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在组织研发实施方面,能源部设立了多套协同创新机制,加速能源科技研发,总体思路是集聚大学、国家实验室、非盈利研究机构、企业甚至海外研究机构的优质研究力量,组建跨学科、跨机构的联合研究攻关团队。具体形式包括能源前沿研究中心、生物能源研究中心、能源创新中心、能源材料网络等。能源前沿研究中心侧重基础研究,规模相对较小,进入第一轮(2009—2014 年)资助的能源前沿研究中心有 46 个,进入第二轮(2014—2018 年)资助的有 36 个,进入第三轮(2018—2022 年)资助的有 42 个,每个中心每年受资助经费为 200—400 万美元。生物能源研究中心和能源创新中心比较相似,都是借鉴了曼哈顿工程和贝尔实验室成功管理经验组成的大型研究中心,既有基础研究也有应用开发。进入第一轮资助的生物能源研究中心有 3 个,在资助即将到期之时顺利通过评审,因而进入第二轮和第三轮,第三轮新增了 1 个研究中心(表 1)。进入第一轮资助的能源创新中心有 5 个,除节能建筑中心转制外,其余 4 个均进入第二轮资助期(表 2)。目前正在筹建能源-海水淡化中心,计划投入 1 亿美元。能源材料网络是国家实验室围绕先进材料研发组成的研究联盟,用以加快研发进程,缩短先进材料进入市场的时间(表 3)。每个联盟关注一类先进材料,由若干家国家实验室组成。
以光伏发电为例,说明美国能源政策的实施过程和效果。作为奥巴马能源战略的一部分,能源部于2011 年提出“Sunshot 重大挑战计划”,旨在于 2020 年实现大型光伏系统平价上网,即平准化电力成本降至 6 美分/千瓦时。在实施过程中,能源部通过“下一代光伏技术”“国家实验室多年合作”“光伏研究和开发”“技术到市场”等项目,围绕“基础研究—应用开发—技术转化”创新链条部署了一系列研究;并组建了多个能源前沿研究中心、光伏组件耐用材料联盟、旧金山湾区光伏联盟、量子能量和可持续太阳能技术工程研究中心等,推动协同创新。2017 年,美国提前 3 年实现 2020 年目标,新的目标是到 2030 年将大型光伏系统发电成本再降低一半(表 4)。