在《人類 21 世紀備忘錄》① 一文中，徐冠華院士等人提出了人類 歷史進程中存有三大不動點議題的論述在人類文明的歷史階 段，發(fā)展主題始終圍繞能源、食品和健康三大議題展開。這三大議題 是人類發(fā)展諸多議題中基礎中的初始基礎，支柱中的核心支柱。這三 大議題當中每部分內容都用來刻畫過生命賴以維系的要素指標或命名 過某個歷史階段，如化石能源時代、核動力時代、刀耕火種、稻作文 明、水產(chǎn)經(jīng)濟、能耗指數(shù)、蛋白質攝入量、可再生能源階段、自然 療法時代、基因療法時代等。這三大議題每個又都具有宏觀累積效 應個體的或局部的問題，會以極快的速度累積成為巨大的、風險 性極高的社會難題。其中，能源議題同食品與健康議題又不太一樣， 因為對于溫飽和健康狀態(tài)的認知，個體和群體之間有很多通感。能源 議題受地域、生產(chǎn)方式影響很大，它更多地取決于環(huán)境的變量與供 給。這也許是相對于其他覺識，能源自覺更晚到來的一個原因。這里 所講的能源自覺，就是指人們對人與能源關系的認知、評價和主動改 善的思考。人類的能源自覺只是近現(xiàn)代才產(chǎn)生并得到持續(xù)豐富的覺 識，代價甚高，來之不易。

　　　影響這三大議題的關鍵因素主要有 3 個方面：需求、科技和制 度。其中的科技，又是關鍵中的關鍵。因為需求有給定的方面，制度 總是事后成型的，只有科技既影響著需求的自我滿足水平，又影響著 相關社會管理治理的體制機制。另外，需求和制度又反過來影響著相 關科技的發(fā)展、吸納和運用。所以，關于科技前瞻展開的維度，除科 技自身外，也主要是從社會需求與制度選擇中進行分析預測的。

　　環(huán)球同此涼熱，過去詩人的感慨如今已是全球共情共鳴的能 源話題。面對氣候變化、雙碳約束、大氣治理等日趨緊迫的全球問 題，能源科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展被認為承擔著重要責任。從這個意義上講， 主動感知、預測未來能源科技的方向和領域，是人類能源自覺的一種 體現(xiàn)。對能源科技的譜系化、結構化分析，同時深入分析人與能源的關系、人類應用能源的各類場景、人類研發(fā)各類能源的潛力，這是 構建人類可持續(xù)發(fā)展社會的必修課。人類的能源自覺從緣起到現(xiàn)在， 在不斷豐富和升級，并深受能源材料科技、能源互聯(lián)網(wǎng)、綠色理念、 清潔制造、可持續(xù)發(fā)展、同一地球、人類命運共同體等諸多內容的 影響。因此，當今關于能源科技的感知和預測越來越精細，影響面 也越來越廣。受新科技應用帶來的改變，能源從生產(chǎn)端到消費端， 包括期間的過程、通道等都在發(fā)生巨大的變化。很多人類活動的空 間過去純粹是能源消費單元，現(xiàn)在憑借能源新科技、新方式，加快 轉變?yōu)榫G色能源生產(chǎn)單元，在實現(xiàn)自身能源平衡的同時增加對全社 會能源平衡的貢獻。實際上這給新能源技術體系帶來很多新的架構、 新的業(yè)態(tài)和新的議題。

　　環(huán)球同此涼熱，氣候變化事關全球社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，積 極應對氣候變化已成為全球各國的共識。聯(lián)合國政府間氣候變化專 門委員會（IPCC）的評估報告越來越清楚地表明，人類活動是引起 氣候變化的主要原因。截至 2020 年，全球已有 54 個國家實現(xiàn)碳達 峰， 占全球碳排放總量的 40%，且多數(shù)為法國、德國、美國、日本、 英國等發(fā)達國家，并提出到 2050 年實現(xiàn)碳中和。2020 年 9 月 22 日， 以習近平同志為核心的黨中央審時度勢，做出中國加快實現(xiàn)碳達峰、 碳中和（以下簡稱雙碳）目標的重大決策，充分體現(xiàn)了中國作為 負責任的發(fā)展大國，把應對全球氣候變化、推動生態(tài)文明建設當作 自身高質量發(fā)展的內在要求，彰顯了中國構建人類命運共同體的責 任擔當，對于中國乃至全球未來可持續(xù)發(fā)展均具有重要的戰(zhàn)略意義。

　　　法國、德國、美國、日本、英國等發(fā)達國家在發(fā)展過程中重視 應對氣候變化的雙碳前沿技術的規(guī)劃部署，實施了一系列科技計劃 與研發(fā)措施，取得了一系列技術進展。國際能源署（IEA）、國際可 再生能源署（IRENA）、全球風能協(xié)會（GWEC）、國際原子能機構 （IAEA）等國際組織機構也圍繞太陽能、風能、核能等技術發(fā)布了 一 系列研究報告，提出了一系列促進清潔能源技術發(fā)展及低碳發(fā)展的 對策與建議。這些前沿技術部署與研發(fā)，對于我國政府相關管理機 構、科研院所、企業(yè)等創(chuàng)新主體，及時了解前沿技術動態(tài)，把握發(fā) 展態(tài)勢，做好決策部署和創(chuàng)新準備，具有顯著的借鑒意義。

　　　為積極支撐科技創(chuàng)新驅動以實現(xiàn)雙碳目標，科技部成立了碳達 峰碳中和科技工作領導小組，負責組織與協(xié)調各司局雙碳相關工作。 領導小組在第一次會議中就提出要盡快形成《碳達峰碳中和科技創(chuàng)新行動方案》的研究計劃，并推進《碳中和技術發(fā)展路線圖》的編 制，推動成立碳中和關鍵技術研究與示范重點專項。中國科學技 術信息研究所（以下簡稱中信所）作為科技部直屬事業(yè)單位，積 極配合相關工作安排，新成立了區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展研究中心，并安排 所重點一期與二期雙碳關鍵技術相關項目，統(tǒng)籌協(xié)調、積極開展與雙 碳相關的情報跟蹤監(jiān)測與研究工作，中信所特意組織區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展 研究中心的研究團隊編撰本書，根據(jù)所承擔任務要求，主要在新能 源、低碳減碳零碳方向選取了 7 個技術領域，對當今全球主要發(fā)達國 家的能源科技、產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟的創(chuàng)新發(fā)展給予了深入的研究分析。在研 究過程當中，支撐了有關部門與地方政府關于雙碳議題的科學決策，促 進了相關科研院所、高校、企業(yè)、政府等主體圍繞雙碳目標實現(xiàn)深入的 交流互鑒。

　　本書共分為 7 章。第 1 章主要介紹太陽能技術相關法律法規(guī)、戰(zhàn) 略與研發(fā)計劃部署，主要國家太陽能技術研發(fā)投入，太陽能技術論 文與專利，以及太陽能技術最新進展等；第 2 章主要介紹風能技術相 關法律法規(guī)、戰(zhàn)略與研發(fā)計劃部署，主要國家風能技術研發(fā)投入，風 能技術論文與專利，以及風能技術最新進展等；第 3 章主要介紹核能 技術相關法律法規(guī)、戰(zhàn)略與研發(fā)計劃部署，主要國家核能技術研發(fā)投 入，核能技術論文與專利，以及核能技術最新進展等；第 4 章主要介 紹氫能技術相關法律法規(guī)、戰(zhàn)略與研發(fā)計劃部署，主要國家氫能技術 研發(fā)投入，氫能技術論文與專利， 以及氫能技術最新進展等；第 5 章 主要介紹燃料電池技術相關法律法規(guī)、戰(zhàn)略與研發(fā)計劃部署，主要國 家燃料電池技術研發(fā)投入，燃料電池技術論文與專利，以及燃料電池 技術最新進展等；第 6 章主要介紹 CCUS 技術相關法律法規(guī)、戰(zhàn)略與 研發(fā)計劃部署，主要國家 CCUS 技術研發(fā)投入，直接空氣捕集 CO2 技 術論文與專利，以及 CCUS 技術最新進展等；第 7 章主要介紹儲能技 術相關法律法規(guī)、戰(zhàn)略與研發(fā)計劃部署，主要國家儲能技術研發(fā)投 入，超級電容器技術論文與專利，以及儲能技術最新進展等。