第一节能源科技创新的基本规律
一、能源科技是面向应用的阶段性发展过程
任何能源技术或能源系统，从最初开发到最终完全融入经济发展往往需要长达数十年甚至更长的时间。现代能源科技的发展通常需要经过以下阶段：①知识发现。基础科学水平的提升为能源科学的进步开启了无限的可能，是能源应用研究的源泉，涉及分子水平上设计和装配物质结构、精确预测和控制化学反应到理解复杂系统行为等；②技术能力发展，即对技术概念的验证，以及能源产品和工艺的创造过程，是能源科技创新的最重要的组成部分；③原型或中试运行，即示范，通过规模放大检验能源技术、产品和工艺的成熟性；④应用部署和商业化，是能源科技创新成功的最终评判标准。现代能源技术的发展难以轻易超越其中任何一个环节，但通过增加研发投入、运用政策工具等手段能够在一定程度上加快端到端的技术创新过程。
二、能源科技是多学科交叉的前瞻性、系统性发展过程
能源科技是一个高度综合、具有很强学科交叉特点的研究领域。不同学科的交叉综合不仅能带来科学上的重大突破，还能不断培育出新的技术生长点和产业制高点。工业革命以来，材料科学、化学、地球科学、生物科学、核科学技术等领域产生的研究成果不断推动着能源生产力的提高、能源使用效率的优化和新能源的发展。未来先进计算技术、纳米科学、基因组学、暗能量等前沿科技的进步，将对新的能量转换、输配、利用和储存方式以及无碳一低碳能源系统的形成带来新的契机。
三、能源科技是在国家需求导向和战略引领下的发展过程
由于能源资源分布不均衡以及气候变化问题，需要从环境、经济竞争力、国家安全、区域差异等方面探索能源问题的解决方案。此外，能源科技创新具有战略性、公共性、前瞻性和系统性等特点，需要持续高水平投入以及超前部署。但在其发展过程中面临着技术障碍和成本障碍，研究体制、公众意识、市场准入、投资渠道、信息沟通、激励措施等也会阻碍能源科技的进步与推广应用。因此，国家意志在能源科技的发展中起到关键作用，主要表现在：选择与本国未来能源体系相适应的能源科技优先发展领域和方向；组织利用公共资源攻克关键技术；建立和完善能源科技创新体系。
第二节能源科技创新的主要趋势
通过对美国、德国、法国、日本、俄罗斯等能源强国和能源大国的研究可以发现，其能源科技创新存在以下显著特征：一是重视能源科技发展战略的引领作用；二是系统配套的能源科技创新体系；三是长期、稳定、持续的高额科技投入；四是科学完备的科技创新评价模式。
一、制定中长期能源科技战略发挥国家引领作用
能源科技战略是国家能源战略的有机组成部分，是国家基于自身能源资源禀赋和科技发展水平，从保障能源供应、维护能源安全出发而采取的一系列政策措施的集合。能源科技战略提出，必须服务于国家需求与经济社会发展的长期需要。因此，世界能源科技强国均重视制定和不断调整中长期能源科技战略，提出优先研究领域和方向，引导能源科技向适合本国能源战略需求的方向发展。美国2011年发布的《未来能源安全蓝图》报告正式提出了美国未来20年的能源发展目标，强调通过安全有序地扩大国内油气资源生产、充分发挥清洁能源潜力和大力推动科技创新等工作来保障能源安全；日本面向2030年制定了能源环境创新政策，并持续将能源与环境作为国家五年度基本科技计划的研究主题；欧盟制订了面向2030年和2050年的战略能源技术计划和技术路线图，德国、法国等均根据本国实际在此框架下提出了中长期能源研究战略。
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