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今年 5 月，新美國(guó)安全中心首次發(fā)布《產(chǎn)業(yè)政策重啟：美國(guó)新產(chǎn)業(yè)政策框架》。報(bào)告認(rèn)為，美國(guó)長(zhǎng)期缺乏國(guó)家級(jí)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略與統(tǒng)一的產(chǎn)業(yè)部署，政府監(jiān)管過(guò)于自由，導(dǎo)致本土制造業(yè)向海外大規(guī)模轉(zhuǎn)移，美國(guó)科技競(jìng)爭(zhēng)力下降，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)安全和國(guó)家安全危機(jī)。報(bào)告提出了美國(guó)新產(chǎn)業(yè)政策的初步框架，該框架汲取了美國(guó)以往的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)并借鑒了他國(guó)的經(jīng)濟(jì)政策，包括六項(xiàng)不同但相互關(guān)聯(lián)的行動(dòng)，目的是增強(qiáng)美國(guó)政府對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)性、加強(qiáng)美經(jīng)濟(jì)彈性并與崛起的中國(guó)相抗衡。賽迪智庫(kù)網(wǎng)絡(luò)安全所對(duì)該報(bào)告進(jìn)行了編譯，期望對(duì)我國(guó)有關(guān)部門(mén)有所幫助。
美國(guó)當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)政策框架主要基于地緣政治和地緣經(jīng)濟(jì)的壓力，幾十年來(lái)一直以冷戰(zhàn)方式予以應(yīng)對(duì)，因此沒(méi)有從全球經(jīng)濟(jì)體系中受益。但從當(dāng)前局勢(shì)來(lái)看，美國(guó)的冷戰(zhàn)思維不足以應(yīng)對(duì)當(dāng)前與中國(guó)的地緣政治競(jìng)爭(zhēng)。因此，美國(guó)需要重塑產(chǎn)業(yè)政策，努力制定適當(dāng)?shù)膶?duì)華產(chǎn)業(yè)新政策，即由政府主導(dǎo)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和增長(zhǎng)的政策，使美國(guó)在面臨國(guó)內(nèi)外挑戰(zhàn)的時(shí)候，結(jié)合安全、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的相互影響，采取保持美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)行動(dòng)措施。
（一）美國(guó)產(chǎn)業(yè)政策現(xiàn)狀與問(wèn)題
1.政府監(jiān)管過(guò)于自由?
過(guò)去 30 年來(lái)，美國(guó)政府一直維持著冷戰(zhàn)時(shí)期的做法，在私營(yíng)企業(yè)主導(dǎo)經(jīng)濟(jì)發(fā)展并建立全球化體系時(shí)，采取了自由放任的監(jiān)管立場(chǎng)，基本上沒(méi)有施加任何干預(yù)：主要依靠私營(yíng)企業(yè)推動(dòng)技術(shù)發(fā)展，政府對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的參與僅周期性地有所增加，以解決一些迫在眉睫的問(wèn)題。這間接和直接造成了本土制造業(yè)的外流，而政府對(duì)私營(yíng)企業(yè)創(chuàng)新日益倚重，也導(dǎo)致了研發(fā)強(qiáng)度從重要但有風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)型研究轉(zhuǎn)向了更安全且具有更好投資回報(bào)的應(yīng)用型研究，美國(guó)科技競(jìng)爭(zhēng)能力在走下坡路。事實(shí)上，自由放任的監(jiān)管策略在應(yīng)對(duì)蘇聯(lián)時(shí)發(fā)揮了有效作用，這主要是因?yàn)楫?dāng)時(shí)蘇聯(lián)已與全世界脫節(jié)，無(wú)法再?gòu)娜蚪?jīng)濟(jì)體系中獲益。但如今，美國(guó)面對(duì)的中國(guó)是一個(gè)已完全融入全球化體系、在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和軍事等方面都頗具實(shí)力的強(qiáng)國(guó)，美國(guó)于冷戰(zhàn)時(shí)期形成的經(jīng)濟(jì)和安全策略已不足以應(yīng)對(duì)當(dāng)下的地緣政治競(jìng)爭(zhēng)。
2.缺乏國(guó)家級(jí)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)及統(tǒng)一部署?
當(dāng)前，美國(guó)政府對(duì)于產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略的總體愿景過(guò)于寬泛，停留在口頭上對(duì)宏偉戰(zhàn)略的支持，尚未有總體的國(guó)家戰(zhàn)略和清晰的愿景，導(dǎo)致政府的產(chǎn)業(yè)行動(dòng)長(zhǎng)期以零散的方式在進(jìn)行，并僅僅在補(bǔ)救當(dāng)下危機(jī)暴露出的弱點(diǎn)，如新冠疫情以及隨之而來(lái)的供應(yīng)鏈中斷。盡管美國(guó)目前開(kāi)啟了部分產(chǎn)業(yè)立法，如《美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)法案》、《美國(guó)創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)法案》、《2020 年本土稀土法案》等，但也由于缺乏統(tǒng)一的目標(biāo)支撐而顯得雜亂無(wú)章，長(zhǎng)此以往，必然會(huì)導(dǎo)致效率低下和各項(xiàng)任務(wù)的終止。若要推動(dòng)成功可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策，就必須設(shè)立一個(gè)共同的國(guó)家目標(biāo)，并在目標(biāo)指導(dǎo)下，由所有相關(guān)利益攸關(guān)方共同努力。
（二）制定國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的必要性
制定美國(guó)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策戰(zhàn)略的理由有兩方面：首先，美國(guó)需要一種與中國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的長(zhǎng)效戰(zhàn)略，以減少對(duì)中國(guó)關(guān)鍵投入產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的依賴(lài)。其次，美國(guó)需要一種應(yīng)對(duì)中國(guó)挑戰(zhàn)的產(chǎn)業(yè)政策，保持強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、強(qiáng)化軍事和應(yīng)急準(zhǔn)備，并最大限度地利用美國(guó)在創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)方面的優(yōu)勢(shì)。
1.應(yīng)對(duì)中國(guó)的挑戰(zhàn)?
數(shù)十年來(lái)，美國(guó)一直是全球科技強(qiáng)國(guó)，但近些年卻任由自身許多最寶貴的優(yōu)勢(shì)（人才、研發(fā)投入、基礎(chǔ)設(shè)施和資源）持續(xù)削弱。而中國(guó)卻迎頭趕上，成為當(dāng)前美國(guó)主要的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。中美兩國(guó)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展上的差距在逐漸縮小，主要原因是中國(guó)加大了對(duì)科技和高端制造技術(shù)的投入，包括微電子、人工智能、生物技術(shù)和量子科學(xué)等具有經(jīng)濟(jì)社會(huì)變革潛力的前沿技術(shù)領(lǐng)域。從2010 年到 2019 年，中國(guó)研發(fā)的年均增長(zhǎng)率為 10.6%，大幅超過(guò)美國(guó)，并可能在 2025 年代全面超越美國(guó)。為此，美國(guó)需要制定一個(gè)具備自身特點(diǎn)的產(chǎn)業(yè)政策，與中國(guó)重新展開(kāi)全球競(jìng)爭(zhēng)。積極和統(tǒng)一的產(chǎn)業(yè)政策戰(zhàn)略和框架可以幫助美國(guó)優(yōu)先考慮其現(xiàn)在和未來(lái)所需要的資源、投資和技術(shù)，使得相關(guān)機(jī)構(gòu)在稅收、法規(guī)和移民等領(lǐng)域建立有效的實(shí)施方法，與自由市場(chǎng)原則和美國(guó)價(jià)值觀保持一致。
2.增強(qiáng)美國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)力?
一方面，全面的產(chǎn)業(yè)政策戰(zhàn)略應(yīng)促進(jìn)美國(guó)經(jīng)濟(jì)繁榮、加強(qiáng)國(guó)防、增強(qiáng)美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)力以應(yīng)對(duì)社會(huì)挑戰(zhàn)。政策制定者應(yīng)該制定應(yīng)對(duì)各種問(wèn)題的方法，包括應(yīng)對(duì)氣候變化、改革基礎(chǔ)設(shè)施、確保半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的安全等。另一方面，產(chǎn)業(yè)政策戰(zhàn)略還可以為政策制定者提供解決國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)安全目標(biāo)重疊問(wèn)題的路線圖?，F(xiàn)代化和日益增強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)相互依存度導(dǎo)致美國(guó)的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)與其國(guó)防優(yōu)先事項(xiàng)聯(lián)系在一起。例如，國(guó)防生產(chǎn)法和出口管制條例，都是為了解決國(guó)家安全問(wèn)題。一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)政策戰(zhàn)略，以及實(shí)施這一戰(zhàn)略的經(jīng)濟(jì)工具，可以幫助政策制定者將其重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到解決國(guó)防問(wèn)題和國(guó)家需求計(jì)劃的雙重考慮中。
（三）美國(guó)產(chǎn)業(yè)政策的含義
美國(guó)產(chǎn)業(yè)政策指的是，美國(guó)政府為推動(dòng)符合國(guó)家利益的經(jīng)濟(jì)成果所采取的一切介入自由市場(chǎng)的措施，一般情況下，這些措施不會(huì)由市場(chǎng)自行采取，因?yàn)槠髽I(yè)并不會(huì)自愿地提供國(guó)家利益所需的一切。產(chǎn)業(yè)政策戰(zhàn)略必須是一套全國(guó)性的做法，包括人力資本、基礎(chǔ)設(shè)施、投資、稅收和監(jiān)管政策，以及制度和官僚程序，以保持其現(xiàn)有優(yōu)勢(shì)并創(chuàng)造新的優(yōu)勢(shì)。值得一提的是，產(chǎn)業(yè)政策不包括保護(hù)夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)的制造業(yè)崗位，或通過(guò)影響單個(gè)企業(yè)的商業(yè)活動(dòng)來(lái)“越俎代庖”，因?yàn)檫@些行為會(huì)造成市場(chǎng)扭曲和道德風(fēng)險(xiǎn)。
（四）美國(guó)產(chǎn)業(yè)政策的目標(biāo)
美國(guó)的產(chǎn)業(yè)政策是政府基于國(guó)家利益的經(jīng)濟(jì)結(jié)果參與自由市場(chǎng)的行動(dòng)措施，美國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人通過(guò)發(fā)展、增長(zhǎng)或調(diào)整部分或全部經(jīng)濟(jì)，以實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)。美國(guó)產(chǎn)業(yè)政策目標(biāo)是確保關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力，建立安全和有韌性的供應(yīng)鏈，并在危機(jī)時(shí)期保障社會(huì)的日常運(yùn)轉(zhuǎn)。由于單一企業(yè)的商業(yè)活動(dòng)有可能會(huì)觸及潛在的市場(chǎng)震蕩和道德風(fēng)險(xiǎn)，因此，產(chǎn)業(yè)政策需要進(jìn)行整體統(tǒng)籌，才能更好地保護(hù)行業(yè)發(fā)展。
縱觀美國(guó)歷史上采用過(guò)的產(chǎn)業(yè)政策或技術(shù)政策，可以看出，美國(guó)一直沒(méi)有正式出臺(tái)過(guò)長(zhǎng)期的國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策戰(zhàn)略，各種產(chǎn)業(yè)政策和長(zhǎng)期國(guó)家目標(biāo)之間始終缺少連貫性，緊靠解決眼前問(wèn)題積累的零星成功經(jīng)驗(yàn)讓美國(guó)維持了競(jìng)爭(zhēng)力。
（一）一個(gè)工業(yè)國(guó)的誕生
美國(guó)產(chǎn)業(yè)政策奠基人亞歷山大·漢密爾頓通過(guò)推動(dòng)政府利用投資、關(guān)稅和補(bǔ)貼支持私人產(chǎn)業(yè)和制造業(yè)、推動(dòng)成立國(guó)家銀行等方式，開(kāi)創(chuàng)了“以私人手段追求公共目的”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。
在漢密爾頓主張建立國(guó)家經(jīng)濟(jì)身份的基礎(chǔ)上，曾任眾議院議長(zhǎng)的亨利·克萊提出了“美式體制”的理念，即通過(guò)為本國(guó)產(chǎn)品提供充分的關(guān)稅保護(hù)，讓經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)回到國(guó)內(nèi)，從而免受外國(guó)人的主宰， 這進(jìn)而推動(dòng)了 1824 年的關(guān)稅政策成為法律。漢密爾頓集中公共和私營(yíng)企業(yè)資源的做法，以及克萊的“美式體制”理念，在此后數(shù)十年又反復(fù)上演。美國(guó)先后于 1917、1933、1942 年先后成立了戰(zhàn)時(shí)工業(yè)委員會(huì)、國(guó)家復(fù)興管理局、戰(zhàn)時(shí)生產(chǎn)委員會(huì)等國(guó)家機(jī)構(gòu)，旨在協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)、人員以及政府這三者在美國(guó)商品和服務(wù)的生產(chǎn)/提供、定價(jià)和分銷(xiāo)中的關(guān)系，以解決近在眼前的需求，同時(shí)也為未來(lái)和平時(shí)期的戰(zhàn)略合作奠定了基礎(chǔ)。
（二）科學(xué)技術(shù)的新前沿
1940 年，曾任麻省理工學(xué)院工程學(xué)教授的萬(wàn)尼瓦爾·布什提出成立國(guó)防研究委員會(huì)（NDRC）并負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)科學(xué)研究發(fā)展局（OSRD），致力于召集各領(lǐng)域科學(xué)專(zhuān)家來(lái)協(xié)調(diào)政府與產(chǎn)學(xué)研之間的合作并確定優(yōu)先事項(xiàng)，旨在通過(guò)擴(kuò)大合作，利用私營(yíng)企業(yè)的創(chuàng)新來(lái)迅速重建有競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)避免傾注過(guò)多資源建立國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。這有效激發(fā)了此后美國(guó)數(shù)十年的研發(fā)投入以及國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的成立，目前該基金會(huì)每年擁有 88 億美元的預(yù)算， 其中 25%全力支持美國(guó)學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)研究計(jì)劃。此外，布什的貢獻(xiàn)還在于營(yíng)造了優(yōu)質(zhì)的創(chuàng)新環(huán)境，正是在這樣的環(huán)境中，孕育出了全球定位系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)。
（三）冷戰(zhàn)時(shí)期的起伏變化
美蘇太空競(jìng)賽拉開(kāi)序幕。在蘇聯(lián)陸續(xù)發(fā)射太空衛(wèi)星的壓力下，出于國(guó)家自豪感及實(shí)際需要，美國(guó)政府、產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界和公眾紛紛投身于構(gòu)建專(zhuān)業(yè)知識(shí)以及凝聚美國(guó)在太空領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。例如，美國(guó)政府鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)，并通過(guò)1958 年的《國(guó)防教育法案》等立法資助學(xué)生參加理工科和外語(yǔ)培訓(xùn)；同年 7 月，國(guó)會(huì)成立國(guó)家航空航天局，每年拿出 1 億美元的巨額預(yù)算用于載人登月，成立國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局，旨在確保美國(guó)成為“戰(zhàn)略技術(shù)突破的始作俑者而非受害者”，這兩個(gè)機(jī)構(gòu)的建立促使美國(guó)從計(jì)算機(jī)斷層掃描和人造假肢到隱形飛機(jī)和語(yǔ)音識(shí)別在內(nèi)的大量技術(shù)不斷得到創(chuàng)新突破。
美日全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展競(jìng)賽拉開(kāi)序幕。面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)力異常強(qiáng)大的日本企業(yè)，美國(guó)在全球半導(dǎo)體生產(chǎn)中的份額由此前 20 年間一直穩(wěn)定在 60%的水平一路下滑到 80 年代末的不足 40%。為了緩解這一危機(jī)，美國(guó)聯(lián)邦政府與半導(dǎo)體制造技術(shù)聯(lián)盟（由 14 家美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)組成）展開(kāi)了合作，并提供了 8.7 億美元左右的國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局撥款來(lái)強(qiáng)化該產(chǎn)業(yè)，最終解了業(yè)界的燃眉之急，并且不到 10 年內(nèi)，美國(guó)的芯片制造產(chǎn)業(yè)就重回了全球領(lǐng) 先地位。
在此后的 30 年中，美國(guó)政府繼續(xù)通過(guò)更具針對(duì)性的立法來(lái)推動(dòng)科技發(fā)展，如 1980 年的《拜杜法案》和《史蒂文森惠德勒技術(shù)創(chuàng)新法案》，以及 1982 年的“小企業(yè)創(chuàng)新研究計(jì)劃”，均旨 在通過(guò)知識(shí)產(chǎn)權(quán)共享和技術(shù)轉(zhuǎn)移框架，鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)和政府展開(kāi)更全面的合作。
（四）最新產(chǎn)業(yè)政策
美國(guó)近些年也在不斷探索出臺(tái)產(chǎn)業(yè)政策文件或推動(dòng)產(chǎn)業(yè)立法，如特朗普政府的《2020 關(guān)鍵和新興技術(shù)國(guó)家戰(zhàn)略》《2018國(guó)家量子計(jì)劃法案》《2019 維持美國(guó)人工智能領(lǐng)導(dǎo)地位的行政命令》《2020 年稀土外包法案》《2021 美國(guó)創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)法案》《2022美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)法案》，甚至包括拜登的基建一攬子計(jì)劃，但均因不追求特定進(jìn)度和目標(biāo)，缺少明確的總體國(guó)家戰(zhàn)略與之配合而處處受阻。以尋求修訂《促進(jìn)美國(guó)制半導(dǎo)體（FABS）法案》提供半導(dǎo)體投資稅收抵免事件為例，原始法案早在一年多以前就被提出，但由于缺乏統(tǒng)一和共同戰(zhàn)略目標(biāo)，眾議院和參議院之間的關(guān)鍵分歧還未得到解決，并且一直在兩黨的拉鋸戰(zhàn)中原地踏步。
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盡管美國(guó)目前采用的產(chǎn)業(yè)政策是瑣碎、散點(diǎn)式的，但針對(duì)當(dāng)前迫在眉睫的產(chǎn)業(yè)問(wèn)題具有一定的成效。例如，就在世衛(wèi)組織宣布新冠疫情爆發(fā)呈現(xiàn)全球蔓延的兩個(gè)月后，特朗普政府于 2020年 5 月宣布了“曲速行動(dòng)”，該行動(dòng)由國(guó)防部和衛(wèi)生與公眾服務(wù)部共同實(shí)施，它提供了一種手段，使聯(lián)邦政府能夠與六家疫苗供應(yīng)商合作，在平行基準(zhǔn)上簡(jiǎn)化臨床試驗(yàn)，希望通過(guò)《國(guó)防生產(chǎn)法案》授權(quán)來(lái)加快各支被看好的疫苗的開(kāi)發(fā)。這項(xiàng)行動(dòng)大大促進(jìn)了政府與疫苗供應(yīng)商的合作，簡(jiǎn)化了新冠疫苗的研發(fā)流程，使關(guān)鍵疫苗在短短 10 個(gè)月內(nèi)就生產(chǎn)了出來(lái)，而相比之下，研發(fā)麻疹疫苗用了 10 年，埃博拉疫苗用了 43 年。該行動(dòng)的驚人成主要?dú)w功于其目的明確、擁有完成使命所需的絕對(duì)優(yōu)先權(quán)和資源，以及政府、產(chǎn)業(yè)、學(xué)術(shù)和科學(xué)界的“精誠(chéng)團(tuán)結(jié)”。
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產(chǎn)業(yè)政策需突顯出國(guó)家獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因此，各國(guó)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策形式各不相同，且并不存在“一劍破萬(wàn)法”的產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略。但了 解其他國(guó)家和地區(qū)為促進(jìn)和保護(hù)關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)而采取的產(chǎn)業(yè)政策，汲 取部分可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)發(fā)展美國(guó)產(chǎn)業(yè)政策具有積極意義。
（一）日本向半導(dǎo)體市場(chǎng)進(jìn)軍
通過(guò)政府激勵(lì)措施、企業(yè)合作以及具有較高風(fēng)險(xiǎn)容忍度的政策，日本在 20 世紀(jì) 80 年代末成為了全球占主導(dǎo)地位的半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)商之一。日本采取的做法是：制定半導(dǎo)體技術(shù)轉(zhuǎn)移政策，要求欲進(jìn)入日本市場(chǎng)的外國(guó)企業(yè)與本地企業(yè)成立合資公司，為本地企業(yè)創(chuàng)造機(jī)會(huì)，從外企吸收盡可能多的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，并達(dá)到最終取代的目的。借助此項(xiàng)政策，日本的半導(dǎo)體市場(chǎng)逐步跟上了美國(guó)蓬勃發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。但是，日本企業(yè)仍不具備開(kāi)發(fā)設(shè)備或制造技術(shù)所需的方法和手段，為此，日本政府著手建立了統(tǒng)一、綜合的超大規(guī)模集成電路技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)匯集了日本頂級(jí)半導(dǎo)體領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)的下一代芯片制造設(shè)備和技術(shù)，成功幫助日本完成了由快步追趕者向全球領(lǐng)導(dǎo)者的蛻變，并最終超越競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手生產(chǎn)出了最先進(jìn)的 1 微米的芯片。
（二）臺(tái)灣臺(tái)積電的崛起
臺(tái)灣省政府利用公私合作關(guān)系，幫助臺(tái)積電贏得了世界上最大和最先進(jìn)半導(dǎo)體制造商的地位，促進(jìn)了臺(tái)灣芯片制造產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。臺(tái)灣省政府采取的策略是：1973 年，臺(tái)灣成立了工業(yè)技術(shù)研究院（ITRI），以公共實(shí)驗(yàn)室的形式開(kāi)展應(yīng)用研究，旨在通 過(guò)先期投資將研究院所取得的進(jìn)展能夠轉(zhuǎn)移到私營(yíng)企業(yè)，以此作為私人企業(yè)不愿將資本投放到半導(dǎo)體制造此類(lèi)資本密集型、高風(fēng)險(xiǎn)事業(yè)上的對(duì)策。不久之后，該研究院專(zhuān)設(shè)電子所（ERSO），作為政府機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)研擬與半導(dǎo)體相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策。1975 年，電子所推動(dòng)與美國(guó)無(wú)線電公司達(dá)成技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議，從美國(guó)企業(yè)獲取到 了半導(dǎo)體制造中的重要技術(shù)手段—互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝，并獲得了來(lái)自美國(guó)工程師在芯片制造的基礎(chǔ)概念、工業(yè)知識(shí)乃至 管理技術(shù)等方面的深入指導(dǎo)。1980 年，借助通過(guò)與美國(guó)無(wú)線電公司的協(xié)議獲得的技術(shù)，工業(yè)研究院電子所建立了其第一家代工廠—聯(lián)華電子公司（UMC），在此過(guò)程中臺(tái)灣省政府投資了 1000多萬(wàn)美元用于所需的基礎(chǔ)技術(shù)研究，并在代工廠的工程師招聘和培訓(xùn)方面發(fā)揮了積極作用，從而使聯(lián)電成為了本省最賺錢(qián)的制造商，但卻僅限于低端芯片制造能力。1987 年，為解決臺(tái)灣芯片產(chǎn)業(yè)中私營(yíng)企業(yè)投資始終不足的問(wèn)題，臺(tái)積電成立。此后，在以 35%的股份作為交易條件的基礎(chǔ)上，臺(tái)積電獲取了荷蘭企業(yè)飛利浦電子先進(jìn)的 1.5 微米制造工藝， 加之上述臺(tái)灣政府在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)方 面的早期投入，臺(tái)積電逐漸發(fā)展成為全球第一半導(dǎo)體企業(yè)。
（三）新加坡半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)敗局
1987 年，新加坡政府成立了特許半導(dǎo)體制造公司，之后其通過(guò)與美國(guó)芯片制造商斯亞樂(lè)半導(dǎo)體合作改進(jìn)了自身的制造工藝，并在 1994 年實(shí)現(xiàn)了 0.6 微米工藝，成為了特許半導(dǎo)體制造公司和整個(gè)新加坡產(chǎn)業(yè)發(fā)展的里程碑。此外，特許半導(dǎo)體制造公司還與東芝合作，在新加坡建立了更多的代工廠。與此同時(shí)，政府也通過(guò)具有高風(fēng)險(xiǎn)容忍度的政策和稅收優(yōu)惠，支持特許半導(dǎo)體制造公司的發(fā)展，促使其將制造能力轉(zhuǎn)移到新加坡。但隨后新加坡半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逐漸走向衰落，主要原因有三點(diǎn)：一是中國(guó)利用大量政府補(bǔ)貼激勵(lì)代工廠遷入其境內(nèi)，并占領(lǐng)了一部分低端半導(dǎo)體價(jià)值鏈。中國(guó)企業(yè)用與新加坡代工廠一樣的方式獲得了制造芯片的技術(shù)知識(shí)，向外國(guó)人才學(xué)習(xí)并最終取代了他們。鑒于成本較低，英 特爾和 IBM 等芯片設(shè)計(jì)企業(yè)也同樣傾向于選擇中國(guó)的半導(dǎo)體制程工廠。二是 1998 年，臺(tái)積電在新加坡成立硅制造系統(tǒng)公司， 此舉意在打壓特許半導(dǎo)體制造公司的同時(shí)，在市場(chǎng)中引入更多的低端芯片制造商。最終，特許半導(dǎo)體制造公司不得不降價(jià)，這迅 速吞噬了其毛利率，并使其失去了與臺(tái)積電競(jìng)爭(zhēng)所需的資源。三是三星決定建立自己的代工廠，并進(jìn)軍高端芯片制造領(lǐng)域，其雄厚的資金實(shí)力和在該領(lǐng)域的便利經(jīng)驗(yàn)使之成為可能。三星迅速超 越了特許半導(dǎo)體制造公司，成為壓垮特許半導(dǎo)體制造公司的最后 一根稻草。?
總體來(lái)看，新加坡的政策起初非常成功，利用本國(guó)的受教育人口、已有的技術(shù)行業(yè)和有針對(duì)性的激勵(lì)措施推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。然而，其半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的最終崩盤(pán)主要是由于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展很迅速，但政府政策卻未能相應(yīng)調(diào)整所致。作為一個(gè)小國(guó)，新加坡無(wú)法像美國(guó)那樣投入資源來(lái)調(diào)整產(chǎn)業(yè)政策應(yīng)對(duì)外資企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)所帶來(lái)的挑戰(zhàn)。
新國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的有效部署和執(zhí)行，不僅需要美國(guó)政治領(lǐng)導(dǎo) 者采取一系列持續(xù)且規(guī)范的措施，還需要行業(yè)高管的積極支持和參與，并且必須在國(guó)家技術(shù)戰(zhàn)略的框架內(nèi)規(guī)劃、實(shí)施和更新這些政策。即：要推動(dòng)一個(gè)成功、可持續(xù)的產(chǎn)業(yè)政策，既需要有一個(gè)全國(guó)性的目標(biāo)，也需要所有利益相關(guān)方為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)部署各種工具和具體策略。《報(bào)告》研究借鑒美國(guó)產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，以及日本、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)和新加坡過(guò)去的產(chǎn)業(yè)政策，提出美國(guó)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的行動(dòng)框架，包括以下六項(xiàng)不同但相互關(guān)聯(lián)的行動(dòng)，這些行動(dòng)是成功執(zhí)行美國(guó)產(chǎn)業(yè)政策的關(guān)鍵。
（一）發(fā)出號(hào)召，提出統(tǒng)一目標(biāo)愿景
新產(chǎn)業(yè)政策應(yīng)確保美國(guó)具有贏得競(jìng)爭(zhēng)所需的技術(shù)和知識(shí)。而目前由于缺乏統(tǒng)一、宏偉且可行的目標(biāo)，使得全面立法、確定資源優(yōu)先級(jí)和團(tuán)結(jié)業(yè)界更具挑戰(zhàn)性。為此，政策制定者應(yīng)：
（1）闡明保持美國(guó)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力和技術(shù)領(lǐng)先地位的愿景和目標(biāo)，確保美國(guó)作為世界首屈一指的技術(shù)強(qiáng)國(guó)的地位，使其能夠在不損害其價(jià)值觀或主權(quán)的情況下賦予其公民權(quán)力、進(jìn)行經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)并確保其地緣戰(zhàn)略利益。
（2）確定技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)先級(jí)以制定相關(guān)具體政策與措施。 比如，必須在哪項(xiàng)技術(shù)保持領(lǐng)先地位、需要采取什么措施迎頭趕上、必須保護(hù)什么核心技術(shù)、在哪里有能力成為快速跟隨者以及應(yīng)該如何參與國(guó)際事務(wù)的明確指導(dǎo)，所有這些因素都會(huì)影響行動(dòng)和政策的執(zhí)行。
（二）通過(guò)有效監(jiān)督實(shí)施和評(píng)估，形成產(chǎn)業(yè)成功案例
一是要加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)政策的實(shí)施與監(jiān)督。愿景和目標(biāo)確定后，美國(guó)政策制定者就必須開(kāi)始實(shí)施和監(jiān)督產(chǎn)業(yè)政策，此時(shí)需要提前建立衡量政策有效性的能力，如對(duì)包括研發(fā)支出需求、勞動(dòng)力問(wèn)題、教育需求、創(chuàng)新障礙、基礎(chǔ)設(shè)施不足、供應(yīng)鏈限制和對(duì)外國(guó)的依賴(lài)度等產(chǎn)業(yè)政策相關(guān)的參數(shù)和進(jìn)程進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)和評(píng)估。但是，美國(guó)政府目前缺乏監(jiān)督產(chǎn)業(yè)政策實(shí)施的專(zhuān)門(mén)的官方組織。為此：（1）國(guó)家安全委員會(huì)和白宮科技政策辦公室應(yīng)當(dāng)牽頭對(duì)當(dāng)前監(jiān)管機(jī)構(gòu)的權(quán)利和能力進(jìn)行審查，找出其中短板以及實(shí)施和評(píng)估產(chǎn)業(yè)政策所需的財(cái)政資源（調(diào)查的結(jié)果將作為基準(zhǔn)線，用以確定美國(guó)政府持續(xù)實(shí)施產(chǎn)業(yè)政策的能力）。 （2）國(guó)會(huì)與政府應(yīng)當(dāng)合作加強(qiáng)政府的組織架構(gòu)，以制定、執(zhí)行、監(jiān)督和維持新的美國(guó)產(chǎn)業(yè)政策。
二是要建立產(chǎn)業(yè)政策結(jié)果評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。為了衡量這些政策的成功程度，需要對(duì)產(chǎn)出和結(jié)果進(jìn)行強(qiáng)有力的分析。為此： （1）美國(guó)政府應(yīng)當(dāng)成立一個(gè)特別工作組，負(fù)責(zé)制定產(chǎn)業(yè)政策目標(biāo)的衡量標(biāo)準(zhǔn)。該工作組應(yīng)包括來(lái)自商務(wù)部、教育部、國(guó)防部、科技政策辦公室、國(guó)家安全委員會(huì)、國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的代表，以及來(lái)自產(chǎn)業(yè)界和民間團(tuán)體的各相關(guān)方。（2）國(guó)會(huì)應(yīng)當(dāng)授權(quán)對(duì)美國(guó)產(chǎn)業(yè)政策進(jìn)行持續(xù)的研究和分析，并進(jìn)行報(bào)告。這項(xiàng)工作需要靠長(zhǎng)期財(cái)政撥款來(lái)維持，并需要確保合理決策所需的透明度和問(wèn)責(zé)制。
（三）協(xié)調(diào)政府和產(chǎn)業(yè)界，形成絕對(duì)的戰(zhàn)略?xún)?yōu)勢(shì)將國(guó)家利益與美國(guó)私營(yíng)部門(mén)的利益保持一致至關(guān)重要，公私合作伙伴關(guān)系將成為美國(guó)新產(chǎn)業(yè)政策的核心特征。將美國(guó)政府的財(cái)政資源和目標(biāo)與產(chǎn)業(yè)界、美國(guó)大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)的能力相結(jié)合將是一種極佳的戰(zhàn)略?xún)?yōu)勢(shì)，該優(yōu)勢(shì)幾乎沒(méi)有其他國(guó)家能夠與之匹敵。一個(gè)典型的歷史案例就是：1987 年，美國(guó)政府與由 14 家美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)組成的企業(yè)聯(lián)盟聯(lián)合對(duì)美國(guó)多所頂尖大學(xué)成立的微電子研究中心進(jìn)行資助，旨在加強(qiáng) 6G 電信技術(shù)研究，增強(qiáng)美國(guó)在微電子領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。在產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的加持下，白宮和國(guó)會(huì)應(yīng)當(dāng)：?
（1）找出在重大技術(shù)領(lǐng)域和科學(xué)學(xué)科建立公私合作關(guān)系的機(jī)會(huì)。每個(gè)伙伴關(guān)系都應(yīng)當(dāng)有明確的目標(biāo)，這些目標(biāo)則應(yīng)植根于更廣泛的產(chǎn)業(yè)政策目標(biāo)，比如一般的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)地位、供應(yīng)鏈彈性和安全性，以及具體的科技突破。
（四）設(shè)立專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)，視需要調(diào)整政策
政策制定者應(yīng)根據(jù)不斷變化的環(huán)境調(diào)整產(chǎn)業(yè)政策的準(zhǔn)備。一項(xiàng)有效的產(chǎn)業(yè)政策將是充滿(mǎn)活力和適應(yīng)性的，通常更新持續(xù)有效的產(chǎn)業(yè)政策是困難的，為了最大限度地提高成功的幾率，需要成立新的專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)或人員，根據(jù)特定行業(yè)的技術(shù)成熟度和應(yīng)用、供應(yīng)鏈的相互依存性以及相對(duì)優(yōu)劣等因素，及時(shí)把控政策走向。
為此，總統(tǒng)應(yīng)當(dāng)：
（1）任命一名負(fù)責(zé)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的副國(guó)家安全顧問(wèn)。理想情況下，此人將向國(guó)家安全顧問(wèn)、國(guó)家經(jīng)濟(jì)委員會(huì)主任和科技政策辦公室主任報(bào)告。其任務(wù)是根據(jù)對(duì)正在開(kāi)展的工作進(jìn)行持續(xù)分析，為產(chǎn)業(yè)和技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)政策提出建議。?
（五）接受和降低風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)，改變政府監(jiān)管方式
政府對(duì)產(chǎn)業(yè)的介入越深、對(duì)學(xué)術(shù)研究的投入越大，就要越能容忍失敗。科技的進(jìn)步植根于高風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)的研究活動(dòng)，但當(dāng)前美國(guó)的政治文化與產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的心態(tài)格格不入，成為了成功 利用產(chǎn)業(yè)政策促進(jìn)美國(guó)的長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力而言的挑戰(zhàn)。政客應(yīng)當(dāng)?shù)种?廉價(jià)誘惑，不要試圖制定一項(xiàng)不可能完成的科研工作來(lái)粉飾自己的政績(jī)。立法者也需向納稅人解釋?zhuān)簽槭裁丛谡w科技成就的背景下，失敗只是一種常態(tài)，而非一種缺陷。?
減輕失敗影響的一種方法是采用組合式的方法進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新。這一思路是需要通過(guò)資助一系列參與者，對(duì)所需的能力進(jìn)行研發(fā)投入。就如同金融領(lǐng)域的共同基金采用的將風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分 散的策略，盡管單獨(dú)來(lái)看，有許多子部分未能達(dá)到預(yù)期，但它追求的是整個(gè)投資組合的凈收益。這種做法避免了“越俎代庖”， 也避免了產(chǎn)業(yè)政策失敗成為政府官僚的職業(yè)終結(jié)事件。為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，必須消除繁文縟節(jié)，并且需要將決策權(quán)下放。為此，白宮和國(guó)會(huì)應(yīng)當(dāng)：
（1）重新規(guī)劃監(jiān)督工作，支持更靈活的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)政策的實(shí)施。白宮必須信任中層的監(jiān)管機(jī)構(gòu)，避免細(xì)致化管理。國(guó)會(huì)必須愿意適當(dāng)放權(quán)提高其直接批準(zhǔn)的投資門(mén)檻?？偠灾蛧?guó)會(huì)都需要改變目前的監(jiān)管方式。
（六）利用盟友，建設(shè)科技外交能力
美國(guó)的產(chǎn)業(yè)政策將需要國(guó)際伙伴關(guān)系。第一，美國(guó)不具備單打獨(dú)斗的能力；第二、美國(guó)的盟友和可信賴(lài)的合作伙伴可以形成戰(zhàn)略?xún)?yōu)勢(shì)。鑒于全球技術(shù)發(fā)展，在政策問(wèn)題上與盟友更好地協(xié)調(diào)，將提高戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果。從研發(fā)投資到標(biāo)準(zhǔn)制定再到供應(yīng)鏈彈性等領(lǐng)域的合作將增強(qiáng)各國(guó)的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力和國(guó)家利益。下一步是將確保這些努力能夠持續(xù)和擴(kuò)大，建設(shè)美國(guó)的科技外交能力將是關(guān)鍵。為此，國(guó)會(huì)應(yīng)當(dāng)
（1）順應(yīng)這一形勢(shì)并提供專(zhuān)款，建立一支美國(guó)科技外交官隊(duì)伍。將該隊(duì)伍作為實(shí)施美國(guó)產(chǎn)業(yè)政策國(guó)際層面的先鋒，在合作研究協(xié)議、人才資本交流、基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展和出口管制方面發(fā)揮重要協(xié)調(diào)作用。
報(bào)告針對(duì)美國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了深入分析，結(jié)合當(dāng)前階段中國(guó)已經(jīng)成為了美國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的現(xiàn)實(shí)，提出了未來(lái)新產(chǎn)業(yè)政策的行動(dòng)步驟與框架。
重點(diǎn)一是從機(jī)構(gòu)改革中體現(xiàn)國(guó)家的重視程度，并結(jié)合工業(yè)界，學(xué)術(shù)界以及盟友的資源，共同促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和相關(guān)政策制定；
二是美國(guó)堅(jiān)持具體和簡(jiǎn)明的國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，提供各種政策選項(xiàng)進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)策劃，并隨著技術(shù)的發(fā)展而更新，體現(xiàn)產(chǎn)業(yè)政策戰(zhàn)略的長(zhǎng)期性和前瞻性。美國(guó)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的實(shí)施將有效提升美國(guó)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，確保美國(guó)的經(jīng)濟(jì)未來(lái)持續(xù)強(qiáng)勁，使其技術(shù)領(lǐng)先地位得到保證，以重建其技術(shù)帝國(guó)的昔日輝煌。
附：《儲(chǔ)能系統(tǒng)的未來(lái)》研究報(bào)告
2022年6月，麻省理工學(xué)院發(fā)布《儲(chǔ)能系統(tǒng)的未來(lái)》研究報(bào)告。本報(bào)告是麻省理工學(xué)院能源計(jì)劃未來(lái)系列研究中的第九個(gè)研究項(xiàng)目，該項(xiàng)目旨在闡明涉及能源和環(huán)境的一系列復(fù)雜而重要的問(wèn)題。賽迪智庫(kù)節(jié)能與環(huán)保研究所對(duì)該報(bào)告進(jìn)行了編譯，期望對(duì)我國(guó)有關(guān)部門(mén)有所幫助。
報(bào)告指出到本世紀(jì)中葉，可再生能源發(fā)電有望取代化石燃料發(fā)電，部署不同的儲(chǔ)能技術(shù)可以?xún)?yōu)化和利用不斷增長(zhǎng)的可再生能源發(fā)電。報(bào)告研究和分析了各種儲(chǔ)能技術(shù)（電化學(xué)儲(chǔ)能、儲(chǔ)熱、化學(xué)儲(chǔ)能和機(jī)械儲(chǔ)能）關(guān)鍵性能、應(yīng)用領(lǐng)域和成本指標(biāo)等，呼吁應(yīng)積極支持長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)、多類(lèi)型電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)到2050年電網(wǎng)系統(tǒng)完全脫碳。
一、多種儲(chǔ)能技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)
（一）儲(chǔ)能技術(shù)的基本類(lèi)型
目前有四種基本類(lèi)型的儲(chǔ)能技術(shù)（電化學(xué)、化學(xué)、熱能和機(jī)械能）處在不同的技術(shù)發(fā)展水平。在可變可再生能源發(fā)電量充足且批發(fā)供應(yīng)價(jià)格相對(duì)較低時(shí)，以及發(fā)電量不足批發(fā)價(jià)格相對(duì)較高時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)都可以發(fā)揮重要功作用電。儲(chǔ)能系統(tǒng)的這種靈活性為電力系統(tǒng)提供了一系列好處。
儲(chǔ)能系統(tǒng)的規(guī)模可以通過(guò)其裝機(jī)容量（最大瞬時(shí)功率）來(lái)表征，以兆瓦(MW)為單位；其儲(chǔ)能容量以兆瓦時(shí)(MWh)為單位；以及往返效率（RTE）用于衡量充放電的效率。
儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能容量與裝機(jī)容量的比值就是持續(xù)時(shí)間，以小時(shí)為單位——這是儲(chǔ)能系統(tǒng)從充滿(mǎn)電開(kāi)始提供最大功率的時(shí)間長(zhǎng)度。目前大多數(shù)部署的電池儲(chǔ)能的持續(xù)時(shí)間為4小時(shí)或更短；大多數(shù)現(xiàn)有抽水蓄能(PSH)設(shè)施的持續(xù)時(shí)間為8到12小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間。儲(chǔ)能技術(shù)的能量密度也有所不同（能量密度是單位體積可以存儲(chǔ)的最大能量）。具有高能量密度的電池技術(shù)特別適用于電動(dòng)汽車(chē)(EV)和移動(dòng)電子產(chǎn)品；盡管如此，能量密度較低的電池技術(shù)仍可用于電力系統(tǒng)應(yīng)用中的存儲(chǔ)，而在這些應(yīng)用中，空間的有效利用通常不太重要。儲(chǔ)能技術(shù)在其他屬性上也有所不同，包括特定儲(chǔ)能系統(tǒng)規(guī)模經(jīng)濟(jì)的程度（地理足跡和模塊化）以及其性能隨使用而下降的程度。
本報(bào)告中考慮的技術(shù)根據(jù)其電力和能源容量成本分為三大類(lèi)（見(jiàn)圖1）。一般來(lái)說(shuō)，儲(chǔ)能容量成本較低和裝機(jī)容量成本高（圖中藍(lán)色區(qū)域）的儲(chǔ)能技術(shù)最適合作為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能（持續(xù)時(shí)間最多可達(dá)數(shù)天），這些儲(chǔ)能技術(shù)的充放電不太頻繁，例如熱儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能、金屬空氣電池和抽水蓄能設(shè)施等。而棕色區(qū)域的儲(chǔ)能技術(shù)（其中包括鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)），更適合持續(xù)時(shí)間較短的儲(chǔ)能應(yīng)用（持續(xù)時(shí)間為幾個(gè)小時(shí)）和更頻繁的充放電。具有中等能力的儲(chǔ)能技術(shù)（包括液流電池）處于綠色區(qū)域。
（二）電力系統(tǒng)采用的儲(chǔ)能技術(shù)
這項(xiàng)研究從電化學(xué)、熱儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)以和機(jī)械儲(chǔ)能四個(gè)方面考察和研究?jī)?chǔ)能技術(shù)。但沒(méi)有對(duì)這些類(lèi)別中的所有選項(xiàng)進(jìn)行編目，更不用說(shuō)進(jìn)行評(píng)估。與其相反的是，研究人員重點(diǎn)放在每個(gè)類(lèi)別中儲(chǔ)能技術(shù)的示例上，并試圖突出這些儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用的問(wèn)題。研究團(tuán)隊(duì)考慮的一些儲(chǔ)能技術(shù)都經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，可用于商業(yè)部署，例如鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、抽水蓄能發(fā)電設(shè)施和一些熱儲(chǔ)能系統(tǒng)。而另一些儲(chǔ)能技術(shù)則需要進(jìn)一步的研究、開(kāi)發(fā)和示范，直到本世紀(jì)30年代或20世紀(jì)40年代才有可能大規(guī)模上市或應(yīng)用。表1總結(jié)了到2030年各種儲(chǔ)能技術(shù)和儲(chǔ)能支持技術(shù)及實(shí)踐可用性的評(píng)估。在這份研究報(bào)告中考慮的儲(chǔ)能技術(shù)都可能在2050年前實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。
能源相關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新通常需要經(jīng)過(guò)五個(gè)階段：①概念提出；②技術(shù)研發(fā)；③一定規(guī)模的工程試驗(yàn)；④技術(shù)示范；⑤部署應(yīng)用。表1涵蓋了各種儲(chǔ)能技術(shù)當(dāng)前創(chuàng)新階段。隨著脫碳要求變得更為嚴(yán)格和對(duì)波動(dòng)性可再生能源發(fā)電的依賴(lài)不斷增加，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)具有更廣泛的應(yīng)用前景。例如在波動(dòng)性可再生能源發(fā)電供應(yīng)低谷期或由于極端天氣導(dǎo)致異常高水平的電力需求，而此時(shí)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商被禁止使用未裝碳捕集裝置的天然氣發(fā)電時(shí)，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)至關(guān)重要。
二、電化學(xué)儲(chǔ)能
電化學(xué)儲(chǔ)能能量密度通常比機(jī)械儲(chǔ)能和儲(chǔ)熱系統(tǒng)高，但比化學(xué)儲(chǔ)能（氫儲(chǔ)能）系統(tǒng)要低。電化學(xué)儲(chǔ)能由于占地空間小，不受地理環(huán)境和資源的限制等特點(diǎn)成為一種通用且高度可擴(kuò)展的技術(shù)，其應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋發(fā)電廠到住宅等多種場(chǎng)景。
其中，鋰離子電池因具有高能量密度、高功率密度和高往返效率，在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，并在短時(shí)（通常為4小時(shí)或更短）電力系統(tǒng)儲(chǔ)能領(lǐng)域廣泛使用。目前用于電池制造的關(guān)鍵材料成本和可獲取性決定了鋰離子電池的應(yīng)用成本，并可能限制其未來(lái)部署規(guī)模，而這一挑戰(zhàn)將促使電化學(xué)儲(chǔ)能從高性能鋰離子電池的研發(fā)轉(zhuǎn)向化學(xué)原料更為豐富的其他新型電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)。
目前，鋰離子電池正在朝向低成本和高性能方向發(fā)展。基于其自身儲(chǔ)能容量成本的限制，鋰離子電池不太可能大規(guī)模應(yīng)用于長(zhǎng)時(shí)（大于12小時(shí)）電力儲(chǔ)能系統(tǒng)中。為了實(shí)現(xiàn)更具經(jīng)濟(jì)效益的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，美國(guó)能源部應(yīng)支持該方向技術(shù)的研發(fā)和示范，以推進(jìn)使用儲(chǔ)量更為豐富的材料來(lái)替代鋰離子電池技術(shù)。
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的成本、使用年限和制造規(guī)模使研究人員探索新型電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，例如氧化還原液流電池、金屬-空氣電池，這類(lèi)電池使用更為廉價(jià)的充放電材料，更具有長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的特點(diǎn)。雖然這幾種新型電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)已展現(xiàn)其應(yīng)用前景，但在關(guān)鍵科學(xué)、工程和制造方面仍存在短板，這意味著政府需要加大力度進(jìn)行投資協(xié)調(diào)予以支持。其他國(guó)家，尤其是中國(guó)正在積極探索該類(lèi)技術(shù)的創(chuàng)新突破。
三、儲(chǔ)熱
儲(chǔ)熱技術(shù)是利用低成本材料儲(chǔ)存熱量，是一種適合長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求的技術(shù)，這類(lèi)技術(shù)的主要挑戰(zhàn)是如何高效且經(jīng)濟(jì)地將熱量轉(zhuǎn)化為電力。為解決這一挑戰(zhàn)，目前有3種方法：①將現(xiàn)有發(fā)電廠中的燃?xì)廨啓C(jī)替代傳統(tǒng)化石燃料鍋爐，并在其旁配備儲(chǔ)熱設(shè)施，從而降低熱能轉(zhuǎn)化為電能的成本；②開(kāi)發(fā)動(dòng)力循環(huán)替代系統(tǒng)，即閉式布雷頓循環(huán)，在中溫（550-1000 ℃）下具有更高的熱能轉(zhuǎn)換效率；③推進(jìn)耐高溫材料和高功率轉(zhuǎn)換裝置的研發(fā)，以達(dá)到更高的熱能轉(zhuǎn)換效率、提高高溫材料使用壽命、降低電力成本。
四、化學(xué)儲(chǔ)能（氫儲(chǔ)能）
氫氣被普遍認(rèn)為是一種先進(jìn)的化學(xué)儲(chǔ)能介質(zhì)，因?yàn)槠淇梢酝ㄟ^(guò)較為簡(jiǎn)便的方式生產(chǎn)，同時(shí)可以作為發(fā)電燃料或其他工業(yè)過(guò)程的原料或熱源。化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域主要關(guān)注氫儲(chǔ)能。氫儲(chǔ)能作為一種電力系統(tǒng)儲(chǔ)能形式，其發(fā)揮的作用取決于氫氣在整個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的采用程度，以及未來(lái)氫氣生產(chǎn)、運(yùn)輸和儲(chǔ)存的成本。目前，制氫的主要方法依賴(lài)于化石燃料，而這一過(guò)程將產(chǎn)生大量的碳排放。利用低碳電力電解水制氫將推動(dòng)工業(yè)和交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)。通過(guò)電解水產(chǎn)生的氫氣在波動(dòng)性可再生能源發(fā)電量降低的時(shí)間段用作工業(yè)和發(fā)電的低碳燃料，將提高波動(dòng)性可再生能源的利用率，從而降低電力系統(tǒng)脫碳成本。
研究團(tuán)隊(duì)致力支持美國(guó)能源部為制定解決氫氣生產(chǎn)、運(yùn)輸和電網(wǎng)電解氫氣需求（工業(yè)）氫氣儲(chǔ)存氫氣發(fā)電電網(wǎng)儲(chǔ)存問(wèn)題的國(guó)家戰(zhàn)略所做的努力。特別是，現(xiàn)有的天然氣輸送管道是否能夠在不受影響的情況下輸送氫氣，無(wú)論是在減壓下，還是在氫氣與天然氣或其他化合物混合的情況下，安全性仍然是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題，需要美國(guó)能源部和美國(guó)交通部開(kāi)展政府支持的研究。朝著這個(gè)方向邁出的重要一步是最近的立法呼吁美國(guó)至少建立四個(gè)氫氣生產(chǎn)樞紐。
五、機(jī)械儲(chǔ)能
電能可轉(zhuǎn)化為包括重力勢(shì)能、動(dòng)能等多種形式在內(nèi)的機(jī)械能。機(jī)械儲(chǔ)能包括多種技術(shù)，其共同特點(diǎn)是它們的能量密度遠(yuǎn)低于化學(xué)儲(chǔ)能或電化學(xué)儲(chǔ)能的能量密度。因此，機(jī)械儲(chǔ)能系統(tǒng)往往占地面積大，并需要一定的地勢(shì)條件，不太適用于在小型設(shè)施中應(yīng)用。
抽水蓄能是一種成熟且已廣泛部署的技術(shù)，占全球和美國(guó)現(xiàn)有的電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模90%以上。但自20世紀(jì)90年代以來(lái)，抽水蓄能在美國(guó)和其他許多國(guó)家部署進(jìn)度顯著放緩（特別是中國(guó)）。此外，抽水蓄能項(xiàng)目的初始成本較高，規(guī)模較大、選址要求較高。該技術(shù)雖然不是嚴(yán)格意義上的利用電能或電能之間轉(zhuǎn)換的儲(chǔ)能技術(shù)，但現(xiàn)有的帶有蓄水池的傳統(tǒng)水電系統(tǒng)可以在平衡嚴(yán)重依賴(lài)波動(dòng)性可再生能源發(fā)電的電力系統(tǒng)供需方面發(fā)揮更大的作用。
壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)將壓縮的空氣儲(chǔ)存在地下的洞穴或地上的儲(chǔ)氣罐中，一些壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)還存儲(chǔ)壓縮空氣時(shí)產(chǎn)生的熱量。該技術(shù)作為潛在的電網(wǎng)級(jí)大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)被廣泛研究。盡管壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本估算受到多種不確定因素的影響，但該技術(shù)的能源成本通常高于未來(lái)可用的其他儲(chǔ)能技術(shù)的成本。
六、具有儲(chǔ)能功能的高效可再生能源電力系統(tǒng)：建模結(jié)果、對(duì)治理和政策的影響
本節(jié)探討了儲(chǔ)能系統(tǒng)在發(fā)達(dá)國(guó)家和新興市場(chǎng)發(fā)展中經(jīng)濟(jì)國(guó)家背景下的潛在作用。美國(guó)和印度三個(gè)不同地區(qū)的結(jié)果分別說(shuō)明了這兩個(gè)國(guó)家的儲(chǔ)能部署情況。
（一）對(duì)美國(guó)建模分析結(jié)果及建議
研究團(tuán)隊(duì)對(duì)美國(guó)電力部門(mén)的建模集中在三個(gè)地區(qū)：東北部地區(qū)（紐約州和新英格蘭地區(qū)）、東南部地區(qū)以及德克薩斯州在2050年最新部署的儲(chǔ)能系統(tǒng)。這些地區(qū)在電力需求概況、風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電資源以及水電和現(xiàn)有核電資源的可用性方面存在顯著差異。這些差異會(huì)影響在沒(méi)有碳排放限制的情況下成本最低的發(fā)電組合以及實(shí)現(xiàn)不同程度脫碳的成本。2050年每個(gè)地區(qū)在兩種政策情景下的年發(fā)電量、可交付能源容量和電力系統(tǒng)電力成本的模擬預(yù)測(cè)：無(wú)碳限制和排放限制在5克碳排放量/kWh。如果2050年的電力需求與2018年的水平相同，那么將美國(guó)電力部門(mén)的平均碳強(qiáng)度降低到5克碳排放量/kWh，將使2050年的碳排放量與2005年相比降低99.2%。另一方面，如果2050年用電量增長(zhǎng)的需求大于2018年，正如該項(xiàng)研究用于模擬儲(chǔ)能系統(tǒng)影響的電力需求情景中所預(yù)測(cè)的那樣。美國(guó)各行業(yè)的平均碳排放量與2005年相比，電力部門(mén)排放量減少了98.7%。
（二）對(duì)印度建模分析結(jié)果及建議
同許多其他新興市場(chǎng)和發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體一樣，印度的電力需求正持續(xù)快速增長(zhǎng)。在峰值需求增長(zhǎng)速度快于整體需求的住宅配電系統(tǒng)中，需要峰值負(fù)荷提供服務(wù)，這為儲(chǔ)能提供了一個(gè)重要用例。研究表明，依賴(lài)燃煤發(fā)電的新興市場(chǎng)和發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體無(wú)法獲得豐富的低成本天然氣基礎(chǔ)設(shè)施，例如印度代表了儲(chǔ)能技術(shù)電力系統(tǒng)應(yīng)用的一個(gè)非常龐大且重要的未來(lái)市場(chǎng)。
該項(xiàng)研究的建模表明，儲(chǔ)能系統(tǒng)將主要部署在輸電層面，在城市配電網(wǎng)絡(luò)中還有重要的附加應(yīng)用。整體經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)（尤其是空調(diào)在印度的迅速普及）將成為儲(chǔ)能部署的主要驅(qū)動(dòng)力。假設(shè)技術(shù)成本持續(xù)下降，發(fā)現(xiàn)從成本的角度來(lái)看，印度的可再生能源發(fā)電設(shè)施在中長(zhǎng)期內(nèi)與燃煤發(fā)電廠競(jìng)爭(zhēng)具有優(yōu)勢(shì)，但現(xiàn)有燃煤發(fā)電廠仍然缺乏碳定價(jià)。假設(shè)印度可以使用低成本儲(chǔ)能系統(tǒng)和可再生能源發(fā)電技術(shù)的場(chǎng)景的建模結(jié)果。這些結(jié)果表明，與基線預(yù)測(cè)相比，印度電力系統(tǒng)的系統(tǒng)成本和模擬二氧化碳排放量均顯著降低。無(wú)論碳排放是否有上限或稅收，電力系統(tǒng)成本和二氧化碳排放都會(huì)降低。這一結(jié)果突出了降低儲(chǔ)能成本的全球環(huán)境效益。
（三）對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)在供應(yīng)受限的電力系統(tǒng)中作用的分析結(jié)果及主要結(jié)論
在電力供應(yīng)不足國(guó)家的輸電或配電系統(tǒng)中，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)提供了一種潛在的重要手段，可以提高短時(shí)停電電力服務(wù)的可靠性，減少住宅區(qū)和商業(yè)區(qū)消費(fèi)者所耗柴油量，并降低整體電力成本（包括用于備用柴油發(fā)電機(jī)的電力）。
在一些住宅和商業(yè)區(qū)域內(nèi)，當(dāng)電網(wǎng)中斷頻繁且持續(xù)時(shí)間較短（幾個(gè)小時(shí)）時(shí)，與備用柴油發(fā)電機(jī)相比，具有備用儲(chǔ)能系統(tǒng)、并入電網(wǎng)的光伏發(fā)電和并入電網(wǎng)的微型電網(wǎng)更具競(jìng)爭(zhēng)力。然而，如果停電不可預(yù)測(cè)并且可能持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，會(huì)產(chǎn)生對(duì)長(zhǎng)時(shí)備用儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求，但很少使用。這種情況下，即使沒(méi)有新興市場(chǎng)和發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體普遍提供的燃料補(bǔ)貼，也會(huì)更傾向于使用備用柴油發(fā)電機(jī)。
譯自：
The Future of Energy Storage, June 2022 by Massachusetts Institute of Technology
