美国务卿布林肯呼吁在可再生能源领域追赶中国：「我们落后了」，意味着什么

美国：政府高度重视

美国是个生产大国，也是个消费大国。在一般人的印象中，美国人大手大脚，不重视节约。其实不然。美国人在个人生活中很节俭，在国家政策层面则一向重视发展循环经济。

早在上个世纪70年代末起，美国就制定了一系列以循环为目标的能源政策。此后虽不断调整，但其核心内容一直围绕三点：一是促进可再生能源的开发利用，二是充分合理利用现有资源，三是鼓励节能。

多年来，美国政府主要通过财政手段鼓励可再生能源的开发和利用。美国不仅拨款资助可再生能源的科研项目，还为可再生能源的发电项目提供抵税优惠。2003年，美国将抵税优惠额度再次提高，受惠的可再生能源范围也从原来的两种，扩大到风能、生物质能、地热、太阳能、小型水利灌溉发电工程等更多领域。

为了提高大众的环保意识，美国环境保护局与全国物资循环利用联合会专门开设了网点，向国民宣传有关再生物质的知识，成立“美国回收利用日”组织，将每年的11月15日定为“回收利用日”。美国各类环保组织经常举办各类活动，鼓励居民积极参与社区里的再生物质利用项目，购物时使用可循环利用的包装品，购买可以维修和重新使用的物品等。

川普称美国可能重返《巴黎协定》，我认为可能性还是很大的。

2017年6月1日，特朗普就在白宫宣布，美国将退出应对全球气候变化的《巴黎协定》。他称《巴黎协定》削弱了美国的竞争力，阻碍了美国经济的发展，而其他国家则从中获益。退出协定的决定符合美国经济利益。但之后，特朗普的“美国利益”却为此付出了颇为惨重的代价。

事实上，美国2017年遭受的气象灾害远不止于此——美国国家海洋和大气管理局发布报告说，2017年美国共经历16起单个经济损失超过10亿美元的气象灾害事件。这16个气象灾害事件包括一场干旱、两场洪水、一次寒潮、八次强风暴、三次热带气旋和一次波及多个地区的山火，导致至少362人死亡。所以2017年是美国气象灾害损失的“最大年”，飓风、山火和寒潮造成的经济损失达到3060亿美元，创历史最高纪录。

其实，当特朗普做出这一声明后，立马就遭到了国际社会广泛批评。联合国秘书长古特雷斯、法国总统马克龙等都认为美国此举是错误和令人失望的。在美国国内，特朗普也遭到反对声一片。在特朗普宣布退出《巴黎协定》之后，很快，白宫门口就聚集了众多示威者，他们中很多都是在华盛顿特区上班的人，一下班就直接前往白宫参与游行示威活动。

在美国宣布退出《巴黎协定》之后，美国的种种行为迹象可以看出美国有重返协议的意愿。美国国务院发声明称，美国仍承诺致力减排，并参与国际间的气候会议，若华府确定协议条款有利美国企业及工人，对再次加入协议持开放态度。

据报道，联合国发言人迪雅里克确认，秘书长古特雷斯已从美国驻联合国大使黑利接获通知书，古特雷斯欢迎美国致力重返协议，期待与华府合作，为后世建造可持续发展的未来。

美国国务院表示，美方将协助其他国家更有效使用化石燃料和发展可再生能源，并会参与制订《巴黎协议》指引的谈判。

《巴黎协议》去年11月4日生效，但规定列明参与国只能在生效3年后正式退出，加上过程需时1年，故美国最早将在2020年11月才可退出协定。有意见认为，美国国务院的声明显示出，川普为重返协议留有后路。

我们有理由相信，美国会重返《巴黎协定》，继续全球的环保事业。因为美国人不是外星人，是共生于地球的人类的一份子，他不可能脱离于我们生存的大环境超然存在。

相较于专业的科学刊物《自然》，《科学美国人》的定位更偏向于科普刊物，更加大众化。这本杂志并不采用类似《自然》杂志同行评审的方式审查稿件，而是提供一个公开论坛，呈现科学理论和科学新发现，其受众包括企业主、高级经理人、决策者和意见领袖，与《自然》的学术受众形成互补。

因此，这次评选的2019十大新兴技术也并不纯粹是学术领域最先进、最前沿的成果，还注重其与当前产业的结合。本次评选的标准包括以下问题：提名的技术是否有产生巨大社会和经济利益的潜力?他们能改变当前的生产方式吗?它们是否仍处于开发的早期阶段，但吸引了研究实验室、公司或投资者的大量兴趣?他们可能在未来几年取得重大进展吗?

经过4次虚拟会议，技术专家们评选出了以下10项近年内可能会迅猛发展的新兴技术：

1、生物塑料

生态环境是近年来的热点话。其中，塑料垃圾已经成了威胁世界生态的一大因素。根据世界经济论坛的数据，2014年，全球生产了3.11亿吨塑料，预计到2050年这一数字将增长2倍。然而，只有15%的塑料得到回收，剩下的大部分被焚烧、填埋，甚至直接被丢弃在大自然中。

由于传统的塑料难以降解，它们可能在自然环境中存在数百年，如果被投入海中，问题将更加严重——它们可能被海洋生物误食，再通过食物链进入人类体内。根据奥地利维也纳医科大学对志愿者粪便的观察，推测每人每年吃下约7.3万片微塑料。

塑料危机迫在眉睫，可能会推动生物可降解塑料产业的大发展，打造“循环”塑料经济。

所谓生物可降解塑料，就是指以淀粉等天然物质为基础在微生物作用下生成的塑料，其来源和转化的结果都是生物质。和从石化产品中提取的化学塑料一样，生物塑料也由聚合物(长链分子)组成，这些聚合物在液态时可以模压成各种形状。

早前的研究集中在如何用玉米、甘蔗或废油脂、食用油制成塑料，然而，其产物通常难以具备传统塑料的机械强度和视觉特性，因此难以大规模应用。不过，转机已经出现。最近科学家们开始研究如何用纤维素和木质素(植物中的干物质)生产塑料，以克服上述缺点。

纤维素和木质素是地球上最丰富的有机聚合物，是植物细胞壁的主要成分。

其中，木质素单体是由芳香烃环(aromatic rings)组成的，而芳香烃环也是在部分传统塑料提供机械强度的结构。木质素在大多数溶剂中不溶解，但研究人员找到了用离子液体将其与木材和木本植物分离的方法。类似于真菌和细菌的基因工程酶可以将溶解的木质素分解成其成分。

目前，业界已经聚焦这一突破，包括伦敦帝国理工学院旗下公司在内的不少生物技术公司都在这一领域投入了巨大力量。可以预计，只要解决成本和用地用水问题，这一产业将迎来爆发式的增长。

2、社交机器人

在工业、医学等领域，机器人已经在被广泛使用，但是这离人们对机器“人”的设想仍有很大差距。

不过，近年来人工智能(AI)技术的发展，让人类有机会把千百年来积累的心理学和神经科学知识转化成算法，让机器人不仅能识别声音、面孔和情绪，还能对复杂的语言和非语言线索做出合适反应。除此以外，他们未来还能人类进行“眼神”交流。总体而言，机器人正越来越像“人”，和人交流的能力越来越强。

因此，社交机器人具有良好的发展前景。事实上，相关产业已经初具规模。例如，软银机器人推出的“小辣椒”(Pepper)机器人已经出货超过1.5万。这种机器人已经可以识别人脸和基本的人类情感，能通过“胸部”的触摸屏进行对话，在全球各大酒店、机场、购物场所为客户提供引导和交流服务。

技术专家们对社交机器人产业增长的信心，还来自一个特殊领域——养老。全世界多个地区的老龄化趋势都在加强，这是机器人应用的绝佳领域，不少公司都盯着这块香饽饽。此外，消费领域和育儿领域也都有社交机器人存在的空间。

根据《科学美国人》预计，2018年，全球消费型机器人的销售额估计达到56亿美元，到2025年底，这一市场将增长到190亿美元，每年将售出6500多万台机器人。

3、微型光学设备

作为一个小众领域，光学行业的技术突破似乎没多少人关心，但事实上，相关产品的应用一直和我们生活息息相关。比如说，传统的玻璃切割和玻璃弯曲技术很难造出微小镜片，因此，手机摄像头的镜片为了对焦准确而堆叠起来后，让手机难以继续轻薄化。另外，显微镜等高级光学工具也受到了这种困扰。

工程师们发现了一种用金属取代玻璃，制造光学仪器的神奇方法。这种技术需要用到极薄的金属板，厚度小于1微米，在它的表面，工程师用纳米级别的工艺添加由不同的凸起和凹陷、穿孔。

当入射光线照射到这些位置时，光的偏振、强度、相位、方向等性质就会发生变化。通过精确定位纳米尺度的物体，就能确保金属材料发出的光具有选定的特征。这种“金属镜片”的最突出特点就是很薄，工程师完全可以用几个金属壳堆叠在一起做成小型元器件。

过去1年，科研人员在这一技术上取得了一项重大的技术突破，解决了新镜片的色差问题。这个问题来源于白光通过一个典型透镜成像时，不同波长的光线有不同的折射率，使不同的色光有不同的传播光路，从而呈现出因不同色光的光路差别而引起的像差。

新的金属镜片通过精确射击，可以将白光中所有波长的光线聚焦在同一点上，除了这种金属镜片本身无色差外，类似产品还有帮助其他产品纠正色差的潜力，可以消除图像扭曲、模糊、散光等问题。

更重要的是，除了减小光学元件尺寸外，金属化最终还会降低光学元件的成本。据悉，这种小型金属透镜完全可以用现成的半导体工业设备制造。这无疑是其被选为年度十大新兴技术的一大原因。

目前的问题是，以现有的技术，要精确地将纳米尺度的物件布置在厘米级别的芯片上，成本还是很高。同时，金属镜片暂时还无法做到玻璃透镜那么有效地透光。

在未来几年里，金属镜片可能会先取代玻璃镜片在一些小型简易设备——如内窥镜成像设备和光纤——中使用。这已经足够吸引人，至少谷歌和三星在这方面都已加以研究。

4、无序蛋白质

几十年前，科学家们发现了一类特殊的蛋白质，它可能是从癌症到神经退行性等一系列重疾的重要原因。

这种蛋白叫“固有无序蛋白质”(IDPs)，是一种无序蛋白质。所谓无须，是指它与细胞中常见的具有刚性结构的蛋白不同，没有稳定三维结构。因为没有稳定的状态，IDP经常作为“组件”，参与其他的各种生物反应，如DNA转录等。

研究成果表明，这种松散的结构使得IDP具有易结合、空间优越性和高度协调性的生物学优势，能够在关键时刻(如细胞对压力的反应)将各种各样的分子聚集在一起。然而，当它们的错误表达时，也可能造成细胞的变化，各种重疾将接踵而至，包括一些癌症和阿尔茨海默症都被认为与其相关。

尽管发现了相关机理，但在此之前，科学家对此是束手无策的。因为目前使用的大多数药物需要把稳定的蛋白质结构作为标靶，而IDP留给药物发挥作用的时间不够长，一些众所周知的可能致癌的无序蛋白质——包括c-Myc、p53和k-ras——都太难以捉摸了。

不过，2017年，这种情况出现了变化，法国和西班牙的科学家发现，经FDA批准的名为三氟哌啶(trifluoperazine，用于治疗精神疾病和焦虑症)的药物，可以抑制在胰腺癌中起作用的无序蛋白NUPR1。这一结果证明，瞄准并攻击处于“模糊”状态的IDP是可能的。

在此后的研究中，科学家大规模筛选评估了数千种药物。他们发现其中有不少可以抑制c-Myc的药物，还有一些分子可以作用于β-淀粉样蛋白等与阿尔茨海默病等疾病有关的IDP。

这一发现引发了产业界的热情。如今，生物技术公司IDP Pharma正在开发一种蛋白抑制剂，用于治疗多发性骨髓瘤和小细胞肺癌Graffinity Pharmaceuticals公司已经识别出了一种小分子，可以靶向作用于阿尔茨海默病病理相关的tau蛋白Cantabio制药公司正在寻找小分子来稳定参与神经变性的IDP。

5、控释肥料

为了养活世界上不断增长的人口，全球化肥的使用量势必要加大。但传统化肥不仅效率不高，而且对环境有巨大损害。

过去农民施肥就2种方法，要么是往田地里喷洒氨水、尿素等物质，给作物补充氮元素要么播撒碳酸钾或其他矿物颗粒，在与水反应时生成磷。但是用这2种方法，效率非常低，只有相对较少的一部分营养物质进入植物体内。剩下大量的氮会以温室气体的形式进入大气，而磷会流入水域，导致藻类等生物过度生长，造成经济损失。

在这种情况下，新型肥料应运而生。

过去，农业科学家们发明了一种被称为缓释肥料。他们把氮、磷和其他所需营养物质按照一定配比做成小胶囊，胶囊外壳的存在，减缓了水和内部营养物质结合的速度和营养物产物从胶囊中逸出的速度，让作物有时间充分吸收。

今年的新研究更进一步，将“缓释”变成了“控释”，也就是可控释放——通过复杂的材料和制造技术制作调整外壳，使得营养物质可以随土壤温度、酸度或湿度的变化而释放。目前这一技术已经有了初步成果，例如海法集团推出的控释肥料和温度挂钩，当气温升高时，作物生长速度和肥料释放速度同步提升。

业内人士普遍表示，在未来的“精准农业”中，控释肥料是不可或缺的一环。按照设想，控释肥料将结合数据分析、人工智能和新型传感器等技术精确投放，从而提高作物产量，最大限度地减少养分的过度释放。不过，由于其他几项技术需要大量资金投入，需要较长时间，控释肥料可能是未来几年最先兴起的环节。

6、远程呈现(Telepresence)

在电影《王牌特工》中有一个场景，当主角带上高科技眼镜后，原本空荡荡的房间内就坐满了人，而在场的这些“人”实际上都是在远方的人投射的虚拟形象，这就是典型的远程呈现场景。

就像Skype和FaceTime等视频通话应用从商业领域进入大众市场，大规模多人在线游戏从根本上改变了人们在互联网上的互动方式一样，协作式远程呈现技术可能会改变人们在商业内外的虚拟互动方式。

想象一下，一群人在世界不同的地方流畅地互动，甚至能够感受到彼此的触摸。这种协同远程呈现可能会改变未来人们的生活方式，使物理位置变得无关紧要。

若干领域的进展使这一前景成为可能。首先是AR/VR技术渐入佳境，根据前瞻产业研究院整理的数据，高端VR设备市场近年持续增长，VR技术也开始由个人应用向工业、教育、医疗、零售等行业的企业级应用渗透。

其次，全球正飞快建设5G网络，未来的数据传输能力得以保障，而且没有延迟时间。新技术的应用将使VR产品的延迟减少近10倍，网络效率提高100倍，为消费者远程感受场景提供保障。远程传输不可能完成消除延迟，但是预测性AI算法可以弥补这一缺陷。

此外，创新者还在完善远程交互的相关技术，比如触觉传感器，让人们能够感受到他们控制的机器人触摸到什么。

《科学美国人》表示，远程呈现技术所需的一切都已准备就绪，相关产业将在3到5年内迎来变革式发展。例如，微软等公司在技术上下功夫，预计到2025年，这些技术将支撑一个价值数十亿美元的产业。

7、区块链追踪技术

据世界卫生组织统计，每年约有6亿人食物中毒，42万人死亡。而疫情爆发后，调查人员还要花几天到几周的时间来追踪源头。在此期间，更多的人可能会因此受害，许多食物可能会被不加分辨地处理掉。

要减少乃至杜绝食物中毒和食物浪费现象，区块链技术的应用至关重要。

区块链是一种分布式记账系统，它的分录按顺序记录在存储在多个地点的计算机上多个相同的“分类账”中，这种冗余布置使得篡改任何一本“账簿”，都不会对整个系统的记录造成影响，从而创建了一个高度可信的交易记录。

通过将种植者、分销商和零售商集成在一个公共链上，就能创建一套关于给定食品在端到端供应链中的可信路径记录。有了这项记录，零售商、餐馆等可以立即将受污染的食品从流通中移除，精准销毁有问题的库存商品。

早前，IBM已经研发出了基于区块链的云平台——IBM Food Trust，而且已经有大型销售商采用，比如家乐福、沃尔玛、山姆会员店、艾伯森公司、史密斯菲尔德食品公司等。在一项测试中，沃尔玛在几秒钟内查出了一件“受污染”商品的来源，这在过去可能要花几天时间。

8、新型核反应堆

福岛之后，全世界的人对核能闻之色变，许多国家的核电项目下马，核能技术发展陷入低谷。但是，随着近年来碳排放之类的问题热度渐起，核能作为清洁能源的典型，其发展重新被提上了议程。

过去几十年，主流轻水反应堆的原理是将二氧化铀的小颗粒堆积在由锆合金包裹的长圆柱棒内。锆可以让芯块中裂变释放的中子穿过，从而维持核裂变反应的延续。

问题是，如果控制失效导致锆过热，它会与水发生反应产生氢气，而氢气会爆炸。这种情况导致了世界上最严重的2起反应堆事故——1979年美国三里岛发生的爆炸和部分熔毁，以及2011年日本福岛第一核电站发生的爆炸和辐射泄漏都是因为这个原因。

目前，核能巨头西屋电气和法玛托姆都在开发所谓的耐事故燃料，降低燃料过热的几率，即使过热也只会产生很少，甚至不会产生氢气。有一种方向是改进锆合金包裹层，减少反应。还有的企业试图用不同材料取代锆和二氧化铀。

据报道，这种新技术并不需要对现有的反应堆做大幅改动，因此可以从现在开始逐步投入使用。不过，《科学美国人》提到，美国的核电已经被叫停，德国等许多发达国家也有重重限制。要让新一代核电技术开花结果，可能要靠俄罗斯和中国做表率。

俄罗斯还在部署其他安全措施国有企业俄罗斯国家原子能公司(Rosatom)最近在国内外安装了较新的“被动”安全系统，即使核电站断电、冷却剂无法有效循环，这些系统也能抑制过热现象。西屋电气和其他公司也在其最新设计中加入了被动安全特性。

还有制造商在试验“第四代”反应堆模型，该模型使用液态钠或熔融盐代替水来转移裂变产生的热量，从而消除了产生危险氢气的可能性。据报道，中国计划在今年将一座示范性氦冷反应堆接入电网。

9、DNA数据存储

根据软件公司Domo的数据，2018年，全世界人每分钟会在谷歌进行388万次搜索、在YouTube上观看433万个视频、发送159362760封电子邮件、发布47.3万条推特、在Instagram发布4.9万张照片。

据估计，到2020年，全球每人每秒将产生1.7MB的数据，全年就是418MB。以世界人口78亿计算，这么下去，目前存储0和1的磁性或光学数据存储资源将在1个世纪内耗尽。此外，运行数据中心需要消耗大量的能量。简而言之，我们将面临严重的数据存储问题，随着时间的推移，这个问题只会变得更加严重。

有一种听上去很神奇的存储技术正在发展：基于DNA的数据存储。

DNA是生命信息存储的材料，它由长链的核苷酸A、T、C和g组成，按照不同排序存储数据。无论是对其进行常规排序(读)、合成(写)和精确复制，都相当简单。另外，DNA的稳定性也足够高，比如说，现在的人还能对50多万年前的化石进行完整基因组测序。

真正值得关注的是DNA的存储容量。DNA能以远超过电子设备的密度，精确、大量地存储数据。例如，根据哈佛大学学者早前发布在《自然材料》杂志的计算结果，大肠杆菌的存储密度约为每立方厘米1019字节。也就是说，一个边长约1米的DNA立方体就可以很好地满足全世界目前1年的存储需求。

这一设想不只停留在理论上，2017年，丘奇在哈佛大学的团队采用了CRISPR技术，将人类手的图像记录到大肠杆菌的基因组中，之后又成功读取，准确率超过90%。近期，华盛顿大学和微软研究院联合开发了一套系统，可以自动书写、存储和读取DNA编码的数据。

当前，如果要与传统电子存储方法竞争，读写DNA的成本需要进一步降低。不过，即使DNA存储无法快速普及，它也几乎肯定会被用于某些特定行业。

10、可再生能源储存

过去几年间，风能、太阳能设备成本直线下降，全球对降碳的重视程度日益提高，促使全球发电结构发生了巨大变化。据美国能源情报署(EIA)的数据，10年间，美国可再生能源发电量翻了1番。而在未来2年，风能、太阳能和其他可再生能源仍是电力组合中增长最快的部分。

现在人们面临的问题是，没有与之相适应的储能方法。

当前主流的清洁能源发电手段，都相当不稳定。以年为尺度，风电春秋冬发电多，夏季发电少，太阳能夏秋发电多，春冬发电少以天为尺度，风电早晨傍晚发电多，中午午夜发电少，太阳能白天发电多傍晚和晚上不发电。

这样的特性，如果不经处理接入电网，就给电网带来巨大的不稳定性，夏季用电多，风电跟不上，晚上用电多，太阳能发电亦无法满足需求。

因此，必须先把不稳定不持续的一次能源先通过积累存储送进储能系统，再通过适合电网运行的方式接入电网。

几十年来，抽水蓄能是世界主要的大规模蓄能方式之一。其原理非常简单，就是造水库。当发电量较高，电力充足时，开动抽水机把水抽到处于较高位置的水库。等到需要发电时开闸放水，水流经过沿途的涡轮，带动涡轮旋转发电。这种方法原理简单，而且行之有效，但是有大问题，一是造水坝很贵，二是对地形依赖大，很难普及。

因此最近一两年，朝电池技术攻关成为业界新热点。EIA称，到2019年2月，美国公用事业规模的蓄电池储能规模已经从10年前的区区几兆瓦跃升至866兆瓦。据伍德麦肯锡估计，从2018年到2019年，储能市场增长了1倍，而从2019年到2020年将增长2倍。

锂电池技术将成为未来5-10年能源行业新风口，这是业内的共识。届时，我们或许可以看到，锂电池系统能够储存4-8个小时的能量，足够将白天太阳能发的电供应给傍晚的用电高峰期。

问题在于，这可能就是锂离子电池的极限了。要让可再生能源在发电系统中真正扛大梁，必须有更好的储能系统和更强的调动能力，科学家必须实现对锂离子电池技术的超越。

目前可能的方向包括液流电池和氢燃料电池。目前业界有不少公司正在攻关，还有一些已经拿到了投资，但遗憾的是，暂时没有可以大规模量产使用的成品呈现出来。EIA称，到2017年底，美国只部署了3套大规模的流电池储能系统，而公用事业规模的氢动力系统仍处于示范阶段。

不过，随着全球减排的压力越来越大，在可再生能源市场发展的推动下，储能技术进步和火热是板上钉钉的事。

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自奥巴马签署以发展新能源为重要内容的经济刺激计划以来，美国政府在短短半年内动作频仍：加大对新能源领域的投入，制定严格汽车尾气排放标准，出台《美国清洁能源安全法案》，外界将此视作奥巴马的“绿色新政”。

2015年8月3日，奥巴马在白宫东厅推出终极版《清洁电力计划》，提出到2030年发电厂碳排放目标将在2005年基础上减少32%。相比前年美国环保局发布的计划草案小幅提高了减排标准，扩大了各州实施计划的灵活性，同时还增加了对可再生能源的扶持力度。白宫认为，新的《清洁电力计划》将为年末巴黎气候变化峰会的成功提供新动力。

2015年11月，奥巴马出席了巴黎气候变化大会，奥巴马试图在峰会上就应对气候变化取得实质性成果，以兑现他在7年前参选承诺，并令相关政策成为他的政治遗产。 12月13日，来自196个国家的谈判代表通过了历时6年的《巴黎协定》，该协定被视为1997年《京都协定书》之后国际社会在应对全球气候变化领域达成的最重要协定，将为2020年后全球应对气候变化行动作出安排。

美国莱斯大学总统历史学家布尔克斯称，奥巴马是首位在气候变化问题上建立“道德权威”的总统。若奥巴马成功在国内外推行气候议程，气候政策将成为他政治遗产的核心及灵魂。 从竞选总统开始，奥巴马一直强调必须彻底改革医疗体系。在执政后，更将医改作为国内“新政”的主要工程之一。在推行改革的过程中，奥巴马吸取了20世纪90年代克林顿执政时期医改失败的教训，采取了一些新策略。

奥巴马的医疗改革计划要达到3个目标，给已有保险的人提供更多安全保障；给没有保险的人提供在他们经济支付能力范围内的选择；缓解医疗保健体系给美国家庭、企业和政府带来的开支增长。

2010年2月22日，奥巴马公布了新的医疗改革方案。新医改方案将使超过3100万目前尚未获保的美国人拥有医疗保险。该计划在实施后第一个10年内将使美国政府预算赤字减少1000亿美元，在第二个10年内减少约1万亿美元。3月3日，奥巴马公布了经过修改的最终版本医改提案。3月23日，奥巴马签署了《平价医疗法案》。

2015年6月25日美国最高法院以6票对3票做出支持奥巴马医疗保健法案的裁决。美国最高法院大法官约翰·罗伯茨宣布裁决时表示，国会通过医改法案意在改善医疗保险市场，而非毁掉这一市场。根据2010年通过的奥巴马医改法案，各州可以建立本州医保交易平台，也可使用联邦政府提供的医保网络交易系统。

医疗改革是奥巴马执政以来重点发力的政策，遭遇了共和党的重重阻挠，最高法院在三年内两次驳回了对医改法案的法律挑战，成功保住了这项政治遗产。

最高法院裁决宣布后，奥巴马在白宫发表讲话说，裁决让医改法案得以继续，将帮助每名普通美国民众获得医保，而不会让医保成为少数人的特权。

2015年数据显示，共已经有1170万人签署参加奥巴马医改。登记参加医疗补助计划的人数更是飞升至7000万，自2013年年中以来增幅高达20%。未投保的美国人比例降至历史最低的10%，医保价格增长放缓，显示出医改的可持续性。 2009年3月，奥巴马在其教育改革演讲中，阐述美国的繁荣不在于拥有多少物质财富，而在于后代拥有良好的教育，他认为教育是“美国繁荣的根源”，是成功的先决条件。

奥巴马在教育方面基本遵循布什政府的现有教育框架，但提出了“0岁至5岁教育计划”和“美国机会税收优待计划”两项新主张。前者指每年由联邦政府拨款100亿美元资助各州学前教育的普及，为所有学龄儿童提供平等教育机会；后者以降低大学生的学费为主旨，为他们提供学费资助，但受资助的大学生必须以从事无偿的社区服务作为条件。对布什政府的教育法案《有教无类法案》作了多项改进，强调学生的教育质量与教师业绩挂钩，改革为考试而教学的弊端，倡导教育科目要全面，对失败学生更多关怀，增加教育经费等；大幅度减少联邦政府对学校教育方针的影响，将评估标准的制定权交给州政府或地方政府；他对公立学校的现有状况并不满意，要求各州增加对特许学校的拨款，支持特许学校的发展，但其成效还有待时间检验。联邦政府教育资金的发放将从依照评估标准分配转变为以竞争的方式争夺。另外，他认为为提高美国在国际上的长远竞争力，必须强化国民教育，提高学校教育质量，将降低高中学生辍学率作为国家的重要任务。关于教师待遇问题，他主张实行绩效工资制，提出加强教师聘用、培训、留任及奖励的优惠计划。

2015年12月10日，奥巴马在白宫签署了“每个学生都成功”法案(“Every Student Succeeds Act”，ESSA)，取代之前的“有教无类法”(另译为“不让一个孩子掉队法”，No Child Left Behind Act ，NCLB)，为全美公立学校确立新责任路线。奥巴马表示，新的“每个学生都成功”法案减少对标准化考试和统一任务的依赖，确保美国的教育系统让每一个孩子在高中毕业之时已经为升学或就业做好准备。新法保留了基本考试要求，但删除了取决于学生成绩的奖惩措施。新法案有利于促进落后者进步，缩小“分化”的程度；对于不同地方、社区、学校的适应将更加灵活；英语学习者也将拥有更多可以利用的项目和资源。 奥巴马就任总统后，要求美国中央情报局将追捕基地组织首脑奥萨玛·本·拉登作为首要任务。

2011年5月2日凌晨1时30分（当地时间），奥巴马下令海豹突击队对本拉登住所进行突然袭击，并将其击毙，并掳获大量重要文件。拉登被击毙后，奥巴马在美国的民众支持率曾一度急升了6个百分点，但这一现象未能持续，而是慢慢回落。 2015年6月26日，美国最高法院以5比4的投票结果裁定同性婚姻合乎宪法。支持同性婚姻的大法官肯尼迪在主要意见书中写道，婚姻是两个人结合的最高形式，它代表着爱、忠诚、奉献、牺牲和家庭。同性伴侣的结合会让他们变得更加伟大。他表示，有人认为同性婚姻是对婚姻的不尊重，这种观念是一种误读，同性伴侣尊重婚姻。

在最高法做出裁决后，奥巴马与奥博格费尔通电话，他说，“我想对你表示祝贺。你的努力改变了这个国家。”当晚，白宫上演彩虹灯光秀以示庆祝，纽约帝国大厦也点亮了彩虹灯。奥巴马当天中午在白宫玫瑰园发表讲话，对裁决表示欢迎。奥巴马说，这一裁决不仅是奥博格费尔和其他原告的胜利，也是全体同性伴侣及其子女的胜利，更是美国的胜利。这也同样成为奥巴马政府的又一次胜利，并可能对2016年美国大选产生有利于民主党候选人的影响，前国务卿希拉里在其2015年6月13日正式参选演讲中就支持同性恋婚姻权利。

《华盛顿邮报》2015年4月的数据称，61%的美国人支持同性婚姻，《华尔街日报》认为，科技、媒体和社交网络的发展，以及对亲朋好友的了解，让美国人重新审视自己对同性恋的态度。 2014年7月30日，美国国会众议院以225票赞成、201票反对的表决结果通过议案，正式授权众议院议长博纳对总统奥巴马滥用行政权力提起诉讼。

2014年11月21日，美国国会众议院议长博纳宣布，奥巴马政府在落实医改法案过程中行使了“超出宪法赋予的权力”，众议院已就此正式向法院提起诉讼。博纳说，众议院当天上午在首都华盛顿联邦法院正式起诉奥巴马政府，把卫生与公众服务部部长伯维尔和财政部长雅各布·卢列为被告。起诉书列举了“两宗罪”，包括奥巴马政府“两次推迟实施”医改法案中关于雇主必须为雇员购买医疗保险的条款，奥巴马政府违规使用联邦账户资金向保险公司支付1750亿美元，上述两项均属“非法”。博纳表示，此举是要捍卫美国宪法权威，并非出于一党私利。议案发起人之一、众议院法规委员会主席萨森斯则表示，奥巴马“已经走得太远”，无视宪法要求，选择性地执行法律。

众议院少数党领袖佩洛西对起诉一事反应强烈。她说，美国人民希望国会帮助增加就业、扶持中产阶级，共和党却选择花每小时500美元的律师费起诉总统，诉讼将遭遇“尴尬的失败”。 2015年12月18日，在白宫举行一年一度的年终记者会，美国总统奥巴马在新年献词中誓言，于2016年解决枪械暴力问题，并定下4日新年第一天开工时，就召见司法部长洛丽塔·林奇，讨论如何绕过国会来应对枪械暴力这个棘手问题。

2016年1月5日，美国总统奥巴马在白宫就控枪举措举行新闻发布会。奥巴马宣布一系列控枪举措，以期望通过行政手段遏制美国频发的枪支暴力犯罪。他同时敦促美国国会在控枪问题上有所作为。奥巴马宣布，所有枪支售卖者都将被要求获得经营许可，并对购枪者进行背景审查，否则将受到刑事处罚。美国政府将雇用更多检查人员参与购枪者背景审查工作，增加200名探员以加强枪支安全相关法规的执法力度，并投入5亿美元用于精神疾病的治疗。奥巴马表示，美国是世界上唯一的枪支暴力案件频发的发达国家，每年有超过3万人死于枪下，因此控枪问题刻不容缓。 2016年1月12日晚，美国总统奥巴马进行其总统任期内的最后一次国情咨文，也是其第七次进行国情咨文。奥巴马表示，美国的外交政策必须着重于打击“伊斯兰国”和“基地”组织的威胁，但同时强调，美国应避免做“世界警察”，而是动员全世界的力量进行合作。

奥巴马在演讲中称，美国政府最高优先级的任务，是保护美国人民，并打击恐怖主义网络。“伊斯兰国”和“基地”组织都直接威胁到美国人民的安全。他表示，伊斯兰国(IS)极端分子是“必须铲除、缉捕并摧毁的杀手和极端分子”。 2015年7月14日，伊朗核问题六国（美国、英国、法国、俄罗斯、中国和德国）与伊朗终于达成了历史性的伊朗核问题协议。各方历经一年半多时间的谈判，为解决延续了12年的伊朗核问题达成了政治共识。奥巴马表示，伊朗核协议的达成表明，外交能够带来真正的改变。奥巴马感谢英国、法国、德国、俄罗斯、中国与欧盟为达成协议所做的努力，称协议阻止了核武器在地区的扩散，使世界变得更加安全。这份具有“历史意义”的协议也成为奥巴马一个重要外交遗产。

协议由正文及五个技术附件组成，涉及核、制裁、民用核能合作、联委会及实施等内容。协议将确保伊朗核项目用于和平目的，伊朗确认绝不寻求发展或获取任何核武器。伊朗将确保铀浓缩提取在300公斤以内，提取浓度在3.67%以内，离心机的数量将从约1.9万台减少至6104台。该协议还包括取消联合国安理会、多边及单边各国因伊朗核问题而提出的制裁措施。协议实施后，对伊武器禁运最长将可维持5年，对伊弹道导弹技术转让禁令最迟在8年后取消。国际核查人员不能随意获得授权核查伊朗敏感设施，包括军事基地。伊朗有权对国际核查人员的核查要求提出异议，一个由伊朗和六国人员组成的仲裁机构将对有关争议作出裁决。

根据伊朗与伊核问题六国2013年11月达成的阶段性协议，伊朗同意在2014年7月20日前就其核计划作出妥协，西方国家则相应减轻对伊制裁，各方同时寻求通过谈判达成全面协议。由于分歧严重，各方将谈判期限延长至2014年11月，后又推迟至今年6月底。今年4月2日，六国与伊朗达成一项伊核问题框架性解决方案，为最终达成一项全面协议确立了基础。 2009年3月10日，美参议院通过一项关于部分解除美国对古巴制裁的议案，修正了极具争议的对古巴禁运法。同年4月，奥巴马宣布一系列放宽对古巴限制措施；

2013年12月10日，奥巴马在南非约翰内斯堡出席曼德拉官方追悼会，并与古巴领导人劳尔·卡斯特罗握手致意。这是美国与古巴关系敌对半个多世纪来，两国领导人第二次握手。

2014年12月17日，美古最高领导人分别发表讲话，宣布将就恢复两国外交关系展开磋商；

2015年5月29日，美国国务院宣布从即日起将古巴从“支持恐怖主义国家”黑名单中去除；

2015年7月20日，美古在双方首都重开大使馆；

2015年8月14日，国务卿克里访问古巴，这是自1945年以来美国国务卿首次访古；

2015年12月11日，美古宣布将恢复两国之间中断半个多世纪的直接邮递服务；

2016年2月16日 美古正式签署两国商业航班通航协议，允许美国航空公司开通直飞古巴的商业航班；

2016年3月20日下午，奥巴马夫妇及两个女儿，在美国国务卿克里、4位部长、23位议员和多位企业家等陪同下乘专机抵达古巴首都哈瓦那，开始为期3天的访问，成为1928年以来首位访问古巴的美国在任总统。 期间，奥巴马游览了哈瓦那老城；会见古巴大主教海梅·奥特加；向古巴民族英雄何塞·马蒂塑像敬献花圈；于革命宫与古巴领导人劳尔·卡斯特罗举行正式会谈并出席古巴国宴；于哈瓦那国家大剧院向古巴人民发表演讲；在美国驻古巴大使馆会见古巴人权活动家、公民社会代表；观看美国佛罗里达州坦帕湾光芒棒球队与古巴国家棒球队的友谊比赛。奥巴马呼吁美古和解，“放下过去，展望未来” 。奥巴马的访问意味着“埋葬冷战最后的残留”。