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能源创新处在国家安全十字路口

作者:米乐网址 来源:米乐网址小罗代言 时间:2024-03-16 18:44:38 点击:

  工作人员为A-10C Thunderbolt Ⅱ加入50/50 混合衍生物与传统喷气燃料。

  编者按:近日,美国研究军事安全问题的重要专业思想库,素有“美国海军的兰德公司”之称的CNA 公司(原美国海军分析中心)公布了能源与国家安全系列报告中的第三份报告《为美国经济提供动力:能源创新处在国家安全十字路口》。该报告探讨了美国国家实力应怎么样应对由当前能源形势对未来所引起的重大挑战,美国国防部(DOD)如何能通过改变其研发机构的研究方式,在加快创新清洁能源技术的发展中起到关键作用。

  化石燃料直接支撑着20世纪美国的经济稳步的增长和军事实力,但其对环境和健康的不良影响已很明显,给未来国家安全和经济发展带来的风险也在与日俱增。近日,美国CNA公司的报告《为美国经济提供动力:能源创新处在国家安全十字路口》(简称《报告》)指出,对化石能源的依赖使美国极易遭受敌对国家的威胁,同时对美国外交政策不利。

  《报告》认为,无论如何,能源过渡的必要性和未来优势极具说服力:它不仅会增强美国的整体安全,而且会强化作为国家安全基础的经济安全。这种大规模转变更是一个巨大的商机。其他几个国家(尤其是中国、西班牙、德国和阿联酋等)已经认识到这些经济利益,正采取积极行动,美国也必须抓住这个机会并争取领先。

  一个不得已提的角色就是美国国防部(DOD),它巨大的规模和能源消耗量及其丰富的技术创新经验等诸多因素,造就了其在推动清洁能源创新上的特殊地位。通过利用其军事文化中所固有的领导特色和组织纪律,通过调整技术开发和能源采购的过程,并与联邦机构内部特别是能源部建立战略合作伙伴关系,美国国防部将在推动美国清洁能源技术革命中起到关键性作用。

  美国能源部是全美最大的能源科学技术直接资助机构。2010 年,264 亿美元总预算中有近23亿美元支持能源的研究开发,44 亿美元用于基础科学研究和开发。

  但是,能源部的研究和开发项目中的许多技术同时也是美国国防部感兴趣的,包括氢能技术和燃料电池(2010年资助1.74 亿美元)、生物质和生物精炼(2.2亿美元)、太阳能(2.47亿美元),以及设备和基础设施(6300万美元)。

  2009 年以来,美国能源部为促进可再次生产的能源与替代能源的创新和商业化,经历了一些结构性变化。其中最明显的特征之一就是建立了能源先进研究计划署,致力于资助那些高风险、高回报的研究领域。

  然而,即使拥有大笔资金,能源先进研究计划署也难以资助所有研究项目。在最初的项目招标中,能源先进研究计划署收到超过3700份项目申请。美国能源部召集了超过1500名的科学家团队确定300多份申请是有价值并值得资助的,但资金却只够资助其中30个项目。

  但《报告》指出,剩下的270个项目可能对美国国防部还是具有战略或实用价值的。因此,国防部可能有意资助其中的一些。

  目前,这两家联邦部门已在某些双方有共同利益的领域开展了合作。例如自2008年起,国家可再次生产的能源实验室(NREL)和军事部门已开始联合研究零耗能军事基地。此外,能源部将一些能源顾问分配到国防部的作战指挥总部。通过这一些顾问,两部门已经发现了大量具有共同利益的领域。

  《报告》表示,如果这两个组织之间能形成正式伙伴关系将是双赢的,但是要实现这样一种合作伙伴关系,国防部和能源部必须在组织内实现战略、业务、战术层面的目标和人事一致。军事人员与研究人员一定联手共同进行技术开发,以获得对需求和业务限制更完整理解,并联手开展实际示范、试验和评估。

  尽管美国国防部一直是很多普遍的使用的技术,如喷气发动机、燃气轮机、固态电子、互联网等的主要开发者,但美国很多的创新成果却产生于不少刚起步的小型私营企业。

  《报告》建议,这些小企业也是经济发展的动力,通过采取支持这些创新者的措施,美国国防部能轻松的获得一些可能失去商业化机会的技术,并有助于国家经济发展。

  不过,国防部想与这些创新者合作尚有不少障碍。首先,这些新成立的小企业很难具有接受经常由政府和军队所下大量订单的生产能力;其次,响应政府需求的过程也颇为艰巨和耗时;此外,许多小企业认为它们没有与大型有名的公司竞争的能力,因此它们选择把资源和时间投入到其他地方。

  同时,国防部并没有与小企业群体中个别成员合作的资源。国防部的规模和其需要技术的多样性以及海量的参与者数量,使得小企业几乎难以逾越这些障碍。

  《报告》提出,科技孵化器就能做到这一点,这些孵化器能够给大家提供如何将产品商业化,如何获得天使投资或风险投资的青睐以及将他们的想法变成企业运作方面的指导,它能支持缺乏经验的公司通过前一两年的生存考验期。一些孵化器是有其实体的,可以让企业共享办公空间和行政支持;还有一些是虚拟的,只提供指导。许多潜在可行的技术公司,就在美国1100家企业孵化器中运营。

  此外,与小企业建立伙伴关系可通过区域创新中心或集群。这些中心首先通过聚集研究人员来创造团队,然后将这些团队与可帮他们产品成功的人员或者资源联起手来推动创新。这些中心还帮助技术开发者与最终用户沟通,并为其产品提供示范、试验并最终商业化的机会。

  美国国防部和情报部门已经与一些创新集群和中心有过接触,例如与马里兰州的切萨皮克创新中心(CIC)建立联系,该中心既是一个技术孵化器也是一个创新中心,其主要职责之一是建立政府客户与技术创新者的沟通桥梁,推动双方互利合作。CIC的首批客户之一是国家安全局(NSA),CIC代为审查了他们无力去审查的数百家公司与技术项目。

  《报告》建议,美国国防部可进一步建立自己的能源创新中心,旨在开发克服最关键能源问题的方案。2009年12月,美国国防部就宣布计划成立3个能源创新中心,与私营部门创新中心类似的运营模式。能源部能源创新中心旨在汇集多学科团队,以实现从基础研究到商业化创新进程各个阶段的高效率运转。通过这种方案,国防部能保证正在研究和开发的技术适合其特定的能源需求。

  此外,国防部能源创新中心可当作一个中央信息交换所,限制浪费和节省纳税人的钱,并防止创新进程中的低效率。

  为了履行其研发议程,美国国防部将资金分配到多个机构中。2010年,导弹国防机构、先进研究计划署(DARPA)、国防部长办公室的研究活动以及生化国防项目4家机构研发活动受资助额超过1亿美元,还有5家机构也获得了超过1亿美元的研发资助。国防部重点投资是在武器系统上,而只有一小部分直接投入到能源创新项目中。

  2008年以来国防部的能源研发投资中,数额最大的一笔资助(超过6700万美元)是先进研究计划署旨在研究一种军事部门使用的石油基航空燃料的替代品。一般来说,美国国防部内部的任何研发活动,都会使其他许多合作伙伴牵涉其中。该生物燃料研究项目中,先进研究计划署的合作伙伴包括美国太平洋指挥部、国防能源支持中心(国防部后勤局)、能源部、农业部以及私营企业,名单长度非同一般。

  通过这些执行机构来追踪资金流向是一件困难又耗时的工作。庞大的资金额、数量众多的参与组织、人数众多的决策者,以及多渠道资金的交混使得国防部的研发机构极其复杂。

  该研发系统的复杂性也体现在将技术的最终用户分离开来,如作战人员与研发人员,这样的系统并不能清楚地了解士兵本身的需要,也不明白他们必需的高效方式。在国会听证中,先进研究计划署主任指出,将技术用户与构建需求和采购技术的人分离开来是一个死板的程序,这样不能在速度或设计方面提供灵活性。

  然而,建立一种结构符合常理、清晰的能源研发相关活动信息共享方式在提高效率的同时会加快创新进程、消除浪费和重复劳动。

  军事设施使用的能源比业务能源受控更严格,各种规章和法令使得美国国防部向着节能降耗、增加使用可再次生产的能源设施方面发展。然而,采用新的清洁能源技术仍在关键设施的采购计划中受阻。

  为实现其能源目标,美国国防部常采用节能资本预算(ECIP)和节能性能合同管理(ESPCs)两种机制。节能资本预算方案靠国会拨款,旨在让军事设施购买通过节约能源来最终节省费用的技术设备。该方案被一致认为是成功的,因为每1美元的投资可带来超过2美元的节约。通过节能性能合同管理,国防部与私企进行合作,推动能源改进。相反,企业以能源节约的方式来进行投资回馈。

  虽然这些项目对军事设施的能源使用有所改善,但因为目前的能源结构,他们更愿意选择目前市场上成熟的旧技术。私营部门只有在可以获利的情况下才愿意加入这些合同,因此能源改善方案只使用在了投资回报时间和节约能源的效果已确定,试验技术获得证明之上。然而,很多投资只取得了小额利润,因此各公司都不愿意冒风险去使用新的或未经验证的技术。