科技日報國際部
年度盤點
2022
Russia
俄羅斯
提出新型中子吸收劑方法
增強核反應堆安全可控性
◎本報駐俄羅斯記者 董映璧
高溫氣冷堆是第四代核電堆技術，具有安全性好、效率高、經濟性好、用途廣泛等優(yōu)勢。高溫氣冷堆通過核能—熱能—機械能—電能的轉化實現(xiàn)發(fā)電，能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石能源，實現(xiàn)經濟和生態(tài)環(huán)境協(xié)調發(fā)展。這種類型的反應堆可產生電力和高溫熱量，用于制氫、海水淡化和中央供熱，無需充電即可運行約10年。這些品質使高溫氣冷堆成為確保向難以到達地區(qū)(如極北地區(qū))的定居點和企業(yè)供應能源和熱量的最佳解決方案。
托木斯克理工大學提出了一種用于高溫氣冷核反應堆的新型中子吸收劑方法——使用氣態(tài)三氟化硼作為核燃料所釋放中子的吸收劑。使用新吸收器不僅有助于更有效地控制核反應，它的濃縮版本也非常適合安全緊急中止反應堆。三氟化硼的主要優(yōu)點是能夠在高達1000℃的溫度下保持氣態(tài)并且不會分解。這種化合物的毒性很大，但在室溫下在普通水中會完全中和。該研究成果有助于大大提高自20世紀中葉以來開發(fā)的這類反應堆的安全性。
日 本
Japan
發(fā)布新氫能路線圖
研發(fā)多款節(jié)能產品
◎本報記者 張夢然
2022年，日本政府發(fā)布了新的氫能路線圖，日本科學家也開發(fā)出多款節(jié)能產品，同時注重廢物的回收和再利用。
3月，日本經濟產業(yè)省發(fā)布了新版《氫能與燃料電池路線圖》，旨在到2030年將能源結構中氫能的使用占比提高。
在節(jié)能減排產品研發(fā)方面，日本國家材料科學研究所開發(fā)了一種耐用的鈣鈦礦型太陽能電池，面積僅為1平方厘米，能在陽光下以超過20%的光電轉換效率連續(xù)發(fā)電1000多個小時，可用于開發(fā)輕型多功能太陽能電池。日本科學家還開發(fā)出一款新碳捕集系統(tǒng)，能直接從大氣中清除二氧化碳，效率高達99%，且捕集二氧化碳的速度至少是現(xiàn)有系統(tǒng)的兩倍，成為迄今處理空氣中低濃度二氧化碳最快的捕集系統(tǒng)，有望開啟直接空氣捕集新時代。
在廢物回收利用方面，東京大學開發(fā)的技術可將食品殘渣轉化為建筑水泥，這是世界上首個完全使用食物制作水泥的工藝?？茖W家利用回收稻殼創(chuàng)造了首個硅量子點LED燈。此外，量子科學技術研究開發(fā)機構利用高性能離子導體作為鋰分離膜，開發(fā)出超高純度鋰(99.99%)回收技術以及離子導體鋰分離技術，可從車載鋰離子電池中低成本回收超高純度鋰，作為電池原料，將制造電池原料的氫氧化鋰成本降至進口價格的一半以下。
韓 國
South Korea
修復核電產業(yè)生態(tài)
通過碳中和路線圖
◎本報駐韓國記者 薛 嚴
2022年，韓國采取多種手段修復核電產業(yè)生態(tài)，同時大力發(fā)展氫能。
韓國政府修復核電產業(yè)生態(tài)的舉措包括：組建并啟動提升核電競爭力的特別工作組，意在探索提高核電產業(yè)競爭力的方案；在慶尚南道昌原等地打造核電產業(yè)生態(tài)圈；要求已有核電站快速復工；加大企業(yè)支持力度，發(fā)布《核電產業(yè)合作企業(yè)支援對策》和《核電站中小企業(yè)支援方案》。韓國政府2022年還向核電站合作企業(yè)招標925億韓元的工程，到2025年為止提供1萬億韓元以上的新工程。對那些面臨生存危機的核電站零部件公司，韓國政府承諾提供1000億韓元的政策資金和3800億韓元的金融支持。
韓國科學技術信息通信部11月審議通過《碳中和技術創(chuàng)新戰(zhàn)略路線圖》。根據(jù)該路線圖，在二氧化碳的捕集、利用與封存方面，韓國將在日本海氣田實施綜合實證項目，爭取到2030年和2050年，二氧化碳全年儲存量分別達400萬噸和1500萬噸。在氫能生產與供給方面，韓國將為企業(yè)研發(fā)大量儲存、遠程氣體運輸?shù)燃夹g提供支持，力爭實現(xiàn)生產與供給氫能2030年達194萬噸、2050年達2970萬噸的目標。此外，韓國爭取到2030年推廣450萬輛氫能汽車，為此對下一代電池汽車進行實地驗證，同時研發(fā)防止電池火災的技術。
德 國
Germany
能源安全戰(zhàn)略先行
氫能旗艦項目推進
◎本報駐德國記者 李 山
2022年氣候變化在德國引發(fā)廣泛關注，德國也多管齊下確保能源安全，包括繼續(xù)推進氫能項目等。
2022年夏季，歐洲森林火災導致的溫室氣體排放量為2007年以來最高。德波邊境的奧得河發(fā)生大量魚類死亡的生態(tài)災難。歐洲激進的環(huán)保組織不惜通過污毀藝術品，阻塞交通要道，甚至破壞企業(yè)生產設備等行為來引發(fā)公眾對環(huán)保和氣候變化的關注。
海洋和氣候變化研究方面，阿爾弗雷德韋格納研究所取得了一系列成果：發(fā)現(xiàn)氣候變化可能會改變并加劇北冰洋的季節(jié)性酸化，對海洋生物具有深遠影響；根據(jù)衛(wèi)星數(shù)據(jù)估算北極全年的冰層厚度和體積；發(fā)現(xiàn)塑料泛濫已蔓延到北極的所有棲息地；建議在超過生態(tài)臨界點之前阻止海洋不可逆轉的塑料污染；成功在南極獲取首批包含遠古歷史氣候數(shù)據(jù)的鉆芯；繪制了北極中部氣候過程的第一張完整圖景，發(fā)現(xiàn)北極的變暖速度是地球其他地區(qū)的兩倍多；開始建造“流星4代”遠洋科考船等。
德國政府盡力確保能源供應安全，推出了“氣候與轉型基金”，從2023年到2026年，將提供約1775億歐元用于促進環(huán)保、可靠和負擔得起的能源供應和氣候保護。
德國耗資7億歐元的氫旗艦項目也繼續(xù)推進，電解槽的規(guī)?；拖盗谢a、海上風電無并網制氫、氫運輸技術均取得進展，氫能經濟發(fā)展步入正軌。另一方面，德國還在探索利用微生物和陽光可持續(xù)生產氫；與日本合作，把氨作為氫的載體，研發(fā)新型綜合反應堆技術。
法 國
France
新計劃重新啟動核能
加大支持可再生能源
◎本報駐法國記者 李宏策
為按時完成脫碳目標，2022年，法國重新?lián)肀Ш四?，也加大了風能、太陽能以及氫能等可再生能源的支持力度。
2月，總統(tǒng)馬克龍宣布其連任當選法國總統(tǒng)后的長期能源計劃，包括重啟核能，目標是在2050年前建造6座新的第二代歐洲先進壓水堆，延長核電站使用期限至50年，并明確提出“不再有關閉目標”。
在可再生能源方面，根據(jù)“法國2030”計劃，法國將投入10億歐元用于可再生能源的研發(fā)，計劃到2050年建成50個海上風力發(fā)電場，實現(xiàn)風電產能達40吉瓦的目標；太陽能發(fā)電裝機容量將增加10倍，達到100吉瓦以上。法國還將繼續(xù)投資水力發(fā)電站以及沼氣利用等可再生熱能開發(fā)。
法國還提出在30年內將能源消耗減少40%，加速工業(yè)設備脫碳和住房節(jié)能改造，大力發(fā)展新能源汽車和氫能產業(yè)。
氫能方面，法國政府11月宣布“已保證2吉瓦電解水制氫設備”，并重申發(fā)展綠氫是工業(yè)脫碳的支點之一。法國氫能戰(zhàn)略路線圖設定的目標是，到2030年建成6.5吉瓦電解水制氫設備，年產綠氫70萬噸。此外，歐盟委員會公布兩批氫價值鏈“歐洲共同利益重大項目”(IPCEI)，其中包括法國提交的17個，法國將為這批項目投資21億歐元。
英 國
The UK
頒布能源安全戰(zhàn)略
重啟氘氚聚變實驗
◎本報記者 劉 霞
在節(jié)能減排、加大脫碳力度、向新能源和可再生能源轉型方面，英國制定了能源安全戰(zhàn)略，并取得了多項進展。
2022年4月，英國政府正式公布新的《英國能源安全戰(zhàn)略》，旨在“促進長期能源獨立、安全和繁榮”，生產更多“清潔”和“負擔得起”的能源。根據(jù)這份戰(zhàn)略，未來英國將在核能、海上風電、氫能等可再生能源領域加大投資，力爭到2030年英國95%的電力將來源于低碳能源。
英國原子能管理局等機構稱，世界上規(guī)模最大的核聚變反應堆歐洲聯(lián)合環(huán)狀反應堆(JET)中產生了能量輸出為59兆焦耳的穩(wěn)定等離子體。這是自1997年以來，世界首次進行的氘氚核聚變實驗。
劍橋大學使用一種廣泛存在的藍綠藻為微處理器持續(xù)供電了一年，該系統(tǒng)具有以可靠和可再生方式為小型設備供電的潛力。曼徹斯特大學領導的國際研究團隊，開發(fā)了一種利用光和光催化材料，在常溫常壓下將甲烷直接轉化為液態(tài)甲醇的快捷方法，這一成果不僅有助于節(jié)能減排，且能獲得經濟收益。劍橋大學還設計出一種超薄、靈活的設備，就像“人造樹葉”，其靈感來源于光合作用，能生產一種可持續(xù)的汽油替代品，這種設備成本低、足夠輕，可以漂浮在水上而不會占用陸地空間。
Israel
以色列
投資氣候技術創(chuàng)新
鼓勵新能源企業(yè)發(fā)展
◎本報駐以色列記者 胡定坤
以色列將自身定位為全球氣候技術的領導者。截至2022年初，僅在新能源領域，以色列就有100余家各種企業(yè)，涵蓋能源傳輸、能源存儲、新能源發(fā)電等方面，而所有與氣候技術相關的企業(yè)數(shù)量達到700家。
在促進氣候技術創(chuàng)新方面，2022年5月，以色列能源部和以色列創(chuàng)新局與美國能源部合作，宣布提供400萬美元用于開發(fā)創(chuàng)新的清潔能源技術，例如研發(fā)碳捕獲等技術，減少天然氣和其他相關基礎設施對氣候的影響。6月，以色列政府宣布未來5年將投資8.7億美元促進氣候技術創(chuàng)新，其目標是到2026年將以色列全國氣候領域注冊專利、初創(chuàng)企業(yè)和在國家科研基礎設施上開展的技術試點項目翻一倍。以色列創(chuàng)新局和能源部也宣布，向3家企業(yè)投資近百萬美元創(chuàng)新能源技術，上述企業(yè)分別從事能源存儲、電動汽車快速充電、利用無人機診斷太陽能電池板故障等技術研究。
在氫燃料電池領域，以色列巴伊蘭大學宣布其化學系教授埃爾巴茲領導的研究團隊正在研制“氫基可逆燃料電池”用于能源存儲，且已經通過了概念驗證階段，該技術有可能徹底改變能源存儲和生產方式。
美 國
The US
氣變研究揭示塑料污染
高效熱機助力電網脫碳
◎實習記者 張佳欣
2022年，美國在氣候變化和環(huán)境研究方面取得多項成果，也開發(fā)出一些有效的節(jié)能減排技術和產品。
在環(huán)境研究方面，加州大學戴維斯分校一項研究顯示，微塑料可將陸地上的病原體帶入海洋，可能會對人類和野生動物的健康造成影響。洛斯阿拉莫斯國家實驗室發(fā)現(xiàn)，北極氣溫上升速度是全球變暖的4倍。麻省理工學院研究團隊發(fā)現(xiàn)，地球擁有一種“穩(wěn)定反饋”機制，已運行數(shù)百萬年，可隨時間推移自我調節(jié)溫度。斯克里普斯海洋研究所首次在南極洲冰層以下的沉積物中發(fā)現(xiàn)一個巨大的地下水系統(tǒng)。
在推動環(huán)保的創(chuàng)新技術方面，美國能源部勞倫斯·伯克利國家實驗室和加州大學伯克利分?？茖W家報告了一種能夠完全回收的、可生物降解的打印電路，這能一進步讓垃圾填埋場中的可穿戴設備和其他柔性電子產品分流，減輕重金屬廢物對健康和環(huán)境的危害。萊斯大學將回收利用的汽車廢塑料變成石墨烯，并通過一種節(jié)能技術將其用于制造新的汽車部件。得克薩斯大學奧斯汀分校科學家研制出一種新的酶變體，能在幾小時到幾天內分解正常情況下需要數(shù)百年才能降解的塑料，有望大大推動塑料的回收利用，真正開啟塑料循環(huán)經濟。
羅格斯大學開發(fā)了一種可生物降解的植物性涂層，可噴在食品上，防止病原微生物和腐敗微生物入侵以及運輸破壞。國家可再生能源實驗室和麻省理工學院工程師設計了一種沒有運動部件的熱機，以超過40%的效率將熱能轉化為電能，優(yōu)于傳統(tǒng)蒸汽輪機，在推廣可再生能源和實現(xiàn)完全脫碳電網的道路上邁出了至關重要的一步。
巴 西
Brazil
加快電力結構調整
發(fā)布氣候中和戰(zhàn)略
◎本報駐巴西記者 鄧國慶
2022年，巴西政府加快電力結構調整，大力發(fā)展非水可再生替代能源。巴西也宣布了實現(xiàn)2050年氣候中和承諾的戰(zhàn)略措施。
巴西的光伏發(fā)電累計裝機容量已從2012年的7兆瓦增長到2021年的約13吉瓦，已成為全球第三大可再生能源市場，光伏發(fā)電已是巴西最具競爭力的可再生能源。巴西太陽能光伏發(fā)電協(xié)會預測，光伏行業(yè)在2022年為巴西增加超過35.7萬個新工作崗位。根據(jù)評估，到2030年，光伏行業(yè)投資有望超過500億雷亞爾(約合98.5億美元)。
巴西致力于應對氣候變化帶來的不利影響，提出了2030年溫室氣體排放量將在2005年基礎上減少50%的新目標。巴西也宣布實現(xiàn)2050年氣候中和承諾的戰(zhàn)略措施，包括到2028年實現(xiàn)零非法毀林、到2030年恢復和重新造林1800萬公頃，以及鼓勵擴大國家鐵路網等。巴西還加入了《全球甲烷協(xié)議》，并宣布制定“減少甲烷排放國家計劃——零甲烷”，該計劃將致力于通過減少甲烷排放創(chuàng)造經濟資源。
此外，巴西農業(yè)、畜牧業(yè)和供應部宣布了《適應氣候變化和低碳排放的農業(yè)可持續(xù)發(fā)展部門計劃(2020—2030)》，旨在通過減緩溫室氣體排放來促進巴西農業(yè)可持續(xù)發(fā)展，重點推廣包括節(jié)約型灌溉系統(tǒng)、集約化牲畜飼養(yǎng)在內的農業(yè)科技手段，力爭在2030年前實現(xiàn)農牧業(yè)減少排放11億噸碳當量的目標。
巴西能源部發(fā)布的《生物燃料法案》稱，到2030年巴西能源結構中的生物燃料消費將從現(xiàn)在的300億升左右提高到500億升，這將使巴西在未來10年中減少6.7億噸二氧化碳排放。巴西交通部也出臺指導性法規(guī)，推動巴西零碳汽車市場的發(fā)展，目標是提高電動汽車在巴西市場的份額，從目前全國汽車總銷量的2%增至10%，并在巴西建設1萬個公共充電站。
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