中日能源技术展望及其比较_能源论文

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中图分类号:F204文献标识码:A 文章编号:1004-115X(2007)02-0034-04

1 技术预见简介

技术预见(technology foresight)倡导的基本理念就是要在通过对科学、技术、经济和社会在未来一段时间的“整体化预测”的基础上,“系统化选择”那些具有战略意义的研究领域、关键技术和通用技术,利用市场的“最优化配置”手段最终实现其经济与社会利益的最大化[1]。

自日本20世纪在70年代第一次组织技术预见活动以来,“技术预见”先后得到了发达国家和一批发展中国家的重视。进入20世纪90年代以后,这些国家纷纷实施技术预见行动计划,在全球掀起了一般预见研究与实践的浪潮[2]。现在,“技术预见”活动不仅已经推广到世界上许多国家,并开始得到诸如联合国工业发展组织(UNIDO)、亚太经济合作组织(APEC)、国际经济合作与发展组织(OECD)等国际组织的重视和运用,全球性的技术预见大趋势已经形成。

2000年以来,中国科学院科技政策与管理科学研究所、中国科技促进发展研究中心和上海市科学学研究所等单位开展了有关技术预见的研究和实践工作。2003年以来,中国科学院启动了知识创新工程重要方向项目——“中国未来20年技术预见研究”。本研究项目涉及信息、能源、材料、生物、先进制造、资源与环境、化学与化工、空间技术等8个技术领域。本文结合其中的能源技术领域的实践,介绍有关研究成果,并进行中日比较。

2 能源技术预见的德尔菲调查概述

本课题在第一轮德尔菲调查中将“能源技术领域”(以下简称“能源领域”)分为“煤、石油、天然气”、“可再生能源”、“核能”、“电能”、“加工过的能源”、“热和机械能”和“能源相关技术”7个子领域。在第一轮德尔菲调查之后,根据第一轮德尔菲调查结果和技术预见能源领域专家组的意见,将“能源相关技术”子领域有关课题分别归并到其他6个子领域,同时明确将“加工过的能源”更名为“氢能”。两轮德尔菲调查的回函情况见表1。

“中国未来20年技术预见研究”德尔菲调查问卷共设置了8栏25个选项(见表2),内容涉及对备选技术课题的五大判断,包括:未来技术的重要性(三大判据)、未来技术的可能性(预计实现时间)、未来技术的可行性(制约因素)、未来技术合作与竞争对手(目前领先国家)、未来技术优先领域(择优支持)。

3 能源技术预见主要结果分析

3.1 能源技术领域最重要的前10项技术课题

为了确定有关技术课题的重要程度,本研究在德尔菲调查问卷设计过程中,提出了“促进经济增长”、“提高人民生活质量”和“保障我国国家安全”3个判据。并且在分别判断技术课题的重要程度的基础上,用改进后的“平方和加权法”将技术课题“促进经济增长”、“提高人民生活质量”和“保障我国国家安全”的重要程度指数加以综合,得到技术课题的综合重要程度排序。利用“单因素重要程度指数计算方法”和“三因素综合重要程度指数计算方法”[3] 对第二轮德尔菲调查结果进行数据处理,分别选出对“促进经济增长”、对“提高人民生活质量”和对“保障我国国家安全”最重要的10项技术课题,以及综合考虑上述3项指标最重要的10项技术课题(见表3)。

3.2 能源技术领先国家分布

德尔菲调查数据表明,我国能源领域技术课题的总体研究水平远远低于国际水平,只有少量技术课题具有世界可比性。例如,“蒸发冷却发电机组得到一定规模应用”和“高温气冷堆得到实际应用”等极少数技术课题被部分专家认为处于国际领先地位。

从能源技术领域领先国家分布来看,普遍认为美国是当前能源领域技术领先国家,这一比例高达38%;其后依次是欧洲、日本和俄国。其中美国、欧洲和日本三者基本上占据了能源技术领域领先的主要领域,三者合计占全部领先课题的94%。这一判断基本上反映了目前国际能源领域的技术领先状况。

3.3 能源技术发展制约因素分析

从技术发展制约因素来看,“研究开发投入”、“基础设施”和“法规、政策和标准”是能源领域技术课题发展的最主要制约因素,其中“研究开发投入”因素影响最大,其次是“基础设施”,再次是“法规、政策和标准”,最后是“人力资源”。72项技术课题中,有70项技术课题的第一制约因素是“研究开发投入”,有2项技术课题的第一制约因素为“法规、政策和标准”;有41项技术课题的第二制约因素是“基础设施”,有23项技术课题的第二制约因素是“法规、政策和标准”,有6项技术课题的第二制约因素为“人力资源”,有2项技术课题的第二制约因素是“研究开发投入”。

4 中日能源技术预见比较

从世界范围来看,日本的技术预见活动从20世纪70年代至今已进行了8次,无论是组织运行、技术路线,还是问卷调查、结果分析,都发展得最为成熟。日本2005年的第8次技术预见将能源与资源作为一个领域进行调查和排名,而第7次技术预见(2001年),虽然能源与资源仍作为一个领域,但却是相对独立的两部分分别进行排名,因此可以用日本第7次技术预见中能源部分的调查结果与我国技术预见项目的能源领域调查结果相比较[4]。

4.1 子领域划分及其课题分布比较

中国未来20年能源领域技术预见包括6个子领域,72项技术课题。日本第7次技术预见中的能源部分包括7个子领域、51项技术课题。两国能源领域课题设置具体数据比较见表4(注:表中括号内的数字为技术课题数量)。

从表4可以看出,中日两国预见活动子领域设置基本一致。从课题数分布情况看,我国技术预见的课题在各子领域的分布相对比较均匀,受关注较多的子领域分别是“煤、石油、天然气”(16)和“热和机械能”(15),较少的是“核能”(9);日本第7次技术预见活动中关注较多的是“电能”子领域(15)和“太阳能、风能、海洋能、生物能、地热”子领域(12),较少的是“热和机械能”子领域(3)和“能源相关系统(组合循环)、废料处理、再循环利用”子领域(3)。“电能”和“可再生能源”在两国预见能源领域的课题设置中都很重要,这说明一方面,电能是社会生产和生活都必不可少的能量供给,另一方面,两国都将能源的可持续发展问题提到重要位置。而“热和机械能”、“煤、石油、天然气”两个子领域课题数量的差异体现了两国因经济和资源的不同导致关注重点有所不同。

4.2 中日德尔菲调查结果的简单比较

与日本第7次技术预见重要性前十名课题的结果相比较(见表5),发现中日两国最重要的10项技术课题中有3类技术是相近的:①海洋天然气水合物开发技术;②节电技术(如日本的“空调耗能少于目前平均水平二分之一的节能居室得以普及”);③燃料电池电动汽车。不同之处在于,我国比较关注超大规模互联电网的安全、经济运行控制技术,大型煤气化技术等常规能源技术,其中“煤、石油、天然气”子领域占据了前10名最重要课题的一半;而日本更关注太阳能电池、次级电池、燃料电池、电动汽车等新型能源技术、节能以及废弃物的回收利用等。

(注:技术课题后面的内容依次是:技术课题所属子领域,预期的实现时间)

5 结论

20世纪90年代以来,技术预见已经逐渐形成世界潮流。开展技术预见不仅是国际竞争的需要,而且是制定科技发展战略和科技政策的重要基础,是建设创新型国家的需要。

本文主要分析了“中国未来20年技术预见”能源技术领域6个子领域的72项技术课题的重要性、技术领先国家分布和发展制约因素,并与日本第7次技术预见的相关内容进行了对比分析。主要结论如下:

①“超大规模互联电网的安全、经济运行控制技术得到广泛应用”在综合重要度中名列第一,表明了这一技术课题在我国能源技术领域的突出位置和重要性。从重要程度综合得分前10位课题的子领域分布来看,煤、石油、天然气最多(5个),其后依次是电能(3个)和核能(2个)。相比之下,日本更关注太阳能电池、燃料电池、电动汽车等新型能源技术、节能以及废弃物的回收利用等。这一结果表明我国当前和未来最重要的能源技术问题主要集中在煤、石油、天然气和电能、核能等常规能源领域。

②从能源技术领域领先国家分布来看,普遍认为美国是当前能源领域技术领先国家,这一比例高达38%。美国、欧洲和日本三者基本上占据了能源技术领域领先的主要领域,这一结论与日本第7次技术预见能源部分的结果基本一致。

③从技术发展制约因素来看,“研究开发投入”因素影响最大,其次是“基础设施”,再次是“法规、政策和标准”,最后是“人力资源”。

根据上述结论,建议我国今后能源技术发展战略重点是在继续加强“煤、石油、天然气”和“电能”等常规能源技术发展的基础上,重视发展核能等新型能源。美国、欧盟和日本是能源技术领先国,既是我国的竞争对手,也是重要的战略合作伙伴。加强研究开发投入,尤其是能源共性技术的投入应是我国能源科技政策的重点所在。

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