2012年世界科技发展回顾[图]
来源:2013年01月04日科技日报

美国
大力加强基础研究;不断完善基础设施建设;努力推进食品、药品管理改革。
毛黎 (本报驻美国记者)在《美国创新战略》框架下,2012年美国大力加强基础研究。一是加大对基础研究的投入,经国会批准,用于支持基础研究的经费达309.86亿美元,继续保持了基础研究投入稳定增长的趋势;二是加大对重点基础研究机构的投入。国家科学基金会(NSF)、能源部科学办公室(DOE SC)和国家标准与技术研究院(NIST)被立法认定为维持美国全球创新领先地位的三个关键机构;三是完善研发平台建设。NSF宣布投资7400万美元,围绕太阳能、水利基础设施、神经工程以及能量传输的研究和创新,建设4个工程技术研究中心(ERCs)。
建设先进的信息技术生态系统是《美国创新战略》确定的重点任务。2012年,美国主要是围绕扩大宽带部署来提升虚拟基础设施水平。一是实施无线网络创新计划;二是启动“美国奋起”伙伴计划;三是加强网络基础设施研究。此外,今年奥巴马政府宣布启动“大数据研究与开发计划”,成为第一个将大数据发展上升至国家战略并制定行动计划的国家;国防部发布《云计算战略》,旨在通过部署云计算环境,使国防部整合并共享商业IT功能,进而更为有效地利用资源。
2012年,美国国会通过了《2012年美国食品和药物管理局安全及创新法案》(FDASIA),授权食品和药物管理局(FDA)以使用者支付费用的方式向企业收取60亿美元来补充FDA预算,用于支持其加快医疗产品和器械的审查,并扩大FDA的审查范围,提出FDA通过增加透明度、科学对话、推进监管科学和强化上市后审查等方法,加强对创新型新疗法的开发和审查。
新发布的《国家生物经济蓝图》概要阐述了奥巴马政府未来推动生物经济的五大战略目标:一是支持研发投入,构建美国未来生物经济基础;二是加速研究发明向市场转化,明确转化活动职责,加快生物发明从实验室向市场的流动;三是改革管理政策,完善相关法规,减少监管过程中的障碍,提高管理效率,在保护人和环境健康的同时削减成本;四是更新培训项目,将学术研究机构的激励措施与人员培训相结合,满足国家人才需求;五是促进公私合作和竞争前合作,鼓励竞争者共享资源、知识和专业技能,促使整个生物经济在更大程度上受益。
“纳米技术签名倡议”(NSI)今年发布实施了两项新计划,它们分别是“纳米技术知识基础:强化可持续设计的国家领导地位”计划和“纳米技术与传感器:改善和保护健康、安全与环境”计划。“纳米技术签名倡议”自2011年提出以来,共启动了五项计划,其他三项分别是《2020及未来纳米电子学》计划、《可持续纳米制造:创造未来的产业》计划以及《太阳能收集与转换中的纳米技术》计划。
政府发布了《国家全球变化研究计划2012—2021:美国全球变化研究计划的战略规划》,该计划在总结美国全球变化研究计划(USGCRP)过去20年取得成就的基础上,提出了美国今后10年的四大战略目标;启动了《2012—2016年大气、气候与能源战略研究行动计划》,目的是了解空气质量和气候变化之间的交互作用及对人类环境健康的潜在影响,推动开发研究清洁能源替代品。
国家科学技术委员会发布《先进制造业国家战略计划》。金融危机后,美国重新认识到发展实体经济特别是制造业的重要性,提出“再工业化”战略,先后制定了《重振美国制造业框架》,通过了《制造业促进法案》,启动了“先进制造伙伴计划”,并宣布成立制造业政策办公室。《先进制造业国家战略计划》是“再工业化”战略的具体贯彻落实,是从国家战略层面提出的促进先进制造业发展的政策措施。
英国
继续秉承利用科技进步推动经济发展的思路;重点支持合成生物学技术研发;坚持清洁能源多元化发展;推出再生医学等发展战略。
刘海英 (本报驻英国记者)英国继续秉承利用科技进步推动经济发展的思路,在资金和政策上对科技研发予以倾斜。在2011年底秋季预算声明中,政府公布了“增长计划”第二阶段实施计划和国家基础设施计划,其中提出将追加2亿英镑经费,用于强化科研基础设施建设。2011年1月,英国大学与科学部部长大卫·威利茨宣布了将英国打造成为世界未来高技术高地的几项重大计划,其中包括建立一批新型科技型大学、建立英国电子基础设施领导小组和合成生物学领导小组,鼓励私人参与相关投资和创新活动等内容。而作为利用科技进步推动经济发展思路的重要实践,政府于2011年推出的“技术与创新中心计划”在2012
年顺利展开,继制造业技术与创新中心、海上可再生能源技术与创新中心和再生医学技术创新中心之后,于2012年1月相继宣布成立了第四个技术与创新中心——卫星应用技术与创新中心,以及第五个技术与创新中心——数字经济技术与创新中心。
在研发领域,英国科技政策导向的一个突出变化是加大对合成生物学技术的支持力度。2011年底,政府提出了合成生物学发展路线图,将合成生物学技术纳入重点扶持范围,由此开始大力加强合成生物学技术的研发。2012年,生物技术及生物科学研究理事会(BBSRC)、工程和物理科学研究理事会(EPSRC)、技术战略委员会(TSB)先后向有关机构投资400万英镑、500万英镑和650万英镑,鼓励合成生物学技术的研究与商业化;三家机构还呼吁相关部门投资1000万英镑,建立英国合成生物学创新与知识中心,以鼓励学术界和产业界之间的协作,进行基础科学商业化应用。政府也于2012年11月宣布,将投资2000万英镑支持合成生物学研究新项目,以帮助奠定英国在世界合成生物学研究和应用领域的领先地位。
在能源领域,围绕着节能减排目标,政府坚持清洁能源多元化发展的方向,将核能、风能、潮汐能、生物能源等皆列入支持范围。2012年1月,政府宣布英国西南部为英国第一个海洋能源区,立志将此地区建成利用海洋可再生能源的典范;2012年4月,政府相继推出了《英国生物能源战略》和首个碳捕捉与存储技术(CCS)路线图,明确了其清洁能源多元化的发展目标。
2012年英国在科技政策领域的新举措还包括:推出英国再生医学发展战略,并提出研究路线图,投入巨资发展可再生医学;能源与气候变化部出台对地观测战略,以确保能充分利用相关数据;推出电子健康研究计划,将成立四个电子健康研究中心,优化数据管理与医疗服务,确保英国医学研究的世界领先地位。
德国
研发经费继续保持上升态势,研发投入占GDP的比例达2.9%;推出《高科技战略行动计划》。
李山 (本报驻德国记者)从科研投入看,2012年,德国研发经费支出继续保持上升态势。2011年德国的研发经费已经上升到创记录的746亿欧元,占德国国民生产总值(GDP)的2.9%。在高科技和关键技术领域,德国政府从2010年至2013年将投入约270亿欧元。
在科研规划方面,2012年,欧盟对第七个科研框架计划进行了评估,并做好了向“地平线2020”科研规划过渡的准备。欧盟委员会于2011年11月30日公布了“地平线2020”科研规划提案,该规划为期7年,预计将耗资约800亿欧元。这项预计2020年结束的科研规划囊括了欧盟各个层次的重大科研项目。规划分为基础研究、应用技术和应对人类面临的共同挑
战三大部分。按计划,2013年底,欧洲议会和欧洲理事会将通过这一规划,2014年1月1日起开始实施。
在行动计划方面,2012年3月28日,德国政府推出《高科技战略行动计划》,计划从2012至2015年投资约84亿欧元,推动在《德国2020高科技战略》框架下的十项未来研究项目的开展。制定于2010年的《德国2020高科技战略》,将气候与能源、健康与营养、交通、安全和通讯五个领域确定为重点领域。8月22日,德国政府推出“2020—创新伙伴计划”,将在2013至2019年共投入5亿欧元,通过支持东西部研发创新合作,推动德国东部地区科研能力特别是企业技术创新能力的提升。10月22日,德国政府推出了名为“德国高科技定位的经济战略原料”的研究计划,资助金额约2亿欧元。该计划的研究领域包括非能源矿产从勘探到生产和处理,以及回收利用和替代的整个价值链。
2012年6月15日,德国科学基金会(DFG)和科学理事会宣布了入选德国第二轮卓越计划的名单,其中包括45个研究生院、43个卓越集群和11所大学。未来5年入选者将获得总额约27亿欧元的资助。
2012年8月3日,德国政府各部门联合对实施整一年的新能源研究计划——“环保,可靠和价格合理的能源供应研究”进行了初步评估。在“生态友好型能源和能源储存”领域,德国已占世界市场份额的23%。9月4日,德国联邦教研部和环境部联合倡议加快经济转型与可持续发展的“绿色经济”。12月3日,德国联邦教育和研究部(BMBF)与下萨克森州合作建立一个主要从事核废物管理研究的科学平台。
2012年10月18日,德国联邦议院通过了《科学自由法》,即“关于非大学研究机构财政预算框架灵活性的法律”。该法案历时5年才最终推出,将于2013年1月1日正式生效。据此法案,德国的非大学研究机构在财务和人事决策、投资、建设管理等方面将获得更多的自由。
俄罗斯
保持科技政策的稳定性和延续性;提出俄教育、科学和社会发展领域的新任务;调整科技管理机制,成立总统科学与教育委员会。
张浩 (本报驻俄罗斯记者)2012年,俄罗斯顺利实现了总统更迭。普京回归总统大位后,包括科技政策在内的俄罗斯内政外交都保持了稳定性和延续性。2012年5月7日,普京在其宣誓就任俄联邦总统的当天,就立即签署《关于在教育和科学领域实施国家政策的措施》和《关于实施国家社会政策的措施》两个总统令,提出了俄教育、科学和社会发展领域的新任务,充分体现了俄罗斯政府对科技发展的重视。普京在这两个总统令中要求从创新经济的角度进一步完善教科领域和专业化人才培养的国家政策,同时承诺政府将扩大对国家科学基金财政投入的规模,力争到2018年把国家科学基金总规模提高到250亿卢布。
在提高对科技领域关注的同时,普京也着手对科技管理机制进行调整。2012年7月28日,普京签署命令成立总统科学与教育委员会,以取代原有的总统科学、技术与教育委员会。普京本人亲自担任科学与教育委员会主席,并赋予该委员会相应职能,以协调联邦政府、各地方主体(州)、地方自治机构、社会团体、科学和教育机构,审议和研究科学与教育发展的相关问题,并就科学技术、教育发展的国家政策问题向总统提出建议。该委员会的成立也确实起到了一定作用。在10月份召开的总统科学与教育委员会会议上,针对科技界普遍抱怨的科研经费资助体系,普京表示俄将建立新的科研项目资助体系。俄罗斯政府除了从国家预算筹措资金外,还将从预算外渠道、商界与私营企业筹措资金,保障科研经费的投入。
2012年由总统转任俄联邦政府总理的梅德韦杰夫对科技领域也给予了高度关注。在10月末莫斯科举行的“开放式创新”国际论坛上,梅德韦杰夫曾郑重承诺:“我本人,以及我在政府的同僚绝对将对科技创新给予最大程度的关注和支持。”他同时表示,只有在整个俄罗斯民族都充满创新理念的情况下,创新发展项目才有可能得到顺利实施。
梅德韦杰夫总理在保障科研经费方面也不遗余力。2012年11月1日,梅德韦杰夫在讨论2020年前国家科技发展计划的政府会议上明确表示,在制定国家预算方案时不容允许削减科研经费,并呼吁在制定预算支出案时要从对经济发展的乐观预测角度出发,而非从保守预测出发。梅德韦杰夫同时要求俄联邦政府有关部门在金融保障方面对2020年前国家科技发展计划进行完善。
电子信息技术是俄罗斯政府制定的国家优先科技发展方向之一,近年来受到了高度关注和大力支持。2012年10月,俄罗斯政府批准了《2025年前国家电子及无线电电子工业发展专项计划》。根据该计划,未来12年俄罗斯将投入约167亿美元用于推动相关领域发展。该计划的目标是:2025年前俄罗斯国产电子产品应占俄国内市场份额的40%,占国际市场份额应较目前增加2倍,出口总额增加3倍,行业劳动生产率提高5倍。
2012年7月,俄罗斯国家杜马通过了《关于修改保护儿童免受损害健康和发展的信息的联邦法律及个别法令》。根据该法案,凡发布并含有“非法内容”(如儿童色情、自杀或吸毒宣传)的网站将被记录在案。同时,该网站的后台管理人员须在24小时内要求发布者删除非法内容。如果非法内容未被删除,该网站将会被屏蔽。但这项法案从一开始就被称为俄罗斯的“互联网黑名单法”,并引发了俄社会各界甚至政府内部关于言论自由以及过度执法的激烈讨论。俄总理梅德韦杰夫认为,互联网尽管是自由的,但也应受到一系列规则的指导。虽然饱受争议,11月1日该法案仍如期正式付诸实施。根据该法案的有关规定,先后有多家网站因散布毒品、自杀、儿童色情等有害信息被关停。
韩国
为应对经济领域挑战,政府加大对高附加值产业领域的科研投资力度,同时加快科技人才培养步伐。
薛严 (本报驻韩国记者)2月,韩教育科学技术部制订了韩“第二次核聚变能源开发振兴基本计划(2012—2016年)”。根据该计划,韩国政府将利用全超导核聚变装置(KSATR)和国际热核实验反应堆(ITER)项目成果,正式启动核聚变领域的技术研发。韩国核聚变开发路线图第二阶段(2012—2021年)的目标从“成为核聚变能源技术5大强国”改为“研发成熟反应堆(DEMO)技术”。
4月,韩国教育科学技术部表示,韩国政府确定建设“国际科学商务带”有关计划,并将投入约2亿美元的项目资金。根据该计划,项目资金将用于构建基础研究环境、建设重点研发地区及建立科学基础商务环境等三大领域。韩国将成立由相关领域科学家组成的25个研究团队,并招聘国内外优秀人才到各研究单位从事研究工作,以此强化2011年底成立的基础科学研究院的有关功能。韩国政府于2011年选定大田广域市大德研发特区为“国际科学商务地带”建设地点。
4月,韩国国家科学技术委员会表示,韩国政府审议和确定了由16个有关部门联合制定的“自由贸易协定时代—国家研发战略”。制定该战略旨在借韩国与美国自由贸易协定生效之机,提升劣势产业的竞争力,推动优势产业抢占市场。该战略计划在信息技术和纳米技术的融合、可再生能源等领域着力开发原创技术,实现其国际标准化。在制药产业方面,将不断加大新药的研发投入。同时,计划引进高尖端试验装备,大力培养专家。该战略还计划加大对教育、医疗、法律等相关领域的研发投入,以扶持高附加值产业。特别是重点支持韩国的支柱产业——电气电子、汽车、电脑、造船业等开发服务,以提升国际竞争力。
9月,韩国知识经济部宣布正式启动“下一代信息安全专家培养计划”。该计划旨在培养引领未来韩国信息安全技术和产业的人才,强化应对网络攻击的能力。2013年3月,韩国知识经济部将从云计算安全、应对网站攻击、政府设施攻击、网络攻击证据收集等6个领域进行人才的最终选拔。
法国
推出环保改革“路线图”,主要涉及摆脱“核能依赖”和“石油依赖”的能源方式;继续维持页岩气开采禁令。
李钊 (本报驻法国记者)召开环保大会确立环保路线图。9月14日,法国政府召开新一届环保对话大会,继续就萨科齐时代环保峰会遗留的问题展开讨论。会议期间,300余名专家、部长、非政府组织、工会和企业代表共聚一堂,探讨法国当前面临的主要环保问题。该会议以后将每年举行一次。这次讨论大会为期两天,涉及到众多议题,其中包括能源转换、绿色税收、环境污染与健康安全等。大会结束后,政府推出了一份环保改革“路线图”,主要涉及如何摆脱“核能依赖”和“石油依赖”的能源方式。
继续维持页岩气开采禁令。t7月20日,法国生态、可持续发展与能源部部长德尔菲娜·巴索说,法国政府暂时不会考虑解除对页岩气开采方面的禁令。她说,开采页岩气所需的水力压裂技术会产生一些化学物质,这些物质很容易渗入地下水中。法国政府目前不打算将解禁水力压裂技术的使用提上日程,因为“世界上尚无人能证明使用这种技术进行开采不会给环境和健康带来严重危害”。
法国与波兰被认为是欧洲页岩气储量最大的国家。但出于安全考虑,法国议会去年通过了一项法律,禁止使用水力压裂技术开采页岩气。此后,法国石油工业联盟一直表示,希望法国政府能够对这项技术解禁,允许开采页岩气。
南非
政府批准了南非有史以来第一份国家长期发展规划——《南非发展计划——2030》,提出2030年南非的发展目标。
李学华 (本报驻南非记者)2012年9月,南非政府内阁会议批准了南非计划委员会提交的《南非发展计划——2030》。该计划从起草到最后定稿前后历时两年多,全面分析了南非的现状和面临的挑战,提出了到2030年南非的发展目标。这是南非有史以来第一份国家长期发展规划,涉及社会、经济生活各个领域,其中与科技和教育有关的内容主要有:
1. 到2030年,至少90%的南非人获得电网电力供应,剩余人口通过可再生能源等非电网供电方式获得电力。报废10900兆瓦发电能力,至少新建40000兆瓦的发电能力,其中至少20000兆瓦要来自可再生能源。减少煤炭在能源供应中的比例,扩大天然气、页岩气的比重。
2. 建成国家、地区和城市三级宽带光纤骨干网络,不断扩大宽带容量,降低宽带价格,提高接入水平。
3. 在2025年使南非的温室气体排放总量封顶,然后经过平台期,逐步下降。到2030年,实现建筑物零排放标准,建立广泛经济范围内的碳价格体系。增加在新型农业技术研究和气候适应等方面的投入,以保护农村生计,扩大农业商品经济。
4. 到2030年,大学录取率至少为70%,即从2010年的每年95万人增加至162万;学习数学和科学专业的学生数量提高到45万,高等教育机构教职员中拥有博士学位的比例由目前的34%提高至75%,每百万人中博士研究生数量超过100;政府加大对科技研发的投入,并鼓励企业跟进,以提高科技创新产出。
5. 减少孕妇、婴儿和儿童的死亡率,有效改善肺结核病的预防和治疗,大幅降低非传染性慢性疾病的患病率,有效阻止艾滋病及其他流行病的扩散;建立全国健康信息系统,保证卫生医疗体系在各级层面都有效发挥作用;培训并部署70万名社区医生,提高社区基本医疗服务。

美 国
页岩气开发牵动世界能源格局;太阳能电池转化率再攀新高;国家点火装置研究目标转向研究核武器。
田学科 (本报驻美国记者)8月,美国对页岩气的开采已占天然气开采总量的约四分之一,据称到2035年这一比例将提高到约50%。而到2015年美国将超越俄罗斯成为全球最大天然气生产国。有外媒评论,美国的页岩气成功开发极有可能成为全球页岩油气开发的“引擎”,驱动能源产业出现一场革命。
加州大学洛杉矶分校将聚合物太阳能电池的光电转化效率由2011年的8.6%提高到10.6%,新电池含有能吸收可见光和红外线的两层光伏薄膜,可用于建筑物墙壁和窗户;佛罗里达大学尝试对石墨烯材料掺杂三氟甲基磺酰胺,处理后的石墨烯太阳能电池能量转化率高达8.6%,创造了全新的转换纪录;国家可再生能源实验室利用纳米技术制成了转换效率可达18.2%的黑硅太阳能电池,首次证明借助纳米结构的半导体也能制成性能良好低成本的太阳能电池;莱斯大学利用纳米粒子可直接将太阳能转换成蒸汽,甚至可从冰水产生蒸汽,并拥有24%的综合能效;而使用新概念设计出的一种由砷化镓制成的太阳能电池模型,已取得了高达28.3%的转化效率;用钨丝制造的设备可直接利用阳光的热能发电,其光电转化效率高达37%,性能优于目前最好的硅基太阳能电池。
科学家利用光以波的形式流过金属表面并与金属相互作用原理,设计出一种新焊接技术,依据表面等离子体光子学采用一束简单的光将纳米线焊接在一起,有望促成新式电子设备和太阳能设备的出现;麻省理工学院找到一种可降低硅厚度的新途径,在保持电池高效的基础上最高变薄90%,从而降低薄膜太阳能电池的制造成本。
3月,由国家点火装置所发射出的激光在经过最后一个聚焦透镜后达到2.03兆焦,成为世界上首个2兆焦能量的紫外激光,即使在经过光学损耗后,其射于靶室正中心的激光也高达1.875兆焦,成为目前最亮的“人造太阳”。而12月,国家点火装置扭转研究方向,焦点由“能源”变为了“核武器”。众多物理学家情感和理智都难以接受而对这一决议大加批评,认为政府考虑轻率,对核聚变能源的探索将使美国在新一轮科技竞争中站稳脚跟,更有可能推动人类文明的进程。而现在却选择了保持自己威慑力的武器库。
洛斯阿拉莫斯国家实验室等机构首次演示了利用热管冷却小型核反应堆,借助平顶裂变实验产生了24瓦电力,并驱动了内华达国家安全网站设备的斯特林引擎,总花费不到100万美元。这次成功演示证明,可靠的小型核反应堆有望被用作新型太空飞行动力系统。
能源部布鲁克海文国家实验室开发出用于电解水的催化剂,采用相对廉价的材料解决了从清洁水中获取氢气的问题,研发的镍钼氮化物催化剂为纳米片状结构,开启了新的有效氢催化模式;萨瓦那河国家实验室利用含三氢化铝的轻型材料制成了小型储氢容器,该材料具有极高的储氢能力,还具有较低的质量和有利的放电状态。实验证明其氢释放率适合为小型商用燃料电池提供动力,为未来大规模制造便携式发电系统铺平了道路,在军用和商用领域都可能得到应用;罗彻斯特大学将一种纳米晶体与廉价的镍催化剂结合,改进了一种光照制氢系统,稳定性强、能持续生产氢气且成本低廉。
为解决核废料存储问题,科学家研制出一种晶体化合物“圣母大学硼酸钍-1(NDTB-1)”,能安全地吸收核废料中放射性离子。一旦这些放射性粒子被捕捉到,其可以与同样大小的、带电荷更多的材料相交换,将核废料回收再利用,这为核废料“变身”清洁燃料扫清了障碍。
劳伦斯伯克利国家实验室利用一种对人类无害的病毒,开发出将机械能转换成电能的技术。其利用特别设计的病毒涂在电极上,用手指轻敲邮票大小的电极,病毒即会将敲击的力量转换成电流。新技术首次向个人发电机、在纳米器件中使用驱动器及基于滤过性毒菌的电子设备迈出富有前景的一步;佐治亚理工学院开发出一种透明的柔性摩擦发电机,这种微型发电机能“感觉”到一根羽毛飘落下来产生的压力,能将散步这类机械能转化为电,能用来制造自供电的触摸屏,在电子产品、环境监测以及医疗设备制造等领域具有巨大的应用潜力。
莱斯大学研究人员开发出一种几乎可以喷涂在任何物体表面上的锂离子电池。这种可充电电池组成的喷漆,每一层都代表着传统电池的组件;伦斯勒理工学院的研究人员将世界上最薄的材料石墨烯制成一张纸,用激光或照相机闪光灯的闪光震击,将其弄成“千疮百孔”状,致使该片材内部结构间隔扩大,以允许更多的电解质“润湿”及锂离子电池中的锂离子获得高速率通道的性能。这种石墨烯阳极材料比如今锂离子电池中惯用的石墨阳极充电或放电速度快10倍,甚至在超过1000个充电/放电周期后仍能成功运行。
英 国
政府仍支持核电;公布碳捕获与储存项目(CCS)计划路线图;推出《英国生物能源战略》。
刘海英 (本报驻英国记者)自2011年3月日本大地震引发福岛核电站事故后,英国关于核能的争论久久不歇,直至2011年10月福岛核事故最终调查报告表明核能对于英国来说是安全亦是不可或缺的。此后,英国政府开始鼓励核能领域的研究,新建核电站项目再次步入视野。虽然在2月底,时为世界上最老的现役核电站——英国奥尔德伯里核电站正式退役,但其后英国Horizon核电项目的国际招标表明了英国对核电的支持态度。
4月,英国在首个CCS路线图中提出,投入10亿英镑启动新一轮的CCS招标计划;投资1.25亿英镑资助CCS技术研发,其中包括投入1300万英镑建立英国CCS研究中心。
4月下旬,英国政府在第三届清洁能源部长级会议期间推出《英国生物能源战略》,并在10月出资200万英镑鼓励企业进行生物能源技术研发。
除继续加强海上风能的建设投入外,英国开始关注潮汐能的利用。1月,政府宣布英国西南部为英国第一个海洋能源区,立志将此地区建成利用海洋可再生能源的典范;4月,能源与气候变化部启动海洋能源阵列示范项目,出资2000万英镑支持两个潮汐能商业化前的示范项目。
7月,研究人员利用X射线技术,从纳米水平研究了氧化钙基材料的碳捕获和水合过程,有望带来一种可大规模使用且经济高效的碳捕获和存储方法;9月,研究人员借助一种名为罗尔斯通氏菌的细菌,将废弃食用油作为原料生产可降解塑料,这一技术工业化生产后可大大减少环境污染;11月,包括英国科学家在内的一国际研究团队研制出一种新型催化剂,可在150摄氏度这个相对较低温度下直接将甲醇转化为氢,且产生很少的一氧化碳,这一催化剂可能成为制备用于手机等设备的小型、高效燃料电池的关键。
俄罗斯
研制acetam的火箭发动机新燃料;启动“北极浮动大学”科研考察活动;投资发展便携式移动电源项目。
张浩 (本报驻俄罗斯记者)2月,俄罗斯动力机械科研生产联合体创新中心对外表示,研制出一种称为acetam的火箭发动机新燃料。这种燃料能显著提高火箭的动力载荷效率和经济性,使用该燃料的运载火箭能将运往地球同步轨道的负载量提高近30%,同时增强高超音速宇宙飞行器的发射动力。使用新燃料的火箭发动机将逐渐取代煤油—氧发动机,发射成本每年可节约数十亿卢布。
8月,由俄地理学会组织的“北极浮动大学”科研考察活动正式启动。考察队前往法兰士约瑟夫地群岛进行生态环境考察,对两个岛屿展开环境清理,同时为俄罗斯水文气象和环境监测局收集重要数据,以便气象学家们对近期冬季天气作出最高准确性的预测。该考察活动得到了俄罗斯总统普京的赞赏,普京提议地理学会每年都组织浮动大学的北极科研考察活动。
9月,俄罗斯国家纳米技术公司决定向一家美国企业拥有的便携式移动电源项目投资2500万美元,以发展燃料电池技术。这种移动电源使用的燃料为储存在小盒中的液体丁烷,借助于化学反应可以通过USB接口向智能手机、平板电脑、电子书、MP3播放器等电子产品充电。与锂电池相比,这种基于燃料电池技术的便携式移动电源更为高效可靠。
10月,俄罗斯按照合同完成了对“国际热核聚变实验堆(ITER)计划”的首次供货,即提供环向场线圈所用的超导线。ITER装置是一个能产生核聚变反应的超导托克马克实验装置,被视为是人类解决未来能源问题的希望。超导线构成的环向超导磁体是ITER实验堆装置的关键部件之一。
法 国
用钴合成两种可替代铂催化剂的新材料;第二代生物燃料生产技术取得突破。
李钊 (本报驻法国记者)10月,原子能委员会、国家科研中心等机构研究人员成功合成两种可在中性环境下工作的钴催化剂,其中一种由钴纳米粒子组成,它具有两种不同形态,可分别对生成氢气和产生氧气的反应起催化作用。该催化剂可在两种形态间相互转换,成为不含贵金属的可转换催化剂。这种使用钴合成两种可以替代铂催化剂的新材料,使氢能源制取低成本化成为可能。
9月13日,法国生物技术公司Deinove宣布,成功分离出一种称作“奇球菌”的菌株,能在不需要酶、酵母或抗生素等添加剂的情况下,直接将复杂的生物原料分解成单糖并转化成乙醇。这种可用来生产第二代生物乙醇的细菌菌株,能简化生产过程并降低生产成本。
德 国
组建“可再生能源平台”;大力发展海上风场;LED/OLED技术发展迅速;推进国家电动汽车平台,扩建电动汽车加氢站。
李山(本报驻德国记者)4月,联邦环境部(BMU)组建了由“能源转型”政策实施过程中相关方共同参与的“可再生能源平台”。目前,德国由可再生能源生产的电力已占总电力供给的20%,而2020年的目标是35%。
德国风电装机总量接近3万兆瓦,已经成为德国最重要的可再生能源。其中,自2001年11月以来,德国共批准建设28座海上风电园,目前还有84座待批,而到2030年的目标是海上风电园装机容量达2500万千瓦。
不莱梅大学开发出一种智能控制系统,可以使风力发电设备更好地适应多变的风力强度,降低故障率。此外,德国还在进行高温超导(THS)输电试验,计划在埃森市中心两座变电站之间铺设世界最长(1公里)的高温超导输电电路。
欧司朗公司(OSRAM)制造出高性能蓝白光LED原型硅芯片,首次成功利用硅晶圆基板取代蓝宝石基板制作LED芯片;研究人员还研发出了新型超高亮度LED食品均匀照明技术以及可模拟风过云移、光线变幻的自然状态的特殊房顶光源;巴斯夫公司与飞利浦公司合作将透明有机发光二极管和太阳能电池技术用到汽车车顶照明中,使其既可作车辆透视天窗,又能利用太阳能进行充电;德国雷根斯堡大学在纯有机分子的基础上,利用成本低得多的材料研发出了“单线态收获”的新电致发光方法。
通过国家电动汽车平台(NPE)的稳步推进,重点加强电池的研究和开发。相关创新包括德国人工智能研究中心研发的模块化智能电动汽车,以及弗劳恩霍协会研发的,可在45分钟内将常用的电动汽车电池充电至80%,并可集成到电动车上的三段式充电装置;德国开始扩建电动汽车加氢站,将从现有的14座扩建到50座。从而初步形成网络化覆盖,能够为全国多达5万辆的氢燃料电池汽车提供加氢服务。
最大的生物炼油示范厂投入运行,利用生物技术实现了秸秆粉碎到植物纤维酶分解到糖发酵的完整转换过程,年产1000吨乙醇,且碳排放呈中性。
研究人员开发出水体细菌和微生物快速检测新技术,可直接在现场使用,一个小时内即可检测确定水体内细菌和微生物含量;在开发二氧化碳微生物转化技术方面取得阶段性成果,从褐煤发电厂烟道中筛选出29种能高效转化温室气体并具有良好成长性的微生物。
日 本
首次观测解析海下深层部分温度;建设海上浮动式风力发电基地;核发电回归为零;将实施“海洋温度差发电”项目。
葛进 (本报驻日本记者)气象厅通过对深层次海水的观测解析,证明伴随地球暖化,海面至水深700米的海水水温正在以每10年0.02摄氏度的速度上升。这是世界上首次对海面下深层次部分的温度进行观测解析。
由日本经济产业省主导,日本11家企业与大学合作,计划在距福岛县海岸20到40公里建设一座海上浮动式风力发电基地。该基地的建设分两个阶段,建成后的总发电量可达到1万6000千瓦。
5月7日,位于北海道的泊核电站停止运行,自1970年来日本核发电回归为零。虽然7月日本核电站又开始运行,但此次停运显示了日本弃核的决心,也为未来逐步降低核电比例埋下伏笔。
7月,神户市宣布通过与制酒公司以及食品公司的合作,该市下水处理厂能够用这些公司提供的食物加工残留物与淤泥混合,从而生产出可供3000户家庭使用的生物燃气。
在冲绳县久米岛町将开始实施“海洋温度差发电”项目,即利用水温较高的表层海水与较冷的深层海水的温差发电。其将在2013年3月前建立起小型实证设备,同时研究降低这种发电方式成本的方法以及探讨未来建立海上发电站的可能性。
宇宙航空研究开发机构通过水循环变动观测卫星“水滴”的数据发现,覆盖北冰洋海面的海冰9月达到观测以来最小面积,约349万平方公里,仅为上世纪80年代平均值的一半。
新能源产业技术综合开发机构联合日本企业和美国新墨西哥州政府,开始在美国新墨西哥州进行“灵巧电网”实证项目运行试验。该项目被称为下一代电力网,目的是配合供电不稳定的再生能源开发。由于整合了信息通信技术,该电网可以灵活对电力需求和供给进行调节。
气象厅发布统计数据显示,9月的世界平均气温比往年要高0.24摄氏度,是自1891年有记录以来的最高气温。分析认为,气温升高的原因主要是温室气体的浓度上升以及气候异常变化频率的不断增加。
韩 国
首次发现可大规模储存二氧化碳海洋沉积层;提高可再生能源义务配额;开发出海洋生物氢气技术。
薛严 (本报驻韩国记者)5月,国土海洋部表示,首次发现可大规模储存二氧化碳的海洋沉积层。该部有关人员表示,此次发现的沉积层位于蔚山以东60至90公里的大陆架附近,深度在800米至3000米之间,二氧化碳储存量可达51亿吨。韩国政府表示,掌握该地区具体地质结构后,将于2015年前决定是否将其确定为二氧化碳的储存场所。
6月,知识经济部表示,政府将建设100兆瓦太阳能设备,推进太阳光产业的发展。计划将可再生能源义务配额从2012年的230兆瓦提高到2013年的330兆瓦。此外,将对消耗电力较多的法人实行义务使用一定比重的可再生能源制度,同时对相关产品研发企业提供出口退税等激励措施,让其更容易获得出口保函。该部门还表示,太阳光项目综合研发中心将在未来5年投入1500亿韩元(约合人民币8.3亿元)开发有关技术和产品。
7月,国土海洋部表示,海洋研究院首次开发出海洋生物氢气技术,即利用生活在太平洋深海海底的微生物“超嗜热古细菌”将一氧化碳转换为氢气。该技术既能减少一氧化碳排量,又能生产氢气,其效率最高可达目前采用的厌氧细菌的15倍。这是该国在世界上首次开发出利用深海微生物将一氧化碳转换为氢气的技术。如果2018年前实现商用化,预计每年可以生产1万吨氢气,供5万辆氢燃料汽车运行一年。
以色列
将新能源产业和水技术并列为“以色列新技术”计划;举办“以色列新能源展”;开发出用细菌既处理污水又发电技术。
冯志文 (本报驻以色列记者)政府鼓励居民使用新能源,全国家用热水热源93%都是采用太阳能,普及率全球第一。太阳能光伏发电站发展也非常迅速。
9月在特拉维夫市举办的“以色列新能源展”为新能源的发展起到了积极推动作用。主要关注光伏、太阳能热能技术、风能、生物质能以及效能议题等,共有40多个国家的100多家展商参展。
Emefcy公司开发出一种高效污水处理技术,用带电细菌处理污水,处理的同时可以发电。该公司因为该技术被选定为纽约第五次年度能源财经峰会“2012年新能源先锋”的10家公司之一;被誉为世界海水淡化先导的以色列IDE公司独家拥有低温多效与反渗透两项技术,凭借投资少、耗能低、造建周期短等优势占据了全球90%的海水淡化市场。
在建的Soreq海水淡化厂将是世界上最大的海水淡化厂,年生产量1.5亿方水。2013年以色列将每年通过海水淡化生产5亿方的生活用水,届时以色列全国35%的生活用水将来自海水淡化。
以色列发明的节水灌溉系统将农业用水的利用率提高到70%到80%,该技术的发明人丹尼尔·希勒尔因在干旱地区开创性的使用滴灌技术而获得世界农业领域的“诺贝尔奖”——2012年世界粮食奖。
南 非
开征轮胎税;履行《综合资源规划2010》;推出“可再生能源独立发电厂商计划;批准碳捕获与封存路线图;政府“放行”页岩气勘探。
李学华 (本报驻南非记者)为加强废旧轮胎管理而推出新举措:从2月1日起,将对所有本地制造或进口的轮胎征税,税率为2.3兰特/公斤。此项新税所得将用于废旧轮胎的回收利用。环境部最终选取“南非回收与经济发展倡议公司(REDISA)”提交的方案作为解决废轮胎问题的新模型在全国推行,要求所有与轮胎有关的企业,必须对照REDISA方案进行调整,使自己的经营活动符合其要求。违反规定者将面临最多10万兰特或入狱3年的处罚。
根据南非政府制定的《综合资源规划2010》,在2030年之前,南非要新建可再生能源发电能力为17800兆瓦。2016年之前是实施该规划的第一阶段,南非将新建可再生能源发电能力3725兆瓦,具体如下:风力发电1850兆瓦、太阳能光伏发电1450兆瓦、太阳能集热发电200兆瓦、生物质发电12.5兆瓦、生物沼气发电12.5兆瓦、垃圾填埋气发电25兆瓦、小型水电75兆瓦、最大发电能力低于5兆瓦的小型发电项目100兆瓦。
为吸引私人和国外资本投资电力建设,能源部推出“可再生能源独立发电厂商计划(IPP)”,邀请国内外投资者竞标。迄今已进行两轮招标,第一轮有28家公司中标,总共要新建发电能力1416兆瓦,合同投资额达470亿兰特;第二轮有19家公司中标,将新建发电能力1044兆瓦,预计投资280亿兰特。2013年还将有三轮招标,预计吸引总投资额将超过1000亿兰特。
5月,南非政府批准了由南非碳捕获与封存(CCS)研究中心建议的CCS路线图。该路线图将分为五个阶段:进行CCS潜力评估;编制CCS地理信息图册;进行二氧化碳注入试验,将在2016年前完成;2020年开始十万吨级项目示范;2025年实现每年封存百万吨以上二氧化碳的大型项目的商业化运行。前两部分现已完成。
由于,2011年初壳牌公司申请在估计页岩气储量为435万亿立方英尺的南非北开普省卡鲁盆地进行钻探,遭到了环保组织的强烈反对,南非政府被迫于2012年4月宣布暂停审议壳牌的申请。而9月在审议了一个跨部门专业委员会对水力压裂法进行的安全性评估后,南非政府决定解除对在卡鲁地区进行页岩气勘探的限制。专家称,页岩气的开采将使南非目前依靠煤炭的能源结构发生根本性的改变,为南非经济发展带来强大助力。
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