科技前言快报（2023年3月）

目 录 深度关注 美国能源部推进 6 个技术领域的能源攻关计划 ................................. 1 基础前沿 加拿大启动国家量子战略 ..................................................................... 7 信息与材料制造 美国 DARPA 启动微电子领域 JUMP 2.0 计划 .................................... 9 美国国土安全部启动下一代网络安全分析生态系统项目 ............... 10 美国能源部资助材料研发推动清洁制造创新 .................................... 11 生物与医药农业 诺贝尔奖得主展望 CRISPR 技术的未来十年 ................................... 12 美国 HHMI 启动新兴病原体研究计划 .............................................. 14 能源与资源环境 欧盟发布太阳能燃料和化学品战略研究与创新议程 ....................... 16 美国能源部投入 2.96 亿美元支持生物能、氢能和 CCUS 技术 ..... 20 欧盟资助 22.5 亿欧元支持低碳技术创新 .......................................... 25 德国澳大利亚联合资助绿氢供应链项目 ........................................... 27 英国 BEIS 资助生物质制氢和核能技术 ............................................ 28 美国能源部资助先进电动汽车电池研发 ........................................... 30 空间与海洋 美国 NOAA 资助海洋和沿海资源管理 ............................................. 31 美国能源部推进 6 个技术领域的能源攻关计划 1 深度关注 美国能源部推进 6 个技术领域的能源攻关计划 1 月 19 日，美国能源部（DOE）科学办公室宣布未来 4 年向能源攻关研究中心（EERC）1投入 2 亿美元2，旨在强化清洁能源技术基础研究以加速“能源攻关计划”（Energy Earthshots）的突破。迄今为止，DOE 已经启动了 6 个技术领域的能源攻关计划，包括：氢能、长时储能、负碳技术、增强型地热系统、浮动式海上风能、工业供热。此次资助的 2 亿美元将针对上述领域开展基础科学研究和技术创新。 一、氢能 2021 年 6 月 7 日宣布的“氢能攻关计划”，目标是在未来十年实现清洁制氢成本 1 美元/千克，此次资助的技术主题包括： 1、制氢基础科学。该技术主题将推进制氢相关基础科学研究，包括：低温或高温电解制氢；与碳捕集和封存相结合的热化学制氢；太阳能热化学或光电化学水分解制氢；辐射辅助水、甲烷或其他化学品分解制氢。目标是深化对反应或降解机制的理解、缺陷化学和界面形成的认知，获得材料识别和开发的方法，以及系统在运行条件下的演变，提出实验表征技术和计算及数据科学方法。 2、氢源及氢排放量化相关基础科学。该技术主题将推进来自地质氢等氢源的氢排放量化或建模研究，以评估地质氢作为氢源的可行性。另外，还关注制氢的环境和安全评估研究，涉及小型加氢站、氢气输送 1 能源攻关研究中心（EERC）是 DOE“能源攻关计划”下的一种创新研究模式，针对该计划推出的 6 项技术领域攻关计划分别启动相应的能源攻关研究中心，由科学办公室领导，汇集多学科团队开展各领域基础研究。EERC 将与能源技术办公室合作，解决基础研究与应用研究和技术开发活动之间的关键挑战，以弥补研发差距，实现“能源攻关计划”目标 2 Department of Energy Announces $200 Million for Energy Earthshot Research Centers in support of the Energy Earthshots™. https://www.energy.gov/science/articles/department-energy-announces-200-million-energy-earthshot-research-centers-support 科技前沿快报 2 和存储设施、输氢管道等的氢气泄漏。 二、长时储能 2021 年 7 月 14 日宣布的“长时储能攻关计划”，将在未来十年实现超过 10 小时时长的电网规模储能系统储能成本降低 90%，此次资助的技术主题包括： 1、电化学储能。该技术主题将开发赝电容器、液流电池等电化学储能装置，但不会资助已经得到 DOE 广泛支持的锂离子电池技术改进以及锂金属负极电池。 2、电热储能。该技术主题将开发利用电力加热或制冷并加以存储，随后使用热机等设备再转化为电能的技术，关注的储热方式包括显热储热、潜热（相变）储热和/或热化学储热技术。 3、基于载体的化学储能。该技术主题将开发基于能量载体的通过电化学、电催化等过程将电能和化学势能相互转换的技术，其能量载体将与转换装置分开存储和运输，该主题下对于以氢为载体的储能技术研究侧重于氢的利用和/或存储。 4、机械储能。该技术主题关注使用机械方法转换和存储电能，包括但不限于抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能和重力储能等。 三、负碳技术 2021 年 11 月 5 日宣布的“负碳攻关计划”，旨在解决碳去除、分离和封存等技术大规模应用的基础科学挑战，此次资助的技术主题包括： 1、二氧化碳生物封存。该技术主题关注二氧化碳生物矿化和土壤封存技术相关基础科学研究，包括：更好地理解控制通过微生物生成和利用胞外有机物的遗传机制，以及土壤物理和化学条件对其的影响，并了解通过生物体代谢实现环境中的生物矿化的机理；在细胞和微生物群落层面识别和表征影响二氧化碳溶解度、过饱和度、碳酸盐成核和晶体美国能源部推进 6 个技术领域的能源攻关计划 3 生长的潜在分子和基因特征；认识植物-微生物的种间相互作用，及其对非生物土壤成分的形成和相互作用的影响机理；确定可利用的植物代谢和遗传学原理，以增强与微生物的相互作用，从而增强土壤固碳能力；了解矿物风化作用或矿物增强的作用及其与影响土壤碳封存的生物过程的相互作用。 2、二氧化碳非生物封存。该技术主题关注将二氧化碳封存在无机物土壤和地质储层的技术，重点关注的基础研究包括：优化储层表征和模拟地下储层内的反应性多孔流动，利用现有模型和新的多尺度、多物理模型获得固体碳酸盐沉淀速率，或利用数字孪生开发不同情景下的预测模型；将人工智能/机器学习用于实时决策，以提高安全性，提高地下井作业速度，更好地优化储层的注入速率和封存效率，管理应力速率和井筒破坏，减