燃料创新中心(FuelsfromSunlight)电池和能源存储创新中心(BatteriesandEnergyStorage)由于国会仅同意能源部在2010财年建立上述8个中心的一小部分,最终在2009年末,美能源部宣布通过公开竞争,建立三个能源创新中心,分别是光合燃料能源创新中心、节能建筑系统设计能源创新中心,以及核反应堆模型和仿真能源创新中心。三个中心将分别给予5年期1.22亿美元,共计3.66亿美元资助。其中光合燃料能源创新中心已经发出“资助机会公告”(类似招标公告),将于2010年3月底截标。另两个中心的招标公告将于2010年初发布。(二)能源创新中心的目标、管理模式和资助机制1、目标设立能源创新中心的主要目的是克服能源技术转化为商业可行的材料、设备和系统的过程中所面临的障碍,对这些难题开展跨学科研发攻关,将具有发展前景的能源技术的商业化风险降至足够低,从早期的研究阶段向产业化、市场化推进,最终形成清洁能源技术解决方案并促进就业。能源创新中心的基本角色是担当基础研究和技术应用之间的桥梁和中继站。能源部长朱棣文指出:“为应对我们当前能源和气候的紧迫挑战,我们需想尽一切办法动员全国的科技精英加快创新的步伐。能源创新中心代表了一种新的,更具前瞻性的研究管理和实施方式。”2、管理模式美国科技情况反映2010年第(2)期6能源创新中心是整合多学科、多机构和众多研究人员的研究中心,其研究模式是受以往研制原子弹的“曼哈顿计划”,以及雷达、晶体管等革命性技术的快速创新模式的启发,开展以任务为导向的强有力的集中攻关科学管理模式。能源部意在创造一种强烈的快速出成果的紧迫感和研究氛围,在现有某些领域能源技术研发成果基础上,结合新知识,通过集成创新,达到研发和工程整合的“临界值”,加速实现能源技术从量变到质变的重大突破。中心强调各领域研究人员和研究工作的高度集成和综合。为保持研究人员有效地针对共同目标进行工作,他们必须要保持经常的协商和沟通,以便使管理者能够根据科学和技术现实情况做出清晰和及时的决策。中心的管理要素主要包括:有一个明确的牵头机构,该机构需具备强有力的领导能力并为中心提供主要工作地点;在中心参与者的地理分布面较广的情况下,需频繁召开远程会议,以保证真正的远程合作;有一个明确的组织和管理计划。每个中心需建立一个包含产业界成员在内的顾问委员会。能源部将成立一个能源创新中心监管委员会,定期对中心进展进行评估。委员会成员包括能源部长或其代表、负责科学和能源的两位副部长及其科学技术高级顾问。3、研究团队每个中心将由一支密切合作、包含众多学科以及工程和技术领域人才的团队组成,并有一个主要工作地点。研究人员很大程度上是在“一个屋檐下”工作。通过将课题所涉所有学科顶尖人才汇集在一起(来自大学、企业、非政府研发机构和国家实验室),每个中心可望成为该领域世界一流的研发中心。中心需由一名国际知名的科学家担任主任。能源部认为,中心是否成功将取决于一个出色的领导团队,来招募和培养杰出人才并赋予高期待值;领导团队还需创建一个通过正式和非正式渠道促进研究结果快速推广的架构,并整合各学科的贡献;他们需随时跟踪任务各方面的进展来“实时”指引和协调研究方向,并被授权通过快速评估和重新分配资源来对取得的新进展给予响应,同时能够及时发现和放弃那些前景不佳的研究方向。美国科技情况反映2010年第(2)期74、研究领域的选择能源创新中心的研究领域将着眼于为实现美国能源和气候目标而面临的最关键的难题,且是一般研发体系最难以解决的环节。每个中心的研究领域将集中在一个单一课题,但工作范围涉及从基础研究、工程开发到促进产业界进行商业化全过程。课题选择主要基于以下考虑:课题反映了当前面临的重大能源技术挑战,其进展很有可能对能源生产或使用、温室气体减排和经济增长有重大的实质性影响;虽然在过去几十年科技界可能在个人或团队层次就此课题取得了一些研究成果,但需通过大范围协调的、多学科、系统层次的途径加快探索和创新的速度,从而实现高效、可量产和大范围推广使用的新的能源解决方案。5、资助机制与一般研究项目的三年期资助机制不同,能源创新中心的资助期将持续5年,这将更有助于发挥该机制所倚重的团队合作的作用。在2010财年,上述三个能源创新中心分别获得2200万美元经费,其中1000万美元将用于中心启动阶段的基础设施建设,包括建筑的租赁、翻新(但不新建)、仪器设备配备等。在5年期的后四年,在国会批准的前提下,每个中心每年将从联邦获得2500万美元运转经费。5年期后,中心需拿出出色的研究成果并展示出与众不同的未来发展潜力,才能进一步获得资助。这种资助模式将使中心领导层招募到杰出的科学家,把他们从以往的短期资助周期中解放出来,从而能够着手实施更加大胆的措施,迅速将最新的实质性研究成果整合起来。对于营利性机构参与中心的研发活动,能源部要求对政府资助进行20%的资金匹配。6、与产业界的关系由于能源创新中心的目标是加速将科学突破应用到实质的技术开发和推广过程,因此需与产业界保持密切的关系。产业界合作伙伴可以让中心了解在现实世界中,新能源技术大规模推广会遇到哪些问题。产业界可以为中心提供驻地合作研究美国科技情况反映2010年第(2)期8人员,参与中心顾问委员会,并可作为中心技术成果转移的接受方。此外,在政府资助所支持的研发领域之外,中心还将培育和鼓
本文标题:美国能源支持计划
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