信息技术与创新基金会 | 2016年12月页面的页面1能源创新政策：特朗普政府和国会的优先事项瓦伦·西瓦拉姆、泰琳·诺里斯、科林·麦考密克和大卫·哈特通过投资能源创新和基础设施，美国可以夺回清洁能源市场，在先进制造业中创造数千个就业机会，并改善其贸易平衡。能源是一个巨大而重要的经济部门，特别是清洁能源在世界大部分地区正在迅速增长。抓住这一2015年全球价值超过3000亿美元的市场机会的国家正在推动国内经济增长并扩大海外出口。1亚洲国家已经跃居全球清洁能源技术贸易的最前沿。特别是，中国在太阳能电池板、电池和风力涡轮机生产方面处于世界领先地位，并且正在迅速引领下一代核电和碳捕获技术。美国正在输掉这场竞赛，因为亚洲国家的投资超过了美国，并决定了竞争条款，经常以低成本充斥市场，缺乏想象力的产品。2但比赛还没有输。通过投资能源创新和基础设施，美国可以夺回清洁能源市场，创造数千个先进制造业就业机会，并改善贸易平衡。3此外，需要创新才能使清洁能源真正具有成本竞争力 - 没有补贴 - 能够广泛采用，从而增强美国的能源安全，改善环境并保护公众健康。美国拥有快速进步的坚实基础。美国大学和国家实验室已经开发出许多最有前途的新技术选择，特斯拉、通用电气和First Solar等美国公司已经成功地将创新产品商业化。 信息技术与创新基金会 | 2016年12月页面的页面2只有少数几家开发先进核反应堆和碳捕获技术的美国公司筹集了足够的私人投资来扩大其创新规模;与此同时，中国正在全力推动所有技术领域。然而，美国在抓住能源创新机遇并利用其迄今为止取得的进展方面做得还不够。联邦能源研发（R&D）资金远远落后于太空，健康和国防研发资金。4世界上其他十一个国家在能源研发上的支出占GDP的比例超过了美国。中国的支出是其三倍。5能源创新方面的私人投资也一直很弱。例如，对美国可再生能源公司的风险投资和私募股权投资在2008年达到顶峰，为54亿美元，2015年下滑至22亿美元。6只有少数几家开发先进核反应堆和碳捕获技术的美国公司筹集了足够的私人投资来扩大其创新规模;与此同时，中国正在赞助在所有这些技术方面全力推动。7因此，研究人员、企业家和公司缺乏足够的资金来发明新技术;投资者对扩大技术规模的资金持谨慎态度;行动缓慢的现有企业继续主导能源市场。下一届政府专注于刺激能源创新还有第二个原因。气候变化极不可能消失。随着其可观察到的影响，例如经常淹没迈阿密海滩街道的“王潮”，使公众对气候变化的科学共识更加突出，美国在国内和国际上采取行动的压力将会增加。但是，试图仅用现有的能源技术应对气候变化将是昂贵、复杂和不受欢迎的。8相反，通过投资于负担得起且有效的低碳能源创新，美国将能够在对抗全球变暖的斗争中引领世界，而不会实施限制消费者选择或改变我们生活方式的繁琐法规。当选总统唐纳德·特朗普和第115届国会应将能源创新作为高度优先事项，并解决开发和部署新技术的障碍。为此，他们需要改革一系列庞大的机构，以增加联邦能源研发的商业影响力，并最大限度地提高纳税人的投资回报率。这些改革应该从其他行业的经验中汲取灵感，包括生命科学、半导体、电子和农业，在这些领域，突破性技术已经成功商业化。9我们将这些经验教训提炼为制度变革的五项原则，这些原则应适用于关键的联邦机构，尤其是美国能源部（DOE）：连接基础科学与技术重点,重新定位国家实验室，以追求与商业相关的研发，鼓励更多私人投资能源创新， 支持示范项目,以“需求拉动”政策补充“供给-推动”政策。这些改革将有助于将联邦能源创新资源集中在紧迫和连贯的需求上。我们为这些“技术任务”提出了六个候选人：核能; 信息技术与创新基金会 | 2016年12月页面的页面3太阳能;能量储存;碳捕集、利用、和存储;先进的冷却和热能存储;和智能能源管理和连接车辆。加速能源创新以完成这些任务将需要大量新的资金以及更有效地利用现有资源。认识到这一事实，全球20个国家 - 代表能源研发投资的绝大多数，由美国领导 - 最近承诺“创新使命”承诺，在五年内将公共能源研发资金增加一倍。10预计这一增长，由比尔盖茨领导的一群大型投资者宣布了一项名为突破性能源风险投资公司（Breakthrough Energy Ventures）将在创新能源技术上投资超过十亿美元。特朗普政府应该与国会合作，寻求履行美国的使命创新承诺。联邦能源创新投资的专用收入来源将为私人投资者提供信心，相信这些投资将持续下去，并避免过去困扰能源创新政策的停模式。我们以一系列值得更仔细探索的资助方案来结束本文。体制改革：物超所值联邦政府的64亿美元清洁能源研发投资在2016财年分散在十几个机构（图1）。大约四分之三的资金是通过能源部（DOE）提供的。11联邦政府继续投资于此类计划对于改善美国能源安全以及减少能源生产和使用对公众健康和环境的危害至关重要。图1：2016财年用于清洁能源研发的联邦资金12数十亿美元012345能源部国家科学基金会国家航空和宇宙航行局农业部 商务部 交通部其他机构 信息技术与创新基金会 | 2016年12月页面的页面4美国能源部历来强调过于孤立的基础科学研究，不受最终用途的启发，与应用研究，开发，示范和商业化脱节。但美国联邦投资可以带来更多的收益。今天，其中太多的时间都花在了大量缺乏重点的脱节项目上。改革庞大的联邦能源创新基础设施应该是特朗普政府和第115届国会的重要优先事项。通过这样做，他们可以在布什和奥巴马政府构想和试点的倡议的基础上再接再厉，这些倡议目前只占联邦投资的一小部分。以下五项原则应指导改革工作。1.连接基础科学与技术优先美国能源部历来强调过于孤立的基础科学研究，不受最终用途的启发，与应用研究，开发，示范和商业化脱节。13明确地将基础能源科学资金与更广泛的技术计划联系起来，可以更有效地指导科学，而不会扼杀科学。卫生、国防和其他部门的经验表明，在关注应用和支持突破性科学技术之间走一条中间道路是可能的。例如，生命科学受益于联邦政府对基础研究的稳定支持，占美国国立卫生研究院（NIH）的一半以上。300亿美元的研究经费。14然而，NIH要求每个拟议的研究项目都与实际目的相关联。15这种方法有助于带来广泛的与应用相关的发现和强大的使能技术的发展，例如快速基因测序方法，这些方法加快了技术商业化。16美国能源部可能会借鉴NIH的经验，要求最基本的能源科学计划来确定他们期望做出贡献的技术任务或其他应用计划。然而，NIH的另一个教训是，稳定的资金（与历史上不稳定的能源投资相反）培育了重要的社区和机构，因此这种转变应该逐步发生。能源部应避免突然切断对当前项目的资金。特朗普政府应该在几年内与国会合作，增加基础能源科学新拨款的比例，这些拨款与开发商业相关先进能源技术的更广泛举措明确相关。美国能源部的能源前沿研究中心（EFRCs）是在乔治·W·布什政府期间设计的，最初于2009年资助，朝着正确的方向迈出了一步。这36个中心解决了学术，政府和行业研究人员聚会中出现的跨学科科学问题。17联邦政府更多的基础能源科学研究应在EFRC进行，这些研究应在制度上与下游技术活动（如技术任务）联系起来。应鼓励类似的联系，以推动其他联邦机构的能源研发，例如美国国家科学基金会（NSF），该基金会提供近4亿美元。的资金。18奥巴马政府还尝试了新机构，在能源创新链上创造更大的连通性。高级研究计划局- 信息技术与创新基金会 | 2016年12月页面的页面5更大的自主权、更强的合作动机以及与外部合作伙伴（尤其是地理上邻近的产业集群）的更好联系，可以放大国家实验室对能源技术的影响。能源（ARPA-E）以非常成功的国防高级研究计划局（DARPA）为蓝本，为最终用途驱动的研究计划提供资金。ARPA-E支持的企业家从私人投资者那里筹集了超过12.5亿美元的后续资金。19美国制造业创新研究所于2014年获得两党国会多数授权，将政府实验室和学术研究人员与区域产业集群联系起来。底特律的明日轻量化创新（LIFT）与航空航天和汽车行业合作，北卡罗来纳州罗利的PowerAmerica推进半导体材料，是几个以能源为重点的制造创新机构之一。20这些实验值得进一步完善和扩展。在行政层面，能源部通过设立科学与能源部副部长办公室（S4）和技术转型办公室（OTT），将科学与技术优先事项联系起来。这些组织创新，以及在美国能源部的一些主要项目办公室内建立的技术到市场办公室，推进了信息技术和创新基金会（ITIF），美国进步中心和传统基金会在2010年联合阐述的改革议程。21特朗普总统应与国会合作，进一步提升和资助S4和OTT，并提出预算请求，继续整合该部门的狭窄技术烟囱和原子化的资金流。将会有立法者和利益集团反对加强基础能源科学与能源技术优先事项之间的联系。基础科学研究可以而且应该产生意想不到的结果，并产生意想不到的应用。事实上，美国能源部和其他联邦研究机构可以采取更多措施来鼓励研究人员承担风险并追求长期项目，效仿霍华德休斯医学研究所的例子，该研究所资助人而不是项目。22但政府有充分的理由向国会伙伴表明，这条中间道路是推进创新和实现美国经济、安全和环境目标的最佳道路。2.重新定位国家实验室，以追求与商业相关的研发能源部监督17个国家实验室，年度集体预算为123亿美元。23这些实验室是自第二次世界大战以来为国家做出巨大贡献的科学和技术能力的非凡宝库。其中许多贡献是在国防和纯科学领域;令人惊讶的是，很少有人从事能源工作。一个关键原因是，实验室的能源活动往往与任务驱动的、与行业相关的技术开发、演示和部署脱节。此外，美国能源部将实验室有限的自主权委托给其作为连贯技术中心的大量资源。更大的自主权、更强的合作动机以及与外部合作伙伴（尤其是地理上邻近的产业集群）的更好联系，可以放大国家实验室对能源技术的影响。总统和国会应该授权他们优先考虑这一目标。 信息技术与创新基金会 | 2016年12月页面的页面6至关重要的是，国家实验室与小企业和初创企业合作大型能源行业公司。实验室与行业关系最具影响力的公式集中在资源充足的长期研发合作上，以解决商业相关问题。许多国家实验室已经拥有足够数量的相关能力，例如阿贡国家储能实验室和劳伦斯伯克利国家太阳能燃料实验室，其他实验室可以发展相对集中的能力。这些地点是针对特定技术任务进行合作的自然家园。这些实验室还可以通过提供分析、共享信息和召集相关科技界来做出重要但难以量化的贡献。为了建立这些伙伴关系，私营部门必须能够获得关于每个国家实验室可以应对技术挑战的资产的清晰和全面的信息，例如研究成果、知识产权、设施和设备、建模资源和技术专长。近年来，美国能源部通过创建创新门户和设施数据库改进了对这些资产的报告，但还有很多工作要做。同样，实验室必须更加努力地征求行业意见，以更好地了解市场需求，并优先考虑下游影响的研发活动。这些信息流必须得到合作激励措施的支持。支持将研发成果转化为实际应用的实验室到市场计划有助于提供此类激励措施。例如，橡树岭国家实验室、桑迪亚国家实验室和国家可再生能源实验室（NREL）已经建立了示范设施，允许公司在高度应用的环境中以低风险尝试创新技术。Lab Bridge和技术商业化基金为合作研发提供财务和法律资源。24特朗普政府应该大幅扩大这些努力。此外，迫切需要将研发纳入制造过程，以迅速扩大实验室的发现。迄今为止，为弥补这一差距所作的努力有限（例如，阿贡的材料工程研究设施）。国家实验室与小企业和初创企业以及大型能源部门公司合作至关重要。创业型公司是创新的关键来源，承担着大公司回避的风险，并跳出众所周知的框框思考。25区域产业集群，如硅谷的半导体产业，当它们拥有不同规模和年份的公司时，就会蓬勃发展。26最近的实验室计划朝着正确的方向迈出了有希望的步骤。劳伦斯伯克利实验室的回旋加速器路接待了可以利用其资源的外部企业家，实验室团队鼓励内部企业家发展他们的想法。小型企业现在可以申请支持实验室场所工作的代金券。27这些令人兴奋的举措应该在整个系统中复制、扩大规模，并纳入更广泛的区域能源创新伙伴关系计划。为了使国家实验室