2021年8月26日，日本东京电力公司（JERA）宣布在日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）资助下，实施大规模液化天然气（LNG）电厂掺混30%氢燃料的燃烧示范项目。这是日本首次在大型商用LNG电厂中使用大量氢气作为燃料。 JERA计划通过使用氢和氨作为燃料，开发在发电过程中无二氧化碳排放的“零排放火电”，以减少化石燃料的使用。具体而言，JERA将通过逐步提高燃料中氢和氨的含量来减少碳排放。由于JERA希望在现有的LNG发电厂实现氢气的应用，该项目将把部分LNG燃料转换为氢气，并评估由此产生的运行和环境影响。JERA将在项目初期进行可行性研究，并基于该结果在LNG电厂中建设氢气供应设施和其他相关设施，在燃气轮机中安装能够燃烧氢气和LNG混合气体的燃烧室，实现到2025年使用氢气体积含量达30%的混合燃料。该项目由NEDO的“绿色创新基金”资助，将于2021年10月启动，2025年3月结束。 查看详细>>

2021年6月22日，日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）宣布将在“碳捕集、利用与封存（CCUS）研发/示范”框架下启动三个研发主题，支持大规模低成本CO2船运技术的研发和示范，旨在建立全球首个CO2综合运输系统，推进到2030年实现CCUS系统的广泛应用。项目执行期为2021-2026年，总预算为160亿日元。 CCUS作为能够显著减少工厂和火力发电厂碳排放的关键技术受到广泛关注，但碳排放源可能远离封存、利用所在地，安全、低成本的CO2运输技术成为普及应用CCUS技术的关键问题。为此，NEDO启动“液化CO2运输船技术研发”、“1万吨/年级CO2航运示范”和“用于CCUS的CO2船运商业化调查”三个主题，在最佳压力和温度条件下，进行CO2液化、运输、接收的综合运输系统相关研发和验证试验，目的是实现每年从碳捕集地到封存、利用地长距离大规模运输100万吨CO2。该项目将首先进行适合长距离和大规模船运的CO2液化和存储系统开发，运输船的研究和开发，以及设备设计所需的审查。从2023年开始，京都府舞鹤市燃煤电厂排放的CO2将在运输基地以10 000吨/年的规模液化，通过船舶运输至苫小牧市基地，进行全球首个用于CCUS的综合运输系统示范运行。 查看详细>>

气候寒冷偏远地区的燃料输送和使用存在较大困难，将可再生能源生产的绿氢作为替代燃料，其易于在低温环境下保存，对于满足寒冷地区能源需求有较大潜力。然而，大多数制氢方法在零下温度的气候环境中无法很好地工作。德国乌尔姆大学Matthias May团队开发出一种可在零下20℃环境下运行的太阳能热耦合水解制氢系统，由太阳能电池系统和电化学制氢系统组成，采用了低凝固点电解质和严格的热控制设计，并利用了太阳能电池运行过程中产生的热量，使电化学设备运行温度达到10℃左右，为极端寒冷地区、高海拔地区制氢开辟了道路。 当前，大规模水解制氢技术通常在50-1000℃下运行，太阳能水解的实验研究通常采用约20℃的环境温度。然而，小型分布式制氢需考虑室外温度对设备运行的影响，例如为高海拔地区气象站供电。在没有外部加热的情况下，设备的过程温度将非常接近环境温度。低电解质温度会导致更高的催化和离子传输过电位的损失，也会导致电解质出现冷冻现象，使得制氢过程停止，冷冻后的体积膨胀也会损坏反应设备。研究人员采用了低凝固点电解质（如稀硫酸），以便在较低的温度下使用。同时，通过热耦合（利用太阳能电池产生的热量）和设备隔热来补偿由于低工作温度导致的效率损失。研究人员利用数值模型研究了低温对太阳能水分解装置效率的影响，并定量分析了热耦合和隔热装置的影响。结果显示，低温将导致电化学组件的催化性能降低，欧姆损失增加，但另一方面会提升太阳能电池的效率。为了衡量两种相反的效应，研究人员开发了一个开源模型，结合了太阳能电池参数、电化学参数以及热通量，根据太阳能电池和催化剂的温度相关电流-电压特性预测太阳能到氢气（STH）的转换效率。随后，针对由高效双结或三结III–V族太阳能电池和电解水制氢（析氧和析氢催化剂分别为铂<Pt>和铱氧化物<IrOx>）组成的装置进行了计算，使用凝固点为-35℃、浓度30 wt%的稀硫酸（H2SO4）作为电解质。结果显示，随着室外温度降低，基于双结太阳能电池的无热耦合系统STH效率先升高后降低；基于三结太阳能电池的系统STH效率稳定下降；同等环境下采用热耦合设计将STH效率提升了6%。进一步地，研究人员计算了设备隔热对STH效率的影响。模型中通过铝箔减少辐射损失，采用聚苯乙烯减少散热。对于基于双结太阳能电池的系统，隔热对随温度降低STH效率升高的阶段有负面影响，对随温度降低STH效率降低的阶段有正面影响；对基于三结太阳能电池的系统，隔热始终有正面影响。基于数值模拟结果，研究人员在实验室条件下进行了验证。基于商用三结镓铟磷/镓铟砷/锗（GaInP/GaInAs/Ge）太阳能电池和使用商用Pt和IrOx催化剂的电解器构建了实验装置，在-20.5℃至-19.2℃的环境温度、AM 1.5光照下运行了3小时，比较了无热耦合、热耦合系统和热耦合/隔热系统的工作电流、工作电压和运行温度。其中，电解器采用了新型的无膜概念，电极通过楔型块分隔，产物利用浮力分离。由于运行中超过了热中性电压，无热耦合系统的电解质温度仅略微升高，而太阳能电池温度升高，降低了开路电位，因此工作电位略有增加并超过太阳能电池的最大功率点（MPP），导致工作电流急剧下降。而热耦合系统和热耦合/隔热系统的电解液温度分别达到-4.5℃和13.5℃，其对转换效率的影响超过了太阳能电池的效率损失，工作电流增加，工作电位降低。根据实验结果可得出，三种设计下的STH效率分别达到10.3%、11.2%和11.4%。 该项研究克服了传统的太阳能制氢系统不能在零度以下运行的缺陷，利用低凝固点电解质、热管理和热耦合设计，构建了可运行于-20℃的太阳能电池与电解制氢集成系统，并进行了实验验证，为寒冷地区和高海拔地区的脱碳能源供应提供了具有前景的方式。相关研究成果发表在《Energy&Environmental Science》。 查看详细>>

2021年6月3日，日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）宣布将在2021-2025年开展“电动汽车创新电池开发”项目，旨在开发超越锂离子电池的新型电池，增强电池和汽车行业的竞争力。 此次开展的项目是2016-2020年的“推进新型电池商业化的基础技术开发”项目的延续，计划投入166亿日元，开发氟化物电池和水系锌离子电池，可避免使用锂离子电池中的高价材料，同时具备高能量密度和安全性。该项目将开发高性能、低成本电极活性材料和电解质，并开发相应的电极结构，还将研发用于电池设计、原型制造以及电池试生产和特性评估/分析的通用基础技术。此外，通过整合评估结果，将开发模拟预测电池充放电性能的技术。到2025年将实现如下指标： 1、氟化物电池 2安培小时级原型电池经示范特性评估实现如下性能：电池成本低于1万日元/千瓦时；充放电效率超过90%；质量能量密度超过500瓦时/千克，体积能量密度超过1000瓦时/升；循环容量损失低于10%（100次循环后）；电池寿命超过15年，循环寿命超过2000次；充电可支持1C或更高电流；快速充电时间在20分钟以内；安全性达到在内部短路、过充等情况下不会着火或冒烟；无原材料采购风险。 2、水系锌离子电池 5安培小时级原型电池经示范特性评估实现如下性能：电池成本低于1万日元/千瓦时；充放电效率超过90%；质量能量密度超过200瓦时/千克，体积能量密度超过500瓦时/升；循环容量损失低于10%（100次循环后）；电池寿命超过15年，循环寿命超过2000次；充电可支持3C或更高电流；快速充电时间在20分钟以内；安全性达到在内部短路、过充等情况下不会着火或冒烟；无原材料采购风险。 查看详细>>

2021年6月16日，欧盟委员会宣布其“地平线欧洲”（Horizon Europe）研发框架计划第一阶段（2021-2022年）资助方案正式通过，明确了未来两年的研发目标和具体主题。其中能源相关研发主要由第2支柱“全球挑战与欧洲产业竞争力”的第5部分“气候、能源和交通”，以及“欧洲原子能共同体（EURATOM）研究和培训计划”资助，相关主题包括： 一、“气候、能源和交通”相关主题 1、气候转型的交叉部门解决方案 （1）竞争性、可持续的欧洲电池价值链。该领域2021年和2022年预算分别为1.6亿欧元和1.33亿欧元，拟资助主题包括：①原材料可持续加工、精炼和回收；②先进高性能第3b代（高容量高电压）锂离子电池以支持交通电气化和其他应用；③先进高性能第4a、4b代（固态）锂离子电池以支持交通电气化和其他应用；④锂离子电池电极及组件大规模、环保的加工技术；⑤开发固态电池制造技术；⑥可持续、安全、高效的回收工艺；⑦支持建立研究创新生态系统，制定具有前瞻性的战略方向，以确保未来的知识、技术和工艺发展处于领先，加速颠覆性技术的探索和采用。 （2）新兴突破性技术和气候解决方案。该领域2021年预算为3500万欧元，拟资助主题包括：①建立碳中和欧洲的新兴技术；②甲烷裂解制氢技术；③非CO2温室气体去除技术；④直接空气碳捕集及转化利用。 （3）公民和利益相关者参与。该领域2021年预算为5550万欧元，拟资助主题包括：①促进欧洲的公正转型；②增强气候、能源和交通领域的社会科学和人文研究能力；③通过“转型超级实验室”试点项目加速困难环境下的气候转型；④促进国家联络机构之间的合作。 （4）社区和城市。该领域2021年和2022年预算分别为3700万欧元和500万欧元，拟资助主题包括：①共同资助伙伴关系：②推动城市向可持续未来转型。 2、可持续、安全和有竞争力的能源供应 （1）全球领先的可再生能源。该领域2021年和2022年预算分别为3.35亿欧元和3.685亿欧元，拟资助主题包括：①通过波浪能设备示范运行以增加在真实海况下的经验；②可再生能源和可再生燃料技术的可持续性和技能培训；③促进可再生能源系统市场采纳的措施；④新型高效串联光伏技术，可利用资源丰富的材料进行低成本生产；⑤通过非盟-欧盟伙伴关系相关活动开展水、能源、粮食关系研究；⑥下一代可再生能源技术；⑦可再生能源催化转化为碳中和燃料；⑧风力发电大气流动的物理学和空气动力学；⑨在自然和社会环境中推广风能的相关研究；⑩连接光热发电（CSP）的新方法；稳定的高性能钙钛矿光伏；经济高效的微型热电联产（CHP）和复合供热系统；负碳可持续生物燃料生产；浮动式光伏和海洋能设备的创新基础、浮动结构和连接系统；开发用于低水头和/或小水库和/或盐水的水电设备；针对深水和不同海盆的浮动式风电部署创新；新型晶硅串联、薄膜串联、双面、聚光光伏等替代和创新光伏技术的试产线示范；使用生物残留物和废物的大规模CHP技术示范；更可持续的地热能解决方案；作为能源载体和燃料的生物甲烷创新生产技术；利用现有工厂示范经济高效的生物燃料技术；示范创新材料、供应周期、回收技术，以提高风能技术的整体循环利用并减少关键原材料的一次性使用；一体化光伏的先进制造；示范利用高温地热储层为能源系统提供储能；在离网应用中示范用于系统管理和可再生能源存储的创新即插即用解决方案；新型农业光伏系统；潮流能设备的创新转子、叶片和控制系统示范；开发用于分析国际可再生能源价值链协同效应的数字解决方案；非盟-欧盟能源系统建模；创新的可再生能源载体生产，用于利用可再生能源进行供热；开发新技术连接太阳能燃料与其他可再生能源；利用过剩波动性可再生能源电力和能源消费部门的碳排放，开发可再生能源载体；将可再生能源直接整合到化工过程能源需求中；将可再生能源纳入农业和林业部门；先进生物燃料和非生物可再生燃料生产的完整价值链示范；用于CSP发电厂和/或聚光太阳热装置安装的新兴组件和/或子系统；扩大可持续生物燃料规模的最佳国际实践；高效循环人工光合作用；集成风电场控制；以高效率为目标的新型薄膜光伏技术；用于工业的低价值生物残留物和废物燃烧气化系统的高效低排放技术；开发非生物来源的藻类和可再生燃料；开发现有水电运维数字解决方案；光伏组件的报废回收。 （2）能源系统、电网及储能。该领域2021年和2022年预算分别为1.52亿欧元和1.81亿欧元，拟资助主题包括：①开发、验证、示范一个能源数据空间，为欧洲共同的能源数据空间建立基础；②通过多项协调合作为具有并网能力的多供应商多终端高压直流（HVDC）实时示范做好准备；③建立一个研究能源转型相关互操作性的实践社区；④能源部门整合研究，将能源系统整合并组合成经济且灵活的综合能源系统；⑤通过向消费者提供能源消费整合服务，提高能源系统的灵活性；⑥通过针对电网漏洞、故障、风险和隐私的措施提高电网的可靠性和弹性；⑦通过基于HVDC的系统和解决方案设计提高电力系统可靠性和弹性；⑧超导系统和Elpipes技术[Elpipes是基于金属导体的聚合物绝缘地下HVDC输电管道。]的示范；⑨先进电力电子在能源领域的应用示范；⑩加强本地能源生态系统的数字化相关知识；支持消费者在能源市场的行动，引导消费者以产消合一者、社区和其他形式积极参与能源活动；具有并网能力的多供应商多终端HVDC实时示范（可支持海上系统）；开发基于分布式储能灵活性服务的互操作解决方案；示范新型储能技术并集成到创新的能源系统和电网架构中；跨部门能源生态系统的可复制解决方案；能源系统建模、优化和规划工具；储热解决方案。 （3）碳捕集、利用与封存（CCUS）。该领域2021年和2022年预算分别为3200万欧元和5800万欧元，拟资助主题包括：①将CCUS集成至枢纽或集群，并开展知识共享活动；②通过新技术或改进技术降低碳捕集成本；③通过CCUS进行工业脱碳。 （4）交叉领域问题。该领域2021年和2022年预算分别为6480万欧元和3500万欧元，拟资助主题包括：①清洁能源转型伙伴关系相关活动，支持开发能源转型相关使能技术、颠覆性技术和系统创新技术；②支持欧洲地质服务相关活动；③支持欧盟“战略能源技术规划”（SET-Plan）技术领域以及欧洲技术与创新平台（ETIP）相关活动。 3、高效、可持续和广泛的能源利用 （1）高能效和碳中和的欧洲现存建筑。该领域2021年和2022年预算分别为7400万欧元和1.22亿欧元，拟资助主题包括：①先进的能效评估和认证；②节能建筑深度改造工作流程的产业化；③现存建筑能源性能的先进数据驱动监控；④为有性能保证的建筑示范综合技术解决方案；⑤经济高效可持续的多功能和/或预制整体翻新解决方案，集成可再生能源资源并使用再利用和回收材料；⑥加强欧洲的协调和交流，促进对创新技术的采纳以增强建筑的可持续性、质量、循环性和社会包容性，作为对“新欧洲包豪斯”运动的贡献；⑦节能住宅建筑的需求响应；⑧可再生能源密集型正能量住宅；⑨更智能的建筑以实现更好的能源性能。 （2）能源转型中的工业设施。该领域2021年和2022年预算分别为3000万欧元和1800万欧元，拟资助主题包括：①90-160℃供热升级系统的全规模示范，利用可再生能源、环境热或工业废热为各种工业过程供热；②基于有机朗肯循环的工业废热发电技术；③150-250℃供热升级系统的开发和试点示范，利用可再生能源、环境热或工业废热为各种工业过程供热；④开发工业高温储热技术。 4、所有交通方式的清洁、竞争性解决方案 （1）零排放道路交通。该领域2021年和2022年预算分别为9400万欧元和1.05亿欧元，拟资助主题包括：①开发用于区域中型货运的创新零排放电动汽车；②开发电动汽车集成先进电力电子和相关控制设备；③开发系统方法，在大规模部署条件下实现优化的智能电动汽车充电和车辆到电网（V2G）的灵活性；④零排放交通解决方案和相关电池价值链的生命周期评估和可持续循环设计；⑤电动汽车和燃料电池汽车的模块化多动力总成零排放系统，实现高效经济的运行；⑥开发高效低成本电机，实现循环性并减少对稀有资源的使用；⑦开发新一代全电动城市和城郊快速公交系统；⑧促进道路交通研究创新在欧洲和世界的传播和实施； （2）航空。该领域2021年和2022年预算分别为5400万欧元和4500万欧元，拟资助主题包括：①到2050年实现碳中和的航空温室气体减排技术；②从设计、制造、集成和维护等方面促进下一代数字飞机转型；③开发无声和超低空气污染飞机；④开发数字航空技术，用于新航空商业模式和服务，应对新兴全球威胁和行业竞争；⑤支持欧盟政策和计划的欧洲航空政策研究。 （3）实现碳中和、清洁、智能和有竞争力的水上运输。该领域2021年和2022年预算分别为9350万欧元和9600万欧元，拟资助主题包括：①实现氨和氢燃料在船舶的安全高效大规模存储和集成；②通过热电联产和联合循环解决方案将超高功率燃料电池完全集成到船舶设计中，以提高多种燃料的效率；③确定水运可持续燃料部署方案；④创新的船载节能解决方案；⑤电动船舶高功率快速充电系统；⑥评估和防止现有及新船舶液化天然气发动机的甲烷泄漏；⑦开发数字孪生模型以确保绿色船舶运行；⑧证明大型清洁船用氨燃料发动机的可行性；⑨开发纯电动和混合动力船舶储电系统并更好地优化电池；⑩创新船用储能系统；探索将可再生能源用于船运，尤其关注使用风能的潜力；通过改造实现现有船舶的更环保运行；通过自主水上货运循环服务实现无缝安全物流；开发造船计算工具。 （4）交通对环境和人类健康的影响。该领域2021年和2022年预算分别为1500万欧元和700万欧元，拟资助主题包括：①针对排气管和刹车开发和示范成本合理且适应性强的改造解决方案；②评估实际驾驶条件下L类车辆的噪声和颗粒排放；③发动机排放的挥发性、半挥发性和二次粒子对空气质量的影响。 （5）交叉领域行动。该领域2021年预算为150万欧元，拟资助主题包括：①支持交通领域研究的传播活动。 5、为乘客和货物提供安全、弹性的运输和智能交通服务 （1）互联、合作和自动化交通（CCAM）。该领域2021年和2022年预算分别为7400万欧元和8800万欧元，拟资助主题包括：①更强大、可靠的车载感知和决策技术，可应对复杂的环境条件；②CCAM系统安全验证的通用方法；③通过物理和数字基础设施、连通性和合作支持实现CCAM；④网络安全和弹性的CCAM；⑤CCAM解决方案的社会经济和环境影响分析，以及社会、公民和用户需求评估；⑥更好地协调欧洲大规模示范试点和欧盟范围内的知识库；⑦在欧洲示范人员和货物的集成共享自动化交通解决方案；⑧可靠的乘客保护技术和人机界面解决方案，确保高度自动化车辆的安全；⑨CCAM解决方案性能评估的人类行为模型；⑩在车队和交通管理系统中集成CCAM服务；基于人工智能开发可解释且可靠的CCAM概念、技术和模型。 （2）乘客和货物的多模式和可持续运输系统。该领域2021年和2022年预算分别为5300万欧元和9100万欧元，拟资助主题包括：①更高效、有效的多式联运货运节点，以提高灵活性、服务可见性并降低货运平均成本；②新的交付方式和商业/运营模式，确保最后一英里的绿色运行，优化道路运输；③气候适应和环境可持续的交通基础设施，重点关注内陆水道；④通过运营的连通整合和协调物流网络，以优化货运流并推动物流实现碳中和；⑤城市物流和规划，预测城市货运的产生和需求，包括城市货运的数字化；⑥智能执法，实现弹性、可持续和更高效的运输运营；⑦在未来十年加速部署新的共享交通服务；⑧先进的多式联运网络和交通管理，实现客运和货运的无缝门到门运输；⑨以智能高效方式建造、维护和退役交通基础设施，实现零排放；⑩开发新概念和方法，实现可应对破坏性事件（包括流行病）的弹性和绿色货运和物流网络。 （3）各种运输方式及相互间的安全和弹性。该领域2021年和2022年预算分别为4000万欧元和3400万欧元，拟资助主题包括：①在未来的交通系统中测试安全的轻型车辆并改进安全的人机交互；②非洲中低收入国家道路安全的根本改善；③大型客轮的流行病传染控制；④航空安全运营控制的自动和人为因素研究；⑤为道路弱势使用者提供预测性安全评估框架和更安全的城市环境；⑥开发更具弹性的飞机，增强生存能力；⑦更安全的航行和应对集装箱船火灾。 二、“EURATOM研究和培训计划”资助方案 “EURATOM研究和培训计划”主要关注核能研究和创新，第一阶段（2021-2022年）资助主题如下： 1、核能研究和培训 （1）核安全。该领域2021年和2022年预算分别为3900万欧元和1500万欧元，拟资助主题包括：①核电站和研究堆的安全运行；先进和创新的核能系统设计及核燃料的安全性；③轻水反应堆乏燃料的多次循环利用；④用于核能的先进结构材料；⑤高温反应堆的安全性；⑥未来核裂变和核聚变电厂的许可程序、代码和标准的协调一致；⑦开发聚变和裂变设施的氚管理技术。 （2）乏燃料和放射性废物的管理和退役。该领域2021年和2022年预算分别为240万欧元和60万欧元，拟资助主题包括：①在废物管理和退役方面协调应用国际监管框架。 （3）核科学和电离辐射应用、辐射防护、应急准备。该领域2022年预算为2400万欧元，拟资助主题包括：①欧洲辐射防护和电离辐射检测研究的伙伴关系；②医用放射性核素的安全使用和可靠供应；③核技术的跨部门协同和新应用。 （4）欧盟内部核领域的专业知识和能力。该领域2021年和2022年预算分别为600万欧元和1235万欧元，拟资助主题包括：①欧洲核研究设施；②提升欧洲核技术能力；核技术相关社会-经济问题；③支持Euratom国家联络机构之间的跨国合作；④支持可持续核能技术平台以应对电离辐射的跨部门挑战和非电力应用。 2、其他不需要征集提案的行动 除上述主题外，还将在2021年和2022年分别资助1.07亿欧元和1.08亿欧元，通过征集提案以外的方式资助活动，如向指定人员和组织提供资助、公共采购、设定奖项、聘请专家等。 查看详细>>

2021年6月8日，美国白宫通过四个联邦部门（商业部、能源部、国防部、卫生与公共服务部）组织多领域专家经过100天对美国供应链风险的全面审查后，正式发布了《建立弹性供应链、振兴美国制造业及促进广泛增长》[.]报告，主要评估了对美国经济至关重要的4个领域，即半导体制造与先进封装、大容量电池、关键矿物与原材料以及医药。报告认定这4个领域关键供应链都存在漏洞和风险。为此，报告强调美国必须通过重建生产和创新能力、提升产业链可持续性、加大政府采购和支持力度、强化国际贸易规则、加强盟友伙伴合作、监控供应链中断情况等方式，修补关键供应链漏洞，夯实长期产业基础。同日，白宫发表声明，正式组建“美国供应链中断工作组”，作为政府提升经济竞争力和供应链弹性的第一步。 其中，针对大容量电池，美国能源部（DOE）的目标是实施一项为期10年的发展计划，旨在打造能够支撑电动汽车发展需求的本土化电池供应链，此外，DOE的先进汽车制造技术（ATVM）贷款计划将提供170亿美元资金，支持在美国开展新的研究和制造工作。具体内容如下： 一、当前美国电池制造严重依赖从国外进口先进电池组件 先进的大容量锂电池在电动汽车、固定式储能、国防应用等21世纪新兴技术中发挥着不可或缺的作用，这些技术对美国清洁能源转型至关重要。而目前，美国严重依赖从国外进口先进的电池组件，这将导致美国电池供应链变得极为脆弱，在今后经济发展中受到限制。而中国和欧盟政府已经制定并实施了雄心勃勃的刺激措施，支持本国发展电池技术，构建完整的电池供应体系。此外，DOE对美国电池供应链评估发现，目前美国在所有主要电池部件和电池制造方面的全球市场份额不到10%。因此，美国必须立即加大投资，扩大国内高容量电池安全、多样化供应链。而高容量电池供应链主要包括五个部分：原材料生产、原材料提炼和加工、电池材料制造和电池组装、电池封装和终端产品制造以及电池的报废和回收。这五个环节需要整个联邦政府、电池产业各利益相关者、研究界和国际盟友密切合作，制定长期战略，投资和扩大本国潜在的工业优势，加强美国能源、汽车和国防部门建设，确保国家经济竞争力，创造国内制造业就业，使美国处于全球领先地位，开发对美国国家安全和清洁能源未来至关重要的产品。 二、构建强大的先进电池供应链的近期行动 （1）在联邦政府的项目资助、合作协议和研发计划中强化对美国制造业的发展。DOE通过拜杜法案（Bayh-Dole）下的特殊情况判定，确定所有创新项目要求获资助者均使用纳税人的钱在美国大规模开发这些创新产品，从而创造高薪的国内就业机会。该法案将适用于所有能源部科学和能源计划，为先进电池所有应用领域（包括电动汽车、固定式储能和其他用途等）提供研发资金。这项政策将涉及DOE 2022财年预算中超过80亿美元的气候和能源创新资金，其中包括2亿多美元用于支持电池技术的研发和示范。 （2）部署固定式电池储能项目。为支持联邦政府2035年实现100%清洁电力目标，DOE的联邦能源管理计划（FEMP）正在联邦政府范围内各个储能站点启动储能发展机遇评估，该评估将确定目前联邦政府部署的储能项目发展机会，FEMP鼓励储能站点开展项目示范，并向这些项目部署提供必要的技术支持。FEMP计划将资助1300万美元，并吸引约2.6亿美元的外部投资。 （3）为构建电动汽车先进电池供应链提供资助。DOE贷款项目办公室（LPO）发布指南，明确先进汽车制造技术贷款计划（ATVM，计划总贷款金额约为170亿美元）的各项目预算。其中，ATVM计划为汽车电池和电池组制造先进技术提供资助，用于美国本土汽车电池供应链的建立。 （4）发布国家锂电池发展蓝图。由DOE主持的联邦政府先进电池联盟（FCAB）发布《国家锂电池蓝图》[参见2021年第7期《洁净能源科技动态监测快报》。]，将先进电池供应链报告的研究结果编入未来10年政府发展计划，以加快构建国内锂电池供应链，为美国创造清洁能源经济和公平的就业机会。 三、美国能源部向国会提出对策建议 （1）刺激美国国产高容量电池的终端应用需求：①支持交通运输部门对电池的需求，主要包括：推动联邦政府和地方各州政府公共车辆电气化转型；推动美国校车和公交车电气化转型；支持消费者购买美国国产电动汽车享受折扣优惠以及对购买国产中型和重型电动车辆实行税收抵免；推进美国电动汽车充电桩的部署；对所有车辆实施强有力的能效和尾气排放标准。②支持公共事业部门对电池的需求，主要包括：加快联邦政府储能设备采购；在美国国税局（IRS）投资税收抵免（ITC）政策中将固定式储能作为一种独立的资产进行统计；推动输电侧监管改革以支持可再生能源发电和固定式储能技术应用。 （2）加强先进电池关键矿产原料的稳定供应：①对矿产资源进行有针对性的投资，主要包括：支持国内锂元素的可持续开采和精炼；支持从废弃物和非常规资源中回收镍和钴元素；与合作伙伴一起对镍精炼技术进行投资；支持钴元素的可持续生产和精炼技术；与盟友和合作伙伴一起，扩大关键矿产原料全球生产，确保电池供应链安全稳定。②全面提高劳工和环境标准，主要包括：为锂、镍、钴和其他关键矿产原料的开采制定强有力的环境审查标准；通过联邦投资来激励可持续的矿产开采作业。③加强美国资源回收再利用体系建设，主要包括：建立国家回收再利用规范，提出有针对性的回收激励措施，成立电池回收和再利用工作小组，确保电池回收和处理符合最高环境标准。 （3）推动国内电池材料、单体和电池组等可持续生产：①利用资助和贷款撬动私人资本，主要包括：制定新的联邦资助计划以推动私人资本参与；利用能源部先进技术车辆管理贷款计划，推进电池产品市场化应用。②引入支持性税收抵免政策，主要包括：恢复美国国税局第48条规定，实行制造业税收抵免政策；恢复和扩大美国复苏和再投资税法（ARRTA）第1603条计划，以支持电池、电池组件和相关材料加工供应链中的小型制造商税收优惠。③利用联邦采购和财政援助政策，主要包括：加强联邦政府对电池相关制造业的拨款计划，以及在研发项目中对制造业进行资助。 （4）加强对人才和技术创新进行投资，这对保持全球竞争至关重要：①为下一代电池和电动汽车产业相关从业人员进行投资，主要包括：为不断增长的电池制造业发展所需的劳动力进行投资；将劳工标准作为生产补贴的条件，赋予工人权力并支持他们自由和公平的就业选择。②增加电池研发资金以扩大应用并增强电池供应链稳定性，主要包括：增加对电池技术领域的研发支持，以降低电池成本，提高电池性能，减少对关键材料的依赖；构建具有高容量电池生产能力的制造业体系。 查看详细>>

2021年7月12日，美国能源部（DOE）国家能源技术实验室（NETL）发布新闻稿，该实验室正与莱斯大学研究人员合作开发焦耳热闪蒸（FJH）技术，可利用含碳矿石低成本生产高价值石墨烯，探索碳资源在发电之外的潜在变革性应用。FJH工艺是一种低成本、高效的方法，可在不到1秒时间内将几乎所有碳基前驱体大量转化成石墨烯，而其他生产方法或者无法实现高质量石墨烯的大量生产，或者能耗偏高。 通过使用FJH工艺，研究团队已经成功实现并超过了关键技术目标，即石墨烯产量达到1公斤/天。尽管由于新冠疫情造成了延误，该团队仍提前五个月实现了这一目标。通过自动化技术，研究团队不到两个小时就生产了1公斤石墨烯，远远超出了原定目标。下一步，研究团队将对充电系统进行电气改进，计划在项目结束时将生产率提高一倍。未来将优化系统以实现更可控的操作，并将人工智能及机器学习集成到过程控制中，以根据含碳矿石输入源和石墨烯的最终用途进行完全自主控制。一家由莱斯大学研究人员创立的公司Universal Matter正在DOE的支持下进一步扩大FJH工艺规模，计划到2022年第2季度实现石墨烯产量1吨/天的目标。 查看详细>>

2021年7月13日，Zero Degrees Whitetail Development公司（ZDW）和新加坡胜科工业的子公司胜科能源英国公司（SEUK）表示，将合作开发Whitetail Clean Energy NET Power项目，在英格兰东北部提赛德工业区的Wilton International新建300兆瓦Allam-Fetvedt循环发电设施，预计最快将在2025年建成。 ZDW是美国8 Rivers Capital公司的子公司。自2012年以来，8 Rivers Capital旗下的合资公司NET Power持续开发基于Allam-Fetvedt循环的变革性发电厂。Allam-Fetvedt循环是一种布雷顿循环技术，曾入选《麻省理工科技评论》2018年“全球十大突破性技术”。该技术采用富氧燃烧，并将超临界CO2作为工作流体，能够回收废热并消除传统污染物和CO2排放。作为副产品，将产生可用于封存的管道CO2。NET Power公司表示，这些特性可使其比传统燃气发电厂更具成本竞争力和效率。 Whitetail Clean Energy NET Power项目位于SEUK公司的Wilton International园区，该园区是一个具备“即插即用”（plug and play）能源供应能力的多用途制造中心，配备了供水和污水处理网络以及一个天然气配送网络，已拥有4台热电联产装置，其中2台燃烧天然气，2台燃烧生物质，总容量达到200兆瓦，总蒸发量为460吨/小时。该项目得到了英国商业、能源和工业战略部（BEIS）的支持，在今年早些时候完成了前端工程设计，建成后将具备300兆瓦的能源供应能力以及80万吨的碳捕集能力，利用港口和管道运输将二氧化碳输送至英国北海深处的地质构造中进行永久封存。 查看详细>>

2021年6月18日，日本经济产业省（METI）宣布将其在2020年12月25日发布的《绿色增长战略》更新为《2050碳中和绿色增长战略》。新版战略指出，需大力加快能源和工业部门的结构转型，通过调整预算、税收优惠、建立金融体系、进行监管改革、制定标准以及参与国际合作等措施，推动企业进行大胆投资和创新研发，实现产业结构和经济社会转型。新版战略主要将旧版中的海上风电产业扩展为海上风电、太阳能、地热产业；将氨燃料产业和氢能产业合并；并新增了新一代热能产业。相关具体修订内容如下： 1、海上风电、太阳能、地热产业（新一代可再生能源） （1）海上风电 发展目标：到2030年安装10吉瓦海上风电机组，到2040年达到30-45吉瓦，同时在2030-2035年间将海上风电成本削减至8-9日元/千瓦时。到2040年风电设备零部件的国产化率提升到60%。 重点任务：推进风电产业人才培养，完善产业监管制度；强化国际合作，推进新型浮动式海上风电技术研发，参与国际标准的制定工作；打造完善的具备全球竞争力的本土产业链，减少对外国零部件的进口依赖。 （2）太阳能 发展目标：到2030年太阳能光伏发电成本降至14日元/千瓦时。为扩大固定式太阳能发电的普及，2030年家用太阳能电池安装成本需控制在7万日元/千瓦时（包含建设工程费）。 重点任务：研究钙钛矿等具有潜在应用价值的材料，开发下一代太阳能电池技术；基于太阳能的分布式能源利用优化；扩大太阳能电池在住宅、建筑等领域的市场化应用；通过合理利用荒废耕地，大力强化农业太阳能发电的引进政策。 （3）地热 发展目标：到2030年实施调查井的钻井试验，并对开发的钻井技术和外立面材料等构件进行验证。到2040年验证包括涡轮等地面设备的整个发电系统。到2050年在世界上率先开展下一代地热发电技术示范。 重点任务：开展超高温、高压环境下的钻孔套管材料和涡轮等材料抗腐蚀技术研究；提供风险担保资金，以促进开发地热资源调查钻井技术；促进地热能多元化利用，结合本地资源进行可持续开发。 2、氢能、氨燃料产业 （1）氢能 发展目标：到2030年将氢能年度供应量增加到300万吨，其中清洁氢（由化石燃料+碳捕集、利用与封存/碳循环或可再生能源等方式生产的氢）供应量力争超过德国2030年可再生氢供应目标（约42万吨/年）水平，到2050年氢能供应量达到2000万吨/年。力争在发电和交通运输等领域将氢能成本降低到30日元/立方米，到2050年降至20日元/立方米。 重点任务：发展氢燃料电池动力汽车、船舶和飞机；开展氢燃气轮机发电技术示范；推进氢还原炼铁工艺技术开发；研发废弃塑料制氢技术；研发新型高性能低成本燃料电池技术；开展长距离远洋氢气运输示范，参与制定氢气输运技术国际标准；推进可再生能源制氢技术的规模化应用；开发电解制氢的大型电解槽；开展高温热解制氢技术研发和示范。 （2）氨燃料 发展目标：混合氨燃料应用方面，2021-2024年期间在火力发电厂中完成20%掺混氨燃料的示范验证；到2050年在火力发电厂实现使用含有50%氨的混合燃料。氨燃料生产方面，到2030年推进配套设备的制造，构建稳定的氨燃料供应链体系；到2050年提高在发电领域的氨混烧率和开发燃烧纯氨技术，并应用于船舶和工业领域。到2030年实现氨燃料年产量300万吨，到2050年达到3000万吨。 重点任务：开展掺混氨燃料/纯氨燃料的发电技术实证研究；围绕掺混氨燃料发电技术，开发东南亚市场，到2030年计划吸引5000亿日元投资；建造氨燃料大型存储罐和输运港口；与氨生产国建立良好合作关系，构建稳定的供应链，增强氨的供给能力和安全，到2050年实现1亿吨的年度供应能力。 3、新一代热能产业 发展目标：到2030年向所有供热基础设施中掺混1%的合成甲烷，结合其他方式实现5%的气体燃料脱碳；2050年将掺混90%合成甲烷的气体燃料通入供热设施，结合其他方式实现供热气体燃料的完全脱碳。此外，到2030年用于船舶动力的天然气燃料逐步用合成甲烷替代；到2050年实现年度合成甲烷2500万吨，且合成甲烷价格与当前的液化天然气价格（40-50日元/立方米）相当。 重点任务：推进掺混甲烷等气体实现气体燃料脱碳化的海外供应链建设；在过渡时期推进向天然气燃料转化，在2021年制定包括天然气在内的各个领域路线图；致力于构建区域直接氢能供应网络；利用数字技术实现区域能源综合控制；提供设备维护等综合服务和脱碳解决方案；推进氢能直接利用，以及碳捕集与利用等技术的应用；加强大型天然气运营商、业界团体和行政部门之间的相互合作，推进热能供应的脱碳发展。 查看详细>>

2021年7月14日，欧盟委员会公布了欧盟2030年减排目标一揽子提案，从收紧现有欧盟排放交易体系并应用于新的行业、增加可再生能源占比并提高能效、加快推广低排放交通方式并推进基础设施建设和研发新的低碳燃料、制定与“欧洲绿色协议”目标一致的税收政策、制定防止碳泄漏相关措施、保护和增加天然碳汇等多方面出台相互关联且互补的政策，旨在到2030年温室气体净排放量较1990年至少削减55%。未来十年，实现这一减排目标对于欧洲到2050年成为世界上第一个碳中和的大陆至关重要。具体内容如下： 1、在欧盟排放交易体系（ETS）中对碳排放进行定价，并每年降低某些能源应用终端部门的碳排放上限。过去16年中，欧盟发电和能源密集型工业的碳排放总量已减少了42.8%。欧盟委员会提议进一步降低总体碳排放上限，并提高其年度减排速率。此外，欧盟委员会提议，逐步取消航空部门碳排放免费额度，与国际航空碳抵消和减排计划（CORSIA）保持一致，并首次将航运排放纳入欧盟ETS中。为解决道路运输和建筑部门减排困难的问题，为其燃料分配单独建立一个新的排放交易系统。此外，委员会提议增加“创新基金”（Innovation Fund）和“现代化基金”（Modernisation Fund）的规模。 2、欧盟各成员国应将其碳排放交易的全部收益用于气候和能源相关项目，以作为欧盟预算中气候相关支出的补充。其中，新的道路运输和建筑排放交易系统收入的一部分应专门用于改善贫困家庭、小微型企业和交通运输用户可能面临的困难和产生的社会影响。 3、在《共尽职责条例》[Effort Sharing Regulation.https://ec.europa.eu/info/files/effort-sharing-regulation_en]中对每个欧盟成员国在建筑、道路和国内航运、农业、废弃物、小型工业等方面分配了更严格的减排目标。鉴于每个成员国的起点和能力不同，这些目标的设定将以各国人均国内生产总值为基础，并结合成本效率进行调整。 4、各成员国还需共同承担从大气中除碳的责任。《土地使用、林业和农业条例》为欧盟自然碳汇设定了一个总体目标，相当于到2030年减排3.1亿吨二氧化碳。欧盟要求各成员国扩大本国碳汇以实现这一总体目标。到2035年，欧盟应力争在土地使用、林业和农业部门实现碳中和，包括农业部门的非二氧化碳排放，如来自化肥使用和畜牧业排放。欧盟将颁布《欧盟林业战略》提高森林质量、数量和恢复力。该战略将支持护林人员和以森林为基础的生物经济，同时保持采伐和生物质利用的可持续性，保护生物多样性，并制定到2030年在欧洲种植30亿棵树的计划。 5、能源生产和消费占欧盟碳排放的75%，需加快向绿色能源系统转型。《可再生能源指令》将设定一个更高的目标，即到2030年可再生能源占欧盟能源供应的40%。所有成员国均需为实现这一目标努力，并提出交通运输、供热和制冷、建筑和工业方面的可再生能源占比目标。为实现气候和环境目标，需加强生物能源使用的可持续性标准，成员国必须以符合林木生物质阶梯式利用原则的方式，制定生物能源支持计划。 6、《能效指令》将在欧盟层面上设定一个更有约束力的年度指标，以减少能源总消费量、降低碳排放和解决能源贫困问题。该指令将指导如何确定国家贡献，并使成员国的年度节能义务翻倍。其中，公共部门将要求每年翻新3%的现有建筑，以推动建筑翻新浪潮，创造就业机会，降低能源消耗和纳税人的用能成本。 7、需采取有力措施解决交通运输部门日益突出的碳排放问题，以补充碳排放交易体系。对轿车和货车实施更严格的碳排放标准将加快向零排放汽车转型，该标准要求新车的平均碳排放量到2030年和2035年相比2021年分别降低55%和100%。因此，到2035年所有注册的新车都将实现零排放。为确保能够在覆盖整个欧洲的可靠基础设施网络为车辆充电或加注燃料，修订后的《替代燃料基础设施条例》将要求各成员国根据本国零排放汽车的销售情况扩大充电桩数量，并要求在主要公路上设定固定式充电桩和加氢站，以实现每60公里有充电桩，每150公里有加氢站。 8、航运和海运燃料会造成严重污染，需采取专门行动以补充排放交易体系。《替代燃料基础设施条例》要求飞机和船舶在主要机场和港口能获得清洁电力供应。“ReFuelEU航空倡议”将要求燃料供应商不断提高可持续燃料在现有航空燃料中的占比，包括合成低碳燃料。同样，“FuelEU海运计划”将通过对欧洲港口停靠船舶的能源消费相关温室气体排放设定最大限值，以刺激可持续航运燃料和零排放技术的采用。 9、能源产品税收制度需通过制定合适的激励机制来保障和完善单一市场并支持绿色转型。修订后的《能源税收指令》建议将能源产品的税收与欧盟的能源和气候政策保持一致，推进清洁能源技术创新，取消目前鼓励化石能源消费的税收抵免政策。新规则旨在减少对能源可持续发展有害的影响，帮助成员国从绿色税收中获益。 10、欧盟新的《碳边境调节机制》将对特定产品的进口设定碳价，以确保欧洲的气候行动不会导致“碳泄漏”。这将确保欧洲的减排措施有助于全球减排行动，而不是导致欧洲以外地区的碳密集型生产。该机制还旨在鼓励除欧盟及其国际合作伙伴以外地区的行业采用相同措施，朝着实现全球减排目标共同努力。 查看详细>>