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从2018年美国能源部项目看美国未来研究重点

2019-1-25 16:39| 发布者: luxin| 查看: 57| 评论: 0

 
美国能源部(DOE)下属 11 个项目办公室,19 个行政办公室,21 个国家实验室和技术中心,在高能物理、核科学、等离子体科学、计算科学等基础领域的研究代表着当今世界最高水平。


2018年,DOE 将资源集中于早期的研究和开发,并越来越多地依赖私营部门资助能源技术的后期研究、开发和商业化;通过核、能源和环境等方面的科研维护国家安全;推进清洁、安全和繁荣的能源未来;巩固美国全球科技创新领导地位;建设和运行科学设施;以及创造经济生产力和就业机会等。


拨款增加 12.3%,DOE 受到重视

 
2018年,美国最终综合拨款法案为 DOE 提供 345 亿美元,比2017财政年度颁布的水平高出 38 亿美元(12.3%)。其中,高级科学计算研究(Advanced Scientific Computing Research)费用增长 25.2%;聚变能源科学(Fusion Energy Sciences)费用增长 40.0%;科学实验室基础设施(Science Laboratories Infrastructure)费用增长 97.9%。


DOE 的所有应用能源项目均比2017财政年度有所增长,这与特朗普政府在2018财政年度预算请求中提出的 28 亿美元的削减提议形成鲜明对比。


大力发展本国油气资源,力争成为全球能源霸主


2018年,美国成为世界上最大的原油和天然气生产国。2018年6月,DOE 化石能源(FE)研究了液化天然气出口的宏观经济影响,提出增加天然气出口将改善美国的贸易平衡,并向美国转移财富。DOE 在该领域当前和今后的关注点在于:


 集中研发页岩油气开发技术,降低油气成本。目前,美国页岩油气产量在全美油气总产量中的占比分别为 62% 和 73%。只有使页岩油气开采成本低于常规油气开采成本,才能在全球能源市场中站稳脚跟。


 大力推广本国油气资源向全球的出口。2016年,美国修改了《综合拨款法案》,放松了对原油的出口管制。2018年,美国开始尝试向非自由贸易协定国家出口天然气。


通过对清洁能源的战略支持,开启能源多样化时代


化石资源对美国固然重要,但其不可再生性使其正在走向枯竭。开发利用可再生能源,已成为国际上大多数国家的战略选择。DOE 支持可再生能源早期阶段的研发,使私营部门能够部署下一代技术和能源服务,从而构建一个更安全、更具竞争力和更多样化的能源体系。2018年 DOE 的可再生能源项目包括:


太阳能(6 个项目,2.99 亿美元) 


风能(1 个项目,1850 万美元) 


海洋能源(1 个项目,2300 万美元) 


地热(4 个项目,1.7035 亿美元) 


生物能源(3 个项目,1.98 亿美元) 


储能(2 个项目,5800 万美元) 


先进车辆及电池技术(7 个项目,3.97 亿美元)


支持尖端、基础性研究,投资领先的科学设施,实现能源领域的未来突破


时下正处于新一轮科技革命和产业变革中,各国纷纷制定相关战略、政策,试图占领下一代全球技术制高点。DOE 注重早期、基础性研究,通过运营国家实验室,进行全球领先的科技研发项目。2018年,DOE 在该领域的项目包括:


超级计算机(投入 18 亿美元,1个项目占当年 DOE 预算的 5.2%)

 
在全球最新超级计算机排名中(2018年11月),美国橡树岭国家实验室的 IBM Summit 系统登顶,而劳伦斯利弗莫尔国家实验室的 IBM Sierra 系统已攀升至第二位。


量子信息技术(2 个项目,2.48 亿美元)
 

基于计算机的材料学和化学(3 个项目,7560 万美元)
 

其他



强化网络(电网)和基础设施安全


从电网的网络安全到以强化能源基础设施为重点的早期研发,DOE 将继续解决全国电网的网络威胁,将美国的能源安全列为优先事项,将重点放在加强网络安全和恢复能力。2018年,DOE 支持该领域的项目包括:


电力系统及基础设施(5 个项目,8130 万美元)


此外,2月14日,DOE 建立了一个新的部门——网络安全、能源安全和应急响应办公室(CESER)。办公经费来自总统2019财年中的 9600 万美元,以加强 DOE 在网络和能源安全方面的能力。


加强与民用领域的合作,重视小企业和技术转化的力量


DOE 重视利用民用领域资源,经常联合企业、大学、科研院所共同参与研究项目。美国重视小企业的研发创新,认识到小企业在推动美国经济创新和创造就业机会方面发挥的重要作用。


同时,美国重视科技创新成果的商业转化,全力促进 DOE 国家实验室、科研机构和企业之间的紧密合作。因此,选择多个项目进行支撑。


2018年,DOE 支持上述两个领域的项目包括:


小企业科研服务(5 个项目,2.92 亿美元) 


技术转化(3 个项目,1.18 亿美元)

加大核威慑,保障核不扩散领域的安全


近年来,美国加大对核能力的研发投入。此处的核能力虽然也包括民用领域的核能,但更加侧重于核武器等领域。2018年的实际拨款中,为 DOE 国家核安全局(NNSA)拨款 147 亿美元,同比增长 13%,主要用于更新老化的核武器和相关基础设施,并支持科学和工程研发,以保持安全、有保障和有效的核威慑力量。2018年发布的2019财年预算中有关 DOE 核领域的重点包括:


 减少全球核威胁。DOE 将投资防扩散、反恐和应急项目,以保障美国人民的安全。


 DOE 核安全项目的预算与国防部的要求保持一致。国家核安全局必须满足军事要求,保持核威慑的安全性和有效性。


 实施环境管理方案改革,以加快清理核武器生产产生的废物和污染。


 对核设施的设计和建造进行大量投资,重点是与对核武器储存至关重要的战略材料(如铀、钚、氚、锂)有关的基础设施。


 通过海军核反应堆(NR)项目支持美国海军的作战能力。


核能(6 个项目,2.265 亿美元) 


2019年 DOE 研究重点


从2018年 DOE 投资的项目,结合当前全球产业和技术发展趋势可以推断出:2019年,在民用领域,油气项目和可再生能源领域将齐头并进,超级计算机和量子信息技术将与更多领域结合,国家电网及基础设施的安全仍是优先考虑事项;在军用领域,核武器和不扩散是该部关注的重点。


(注:因篇幅问题,未能将所有DOE主网站上发布的项目列出)


(机工智库研究员  金颖琦)

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