Nature：能源创新六大原则
全球技术地图
创新丨前沿丨科普丨资讯
能源技术的数十年发展经验给未来指明了方向。
上个月，欧盟迎来了《欧洲战略能源技术计划》发布的第十个年头。该计划是全球范围内加速能源技术创新、减少温室气体排放的政治举措之一。鉴于能够避免气候恶性变化的时机之窗已经关闭，评估哪些政策能起作用以及作用原理就成了当务之急。
20世纪90年代中期到21世纪初，能源研究、开发和示范的公共投资一直处于较低水平，而当前已有所提高。相比于2000年投入的100亿美元（按照购买力平价计算），经合组织成员国更是在2016年将投资金额提高到了166亿美元。2017年10月，英国公布清洁增长战略，计划在可再生能源、碳捕捉和封存、核电、热力供应和交通等领域投入逾25亿英镑资金。2015年，欧盟和22个国家依据《巴黎协定》，发起“创新使命”国家倡议，许诺将会双倍投资于能源研究、开发和示范等领域。然而，这个目标预计难以实现，因为美国总统特朗普在2018年的预算计划中，提议削减35%的能源研究、开发和示范经费。
各个国家都在尝试制定不同的战略，成立新的能源机构。
例如，美国能源部（DoE）下属的高级能源研究计划署（ARPA-E），旨在支持储能等关键技术的研发。美国能源部下属的能源创新中心（EIH）则负责研究核反应堆建模等。英国成立了一个公私合营机构——能源研究中心（ETI），旨在促进低碳技术研发。英国还推出“技术与创新中心计划”，在企业、学术机构和政府之间搭建合作的桥梁。中国科学院（CAS）及其下属国家实验室也在经历转型，一些大型实验设施也在建造之中。放眼国际，联合国气候变化框架公约也在助力《巴黎协定》，帮助发展中国家进行技术研发转让。
自2013年开始，世界银行就在肯尼亚等发展中国家开设了七个气候创新中心。这些创新中心会提供种子资金、政策引导、联网服务和技术培训。内罗毕（肯尼亚首都）的创新中心主要为初创公司提供咨询服务。
上述机构中大部分都可以称得上是成功的。但要想从集体经验中学习并建立最佳实践还需要对各种能源创新计划进行综合评估。在此，我们结合了诸多学术文献和第三方对英国、美国及多边机构等地经验的评估，提炼出适用于指导能源创新公共举措的六个原则。
指导原则
▼赋予学者专家资金自主支配权
积极的科学家比管理者们更适合探寻大胆冒险的机遇。举例来说，美国的国家实验室主导着一系列的项目研发，其预算金额占总预算的4%。与美国能源部总部指导的项目，国家实验室的项目发布了更具影响力的成果和更多商业上可行的技术。具体可见下图。
位于科罗拉多州戈尔登市的国家可再生能源实验室从能源部获得了资金支配权，该实验室支持研究性价比更高的藻类培养方式，以获得生物燃料。它研发的钙钛矿太阳能电池更是一项突破性技术进展。
进行能源研究、开发和示范的公共实验室把相当一部分预算（比如10％）分配给内部选定的项目。随着项目的进行，要灵活应变、调整目标。资助机构可以遵循ARPA-E的方法，聘请技术专家作为项目经理来主导资金使用，随着项目的推进对项目进行修改或削减。
▼在研究机构建立技术转让机制
资助或进行能源研究、开发和示范的公共机构除了要和制造、应用及操作新能源技术的人员相配合，还要与拥有能源基础设施的私营业主进行合作。否则，研究可能永远被束之高阁，而不会投入应用。所以，应该制定正式的技术转让方案，使研究与产业紧密联系。技术转让需要体制支持，一旦政治和资金支持减弱，技术转让率也会下降。
美国能源部国家实验室已经建立了正式的技术转让方案。比如说，自1994年以来，汽车先进储能系统所有的新专利中有1/5引用了至少一项美国能源部授予的专利。但是，现在依旧需要制定策略加快创新。各研究型大学已经通过多种渠道展示持续合作的价值。桑迪亚国家实验室在新墨西哥州和加利福尼亚都设有办事处，让研究人员在私营部门和商业化技术领域工作了3年，成效显著。试点方案应该扩大。加利福尼亚的劳伦斯伯克利国家实验室制定的“回旋加速器之路”和访问企业研究员计划就降低了合作门槛，向更多的企业家提供设施、专业知识和资金。
▼学习示范项目经验
许多可行技术都在示范阶段功亏一篑，没有跨过“死亡之谷”。许多企业都不愿意资助碳捕集和封存技术等新兴高风险技术的试点项目。没有公共资助，这些技术也无法扩大规模。示范项目一般都成本高昂，还会招致严厉苛责。比如，20世纪80年代，美国人造燃料公司试图在煤等替代品里提取液体燃料。这个项目没能实现减少石油进口的目标，并且也成为人们反对公共投资挑选优胜者、投资示范项目的佐证。不过，它还是留下了有用的知识：碳捕集和封存技术正在考虑使用该公司冷却水装置试验的技术。
政策制定者必须基于他们对技术成本和未来使用的考量，为示范项目设定目标。在这之中，还有一些重要的步骤：制定退出策略，停止错过重要阶段的技术项目；接受失败的可能性，保留其他选择；鼓励个人广泛参与；建立知识跟踪和传播机制。
▼鼓励国际合作
国际合作催生的创新能力，不是单个国家可比的。共同投资可以扩大项目规模、减少重复，还能整合不同区域的专业能力。新型多边合作并不只是举行会议或者发表联合声明。
深度合作可以是宽松的国内行动协调承诺，比如创新使命，也可以是共享技术研发平台，比如国际能源署（IEA）的技术合作计划。不同机构合作进行能源研究、开发和示范已经取得了一些进展——35个国家参与了国际热核计划（ITER），正尝试在法国南部建立最大的磁聚变装置。对具有技术专长的企业来说，和乐于使用这些技术的机构合作，可以碰撞出耀眼的火花。
以中美清洁能源联合研究中心为例，该研究中心允许明尼苏达矿务及制造业公司等企业在中国测试技术、优化建筑节能。中国建造建筑物的速率和规模，可以让美国企业对这些技术在现实世界的应用有效性有更多的理解。如果单单只在美国进行研究，是无法获得这种成效的。
不过，障碍依旧存在：合作者必须在成果问世前协商所有权，他们之间可能会缺乏信任，国内政治支持也会摇摆不定。因而，进行面对面交流，制定长期战略和精心设计管理计划就变得必不可少。
▼采用适应性学习战略
能源创新可以发生在不同的产业和投资环境，人们也要从各类经验之中习得教训。人们付出的精力会因实施策略的不同而有所区别，也会因竞争、安全和环境保护等目标的不同而产生差异。
机构自一开始就应该建立评估和调节机制。评估创新政策成果的方式有很多，包括投资金额，创新政策产生的论文、引文、专利和创业公司的数量，生产率等经济措施，以及调查评估过程中可使用的质化指标。公共机构需要存储跟踪相关操作结果数据，并向独立研究者开放。这可能需要成立新的专家小组。就像英国2010年成立的行为学研究小组，它会在制定鼓励使用节能供暖、照明系统的政策时，结合行为心理学上的发现。国际能源署、国际可再生能源机构、联合国气候变化框架公约的技术机制和世界银行等国际组织，应该帮助各国政府互相借鉴，制定策略适应能源创新方案。
▼保持资金的稳定性和可预见性
在很多情况下，能源创新的政府投资都是反复不定的。比如在1990年2017年，由于美国政权的变化，美国能源部1/5的技术领域每年平均预算会增加或减少超过30%（请看图示“预算波动”）。资金的波动会让政府避免对高风险但可能有高回报的项目进行战略持续投资，从而削弱了项目的成本效益。20世纪90年代，美国大幅削减可再生能源的投资预算，使得国家可再生能源实验室不得不裁员，导致技术研发史上缺少了数十年的发展经验。
■预算波动
说明：
随着美国政权的交替，政府优先投资领域发生变化，在这期间，美国能源部用于不同技术研究、开发和示范的预算也随之改变。不稳定的投资降低了这些项目的研发效果。
①20世纪90年代初期克林顿任职期间，政府逐渐削减了核电经费，90年代末又急速提高了该领域经费支出。
②小布什政府2002年的第一次预算就削减了工业能源使用的应用研究。
③2011年，奥巴马政府将氢动力汽车的研究预算减半，将视线投向了电动汽车。
能源创新机构的演变发展也难以预测。自2000年开始，英国的每一任首相都强调不同的战略。托尼·布莱尔的碳信托，戈登·布朗的能源技术中心，戴维·卡梅伦的“弹弓计划”，而现在特蕾莎·梅又建立了产业策略挑战基金，发起了电池技术的法拉第挑战。实验对技术发展有益，但也会消耗成本。适应新计划，与新来人员打交道需要付诸时间和精力。比如，碳信托的初期参与者（申请资金和孵化器支持）发现，到2011年这个项目只提供咨询和认证服务。
相比于随着政权更迭大肆整改能源创新机构，不如持续对现有的机构进行评估和更新。只有当一项新计划能满足当前需求时，才有资格制定推广。让我们以过往经验为鉴，加速建立一个更清洁、更安全、更廉价的能源系统。
编译丨路会会
选自丨Nature