林业生物质能源产业迎来巨大发展机遇
文/段劼 李海英 贾黎明
近期,国家发改委连续发布了《“十四五”生物经济发展规划》(以下简称《生物经济规划》)和《“十四五”可再生能源发展规划》(以下简称《可再生能源规划》)。《生物经济规划》是我国首部生物经济五年规划,也是“生物经济”概念的首次提出,聚焦面向人民群众在医疗 健康 、食品消费、绿色低碳、生物安全等领域更高层次需求和大力发展生物经济的目标。生物能源是《生物经济规划》中的战略性新兴产业,与生物医药、生物农业、生物安全一起被列为生物经济的四大重点发展领域。《生物经济规划》中提到,发展生物能源对维护国家能源安全、粮食安全、生态安全,实现乡村振兴与绿色发展具有重要意义。《可再生能源规划》中指出发展生物质能源对于碳达峰和应对气候变化具有重要作用,是保障国家能源安全的重要选择,是我国生态文明建设、可持续清洁能源发展、建设生态宜居美丽乡村的客观要求。林业生物质能源发展正处于大有可为的战略机遇期。
林业生物质能源产业是生物经济与可再生能源的重要组成部分
《生物经济规划》中将生物能源定位为生物经济的支柱产业,目标是推动化石能源向绿色低碳可再生能源转型。《可再生能源规划》明确提出了将推动林业生物质能源多元化开发,包括生物质发电、生物质能清洁供暖、生物天然气和非粮生物质液体燃料四种类型,与《生物经济规划》中提到的生物能源领域产业发展类型一脉相承。此外,《生物经济规划》还明确了林业生物能源领域产业发展可采取的工程路径,包括:定向选育、推广和应用高产、高抗、速生的油料和能源林新品种,因地制宜开展生物能源基地建设,加强热化学技术创新,推动高效低成本生物能源应用在有条件的区域开展纤维素乙醇、生物柴油、生物天然气产业示范,打通生物质原料收集等重要环节,提高生物燃料生产规模建设以生物质热电联产、生物质成型燃料及其他可再生能源为主要能源的产业园区支持有条件的县域开展生物质能清洁供暖替代燃煤,稳步发展城镇生活垃圾热电联产,推进生物质成型燃料、沼气等生物质能清洁取暖在有条件的地区开展生物柴油推广试点,推进生物航空燃料示范应用。
我国国情特殊,富煤贫油少气,当前原油对外依存度超过70%,能源安全问题突出。同时,我国人口基数大,18亿亩耕地的红线不能突破,发展生物质能源不可能像国外一样使用粮食原料,必须以“不与人争粮、不与粮争地”为原则。依托我国46亿亩林地发展林业生物质能源是最佳选择,可以促进对化石能源的加速替代,保障国家能源向低碳、零碳方向发展,同时兼顾生态、粮食、能源和 社会 多重效益。
林业生物质能源具有可再生、储备量大、能值高、绿色低碳、能源转化类型多、安全等特点,是生物经济产业和可再生能源的重要组成部分,是绿色低碳能源银行。林业生物质能源不仅能促进实现碳中和,部分产业还可实现负碳排放。两个《规划》是在我国迈向“双碳”目标和第二个百年目标的背景下提出的,为我国林业生物质能源提供了巨大的发展机遇。
北林能源中心致力林业生物质能源产业发展
自2013年以来,依托于北京林业大学“国家能源非粮生物质原料研发中心”和“林业生物质能源国家国际 科技 合作基地”等科研平台,在国家自然科学基金、 科技 部 科技 基础资源调查专项和国家国际 科技 合作项目等支持下,北林林业生物质能源研发团队经过10年多系统研究,助力“能源林”写入新版《森林法》,牵头编制了《能源林培育技术规程》《油料能源林培育技术规程》和《纤维素乙醇能源林培育技术规程》等3项林业行业标准,协助国家林草局生物质能源办起草发布了刺槐、灌木、文冠果、元宝枫、欧李、山桐子等7项能源原料林可持续培育指南。在高能效先进生物质原料林可持续经营技术和“林油一体化”产业可持续发展模式等方面取得了重要标志性科研成果,为落实两个规划奠定了雄厚的技术基础。
(1)高能效先进生物质原料林可持续经营技术
为解决限制我国林业生物质能源产业发展原料短缺这一瓶颈问题,在 科技 部国家国际 科技 合作项目和教育部重大项目培育项目等的支持下,北林团队以刺槐、柠条、沙棘、沙枣、胡枝子、紫穗槐、三倍体毛白杨B301、欧美107杨、文冠果、无患子、黄连木等11个主要能源原料树种为研究对象,创新形成了高能效先进生物质原料林可持续经营技术。团队基于雄厚的前期研究基础,依托 科技 部“林业生物质能源国家国际 科技 合作基地”,与德国哈尔博格学院、西班牙马德里理工大学等一流高校的相关机构,围绕燃料型、燃油型能源原料林可持续经营技术开展了务实合作,形成了刺槐和杨树能源林高密度超短轮伐培育技术体系,生物质收获量比原有培育模式提高20%以上;形成了立地-树种(品种)适配、合理密度确定、平茬复壮等灌木能源林培育技术体系,生物量提高35%,还可形成能-饲联产产业体系;建立了我国主要燃油树种高含油率、高皂苷含量优良种质资源筛选技术,可实现多目标利用最优种质精确选择,并形成了系列新品种;形成了无患子、文冠果等主要燃油树种种质资源经济性状与立地适配、冠形及花果精准调控等原料林高效标准化培育技术,果实原料产量比现有措施分别提高47.4%和51.0%提出了国际接轨的能源原料林培育经济、环境、能耗可持续评价指标体系和评价技术。以上技术为保障林业生物质能源产业原料稳定供应奠定了坚实基础。
文冠果高产单株
刺槐高密度超短轮伐原料林
杨树高密度超短轮伐原料林
柠条饲能兼用原料林
(2)“林油一体化”产业可持续发展模式
为解决我国林业生物质能源产业原料供应不足、原料林培育技术体系不完善、产品单一、企业投资回报期长等问题,北京林业大学团队牵头,联合我国林业生物质能源龙头企业开展了“林油一体化”产业可持续发展模式及相关因素研究。以无患子、小桐子、光皮树等油料能源树种为研究对象,创新提出了“优良无性系种植园原料林培育模式+多联产产业链可持续发展模式”。研究表明:无患子无性系种植园的果实产量是实生林的2.3倍,经济效益是实生林的3.3倍,林油-皂-碳多联产产业链扭转了仅生产生物柴油的亏损局面1吨无患子干果的净收益可达3.5万元;1吨无患子生物柴油的碳足迹为-11.5t CO2eq,相比石化柴油,温室气体减排量达15.2 t CO2eq/t。除此之外,研究还形成了我国自主创新的“林油一体化”生产工艺及多联产路线图提出了符合我国国情的优先享受营造林普惠财政补贴政策、国家种业和良种优惠政策、财税优惠政策等7条产业可持续发展扶持政策建议。该模式为我国乃至世界林业生物质能源“林油一体化”产业发展提供了一条优化路径,对推进我国林业生物质能源产业高质量发展具有重要现实意义。
林业生物质能源生物产业发展展望
十多年来,北林林业生物质能源研发团队已基本摸清了适合各主要气候区的各类型最优能源原料发展树种,并围绕这些树种构建了原料高产稳产培育技术体系,在各能源林树种主要发展区域建立了优良种质资源收集与种植试验基地,作为技术支撑单位有效带动了一大批坚定开展林业生物质能源相关领域研发与推广应用的企业。同时,在国家林业和草原局的带领下,建立了“无患子产业国家创新联盟”“国家林草刺槐工程技术研究中心”等。这些平台的建立打通了 科技 成果转化通道,形成了林业生物质能源产业的良性合作和推广转化机制,在我国林业生物质能源原料树种良种选育和原料林培育、应用开发、绿色精深加工等方面实现了“政产学研用”的有机结合,为逐步形成有效的林业生物质能源市场化开发机制奠定了重要基础。
两个《规划》的发布为我国林业生物质能源的发展提出了纲领,也为“能源中心”的 科技 创新指明了方向。“十四五”期间,“能源中心”制定了8大专项计划共27条具体措施,将重点在油料能源林、固体燃料能源林及纤维素能源林等方面开展理论和技术突破,并开创淀粉能源林、新型林草生物质能源等新领域,在行业标准化建设方面继续发挥积极作用,扩大在生物质能源领域的国内外影响力,助力我国生物经济与林草生物质能源事业高质量可持续发展,最终为服务国家“双碳”战略和维护我国能源安全发挥重要作用。(作者单位系北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心)
不同经济发展阶段的国家,能源发展战略有其不同的立足点。各国政府依据本国经济发展和能源状况,阶段性地调整发展战略目标以及自身的能源政策。综合分析,发达国家的能源发展战略代表了世界能源发展的新潮流;发展中国家的能源发展战略存在着重视各自国情,积极跟踪世界潮流的共性。不同经济发展阶段的国家,能源发展战略有其不同的立足点。而且,各国政府都在依据本国经济发展和能源状况,阶段性地调整发展战略目标以及自身的能源政策。综合分析,发达国家的能源发展战略代表了世界能源发展的新潮流;发展中国家的能源发展战略存在着重视各自国情,积极跟踪世界潮流的共性,也有我们可以借鉴之处,需要注意加强研究。1、当前世界各国能源战略的主要特点
1.1 能源安全是最重要的战略目标
在当前全球气候变化的形势下,以及意识到不可再生资源总有一天会日渐耗竭的背景下,随着紧缺的石油资源问题突出,国际油价持续攀升、各国对能源资源安全关注程度也随之普遍上升。维护国家能源安全是当今世界各国面临的重大课题,无论是发达国家,还是发展中国家都将保障能源安全作为国家能源战略的首要目标。
发达国家人均能耗高,需要大量进口补充境内能源资源的短缺,因此,能源发展战略除了考虑本国的资源因素外,极为注重涉及到国外资源开发利用的国际因素影响,甚至关注其他国家能源需求变化对国际能源市场的影响及对自身的影响程度。在历年的石油危机后,针对当前石油资源紧张的形势,发达国家以其较充沛的经济实力逐渐加大石油战略储备力度,建立和加强战略石油储备是发达国家保障能源安全的主要措施。而且,由于国家的经济实力强,对能源发展战略的考虑既重视近期的能源供应安全问题,又重视长远的能源可持续发展。发展中国家在国际竞争中处于弱势,多偏重于建立当前自身的能源安全供应体系。能源资源充裕的发展中国家已认识到利用资源优势发展国家经济的重要性,逐步加大了国家对国外企业开采和资源输出的控制。菲律宾明确国家能源和经济安全的底线是“确保实现国家能源60%自给自足”。巴基斯坦战略目标明确,突出增加本土能源比重,减少对外进口依赖的重要性,并对落实目标,做出了详尽的项目规划。乌克兰在经历了能源供应危机后,能源战略更加强调节能降耗、提高能源自主供应能力的必要性。墨西哥强调能源立法,同时,要及时分析阻碍国家能源发展的主要障碍,进行能源战略调整。
石油战略储备曾是以石油消费为主的发达国家应付石油危机的最重要手段,作为保障石油供应安全的这一战略措施也逐渐为发展中国家所效仿。现在,具有一定经济实力的国家为减少供应风险,都开始着手石油战略储备。石油战略储备已超出一般商业周转库存的意义,更重要的是取得主动,避免受制于人,有利于稳定国内经济发展,增强国际竞争力。
各国能源战略最突出的变化特点就是以减少石油消费、减少进口能源依存度为主要目标。在当前可再生能源尚未能够实现全面替代的形势下,节能是实现这个目标最现实、收效最快的措施。历史上,发达国家曾以减少石油消费的战略赢得了更大的市场利益,在20世纪70年代石油危机的后的20年内,迫使石油价格处于甚至低于10美元/桶的低价运行时期。当前更加强调综合利用法律、经济和技术等手段鼓励节能,从开采、加工、运输、利用和消费等多环节深挖节能潜力,发展节能产业。为达到节能目的,利用市场和企业、消费者行为开发节能机械、节能汽车等;取消石油价格管制,主张由市场机制调节能源供求关系,对能源企业进行私有化改革,提高资源配置能力,加强勘探等措施。
各国经济持续发展和人民生活水准提高的要求,必将加大能源资源的消费量。如何减缓能源消费的增速,只有提高能源效率、加强节能。各国不同程度地采取立法、经济激励、政府补贴、自愿协议和广泛宣传等各种政策措施,并且相互借鉴有成效的举措,体现在各自的能源发展战略中。近年来全球气候变暖,生物多样性锐减,气候灾害频繁的形成与人类过度地消耗化石能源存在密切的因果关系。虽然能源给当代人的生活带来了一定的舒适和便利,但是全球能源消耗量持续增加的趋势不仅对世界能源供应是严峻的挑战,而且给全球减少温室气体排放带来巨大压力。当人类生存环境遭到严重破坏后,很难逆转。
越来越多的国家在制定本国能源战略和政策时,已将环境因素放在优先考虑的地位。不少国家的能源战略强调发展新能源替代化石能源和实现《京都议定书》的温室气体控制目标。在《京都议定书》建立的减、限排温室气体总量机制下,大气中温室气体排放空间凸显为一种稀缺性的经济资源,拥有了这种资源就等于拥有了温室气体排放权和经济发展空间。依据《京都议定书》的规定,可以出售多余的二氧化碳排放配额。美国为了国内集团利益拒绝批准《京都议定书》,俄罗斯于2004年11月批准了《京都议定书》。
由此可见,能源的战略选择不仅是能源本身的问题,也是经济利益的问题,环境保护和人类生存的问题。能源发展在经济发展的推动下,正越来越受到环境因素的制约,能源战略目标由单纯强调能源供应向3E(Energy,Economy,Environment)方向发展,即能源、经济与环境的协调发展转变。 各国的国家能源战略均加重强调实现保障能源安全需要全方位的措施,不过度依赖单一的能源形式,减少经济发展对石油、煤炭、天然气的依赖程度,战略的核心是安全、环境和效益。各国的能源战略都出现了“多元化”的宇样,其含义是非常深刻的:一是能源资源种类的多元化,这可以带来能源产业的繁荣,同时将促进能源科学技术的飞速发展;二是以保障石油安全为核心,积极开拓新的石油供应基地,实现能源进口渠道的多元化,并且各国都有意识地避开主要从中东地区进口的做法,将多元化进口的目标锁定在其他具有一定油气资源输出能力的拉美、非洲或东欧地区。三是关注全球资源状况,将资源开发重心由境内移向境外。无疑,这一策略的普遍采用,又必然将带来新的矛盾和问题。虽然对于能源资源出口国,是本国经济发展的太好契机,但是也会相应带来一些争端,如国内资源保护派的激烈反对,或者贸易国之间各种各样的资源争夺战,由此可能会引发出新的一类局势不稳定问题。
由于石油价格的暴涨,各发达国家的能源结构逐渐发生了变化。坚定不移地奉行能源多元化战略,积极寻求替代石油资源,开发核能、氢能和其他新能源,甚至适度发展国内的煤炭工业,以降低对进口石油的过度依赖程度。重新认识煤炭,加快洁净煤技术的研发和推广。
为确保能源供给的自主性,能源发展的可持续性,21世纪以来全世界已形成转变以石油为主的能源经济,积极开发可再生能源的新高潮。各国能源发展战略措施各有侧重,有的国家积极发展风电、有的国家积极发展核电,但都是以逐步替代油气资源为核心展开的一系列研究方案。可再生能源技术和清洁能源技术的创新将成为世界能源未来发展的制高点,世界能源市场将由目前的资源型转向未来的技术型,是一场更具竞争性的挑战。
从可再生能源发展的状况分析,欧盟是世界上最推崇发展可再生能源的国家集团,其发展可再生能源的战略是:在全面发展的同时,突出风力发电、太阳能发电、生物质液体燃料技术的开发和应用。发展可再生能源方面所采取的主要措施是:制定具体目标、落实经济政策、建立研发队伍、培育产业基础、建立市场氛围、鼓励企业竞争。目前欧洲已成为风力发电、光伏发电技术和市场发展的中心。
印度和巴西是发展中国家发展可再生能源的榜样。印度注重根据自身条件,寻找突破口,所采取的策略是:风力发电以市场换技术,市场规模和产业技术同步发展;适度发展太阳能;生物质能源则以解决农村能源为主;氢能研发有所投入,跟随国际潮流。巴西坚持能源多样化和多渠道,因地制宜发展生物质能源的能源发展战略:依靠水电和生物液体燃料资源优势,减少石油进口,保障国家能源安全,2004年的生物液体燃料产量达到了1500万t,处于世界领先地位,甚至出口生物质能源促进经济发展。
不但一个国家的不可再生能源资源是有限的,而且全球的不可再生能源资源也是有限。资源的有限性与各国能源战略区域向境外转移的特点,意味着国际间的能源资源争夺正在加剧。与过去不同,各国发展所面临的外部环境发生了重大的变化,不能再靠殖民地的方式掠夺资源。资源与市场的国际化,使各国政府意识到,必须加强与能源生产国的外交往来,保证能源供应的来源;同时,必须加强能源消费国之间能源合作,形成联盟,增强话语权,抵御能源价格的上涨。资源进出口国之间的外交关系、资源国之间的战略联盟(如OPEC)的合作以及资源进口国之间的战略联盟(如IEA)的竞争与合作关系更加微妙。突出体现在国际石油问题上,焦点集中在中东。为保障能源安全,能源外交成为能源消费国家21世纪以来的外交重点。各国能源战略普遍出现加强国际化的趋势。例如,韩国对内制定正确的能源政策;对外开展有效的能源外交,实施能源进口多元化。积极倡导区域间的能源合作,加强与产油国的谈判力度。非洲各国强调需要进一步加强团结和合作,协调各国能源政策,明确能源发展战略。无论是产油国还是消费国,积极推动国际合作都是十分必要的。油气出口是印度尼西亚的经济支柱,巩固与邻近国家间的互补合作机制成为国家能源战略的主要目标。
由于能源对国家社会经济发展和国计民生具有重要作用,能源的市场性质已从一般商品转为重要的战略商品,能源问题已呈现出日益全球化和政治化的趋势。由一国自主的能源发展向境外资源的拓展是各国能源需求数量和品种的要求,为避免国家之间对世界有限能源资源的恶性竞争,积极开展能源外交,将能源作为处理国际关系的重,要战略因素,强调能源生产大国之间以及消费大国之间的对话机制,发展多国的能源国际合作是十分必要的。而且,由此也将会进一步促进经济全球化的发展。
欧盟的能源战略就突出体现了以上国际能源战略的特点。欧盟的能源战略重点是保证“经济安全、国防安全、生活安全”,提出“保障能源供应、保护环境和维护消费者利益”的基本原则。在确保本国能源供应方面以节能和发展可再生能源和生物燃料为主要战略措施,加强能源共同体的建设。
欧盟各国的能源战略虽各具特点,但是总体上是一致的。例如,德国的能源战略锁定长远目标,从能源资源利用的经济效益出发,有效控制国内有限的能源资源开发;持续不断地节能;积极开发风能等可再生能源,占据能源新技术的制高点,实现传统能源的替代。能源进口多元化,石油储备法定化,保障安全供应。面对本国不可再生能源资源递减的趋势和全球气候变化的挑战,英国新的能源战略基点是低碳。强调在市场框架和政策相互影响下,培育市场竞争力,实现提高能源效率、发展可再生能源促进能源多样性的战略。能源技术的研发不局限于本国的能源资源,着眼于世界主要的能源应用技术,以实现未来的能源技术出口换能源资源进口的发展战略。法国立足国情,因地制宜地发展能源多样化,积极发展核电,提高能源供应独立性,实现安全供应。比利时的能源战略长远目标是使用更利于环保的能源,逐步向全部使用可再生能源过渡。波兰在长期能源战略目标下,针对当前问题,突出过渡期的能源战略重点。依据国家能源法,明确政府与企业的职责,国家财政将不直接参与能源项目投资,只在法律和税收政策、贷款担保等方面为企业提供支持。美国能源战略的核心是提高能源供应自主性,突出特点是一个具有长期性和综合性的国家战略。战略目标明确,并辅有相应详细的政策和对策目标、措施,易于操作、监管。实际上,美国能源战略还有一个极为重要内容就是充分开发利用全球的油气资源。观察美国国家外交战略圈,几乎囊括了地下埋藏着丰富的石油等战略资源的国家,特别是中东地区。在不断努力巩固海外石油来源的同时,逐渐明确要减少对石油的依赖。发展新技术,包括燃料的替代技术和设备的更新技术。
能源战略和政策是日本政府一贯的工作重点,能源战略的稳定性促进能源政策的有效实施。虽然日本能源资源贫乏,目前日本一次性能源的自给率不足20%,但是政府立足于技术创新致力节能,成立“节能中心”,健全能源管理体系,指导国民和企业的节能以及节能技术的研究开发,积极发展太阳能等新能源;着眼于全球能源资源的利用,坚持实施以保障能源安全为重点的外交策略,以及国内企业联合一致对外,参与国际竞争的做法,不断提高开发国外石油资源的份额。随着社会经济的发展和外部环境的变化,日本不断完善能源构成多样化、进口多元化和以石油储备为依托的能源战略,从政治、外交、经济、科技等全方位考虑能源战略的发展,确保了自身能源的长期安全供给,保障了国家的经济安全,并使得日本成为世界能源效率最高的国家。俄罗斯能源发展战略制定经历了较长的时间。能源战略目标明确,所关系到的对象明确。能源区域发展具有地域资源特点,相应的能源政策针对性强,每一种能源,如石油、天然气、煤、电能(包括核能和热能)、能源输送等的发展预测都提出了经济体制改革问题以及为实现改革所应该创造的必要条件。同时,指明了能源工业和其他工业部门的相互关系,能源工业科技和创新的重要意义。并且明确了能源战略实施系统,包括:联邦政府行动计划,实施国家能源政策的指标体系,原有相关规划的修订,利用国家信息资源建立的能源战略实施监控系统。实现可持续发展已经成为世界各国的共同课题,而对人口众多的中国来说,具有更大的特殊性和挑战。为实现全面建设小康社会的目标和应对能源长远发展遇到的严峻挑战,我国采取正确的能源战略具有决定性意义。只有实现可持续发展的能源战略,才能保证在“能源消耗最少,环境污染最小”的基础上,实现经济社会快速发展和人民,水平的提高。我国必须汲取西方发达国家的成功经验,学习其他发展中国家根据具体国情发展的经验,建立符合中国特色的、能源效率不断提高和环境保护日益加强的中、长期可持续发展能源战略。
历程及现状 自1973年发生的石油危机以来,西
方国家为减少对世界不稳定地区石油供应
的过分依赖和出于环境保护的要求,都把
提高能源系统的效率、节约能源作为其能
源战略的重要目标和措施。在这一过程
中,信息通信技术始终作为一个重要的辅
助手段被应用于节能的方方面面。
为了避免污染,同时为了避免未来的
能源危机,人们开始寻找更清洁、可再生
的能源。国家在“十一五”期间将把新能
源作为重点产业加以发展,中共中央在《十
一五规划建议》中明确提出:“加快发展风
能、太阳能、生物质能等可再生能源。”
80年代起步阶段
新能源的发展从国家的支持来讲,
是从我国的“六五”计划期间,也就是上
世纪80年代初期,新型可再生能源技术
开始列入国家重点科技攻关计划,由中
央政府拨给资金。这是在国家科委组织
的能源战略研究中第一次把新能源、可
再生能源作为未来国家发展的一个战略
组成部分。
虽然中国也把新能源作为我国的一
个能源发展战略,但是由于中国当时的煤
炭等整个的资源和能源相对来讲还比较丰
富,再加上当时新能源的开发还处在研究
开发的起步阶段,技术还不成熟,成本也
比较高,无法实现大规模应用。在当时还
很难对经济和社会产生重要影响,主要处
在研究开发和应用示范的阶段。当时我们
提出要“近有实效、远有前景”,所谓“近
有实效”主要是指发展农村的小沼气、小
水电,特别是生物质能。这对解决当时我
国农村的好多地区,特别是缺少商品能源
供应的地区起到了很大作用。
当时新能源的发展规模,由于财力
有限而没有发展大型项目。国家“六五”
计划的第一个攻关项目,仅拨给新能源部
300万人民币。由于经费有限,技术力量
薄弱,所以风电主要是发展小型风力发电
机,目标是解决内蒙流动的蒙古包的用电
问题,围绕这个组织攻关。而当时国际上
已经开发了相当大的风电设备。生物质能
方面主要是开发沼气,进一步提高它的商
品化程度,提高产气率。当时也开发了一
些像沼气发电这样的技术,以及后来的沼
气汽化技术。当时太阳能电池厂全国只有
两家,分别位于开封和宁波,这两家的生
产能力加在一起还不到一个兆。这是很低
的生产水平,而且当时也没有什么应用,
其原料就是用半导体厂的废旧单晶硅来
做。热用当时与德国政府开展了国际合
作,在北京大兴区建立了中国第一个新能
源村,在这项中德科技合作计划里,第一
个合作的项目就是建立新能源示范村,就
是把德国的技术综合地拿到这个村,做了
新能源的示范点,通过这个村让人们了解
新能源具体能发挥什么样的作用、怎么来
应用。
可持续发展阶段
随着我国科技的不断进步和经济实
力的不断增强,进入九十年代,国家在这
方面的投入力度也越来越大。这个阶段的
显著标志是在1992年召开的联合国环境
与发展大会上,第一次提出了可持续发展
的问题,提出了环境与发展二者的关系问
题是人类面临的一个重要挑战,而要解决
可持续发展就要改变能源的结构,并再次
提出发展清洁能源、发展可再生能源。
由于第一次提出后国际上石油危机得到缓解,油价很低,所以人们就不可能
再去搞高成本的可再生能源,而只停留在
研究阶段。到了1992年第二次提出是从
可持续发展的角度,不仅是解决当前的能
源问题,还要实现人类的可持续发展,解
决由能源和发展带来的环境问题。
可再生能源是清洁的、没有污染的
能源,因此各个国家都在加大发展力度。
特别在1997年旨在限制发达国家温室气
体排放量以抑制全球变暖的《京都议定
书》通过后,欧美等发达国家由于承担了
减排的义务,因此,他们必须把发展可再
生能源作为常规能源的替代品,这样除了
在减排上就起到了明显的效果,同时这样
做也在客观上推动了西方国家的再生能源
技术发展。
在此期间,我国通过国内研发、组织
国际合作等方式积极发展可再生能源,与
美国、欧洲等很多国家合作,在中国建立
了再生能源试验项目,如内蒙的风能、太
阳能等做了很多研究,也引进了一些国外
先进技术,包括我国在与欧盟委员在浙江
大陈岛成功建成的风能、太阳能、潮汐能
和生物质能的综合性可再生能源示范基地。
21世纪发展现状
到了二十一世纪,我们面临的能源
问题更加凸显,也就是能源环境问题已
成为制约未来经济发展的一个重大因素。
在这种情况下,国家就更加把再生能源
放在一个战略地位。2006年中国通过并
实施了《可再生能源法》,通过立法形式
确立了可再生能源在未来中国经济发展、
可持续发展和能源发展的战略地位,也
确定了它发展的重点和配套的相应的政
策法规。在此之后,发改委和相关政府部
门也陆续制定了一些配套政策,来完善
和实施这项法律。
另外,在2007年国家也制定了相应
的《可再生能源中长期发展规划》,规定
了我国可再生能源发展的目标,即力争到
2010年使可再生能源消费量占到能源消
费总量的10%,2020年提高到15%。具
体目标包括到2020年建成水电3亿千瓦、
风电3000万千瓦、生物质发电3000万千
瓦、太阳能发电180万千瓦。
在节能减排及应对全球环境变化方
面,我国也把发展可再生能源作为一项重
点任务,比如我们的节能工程,其实质就
是通过节能来实现减少化石能源的消耗。
特别是党的十七大报告中提出的2020年
全面小康社会目标,其中一条就是要建设
生态文明。建设生态文明的一个具体内容
就是显著提高可再生能源的比重,进一步
大力发展可再生能源。在节能减排方面也
明确了要积极利用可再生能源,所以十七
大报告也在事实上再次确立了可再生能源
的地位。
在这些政策前提下,从党中央国务
院到发改委、财政部和地方各部门都相应
制定了很多政策,包括财政部建立了可再
生能源发展基金,确定一些基金的管理使
用办法,来鼓励企业、地方政府和各方面
更多地利用可再生能源。发改委也在大的
产业项目上减免税收等。因此这几年我国
的新能源产业发展很快,我们现在风能的
发电装机到目前已超过600万千瓦,到今
年年底有可能达到一千万千瓦,提前实现
“十一五”计划的目标。
在太阳能方面,中国目前是世界上
生产真空管太阳能热水器最多的国家,
我们一年大概生产能力超过一千八百万
平方米。在太阳能发电方面,我国已成为
世界上最大生产光伏电池的国家。生物
质能方面,我国提出“不与人争粮,不与
粮争地”的方针。在这个基础上,进一步
开发生物燃料。通过发展非粮作物和植
物发展生物燃料,做到不占用粮田,不影
响粮食安全。
以上大体是我国目前可再生能源的
现状:我们确定了中长期发展计划和相应
的正在完善中的政策,并形成了一些科技
成果,但总体来讲,创新能力还不足,
许多核心技术仍没有掌握,还走在发达
国家后头。另外各项具体新能源的政策
体系还不健全、很多大型设备还需要进
口、人才缺乏,教育还没有为再生能源
的发展提供强有力的支撑。综上,我们
在政策、培养人才、国际合作和组织好
示范这些方面应该加强。
新能源产业化离不开信息技术
在信息技术的应用方面,虽然信息
化技术已经在规模较大的企业中应用,但
目前整体上在可再生能源产业的应用还相
对滞后于其他成熟的产业。从长远来讲,
可再生能源的发展离不开信息技术,如风
力发电。因为现在大部分的风力发电都是
无人值守自动运行的,它怎么并网与电网
更好地匹配,就需要采用控制技术和网络
管理技术。在太阳能光电方面,特别是进
入电缆的数据采集、整理、分析都需要采
用IT手段。另外,太阳能电池制造过程中
也需要设计开发的系统软件。
新能源产业化,离不开IT技术,离
不开信息化手段。“智能电网”是目前电
力企业说得比较多的词。它的意义并不
限于优化电力公司的管理那么简单。事
实上,它还对“清洁科技”有着重要的作
用。由于各国政府对于环境的日益重视,
以及能源紧缺的压力,通过“清洁科技”
生产的可再生的“清洁能源”有着广阔的
发展前景,如风能、太阳能、燃料电池等
等。而有了各种各样的清洁能源,原来的
电网要和这些能源有机地结合,就需要
电网网络更加智能化,使得能源从生产、
传送到最后使用的过程受到集中监控和
管理。如果能通过成本核算进行更好的
定价,清洁能源就能从中获益,从而更快
地发展。而要进行更好的定价,就得依赖
于更多的数据收集和更好的数据分析处
理,这里智能技术就有了用武之地。
刚刚过去的“十一五”最后一年——— 2010年,根据《广东省“十一五”科学和技术发展规划》与《珠三角地区改革发展规划纲要》部署,广东重点推进低碳技术研发和产业发展。
低碳科技基础性研究是广东重点资助的重要领域之一。据有关统计,2010年,广东省自然科学基金共安排经费600多万元,立项资助项目60多个 。在 国 家 自 然 科 学 基 金委——— 广东省联合基金指南的编制上,也确定了“新能源利用和节能技术”的低碳科技主题内容,组织开展适应于燃料电池、锂离子电池及高效率、低成本的太阳能利用等为重点的新材料研究。
与低碳科技有关的高新产业技术也是广东重点发展和推广的对象。省科技厅去年在高效能技术领域共投入1010万元重点支持8个专项开始低碳高新技术研发。如支持广东省迪森公司的乳化焦浆代油节能技术示范项目,每年节约燃料费用28950万元。
针对我省节能减排任务重、压力大的电力、钢铁、水泥、陶瓷等重点行业,省科技厅从2008年就开展“节能减排与可再生能源”重大专项,重点突破节能减排关键技术,支持粤电集团、韶钢集团等龙头企业或以技术联盟的形式组织中小型企业开展节能减排关键技术的攻关和集成示范。3年来共立项支持141个项目,项目承担单位累计达413家,推广应用节能减排新技术、新工艺、新设备450多项,实现节能38.9万吨标准煤,累计实现产值360亿元。
广东还积极推动产学研结合和国际合作。2010年,省科技厅在新材料产学研低碳研发方面投入9000万元,节能和新能源产学研低碳研发方面投入2900万元。中科院广州能源研究所则与意大利、丹麦、瑞典、日本等多个国家在生物质能利用技术等领域进行了广泛的合作,为省内外多家企业提供新能源产业化技术支持。
未来五年加快低碳领域自主创新
广东开展国家低碳省试点工作的实施方案也提出,未来将加强低碳领域的关键技术研发和自主创新,设立重大科技专项,重点扶持节能减排、新能源汽车、轨道交通、新能源、储能、天然气高效利用、煤清洁利用、碳捕捉与封存利用等低碳技术的研发与产业化。
省科技厅表示,“十二五”期间,将继续加强低碳领域的关键技术研发和自主创新,提请省财政继续设立三个科技重大专项,把“节能减排与可再生能源”重大专项调整为“低碳技术创新与示范”重大专项,突出抓好低碳技术研发、示范和产业化,推广应用节能减排新技术和新产品,积极应用低碳技术改造提升钢铁、水泥、陶瓷等传统优势产业,建设一批低碳发展领域的工程研究中心、技术中心、国家重点实验室,建立低碳技术研发平台。
未来整合资源,加大基础性研究、开放合作以及产学研结合的力度已列入省科技厅的计划中。“今后还将加大力度推进可持续发展实验区申报工作,推动可持续发展实验区和专业镇建设。”省科技厅有关负责人表示。
■ 他山之石 ■
日本为低碳构建法律金字塔
作为《京都议定书》的发起国和倡导国,日本是世界范围内率先提出建设低碳社会的国家,通过发展低碳经济成为新一轮经济增长的领跑者,而这一成功的秘诀是建立一整套严密的金字塔式的法律体系。
2008年6月9日,时任日本首相的福田康夫发表了题为《为实现低碳社会的日本而努力》的演讲,以政府的名义表示2050年日本温室气体排放量要比目前减少60%-80%,这就是广为人知的“福田蓝图”。它的提出标志着日本低碳战略正式形成。“福田蓝图”确定后,日本密集推出并修改了一系列的法律,以适应低碳社会建设的进程,让实现“福田蓝图”有法可依。2008年7月26日,日本内阁会议通过了《实现低碳社会行动计划》,进一步将低碳战略细化,提出政府将利用财税政策加以引导,先后出台了特别折旧制度、补助金制度、特别会计制度等多项财税优惠措施加以引导,鼓励企业开发节能技术、使用节能设备。2009年12月11日,日本自民党和公明党提交的《推进低碳社会建设基本法案》……
2010年5月,日本经济产业省宣布,为了增加低碳产业的就业机会,将进一步完善“低碳型创造就业产业补助金”制度,把每年补助总额从300亿日元提高到1000亿日元。
■视点
要注重产业链向高端延伸
有专家指出,在诸多因素的影响下,技术创新在实现节约能源,提高能效中将扮演更为重要的角色,并将成为实现节能减排目标的有力支撑。
眼下的一个现实是,广东许多制造业的总体特征是大而不强,大量企业处于产业链的底层,从事高消耗、低附加值产品的生产,与低碳经济的要求相违背。
“这需要大力支持企业的技术改造,增加产品附加值,加快用高新技术和信息技术改造和提升传统产业。”国务院发展研究中心研究员腾飞认为,必须积极做好先进技术引进、消化、吸收和再创新。尽量发展以节约资源和保护环境为前提的降耗绿色制造技术。在产品设计上尽量提高可拆卸性、可回收性和可再制造性,生产工艺和设备选用上尽量做到低物耗、低能耗、少废弃物、少污染。
此外,运用信息化也是推进传统产业低碳发展的一个有效方法。有分析者指出,运用信息技术对机械、冶金、建筑及建材、纺织、轻工、食品等国民经济各个领域的覆盖和渗透,可以提高传统制造业的自动化和智能化程度,增强传统制造业的产品研制和开发能力,有利于推动传统制造业及其产品向价值链高端延伸,从而使传统制造业遵循低碳经济原则,生产出低消耗、少污染、高附加值的产品。
希望采纳
(一)加快培育和发展战略性新兴产业是全面建设小康社会、实现可持续发展的必然选择。我国人口众多、人均资源少、生态环境脆弱,又处在工业化、城镇化快速发展时期,面临改善民生的艰巨任务和资源环境的巨大压力。要全面建设小康社会、实现可持续发展,必须大力发展战略性新兴产业,加快形成新的经济增长点,创造更多的就业岗位,更好地满足人民群众日益增长的物质文化需求,促进资源节约型和环境友好型社会建设。
(二)加快培育和发展战略性新兴产业是推进产业结构升级、加快经济发展方式转变的重大举措。战略性新兴产业以创新为主要驱动力,辐射带动力强,加快培育和发展战略性新兴产业,有利于加快经济发展方式转变,有利于提升产业层次、推动传统产业升级、高起点建设现代产业体系,体现了调整优化产业结构的根本要求。
(三)加快培育和发展战略性新兴产业是构建国际竞争新优势、掌握发展主动权的迫切需要。当前,全球经济竞争格局正在发生深刻变革,科技发展正孕育着新的革命性突破,世界主要国家纷纷加快部署,推动节能环保、新能源、信息、生物等新兴产业快速发展。我国要在未来国际竞争中占据有利地位,必须加快培育和发展战略性新兴产业,掌握关键核心技术及相关知识产权,增强自主发展能力。
加快培育和发展战略性新兴产业具备诸多有利条件,也面临严峻挑战。经过改革开放30多年的快速发展,我国综合国力明显增强,科技水平不断提高,建立了较为完备的产业体系,特别是高技术产业快速发展,规模跻身世界前列,为战略性新兴产业加快发展奠定了较好的基础。同时,也面临着企业技术创新能力不强,掌握的关键核心技术少,有利于新技术新产品进入市场的政策法规体系不健全,支持创新创业的投融资和财税政策、体制机制不完善等突出问题。必须充分认识加快培育和发展战略性新兴产业的重大意义,进一步增强紧迫感和责任感,抓住历史机遇,加大工作力度,加快培育和发展战略性新兴产业。
二、坚持创新发展,将战略性新兴产业加快培育成为先导产业和支柱产业
根据战略性新兴产业的特征,立足我国国情和科技、产业基础,现阶段重点培育和发展节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车等产业。
(一)指导思想。
以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导,深入贯彻落实科学发展观,把握世界新科技革命和产业革命的历史机遇,面向经济社会发展的重大需求,把加快培育和发展战略性新兴产业放在推进产业结构升级和经济发展方式转变的突出位置。积极探索战略性新兴产业发展规律,发挥企业主体作用,加大政策扶持力度,深化体制机制改革,着力营造良好环境,强化科技创新成果产业化,抢占经济和科技竞争制高点,推动战略性新兴产业快速健康发展,为促进经济社会可持续发展作出贡献。
(二)基本原则。
坚持充分发挥市场的基础性作用与政府引导推动相结合。要充分发挥我国市场需求巨大的优势,创新和转变消费模式,营造良好的市场环境,调动企业主体的积极性,推进产学研用结合。同时,对关系经济社会发展全局的重要领域和关键环节,要发挥政府的规划引导、政策激励和组织协调作用。
坚持科技创新与实现产业化相结合。要切实完善体制机制,大幅度提升自主创新能力,着力推进原始创新,大力增强集成创新和联合攻关,积极参与国际分工合作,加强引进消化吸收再创新,充分利用全球创新资源,突破一批关键核心技术,掌握相关知识产权。同时,要加大政策支持和协调指导力度,造就并充分发挥高素质人才队伍的作用,加速创新成果转化,促进产业化进程。
坚持整体推进与重点领域跨越发展相结合。要对发展战略性新兴产业进行统筹规划、系统布局,明确发展时序,促进协调发展。同时,要选择最有基础和条件的领域作为突破口,重点推进。大力培育产业集群,促进优势区域率先发展。
坚持提升国民经济长远竞争力与支撑当前发展相结合。要着眼长远,把握科技和产业发展新方向,对重大前沿性领域及早部署,积极培育先导产业。同时,要立足当前,推进对缓解经济社会发展瓶颈制约具有重大作用的相关产业较快发展,推动高技术产业健康发展,带动传统产业转型升级,加快形成支柱产业。
(三)发展目标。
到2015年,战略性新兴产业形成健康发展、协调推进的基本格局,对产业结构升级的推动作用显著增强,增加值占国内生产总值的比重力争达到8%左右。
到2020年,战略性新兴产业增加值占国内生产总值的比重力争达到15%左右,吸纳、带动就业能力显著提高。节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造产业成为国民经济的支柱产业,新能源、新材料、新能源汽车产业成为国民经济的先导产业;创新能力大幅提升,掌握一批关键核心技术,在局部领域达到世界领先水平;形成一批具有国际影响力的大企业和一批创新活力旺盛的中小企业;建成一批产业链完善、创新能力强、特色鲜明的战略性新兴产业集聚区。
再经过十年左右的努力,战略性新兴产业的整体创新能力和产业发展水平达到世界先进水平,为经济社会可持续发展提供强有力的支撑。
三、立足国情,努力实现重点领域快速健康发展
根据战略性新兴产业的发展阶段和特点,要进一步明确发展的重点方向和主要任务,统筹部署,集中力量,加快推进。
(一)节能环保产业。重点开发推广高效节能技术装备及产品,实现重点领域关键技术突破,带动能效整体水平的提高。加快资源循环利用关键共性技术研发和产业化示范,提高资源综合利用水平和再制造产业化水平。示范推广先进环保技术装备及产品,提升污染防治水平。推进市场化节能环保服务体系建设。加快建立以先进技术为支撑的废旧商品回收利用体系,积极推进煤炭清洁利用、海水综合利用。
(二)新一代信息技术产业。加快建设宽带、泛在、融合、安全的信息网络基础设施,推动新一代移动通信、下一代互联网核心设备和智能终端的研发及产业化,加快推进三网融合,促进物联网、云计算的研发和示范应用。着力发展集成电路、新型显示、高端软件、高端服务器等核心基础产业。提升软件服务、网络增值服务等信息服务能力,加快重要基础设施智能化改造。大力发展数字虚拟等技术,促进文化创意产业发展。
(三)生物产业。大力发展用于重大疾病防治的生物技术药物、新型疫苗和诊断试剂、化学药物、现代中药等创新药物大品种,提升生物医药产业水平。加快先进医疗设备、医用材料等生物医学工程产品的研发和产业化,促进规模化发展。着力培育生物育种产业,积极推广绿色农用生物产品,促进生物农业加快发展。推进生物制造关键技术开发、示范与应用。加快海洋生物技术及产品的研发和产业化。
(四)高端装备制造产业。重点发展以干支线飞机和通用飞机为主的航空装备,做大做强航空产业。积极推进空间基础设施建设,促进卫星及其应用产业发展。依托客运专线和城市轨道交通等重点工程建设,大力发展轨道交通装备。面向海洋资源开发,大力发展海洋工程装备。强化基础配套能力,积极发展以数字化、柔性化及系统集成技术为核心的智能制造装备。
(五)新能源产业。积极研发新一代核能技术和先进反应堆,发展核能产业。加快太阳能热利用技术推广应用,开拓多元化的太阳能光伏光热发电市场。提高风电技术装备水平,有序推进风电规模化发展,加快适应新能源发展的智能电网及运行体系建设。因地制宜开发利用生物质能。
(六)新材料产业。大力发展稀土功能材料、高性能膜材料、特种玻璃、功能陶瓷、半导体照明材料等新型功能材料。积极发展高品质特殊钢、新型合金材料、工程塑料等先进结构材料。提升碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维等高性能纤维及其复合材料发展水平。开展纳米、超导、智能等共性基础材料研究。
(七)新能源汽车产业。着力突破动力电池、驱动电机和电子控制领域关键核心技术,推进插电式混合动力汽车、纯电动汽车推广应用和产业化。同时,开展燃料电池汽车相关前沿技术研发,大力推进高能效、低排放节能汽车发展。
四、强化科技创新,提升产业核心竞争力
增强自主创新能力是培育和发展战略性新兴产业的中心环节,必须完善以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系,发挥国家科技重大专项的核心引领作用,结合实施产业发展规划,突破关键核心技术,加强创新成果产业化,提升产业核心竞争力。
(一)加强产业关键核心技术和前沿技术研究。围绕经济社会发展重大需求,结合国家科技计划、知识创新工程和自然科学基金项目等的实施,集中力量突破一批支撑战略性新兴产业发展的关键共性技术。在生物、信息、空天、海洋、地球深部等基础性、前沿性技术领域超前部署,加强交叉领域的技术和产品研发,提高基础技术研究水平。
(二)强化企业技术创新能力建设。加大企业研究开发的投入力度,对面向应用、具有明确市场前景的政府科技计划项目,建立由骨干企业牵头组织、科研机构和高校共同参与实施的有效机制。依托骨干企业,围绕关键核心技术的研发和系统集成,支持建设若干具有世界先进水平的工程化平台,结合技术创新工程的实施,发展一批由企业主导,科研机构、高校积极参与的产业技术创新联盟。加强财税政策引导,激励企业增加研发投入。加强产业集聚区公共技术服务平台建设,促进中小企业创新发展。
(三)加快落实人才强国战略和知识产权战略。建立科研机构、高校创新人才向企业流动的机制,加大高技能人才队伍建设力度。加快完善期权、技术入股、股权、分红权等多种形式的激励机制,鼓励科研机构和高校科技人员积极从事职务发明创造。加大工作力度,吸引全球优秀人才来华创新创业。发挥研究型大学的支撑和引领作用,加强战略性新兴产业相关专业学科建设,增加急需的专业学位类别。改革人才培养模式,制定鼓励企业参与人才培养的政策,建立企校联合培养人才的新机制,促进创新型、应用型、复合型和技能型人才的培养。支持知识产权的创造和运用,强化知识产权的保护和管理,鼓励企业建立专利联盟。完善高校和科研机构知识产权转移转化的利益保障和实现机制,建立高效的知识产权评估交易机制。加大对具有重大社会效益创新成果的奖励力度。
(四)实施重大产业创新发展工程。以加速产业规模化发展为目标,选择具有引领带动作用,并能够实现突破的重点方向,依托优势企业,统筹技术开发、工程化、标准制定、市场应用等环节,组织实施若干重大产业创新发展工程,推动要素整合和技术集成,努力实现重大突破。
(五)建设产业创新支撑体系。发挥知识密集型服务业支撑作用,大力发展研发服务、信息服务、创业服务、技术交易、知识产权和科技成果转化等高技术服务业,着力培育新业态。积极发展人力资源服务、投资和管理咨询等商务服务业,加快发展现代物流和环境服务业。
(六)推进重大科技成果产业化和产业集聚发展。完善科技成果产业化机制,加大实施产业化示范工程力度,积极推进重大装备应用,建立健全科研机构、高校的创新成果发布制度和技术转移机构,促进技术转移和扩散,加速科技成果转化为现实生产力。依托具有优势的产业集聚区,培育一批创新能力强、创业环境好、特色突出、集聚发展的战略性新兴产业示范基地,形成增长极,辐射带动区域经济发展。
五、积极培育市场,营造良好市场环境
要充分发挥市场的基础性作用,充分调动企业积极性,加强基础设施建设,积极培育市场,规范市场秩序,为各类企业健康发展创造公平、良好的环境。
(一)组织实施重大应用示范工程。坚持以应用促发展,围绕提高人民群众健康水平、缓解环境资源制约等紧迫需求,选择处于产业化初期、社会效益显著、市场机制难以有效发挥作用的重大技术和产品,统筹衔接现有试验示范工程,组织实施全民健康、绿色发展、智能制造、材料换代、信息惠民等重大应用示范工程,引导消费模式转变,培育市场,拉动产业发展。
(二)支持市场拓展和商业模式创新。鼓励绿色消费、循环消费、信息消费,创新消费模式,促进消费结构升级。扩大终端用能产品能效标识实施范围。加强新能源并网及储能、支线航空与通用航空、新能源汽车等领域的市场配套基础设施建设。在物联网、节能环保服务、新能源应用、信息服务、新能源汽车推广等领域,支持企业大力发展有利于扩大市场需求的专业服务、增值服务等新业态。积极推行合同能源管理、现代废旧商品回收利用等新型商业模式。
(三)完善标准体系和市场准入制度。加快建立有利于战略性新兴产业发展的行业标准和重要产品技术标准体系,优化市场准入的审批管理程序。进一步健全药品注册管理的体制机制,完善药品集中采购制度,支持临床必需、疗效确切、安全性高、价格合理的创新药物优先进入医保目录。完善新能源汽车的项目和产品准入标准。改善转基因农产品的管理。完善并严格执行节能环保法规标准。
六、深化国际合作,提高国际化发展水平
要通过深化国际合作,尽快掌握关键核心技术,提升我国自主发展能力与核心竞争力。把握经济全球化的新特点,深度开展国际合作与交流,积极探索合作新模式,在更高层次上参与国际合作。
(一)大力推进国际科技合作与交流。发挥各种合作机制的作用,多层次、多渠道、多方式推进国际科技合作与交流。鼓励境外企业和科研机构在我国设立研发机构,支持符合条件的外商投资企业与内资企业、研究机构合作申请国家科研项目。支持我国企业和研发机构积极开展全球研发服务外包,在境外开展联合研发和设立研发机构,在国外申请专利。鼓励我国企业和研发机构参与国际标准的制定,鼓励外商投资企业参与我国技术示范应用项目,共同形成国际标准。
(二)切实提高国际投融资合作的质量和水平。完善外商投资产业指导目录,鼓励外商设立创业投资企业,引导外资投向战略性新兴产业。支持有条件的企业开展境外投资,在境外以发行股票和债券等多种方式融资。扩大企业境外投资自主权,改进审批程序,进一步加大对企业境外投资的外汇支持。积极探索在海外建设科技和产业园区。制定国别产业导向目录,为企业开展跨国投资提供指导。
(三)大力支持企业跨国经营。完善出口信贷、保险等政策,结合对外援助等积极支持战略性新兴产业领域的重点产品、技术和服务开拓国际市场,以及自主知识产权技术标准在海外推广应用。支持企业通过境外注册商标、境外收购等方式,培育国际化品牌。加强企业和产品国际认证合作。
七、加大财税金融政策扶持力度,引导和鼓励社会投入
加快培育和发展战略性新兴产业,必须健全财税金融政策支持体系,加大扶持力度,引导和鼓励社会资金投入。
(一)加大财政支持力度。在整合现有政策资源和资金渠道的基础上,设立战略性新兴产业发展专项资金,建立稳定的财政投入增长机制,增加中央财政投入,创新支持方式,着力支持重大关键技术研发、重大产业创新发展工程、重大创新成果产业化、重大应用示范工程、创新能力建设等。加大政府引导和支持力度,加快高效节能产品、环境标志产品和资源循环利用产品等推广应用。加强财政政策绩效考评,创新财政资金管理机制,提高资金使用效率。
(二)完善税收激励政策。在全面落实现行各项促进科技投入和科技成果转化、支持高技术产业发展等方面的税收政策的基础上,结合税制改革方向和税种特征,针对战略性新兴产业的特点,研究完善鼓励创新、引导投资和消费的税收支持政策。
(三)鼓励金融机构加大信贷支持。引导金融机构建立适应战略性新兴产业特点的信贷管理和贷款评审制度。积极推进知识产权质押融资、产业链融资等金融产品创新。加快建立包括财政出资和社会资金投入在内的多层次担保体系。积极发展中小金融机构和新型金融服务。综合运用风险补偿等财政优惠政策,促进金融机构加大支持战略性新兴产业发展的力度。
(四)积极发挥多层次资本市场的融资功能。进一步完善创业板市场制度,支持符合条件的企业上市融资。推进场外证券交易市场的建设,满足处于不同发展阶段创业企业的需求。完善不同层次市场之间的转板机制,逐步实现各层次市场间有机衔接。大力发展债券市场,扩大中小企业集合债券和集合票据发行规模,积极探索开发低信用等级高收益债券和私募可转债等金融产品,稳步推进企业债券、公司债券、短期融资券和中期票据发展,拓宽企业债务融资渠道。
(五)大力发展创业投资和股权投资基金。建立和完善促进创业投资和股权投资行业健康发展的配套政策体系与监管体系。在风险可控的范围内为保险公司、社保基金、企业年金管理机构和其他机构投资者参与新兴产业创业投资和股权投资基金创造条件。发挥政府新兴产业创业投资资金的引导作用,扩大政府新兴产业创业投资规模,充分运用市场机制,带动社会资金投向战略性新兴产业中处于创业早中期阶段的创新型企业。鼓励民间资本投资战略性新兴产业。
八、推进体制机制创新,加强组织领导
加快培育和发展战略性新兴产业是我国新时期经济社会发展的重大战略任务,必须大力推进改革创新,加强组织领导和统筹协调,为战略性新兴产业发展提供动力和条件。
(一)深化重点领域改革。建立健全创新药物、新能源、资源性产品价格形成机制和税费调节机制。实施新能源配额制,落实新能源发电全额保障性收购制度。加快建立生产者责任延伸制度,建立和完善主要污染物和碳排放交易制度。建立促进三网融合高效有序开展的政策和机制,深化电力体制改革,加快推进空域管理体制改革。
(二)加强宏观规划引导。组织编制国家战略性新兴产业发展规划和相关专项规划,制定战略性新兴产业发展指导目录,开展战略性新兴产业统计监测调查,加强与相关规划和政策的衔接。加强对各地发展战略性新兴产业的引导,优化区域布局、发挥比较优势,形成各具特色、优势互补、结构合理的战略性新兴产业协调发展格局。各地区要根据国家总体部署,从当地实际出发,突出发展重点,避免盲目发展和重复建设。
(三)加强组织协调。成立由发展改革委牵头的战略性新兴产业发展部际协调机制,形成合力,统筹推进。
国务院各有关部门、各省(区、市)人民政府要根据本决定的要求,抓紧制定实施方案和具体落实措施,加大支持力度,加快将战略性新兴产业培育成为先导产业和支柱产业,为我国现代化建设作出新的贡献。
以现在的眼光看来,核聚变几乎就是我们最终的理想能源了,尽管在这个道路上依然困难重重,但我们仍然不遗余力的在努力着,并且已经过了黎明前的黑暗,光明似乎总是差那么一丢丢,至少我们已经看到曙光了!
核聚变的原理很简单,如上所示四个氢核聚变为一个氦核的,丢失0.7%的质量,然后以E=MC^2的方式释放出来,由于燃料非常容易获得,因此我们一直都认核聚变是终极的能源!
但要获得原理如此简单的能源的条件近乎变态,太阳的内核温度1500万度似乎并不高,但压力高达340亿个大气压,我们无法实现如此高的大气压,因此只能退而求其次提高温度,但最低聚变条件的氘聚变温度需要5000万至1亿度
即使是最容易的氘聚变,也让科学家有些束手无策、黔驴技穷的感觉,个中的难点是超超高温的等离子体极难控制,加热温度保持机制也是难点,内壁耐热材料一样是难点,连内壁外的超强磁场线圈制造业是难点......但前途实在是太过无量,所以科学界对于核聚变从来都是义无反顾、前赴后继,诱惑实在是太大了!
以ms计的聚变等离子体保持过程,最后一闪就是熄火了.....
不说这种沉重的话题了,下面介绍下聚变的种类吧,哪个适合用在什么地方,了解下未来的用途
一、磁约束核聚变
1.托卡马克核聚变装置
托卡马克结构的核聚变装置
2.仿星器
仿星器结构的核聚变装置
二、惯性约束核聚变
激光点火的NIF(国家点火装置)
当然以上无论哪种实现商业化都是对未来发展巨大的帮助,但几种结构中,惯性约束核聚变是比较适合宇宙航行的,因此我们的飞出太阳系的希望寄托于惯性约束核聚变了。
这个尾部中心闪光就是想象中的惯性约束核聚变的希望之火,理论上装备这种发动机的飞行器可以达到光速1%-10%,这一个非常有诱惑力的速度,它将使得我们能在40-100年内到达比邻星,看上去似乎仍然非常漫长,但这已经是我们能够达到的极限了。
除非未来实现跨越狭义相对论框架的发动机,但我们依然需要为其提供能源,无论如何核聚变都将是未来可以预计的时间内的终极能源,也将是我们以后宇宙航行中为之依赖的不可或缺的未来!
我认为是的,核聚变是目前为止已知的唯一的人类能够在短期内取得重大突破的新型能源技术。而且核聚变也是在这个地球上唯一能够让我们离开星系的能源。
离开了核聚变,别说离开银河系,就连是离开太阳系都非常困难。 虽然核聚变也并不是唯一的新型能源,未来还有可能有反物质推动,曲率驱动等,但是目前为止,核聚变的前景还是很可观的,人类有望在100年内掌握可控核聚变技术。 只要这个目标达到了,人类将不会再有能源危机,可控核聚变的实现,也将会为人类走出太阳系乃至是银河系提供了强有力的能源保障。
核聚变,其实就是轻核子之间相互融合形成重核子然后释放出巨大能量的过程。原子弹利用的是核裂变反应,而氢弹利用的就是核聚变,氢弹的威力跟原子弹相比大了多少就不用我多说了吧。目前人类利用的核能是核裂变,而如果核聚变反应可控的话,产能效率将会大大提高。
核聚变是比核裂变更高级的反应, 原子弹通过核裂变的方式释放能量,产生上亿摄氏度的高温,但是核聚变反应的发生需要在上亿摄氏度的高温下进行,所以氢弹的点燃是通过原子弹来引爆的 ,也就是说核聚变需要核裂变作为引子。
如果像是点燃氢弹那样就简单了,难就难在怎么让能量缓慢释放。那么为了达到这个目的首先就需要想办法束缚住上亿摄氏度的高温,但是地球上的所有物质都不足以承受如此高的温度,所以人们就想了一些方法,那就是通过磁约束。
通过核聚变反应产生巨大能量,冲压式核聚变发动机可以使得飞船的速度达到光速的几分之一,这样的话飞船就足以进行星际旅行。而核聚变释放的能量是要远远大于化石燃料,也大于核裂变的。如果携带化石燃料的话,那么燃料怎么携带就是一个很大的问题,因为需要的能量多,所以也需要携带很多的化石燃料,但是星际旅行这样的大能量消耗过程,如果依靠化石燃料的话,可能把地球上的所有的化石燃料都用上了恐怕也不够。所以呢,目前为止核聚变是最有可能带我们离开太阳系的,但是未来也可能有别的方式,比如曲率引擎和暗物质能量等。
人类再不要聪明反被聪明误了!
还是把聪明用在正道上一一一潜心研究多快好省的开发沙漠太阳能发电和科学开发南北两极的冷空气,不再给地球新增热量,不要再让海水膨胀,淹没陆地!
我真是无法理解,人类不是想尽一切科学办法把自己的亲生母亲地球打扮得 健康 漂亮,环保绿色,万寿无疆,而是费尽心力尽快的离开自己的母亲,去寻找完全不靠谱的母亲!
俗话说得好:苦海无边,回头是岸,我真诚的奉劝那些所谓的能源科学家,快快悬崖勒马!
核聚变是目前已知的、人类有望近期能够掌握的革命性能源技术,一旦可控核聚变技术成熟,那么我们就可以利用,比如拿来发电,拿来作为宇宙飞船的动力,这一切在200年内应该能够普及。由此可见,核聚变也应该是这个地球上唯一能让我们离开太阳系的能源,但是也不是绝对的。因为在新能源领域,还有潜在的能源,比如反物质推动、曲速驱动等,都是很有潜力的星际航行技术,只不过这些技术距离我们太远,甚至连个理论基础都没有。
核聚变不一样,工程样机就摆在那里,不论是德国Wendelstein 7-X,还是麻省理工托卡马克聚变反应堆,都具备了一定的成熟度。德国Wendelstein 7-X已经开始运行,多次试验证明其能够输出能量,其造价达到10亿欧元,可以模拟产生恒星内部的极端环境,利用核聚变产生能量。核聚变技术距离实用化还有数十年的距离,因为目前的一些技术基础还不能克服,核聚变反应堆主要两类,一个是托卡马克核聚变装置,另一个是仿星器核聚变装置,后者使用3D磁场控制,前者使用2D磁场来控制。
美国能源部物理学家和德国科学家对Wendelstein 7-X多次试验表面,3D磁场控制的仿星器核聚变装置安全系数更高一些,磁场在仿星器中扮演非常重要的角色。从目前看,核聚变当然是唯一能让我们离开地球的能源,但距离离开星系还远着,因为银河系直径10万光年,依靠核聚变也无法飞这么远。
目前,人类尚没有把任何人造物体送出太阳系,而人类本身也没有突破地月系,究其原因,最主要的就是因为能源问题,人类尚没有有效的能源用于宇宙航行。
在动力学中,我们用比冲量来衡量火箭引擎效率,它的定义是火箭发动机每秒消耗单位质量推进剂产生的推力,或者是单位质量推进剂产生的冲量,单位是秒。比冲量越高,表示火箭发动机的效率越高。目前人类在航天领域普遍使用的能源是化学燃料,但这是一种非常低级的能源,能量释放效率非常低。
使用化学燃料的火箭被称为化学火箭,分为固体火箭和液体火箭,其中固体火箭的比冲量为290秒,液体火箭的比冲量则是300至453秒。在一些航天器上,我们还使用核动力作为能源,比如说著名的旅行者一号,就是使用核电池作为能源。目前人类使用的核能都是核裂变产生的能量,这种能量比化学燃料要高级,比冲量可以达到几千秒。但是,核裂变火箭的推力较小,只适用于无人的远距离航天器。
核聚变是人类在近期有可能掌握的新型能源,相比于核裂变,核聚变的效率更高。目前,人类往返火星需要四年,而如果使用核聚变火箭的话,将缩短至两个月左右。相比于反物质引擎、曲率引擎等更加“科幻”的技术,核聚变有着坚实的理论基础,虽然技术上还有一些问题,但它是最有希望实现的新能源了。
以目前的科学水平来说,核聚变确实是人类离开地球、 探索 深空最可能实现的能源方式,并且人类也正在做这样的事。此外诸如虫洞旅行、曲率引擎等等,目前来讲只能在科幻电影中实现。
为什么如此看好核聚变呢?
相比于传统的化学火箭,核聚变动力更加持久。
我们目前航天用的都是化学火箭,不过它的能量效率很低,登月使用的土星五号火箭,起飞自重就达到了三千多吨,可以想象,如果要载人飞出太阳系,那得需要多少燃料?而且我们不能和旅行者一号比,它只是个探测器,飞了35年才脱离日球层,很显然我们不能让宇航员等35年
可控核聚变装置又被称为“人造小太阳”,因为太阳的能量就是通过聚变释放的。如果我们能做到控制能量释放的速率,并且一定要持续,之后再小型化应用到火箭上, 那基本就算是成功了 。
还有其他的推进方式吗?
有,比如光帆、虫洞、反物质引擎等等。
光帆 就是利用光压前进,此前霍金先生启动过“突破摄星”计划,打算绕一批微型探测器,靠激光加速飞到相距4.2光年的半人马座a;
虫洞 就是抄近路,在两点之间打开时空洞口,进行穿梭,目前来看,几乎等于幻想;
反物质引擎 ,就是利用正反物质湮灭产生100%的能量做动力,这个比核聚变厉害多了,不过反物质的制作和储存太困难了。但这并不妨碍科幻小说,对它的大量使用。
期待您的点评和关注哦!
人工可控核聚变是目前人类最希望突破的能源之一。
以核聚变发动机为能源是近期可能实现星际旅行的最有效的方式。
核聚变是太阳等恒星的能量来源,人类在上世纪已实现不可控的人工核聚变,当然是以氢弹这种不可控的方式。氢弹爆炸时,由原子弹引爆产生的高温高压实现点火,利用惯性约束高温等离子实现轻核热聚变,聚变能量在瞬间释放。
对于人类来讲,地球也并不能一直是我们平安家园,我们总要走出这个星系,去寻找更多的资源。那么可控核聚变发动机就是人类实现星际旅行目前最有可能的方式了。
目前地球上,对于能量缓慢释放的可控核聚变,难度主要在对高温等离子体的约束,目前人类对可控核聚变反应堆的研究也有几十年了。目前有希望的途径是磁约束和激光惯性约束。磁约束目前各国研究喝多,常见的磁约束装置是托卡马克聚变实验堆,世界上有美国,德国,中国,俄罗斯等国都建立了可控热核聚变反应堆。当前都还处于基础研究阶段,可望在几十年内取得突破。
核聚变也并不是人类星际航行的唯一能源,只是目前最可能突破和实现的能源方式。其他诸如反物质飞船,曲率驱动飞船这些目前尚在理论 探索 中,只能暂时出现在各种科幻作品中。
量子实验室,欢迎评论和关注。
目前来看,在可以预见的未来,比如在未来100 500年之内,也只有利用核聚变技术为宇航活动提供能源。人工核聚变是一项很有前途的技术,目前正在日以继夜的攻克。核聚变,它是太阳等恒星能源的来源,对能源的利用率比较高。过去,我们人类想要发射一枚火箭到太空去,通常用的是化学火箭,通过给火箭灌注大量的化学燃料,用化学能把火箭推送上天。化学火箭一直是航天业的主流产品,优点是技术简单,容易获得,缺点是效率低下,火箭体积过大。而核聚变技术可以克服化学火箭的缺点。钱学森是著名的火箭控制专家,他在20世纪30年代末就构想过利用核聚变技术把火箭发射到天上去。你是不是大跌眼镜?要知道,当时可是30年代,不是60年代,70年代,当时"火箭"这个词汇,仅仅出现于科幻俱乐部会员之间的交流,钱学森的老师为了避免让民众认为火箭太科幻,而把实验室改名为"喷气实验室"。当时,不要说核聚变火箭,就是化学火箭,对大众来说都是一个科幻上的概念。但是,钱学森具有超越时代几十年的前瞻性,他还国内的时候,就提出了核聚变火箭的概念,让人惊叹他的创造力。现在,美国人制定了一个远征火星的计划,打算用火箭把几名宇航员送到火星地表上面去。由于路途遥远,需要一年半左右才能到达,用传统的化学火箭已经不够用,所以需要开发人工核聚变的火箭。这个技术难关主要在于体积的小型化,目前美国科学家已经取得了一定的进展。预计最早到2025年,真正可靠的人工核聚变火箭就可以完成制造。至于科幻小说之中的其他"能源",比如,什么反重力技术,什么真空零点能量,这些概念都过于超前,在理论上还仅仅是假说,没有得到证实。如果要开发出这些概念 科技 ,至少在目前是完全无法想象的,完全没有头绪。所以,在可以预见的未来,核聚变火箭还是宇航局的首选。
核聚变是目前看来比较靠谱的太空航行的能源,但是不是唯一能源。
要想飞向太空,烧煤显然是不行的,所以现在的火箭用的是更高效的燃料,即使这样可提供的能量也是很有限的。看起来非常巨大的火箭,里面的燃料只够燃烧一小会。现在很多国家的火箭只够发射近地轨道的卫星,只有极少数国家才有那种能把人类送到月球上的大推力火箭。
指望现有的火箭燃料来长期推进太空飞船是不现实的,目前的飞船和卫星一般用的太阳能,但是如果我们打算飞出太阳系,那么太阳能可能就远水解不了近渴了。于是有些飞船用了核裂变的能量,核裂变的好处是容易发生,坏处是有核辐射、利用效率不高。
核聚变正好与核裂变相反,好处是安全环保、能量利用效率高,缺点是不容易发生。虽然太阳每时每刻都在核聚变,但是这事对人类来说还是很困难的,因为我们没有太阳那么大的体量。实验室里难以达到太阳核心那种极端的环境,而且还没法持续、经济的运行。
现在世界上有几十个核聚变装置,美国二十几个,我国十几个,俄罗斯几个,这些装置想要放到飞船上还需要很多的改进。比如关键的一点是,核聚变装置产生出来的能量得比它消耗的能量要多,不然就没法用。光是这点,目前很多核聚变装置就达不到。
其实,如果考虑用最少的物质产生最多的能量的话,正反物质湮灭会是比核聚变更高效的星际飞船能源,只不过我们目前还不能大量制造或者获取反物质。也许随着科学的进步,我们今后能发现更好更高效的能源,来推动人类飞出太阳系甚至银河系。
答:能源这块,和我的大学专业联系挺紧密的,我来谈一点我的看法。
可控核聚变,无疑是人类最迫切希望得到突破的技术,我们的科学家已经研究了半个世纪。要想实现星际航行,没有可控核聚变的话,别说离开银河系,就算离开我们太阳系都是很难的。
我们来分析一遍,目前人类的所有能源方式的特点。
一、传统化石能源
包括煤炭、石油和天然气,目前人类对化石燃料的利用已经达到了顶峰。
以目前的开采速度,全球的石油和天然气还能供给50年,煤炭还能供给100年;对于中国,不从外进口的话,石油和天然气时间缩短近1/5,煤炭稍微多一些。
化石燃料对环境污染非常大,这也是化石燃料的诟病;化石燃料唯一的优势,就是开采技术和利用效率,已经达到了很高的水平,技术可以说相当成熟。
化石燃料的特点,决定了它只能解燃眉之急,未来肯定是靠不住的。
二、水利发电和风能
之所以放到一起,是因为这两个能源有很多共性,首先两者都算是清洁能源,而且都是取之不尽用之不竭。
但同时,两者都会对生态环境造成一定的影响,水利发电影响降水;发电的选址由地理条件决定,灵活性较低,现阶段无法代替火电。
对于未来的星际航行,除非人类发明高效的能源储存技术,否则对星际航行起不了多大作用。
三、太阳能和氢能(氢气)
这两个能源,算是清洁能源中的佼佼者,如果两者同时得到突破,那么人类在地球上的能源消耗,完全可以替代掉化石能源。
太阳能取之不尽用之不竭,氢能(氢气)具备高能量密度,我们可以利用太阳能分解水得到氢气,而氢气方便运输和储存。
在太空中,太阳能更是源源不断;但是,对于超出太阳系的星际航行,太阳能的获取将大大打折。
四、其他新能源
比如可燃冰、生物质能、地热、潮汐能等等,目前技术不成熟;但是也存在各自的局限,可以作为未来能源的补充,要想成为人类能源的主导,不太可能。
五、核能
核裂变的最大缺陷,就是废料的核污染,而且地球上核裂变的燃料(铀)也是有限的。
氢同位素的核聚变过程,没有任何放射性废料产生,释放的能量比核裂变大,而且氢的同位素在海水中大量存在,完全足够人类使用数亿年。
如果以氦-3作为核聚变燃料(3He+3He 4He+2(1H),ΔE=12.860MeV),聚变过程就没有中子产生,意味着不会存在核辐射,是相当清洁的能源,而氦-3在月球土壤中大量存在。
我国属于能源大国,对未来能源的重视度可想而知。目前,国家大量扶持风力发电和太阳能发电,就是为了在未来摆脱化石能源的限制。
对于可控核聚变,关键的技术之一是核聚变的点火,目前主要方式有激光点火和磁约束点火(托卡马克装置)。
比如美国的“国家点火装置”,就是研究激光点火;国际合作的“国际热核聚变实验堆计划”,研究的是托卡马克装置点火;对于中国科学院等离子体物理研究所,也有自己的托卡马克装置。
可以说,无论从那种角度来看,核聚变都是人类现阶段,有可能掌控的终极能源之一,人类要想进行星际航行,除了可控核聚变外,确实没有更合适的能源能够替代。
缺点就是可控核聚变技术,貌似遥遥无期,不知道我们这辈子能否看到?