2021年国际科技开展回忆·动力环保

开展要靠氢动力

核能运用争抢先

本报驻俄罗斯记者 董映璧

参观者在俄罗斯首都莫斯科体会展出的电动交通工具。新华社发(亚历山大摄)

2021年，俄罗斯出台了氢动力开展设想。该文件承认了在俄打造新工业的方针、战略倡议和要害办法。在往后3年半的时间里，俄方案建成氢动力工业集群并执行试点项目。到2050年，俄方案树立出口导向型氢动力工业，并在俄经济中运用新技能。俄罗斯在出产和出口氢气方面具有明显竞赛优势，到2024年，潜在供给量可达20万吨;到2035年可达200万至1200万吨;到2050年可达1500万至5000万吨。俄期望在未来几十年里用氢动力出口代替石油和天然气。俄未来不只将出口氢动力，还将成为国际最大氢动力出口国。早在上世纪80年代苏联便造出了国际第一架搭载氢动力发动机的飞机——图-155，它于1988年运用氢燃料进行了首飞。

别的，俄还发布了电动车工业开展设想。该文件称，2030年前俄至少会建成7.2万个电动车充电站。规区分两个阶段施行：2021年至2024年和2025年至2030年。第一阶段方案推出至少9400个充电站，其间至少2900个是快速充电站。第一阶段的另一个要害方针是电动车产值到达每年至少25000辆的水平。第二阶段方案建成运营至少7.2万个充电站，其间至少2.8万个是快速充电站。

在核能范畴，国际首台新一代BREST-OD-300核电机组成造作业在俄发动。BREST-OD-300是由俄罗斯国家原子能集团公司研发的新一代核反应堆，是一个演示铅冷快中子反应堆设备，也是俄罗斯新一代核电站实验性演示电力综合体的一部分，意图是在关闭燃料循环中完结核燃料的循环运用。该综合体包含用于出产细密铀钚(氮化物)燃料的制作和再制作模块，以及燃料收回模块。BREST一起又是第一个满意大规模核能安全和经济要求，并旨在处理可继续开展问题的核电站概念。新机组成造本钱约1000亿卢布，装机容量为300兆瓦。新机组表现了未来核电在安全、环保、节省资源方面的技能打破，也保证俄罗斯在国际核电范畴的抢先地位。

美国

海上滑翔已电动

甲烷转化需垂青

本报记者 刘霞

在国际多国致力于完结碳中和的全球大布景下，节能减排现已成为全球公民的一致，科学家们也在孜孜不倦地立异相关技能。莱斯大学科学家让超冷等离子体初次在实验室完结磁束缚，这项技能效果有助于推动对清洁动力、太空气候和天体物理学的研讨。

总部坐落波士顿的丽晶公司开发了一款“海上滑翔机”，这艘飞行器是全电动、零排放的，将为滨海运送业带来一场新革新。据悉，丽晶已获得4.65亿美元的预订单，并方案在2050年之前将其投入客运。

斯坦福大学和比利时鲁汶大学的研讨团队则提出了一种新的分子机制，能在室温下将甲烷转化为甲醇。甲醇能够驱动新一代清洁燃料电池，若能将甲烷以一种经济的办法转化为甲醇，将比天然气和纯氢更简单贮存和运送，也将大大削减甲烷的排放量，带来明显的环境效益。

更安全、续航更耐久、能量密度更高、本钱更低、对环境更友爱，是电池研讨人员孜孜不倦的寻求方向。加州大学圣地亚哥分校的纳米工程师们与韩国LG公司协作，运用固态电解质和全硅阳极，发明了一种新式的硅全固态电池，为运用硅等合金阳极的固态电池拓荒了一个新范畴，有望用于从电网存储到电动轿车的广泛范畴。

鉴于电子废物问题日益严峻，杜克大学工程师开发了国际上第一个彻底可收回的印刷电子产品：由3种碳基墨水制成的晶体管。

可生物降解塑料一向被以为可协助处理塑料污染问题，但今日大多数“可堆肥”塑料袋首要由聚乳酸制成，在堆肥进程中并没有分化，还会污染其他可收回塑料。美国科学家仅用热量和水，就可让这些可堆肥的塑料更简单分化。

法国

开展氢能促减排

未来资源在深海

本报驻法国记者 李宏策

应对气候改动方面，由法国领衔的国际研讨团队凭借卫星观测对全球一切冰川(近22万个)的厚度及质量改动进行了初次完好而准确的测绘剖析。效果显现，自2000年以来，国际上简直一切冰川都在变薄并失掉质量，每年均匀丢失2670亿吨冰，且消融速度正在加快。为了应对气候改动，法国方案至2030年相对1990年减排40%，至2050年完结碳中和。为完结该方针，法国着力开展动力技能，力求成为氢能与核能的全球领军者。

氢能方面，道达尔和Engie协作开发法国最大的制氢基地，结合太阳能和生物质出产绿色氢气。经过选用立异处理方案，能够很好地应对太阳能发电的间歇性和生物燃料工厂要求继续供给氢气之间的对立。阿尔斯通研发的新式氢能列车方案在2023年开端在法国运转，该列车不只能够在电力牵引下运转，还能够经过装置在车顶的燃料电池供电行进，氢能续航才能到达600公里。

核能方面，法国将出资10亿欧元用于开发规划功率为170兆瓦的小型模块化核反应堆，方针是在2030年推出立异性小型堆，并优化核废料处理。法国发动的Nuward小型堆项目将选用内部加压水技能，如呈现严峻事故，无需人工干预也可自行冷却数日。

海洋方面，“法国2030”规划将深海探究列为法国未来战略要点。法国宣告现已树立“深海海底矿产资源勘探开发的国家战略”，将在研讨和维护生物多样性、获取有关深海生态体系的常识，以及开发深海海底资源之间寻求平衡。

德国

百万电车已上路

绿氢开展迈大步

本报驻德国记者 李山

德国传统煤铁工业区鲁尔区阅历了工业转型，已成为环境优美、高科技集合的立异经济区。新华社记者 逯阳 摄

2021年7月，德国完结了一百万辆电动轿车上路的方针。德国政府方案在一年之内投入8亿欧元，赞助90万个私家充电站点建造。乌尔姆亥姆霍兹研讨所开宣告能量密度高达560瓦时每公斤且稳定性杰出的新式锂金属电池。伊尔梅瑙工业大学与协作伙伴一起开发了国际首个电动轿车测验体系。慕尼黑工业大学等协作开发以甲醇为动力的轿车，能耗与纯电池电动轿车适当。此外，德国高度重视绿氢的开展，视其为动力转型和可继续增加的要害原资料，发布了《德国氢举动方案2021—2025》。

弗劳恩霍夫部属的太阳能研讨所完结硅基太阳能电池双面触摸26%的成效纪录。该所还研发了德国首辆太阳能货车，3.5千瓦的光伏体系可满意货车5-10%的动力需求。可靠性与微集成研讨所开发的新式逆变器，最高可进步电动车6%的续航路程。微技能和微体系研讨所开发了船只用氨气燃料电池。加工与包装技能研讨所开发了代替塑料包装的涂布纸，可作为塑料包装的环境友爱型代替品。

德国政府经过了加强沼地地土壤维护的方针协议，方案到2025年经过动力和气候基金供给约3.3亿欧元赞助沼地复湿的具体办法。地学研讨中心耗资1600万欧元的地球生物实验室完工，有望成为探究地下生物圈的跨学科渠道。马克斯·普朗克海洋微生物研讨所发现，被称为“海洋雪”的小颗粒对海洋氮循环起着重要效果。阿尔弗雷德韦格纳研讨所发现，气候改动经过杂乱机制导致北极上空的臭氧耗费加重;南极绕极流与南半球的气候动摇密切相关，跟着全球变暖，南极绕极流或许会加快，从而影响大西洋经向翻转环流和海洋碳贮存。

英国

氢能战略已拟定

动力运用需革新

实习记者 张佳欣

英国科学家宣告的一项气候科学模型研讨显现，到21世纪末，湖泊热浪(湖面水温极热的时期)的强度和继续时间将添加。在温室气体高排放情形下，湖泊热浪的均匀继续时间或添加3个月左右，一些湖泊或许会进入永久性的热浪情况，随同而来的，是生态体系的耐性或许迫临极限。

英国政府2021年4月20日发布的第六个碳预算宣告了其最新减排方针，即到2035年，二氧化碳排放量将比1990年的水平削减78%。一起，该预算初次将英国在国际航空和航运排放归入份额。

英国商务动力与工业战略部8月17日发布《国家氢能战略》。该战略以英国2020年发布的绿色工业革新10点方案为根底，提出了经过四个开展阶段完结成为氢能范畴的全球领导者的愿景。

9月1日，英国玻璃企业皮尔金顿在利物浦市的圣海伦斯工厂发动了运用100%氢气出产浮法(片)玻璃的实验。该项目是“HyNet工业燃料转化”项意图一部分，旨在测验氢在制作业中怎么代替化石燃料。皮尔金顿表明，这是全球首个运用100%氢气出产玻璃的工厂，证明了运用氢气安全有效地运营浮法玻璃工厂的可行性，未来，HyNet项目还将在食物、饮料、电力和废物等范畴大规模运用氢气。

10月25日音讯，英国政府宣告出资2.2亿英镑促进污染最严峻的碳密集型职业清洁低碳转型，完结2050年净零排放方针。该项赞助方案将协助英格兰、威尔士和北爱尔兰的钢铁、制药、造纸、食物饮料等职业简化出产流程，进步动力功率，削减碳排放。相关企业将采纳一系列广泛的减排办法，包含：装置更高效节能的锅炉、电机和热泵，以代替其燃气锅炉和蒸汽轮机;开发工业碳捕集、燃料转化和废热收回再运用技能，完结工业部门减排可继续开展方针等。

日本

代替石油有期望

海运脱碳也跟上

本报驻日本记者 陈超

我国比亚迪电动巴士行进在日本京都东寺大街。京都Princess Line公司购入多辆比亚迪电动巴士，为企业下降运营本钱及城市减排做出奉献。新华社记者马平摄

日本海洋研讨开发组织与丰桥技能科学大学2021年8月一起宣告，已承认在北冰洋科研航海中收集的一种定鞭藻类浮游植物“Dicrateria rotunda”具有与石油适当的饱满碳氢化合物组成才能。这是经过对该浮游植物进行别离和培育并查询碳氢化合物的成分后发现的。人类发现能组成碳原子数为10—38、与石油适当的碳氢化合物的生物尚属初次，该效果有助于完结生物燃料开发。

东京都立大学8月开宣告可收回空气中二氧化碳，且吸收功率最大能到达现在二氧化碳捕集物质10倍的办法。假如有用并推行遍及，那么到2050年人类排放的二氧化碳大部分都有望收回。新办法于2020年申请了专利，在5至10年后建造实证工厂，到2030年代完结有用化，2050年之前广泛遍及。

京都大学研讨团队开宣告一种新设备，可将热量转化为光并运用光伏电池发电的“热光发电”功率，旨在完结打破光伏电池极限。现在的硅光伏电池的动力转化功率的理论极限约为30%，而热光发电在理论上可完结超越35%的高转化功率，作为有助于完结脱碳社会的新技能，方案10年后投入有用。

日本新动力与工业技能开展组织10月26日发动海运脱碳方案，运用氢和氨作为燃料代替石油，开发不排放温室气体的新一代船只。全球海运业排放的二氧化碳占全球二氧化碳总排放量的2.1%。该方案显现，入选为新一代船只开发帮助方针的分别是“船用氢发动机及船用氢燃料罐和供给体系”“装备国产氨燃料发动机的船只开发”“氨燃料船开发与社会运用一体化项目”“经过改进催化剂和发动机削减液化天然气燃料船甲烷逃逸的技能开发”四项课题。

韩国

堆积工艺有打破

全力推动碳中和

本报驻韩国记者 邰举

韩国国会于2021年8月表决经过《为应对气候危机之碳中和与绿色增加根本法》。10月，韩国政府承认了2030年温室气体减排方针以及2050年碳中和施行方案。方案2030年温室气体排放量较2018年减缩40%。

韩国科学技能信息通讯部在科学技能相关部长会议上发布了“碳捕获与运用(CCU)技能立异路线图”。CCU被以为是完结碳中和的核心技能，石化燃料发电厂、工业活动等排放的二氧化碳转化为高附加值石油化学原料、组成燃料等的技能。韩国政府与50多名民间专家一起选定了CCU研发投入的5大范畴59项要点技能，以2030年工业化或许性为规范，分为商用化技能和长时间技能，方案按年度拟定技能合格方针，推动研发。

以色列

气候技能靠立异

服务全球办法军

本报驻以色列记者 胡定坤

以色列内阁于2021年10月经过“国家方案”应对气候改动，以政府宣告将在2050年完结碳中和。该方案首要鼓舞相关范畴的科技立异及根底设施建造，其间特别指出以色列的立异才能将被用来为全球社会服务，并为有关气候危机的全球问题供给处理方案。

以色列立异局10月发布《以色列气候技能生态体系的联合陈述》，陈述将以色列定位为气候技能的全球领导者，期望将以色列转变为全球气候技能中心，协助削减国际各地的温室气体排放。依据该陈述，以色列共有637家草创公司和成长型公司在尽力开发气候技能，其首要会集在气候智能型农业、清洁动力体系、可继续交通、生态高效的水根底设施和代替蛋白质五大范畴。陈述以为，以色列在人造肉、灌溉体系、精准农业和海水淡化方面处于技能抢先地位。

2021年，以色列企业在气候技能范畴获得不少开展。1月，以草创公司Albo宣告其开发的人工智能算法可用于剖析遥感图画，丈量地上森林、农田等“碳封存”的数值。上一年上半年，以色列代替肉企业Redefine Meat完结2900万美元融资，7月，该公司研发的5种3D打印代替肉已在特拉维夫、耶路撒冷等城市的部分饭馆上市。此外，以色列SOLRA公司正在开发钙钛矿薄膜资料太阳能电池，比较传统的硅电池，这种电池如玻璃般通明，不会发生暗影，且功率更高，一起可收回，更环保。

乌克兰

填埋废物迎新生

极地研讨不放松

本报驻乌克兰记者 张浩

废物填埋场怎么勃发第2次生命?2021年5月乌克兰国家科学院微生物学和病毒学研讨所的亚历山大·塔什列夫教授开发了一种经过出发生物燃料对有机废物废物填埋场进行快速生物康复的办法。这种废物填埋场有机废物调理发酵的生物技能，能明显进步甲烷产值和废物分化率。反过来，这将为削减废物填埋场和改进环境情况发明条件。微生物代谢调理将把对环境有害的废物填埋场变成具有经济远景，容积为几立方公里的能够运用或转化为电能的超级甲烷罐。废物场有机废物堆集问题是个全球性难题，每年此类废物的总量超越10亿吨。与堆肥或对环境有害的燃烧的进程不同，这种发酵和分化技能在处理环境问题的一起还能带来动力盈利。

从2021年9月1日至2025年8月25日，乌克兰国家科学院数字机械与体系问题研讨所以及国家南极研讨中心，一起参加多家欧洲研讨组织的“地球体系中的极区域域：局地和区域极地进程在改动极地气候和全球气候体系中的效果”项目，意图是进步对北极和南极大气-海洋-冰相互效果中区域标准根本物理和化学进程的知道，研讨它们对全球环流猜测改动的影响，以及对社会的影响。据乌克兰国家科学院音讯，该研讨中将会运用最先进的高分辨率区域气候模型来描绘极区域域，该模型将查看极区域域改动对全球气候改动的影响，项目研讨数据及效果有望为欧盟的气候举动战略做出重大奉献。

巴西

水电危机需缓解

不合法毁林要处理

本报驻巴西记者 邓国庆

动力方面，巴西全国约60%的电力来自水力发电，2021年的拉尼娜现象形成干旱引发水库水位下降，使水电出产变得愈加困难。巴西矿业和动力部部长阿尔布开克表明，巴西正阅历91年来最严峻水危机，危机导致电费走高，民众对电力供给的稳定性发生忧虑。

为补偿水力发电的缺乏，特别是缓解旱季电力严重问题，巴西出台多项行动，进一步鼓舞风能、太阳能等其他可再生动力开发。政府向风电场、生物质能发电厂和小型水电站供给性价比较高的长时间合同，鼓舞开发可再生动力。巴西国家开发银行为风电项目供给专项低息贷款。依据巴西国家代替动力鼓励方案，巴西矿业和动力部还方案出资约2.7万亿雷亚尔，支撑未来10年可再生动力工业开展。据估计，到2030年可再生动力将处理巴西近80%的电力供给。

气候改动方面，巴西新任外交部部长卡洛斯·弗兰萨在其上任讲演中特别着重应采纳办法应对气候改动。他以为，巴西有许多活跃的方面能够展现给国际，比方可继续的农业，同其他国家比较更清洁的动力结构，还有严厉的环保法律法规。

2021年4月7日至8日，第三十次“根底四国”气候改动部长级会议经过视频方式举行，我国、印度、巴西、南非四国环境部部长到会。会上，巴方着重国际协作应对气候改动应坚持一起但有差异的职责准则，呼吁发达国家实在实行减排责任，完成资金许诺，加强对开展我国家资金、技能、才能建造支撑。

11月，在《联合国气候改动结构条约》第二十六次缔约方大会国际领导人峰会期间，巴西宣告将在2030年前将温室气体排放量削减50%的新许诺，还加入了《关于森林和土地运用的格拉斯哥领导人宣言》，许诺到2030年中止砍伐森林，改变土地退化情况。

碳中和方面，巴西政府将在气候改动《巴黎协议》结构内，力求于2060年完结碳中和。假如富国能每年供给100亿美元帮助，这一方针有或许提早完结。巴西政府发布了9条办法，包含到2025年将年排放量降至2005年水平的37%;到2030年降至2005年水平的43%等。

为了完结这些方针，巴西政府许诺到2030年全面禁止不合法毁林，从头造林1200万公顷及将可再生动力在全国悉数所运用动力的份额进步至45%。矿业巨子淡水河谷公司也许诺将在未来10年内至少出资20亿美元以完结碳中和，2030年公司的肯定排放量将在2017年的根底上削减33%，2050年转为净零排放。