日本經濟新聞利用荷蘭大型學術出版社愛思唯爾（Elsevier）的數據，匯總了按國家排名的脫碳技術論文數量排行榜。在蓄電池及光伏電池等18個研究課題中，中國位居第一的課題佔到9成。從被引用次數等代表論文品質的指標來看，美國更為優越，但中國也在迎頭趕上。脫碳領域或將成為日益激烈的中美主導權之爭的主戰場。

 

       此次調查設定了脫碳技術中的「光伏電池」及「人工光合作用」等18個課題。論文數據提取自愛思唯爾的資料庫，該資料庫由包括英國《自然》和美國《科學》在內的全球7千多家企業的書刊等8200萬份文獻構成。以課題為關鍵詞進行查詢，按國家統計出了熱門論文的數量。以被引用次數為基礎，將出版年份、領域、論文類型考慮在內進行計算，編制出了代表各國論文品質的指數。

        

 

       從論文數量來看，中國和美國幾乎包攬了全部課題的前兩位，雙雄局面更加鮮明。中國在16個課題中位居榜首。與美國相比，中國論文數量尤其多的是作為可再生能源儲存手段而備受期待的電池。中國的鋰離子電池論文數量約為美國的3倍，作為成本低廉的新一代蓄電池而備受期待的鈉離子電池和鉀離子電池論文約為美國的5～6倍，擁有壓倒性優勢。

 

       從光伏電池總體來看，中國發表的論文約為美國的兩倍。成本低廉的新型鈣鈦礦光伏電池論文是美國的約3倍。這種電池只需塗上材料並加熱即可生産，未來有望普及。在提高能量轉換效率等性能方面，中國與南韓等國家展開世界第一的爭奪。

 

       中國還在燃料電池和純電動汽車（EV）等領域發表了大量論文。中國是全球最大的純電動汽車市場，在實用化方面也處於領先地位。美國論文位列第一的是地熱發電和節能半導體，但與中國之間的差距很小。

 

       從代表論文品質的指數來看，美國總體上高於中國，在所有課題中均超過世界平均水準。不過，中國只有部分領域沒有達到世界平均水準，在人工光合作用和生物質發電領域超過了美國，論文品質並不是很差。

 

       日本在人工光合作用、燃料電池車、氨燃料論文數量上排在第3位，在節能半導體和鈣鈦礦光伏電池方面排在第4位，部分領域取得了良好成績。未來在這些領域，企業的投資步伐有望在日本政府的推動下加快。

 

 

        另一方面，日本在風力發電（第15）、水力發電（第22）及地熱發電（第12）等可再生能源發電領域尤為薄弱，從整體研究量來看，也是「總體上比不如其他國家」（愛思唯爾）。在論文品質方面，雖然日本在蓄電池及鈣鈦礦光伏電池等領域品質較高，但以發電領域為中心也有很多低於世界平均水準。

 

        日本在部分專利上領先。日本經濟産業省根據日本經濟新聞社出資的Astamuse 的2020年度調查數據分析脫碳相關技術智慧財産權競爭力的資料顯示，日本在氫能及汽車與蓄電池等領域排在世界首位。主要因為車企等具有很強的競爭力。不過，中國在這個領域也排在第2位，存在感較強。

 

        中國正在強化研究能力。據日本文部科學省科學技術與學術政策研究所介紹，中國政府撥給國家研究機構及大學等的科技經費在2018年約合28萬億日元，遠遠超過排在第二的美國（約合15.3萬億日元，2019年）。

 

 

        之所以投入力量進行研發，是因為有利於培育産業。例如鋰離子電池，1980年代就開始有相關論文發表，經過長期研究到2000年代才實現普及。從初期就涉足研發的企業等在産業界也在發揮力量。

 

        日本90年代在自然科學類論文數量上曾排在第2位，僅次於美國，但未能促進當前的産業競爭力。把大學的成果轉移到企業的機制等非常重要。

 

       中國企業也參與技術創新

 

       中國不僅在學術論文方面，在企業的脫碳技術方面也引領世界。尤其在配備於純電動汽車的電池方面具備優勢。

 

 

       中國蜂巢能源科技開發出了不用鈷的車載鋰離子電池。鈷資源只存在於特定國家，成本高，並且存在雇傭童工開採等問題，電池廠商不斷探索不含鈷的電池。

 

       蜂巢能源科技最早2021年6月開始在中國國內生産不用鈷的電池。2023年底之前還將開始在德國生産。

 

       寧德時代新能源科技開發出了長壽命鋰離子電池，可供純電動汽車行駛16年或200萬公里。通過在電極及電解質材料上下功夫，成功抑制了電池劣化。成本僅比目前流通的電池高1成。

 

中國晶科能源在6月上海的展會上展出了光伏電池板（照片由該公司提供）

 

       在作為新一代光伏電池備受關注的鈣鈦礦光伏電池領域，也出現了擁有劃時代技術的企業。

 

       杭州纖納光電科技2021年5月宣佈，在面積為20平方釐米的鈣鈦礦光伏電池上實現了20.2％的能源轉換效率，在這一尺寸的電池中屬於世界最高水準。據悉這是該公司第6次創世界紀錄。

 

       美國也出現了一些潛力企業，包括用二氧化碳等製造甲烷燃料等的初創企業。2020年，亞馬遜設立了20億美元的基金，微軟設立了10億美元的基金，民間也紛紛支援脫碳技術開發。

 

       日本經濟新聞（中文版：日經中文網）三隅勇氣

 

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