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在《人類(lèi) 21 世紀(jì)備忘錄》① 一文中，徐冠華院士等人提出了人類(lèi) 歷史進(jìn)程中存有三大不動(dòng)點(diǎn)議題的論述在人類(lèi)文明的歷史階 段，發(fā)展主題始終圍繞能源、食品和健康三大議題展開(kāi)。這三大議題 是人類(lèi)發(fā)展諸多議題中基礎(chǔ)中的初始基礎(chǔ)，支柱中的核心支柱。這三 大議題當(dāng)中每部分內(nèi)容都用來(lái)刻畫(huà)過(guò)生命賴(lài)以維系的要素指標(biāo)或命名 過(guò)某個(gè)歷史階段，如化石能源時(shí)代、核動(dòng)力時(shí)代、刀耕火種、稻作文 明、水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)、能耗指數(shù)、蛋白質(zhì)攝入量、可再生能源階段、自然 療法時(shí)代、基因療法時(shí)代等。這三大議題每個(gè)又都具有宏觀累積效 應(yīng)個(gè)體的或局部的問(wèn)題，會(huì)以極快的速度累積成為巨大的、風(fēng)險(xiǎn) 性極高的社會(huì)難題。其中，能源議題同食品與健康議題又不太一樣， 因?yàn)閷?duì)于溫飽和健康狀態(tài)的認(rèn)知，個(gè)體和群體之間有很多通感。能源 議題受地域、生產(chǎn)方式影響很大，它更多地取決于環(huán)境的變量與供 給。這也許是相對(duì)于其他覺(jué)識(shí)，能源自覺(jué)更晚到來(lái)的一個(gè)原因。這里 所講的能源自覺(jué)，就是指人們對(duì)人與能源關(guān)系的認(rèn)知、評(píng)價(jià)和主動(dòng)改 善的思考。人類(lèi)的能源自覺(jué)只是近現(xiàn)代才產(chǎn)生并得到持續(xù)豐富的覺(jué) 識(shí)，代價(jià)甚高，來(lái)之不易。

　　　影響這三大議題的關(guān)鍵因素主要有 3 個(gè)方面：需求、科技和制 度。其中的科技，又是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。因?yàn)樾枨笥薪o定的方面，制度 總是事后成型的，只有科技既影響著需求的自我滿(mǎn)足水平，又影響著 相關(guān)社會(huì)管理治理的體制機(jī)制。另外，需求和制度又反過(guò)來(lái)影響著相 關(guān)科技的發(fā)展、吸納和運(yùn)用。所以，關(guān)于科技前瞻展開(kāi)的維度，除科 技自身外，也主要是從社會(huì)需求與制度選擇中進(jìn)行分析預(yù)測(cè)的。

　　環(huán)球同此涼熱，過(guò)去詩(shī)人的感慨如今已是全球共情共鳴的能 源話(huà)題。面對(duì)氣候變化、雙碳約束、大氣治理等日趨緊迫的全球問(wèn) 題，能源科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展被認(rèn)為承擔(dān)著重要責(zé)任。從這個(gè)意義上講， 主動(dòng)感知、預(yù)測(cè)未來(lái)能源科技的方向和領(lǐng)域，是人類(lèi)能源自覺(jué)的一種 體現(xiàn)。對(duì)能源科技的譜系化、結(jié)構(gòu)化分析，同時(shí)深入分析人與能源的關(guān)系、人類(lèi)應(yīng)用能源的各類(lèi)場(chǎng)景、人類(lèi)研發(fā)各類(lèi)能源的潛力，這是 構(gòu)建人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展社會(huì)的必修課。人類(lèi)的能源自覺(jué)從緣起到現(xiàn)在， 在不斷豐富和升級(jí)，并深受能源材料科技、能源互聯(lián)網(wǎng)、綠色理念、 清潔制造、可持續(xù)發(fā)展、同一地球、人類(lèi)命運(yùn)共同體等諸多內(nèi)容的 影響。因此，當(dāng)今關(guān)于能源科技的感知和預(yù)測(cè)越來(lái)越精細(xì)，影響面 也越來(lái)越廣。受新科技應(yīng)用帶來(lái)的改變，能源從生產(chǎn)端到消費(fèi)端， 包括期間的過(guò)程、通道等都在發(fā)生巨大的變化。很多人類(lèi)活動(dòng)的空 間過(guò)去純粹是能源消費(fèi)單元，現(xiàn)在憑借能源新科技、新方式，加快 轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色能源生產(chǎn)單元，在實(shí)現(xiàn)自身能源平衡的同時(shí)增加對(duì)全社 會(huì)能源平衡的貢獻(xiàn)。實(shí)際上這給新能源技術(shù)體系帶來(lái)很多新的架構(gòu)、 新的業(yè)態(tài)和新的議題。

　　環(huán)球同此涼熱，氣候變化事關(guān)全球社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，積 極應(yīng)對(duì)氣候變化已成為全球各國(guó)的共識(shí)。聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān) 門(mén)委員會(huì)（IPCC）的評(píng)估報(bào)告越來(lái)越清楚地表明，人類(lèi)活動(dòng)是引起 氣候變化的主要原因。截至 2020 年，全球已有 54 個(gè)國(guó)家實(shí)現(xiàn)碳達(dá) 峰， 占全球碳排放總量的 40%，且多數(shù)為法國(guó)、德國(guó)、美國(guó)、日本、 英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，并提出到 2050 年實(shí)現(xiàn)碳中和。2020 年 9 月 22 日， 以習(xí)近平同志為核心的黨中央審時(shí)度勢(shì)，做出中國(guó)加快實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、 碳中和（以下簡(jiǎn)稱(chēng)雙碳）目標(biāo)的重大決策，充分體現(xiàn)了中國(guó)作為 負(fù)責(zé)任的發(fā)展大國(guó)，把應(yīng)對(duì)全球氣候變化、推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)當(dāng)作 自身高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求，彰顯了中國(guó)構(gòu)建人類(lèi)命運(yùn)共同體的責(zé) 任擔(dān)當(dāng)，對(duì)于中國(guó)乃至全球未來(lái)可持續(xù)發(fā)展均具有重要的戰(zhàn)略意義。

　　　法國(guó)、德國(guó)、美國(guó)、日本、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家在發(fā)展過(guò)程中重視 應(yīng)對(duì)氣候變化的雙碳前沿技術(shù)的規(guī)劃部署，實(shí)施了一系列科技計(jì)劃 與研發(fā)措施，取得了一系列技術(shù)進(jìn)展。國(guó)際能源署（IEA）、國(guó)際可 再生能源署（IRENA）、全球風(fēng)能協(xié)會(huì)（GWEC）、國(guó)際原子能機(jī)構(gòu) （IAEA）等國(guó)際組織機(jī)構(gòu)也圍繞太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能等技術(shù)發(fā)布了 一 系列研究報(bào)告，提出了一系列促進(jìn)清潔能源技術(shù)發(fā)展及低碳發(fā)展的 對(duì)策與建議。這些前沿技術(shù)部署與研發(fā)，對(duì)于我國(guó)政府相關(guān)管理機(jī) 構(gòu)、科研院所、企業(yè)等創(chuàng)新主體，及時(shí)了解前沿技術(shù)動(dòng)態(tài)，把握發(fā) 展態(tài)勢(shì)，做好決策部署和創(chuàng)新準(zhǔn)備，具有顯著的借鑒意義。

　　　為積極支撐科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，科技部成立了碳達(dá) 峰碳中和科技工作領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)組織與協(xié)調(diào)各司局雙碳相關(guān)工作。 領(lǐng)導(dǎo)小組在第一次會(huì)議中就提出要盡快形成《碳達(dá)峰碳中和科技創(chuàng)新行動(dòng)方案》的研究計(jì)劃，并推進(jìn)《碳中和技術(shù)發(fā)展路線(xiàn)圖》的編 制，推動(dòng)成立碳中和關(guān)鍵技術(shù)研究與示范重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)。中國(guó)科學(xué)技 術(shù)信息研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中信所）作為科技部直屬事業(yè)單位，積 極配合相關(guān)工作安排，新成立了區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展研究中心，并安排 所重點(diǎn)一期與二期雙碳關(guān)鍵技術(shù)相關(guān)項(xiàng)目，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、積極開(kāi)展與雙 碳相關(guān)的情報(bào)跟蹤監(jiān)測(cè)與研究工作，中信所特意組織區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展 研究中心的研究團(tuán)隊(duì)編撰本書(shū)，根據(jù)所承擔(dān)任務(wù)要求，主要在新能 源、低碳減碳零碳方向選取了 7 個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，對(duì)當(dāng)今全球主要發(fā)達(dá)國(guó) 家的能源科技、產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)的創(chuàng)新發(fā)展給予了深入的研究分析。在研 究過(guò)程當(dāng)中，支撐了有關(guān)部門(mén)與地方政府關(guān)于雙碳議題的科學(xué)決策，促 進(jìn)了相關(guān)科研院所、高校、企業(yè)、政府等主體圍繞雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)深入的 交流互鑒。

　　本書(shū)共分為 7 章。第 1 章主要介紹太陽(yáng)能技術(shù)相關(guān)法律法規(guī)、戰(zhàn) 略與研發(fā)計(jì)劃部署，主要國(guó)家太陽(yáng)能技術(shù)研發(fā)投入，太陽(yáng)能技術(shù)論 文與專(zhuān)利，以及太陽(yáng)能技術(shù)最新進(jìn)展等；第 2 章主要介紹風(fēng)能技術(shù)相 關(guān)法律法規(guī)、戰(zhàn)略與研發(fā)計(jì)劃部署，主要國(guó)家風(fēng)能技術(shù)研發(fā)投入，風(fēng) 能技術(shù)論文與專(zhuān)利，以及風(fēng)能技術(shù)最新進(jìn)展等；第 3 章主要介紹核能 技術(shù)相關(guān)法律法規(guī)、戰(zhàn)略與研發(fā)計(jì)劃部署，主要國(guó)家核能技術(shù)研發(fā)投 入，核能技術(shù)論文與專(zhuān)利，以及核能技術(shù)最新進(jìn)展等；第 4 章主要介 紹氫能技術(shù)相關(guān)法律法規(guī)、戰(zhàn)略與研發(fā)計(jì)劃部署，主要國(guó)家氫能技術(shù) 研發(fā)投入，氫能技術(shù)論文與專(zhuān)利， 以及氫能技術(shù)最新進(jìn)展等；第 5 章 主要介紹燃料電池技術(shù)相關(guān)法律法規(guī)、戰(zhàn)略與研發(fā)計(jì)劃部署，主要國(guó) 家燃料電池技術(shù)研發(fā)投入，燃料電池技術(shù)論文與專(zhuān)利，以及燃料電池 技術(shù)最新進(jìn)展等；第 6 章主要介紹 CCUS 技術(shù)相關(guān)法律法規(guī)、戰(zhàn)略與 研發(fā)計(jì)劃部署，主要國(guó)家 CCUS 技術(shù)研發(fā)投入，直接空氣捕集 CO2 技 術(shù)論文與專(zhuān)利，以及 CCUS 技術(shù)最新進(jìn)展等；第 7 章主要介紹儲(chǔ)能技 術(shù)相關(guān)法律法規(guī)、戰(zhàn)略與研發(fā)計(jì)劃部署，主要國(guó)家儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)投 入，超級(jí)電容器技術(shù)論文與專(zhuān)利，以及儲(chǔ)能技術(shù)最新進(jìn)展等。