2月11日，美国能源部先进能源研究计划署（ARPA-E）宣布第五轮开放招标计划（OPEN 2021）^[1]，资助1亿美元支持具有潜在颠覆性影响的变革性清洁能源技术研发，确保美国在未来绿色能源技术的全球领导地位，同时助力美国2050年实现净零排放目标。本次资助主要聚焦七大主题领域。

1、电网

针对大于69千伏和小于等于69千伏工作电压，分别开发电力传输系统的规划和运营技术（包括交流和直流）；围绕电网开发相关的算法、模型、软件和控制技术，优化电网运行效能；开发电网级的电池储能技术；开发电网级的非电池储能技术，包括空气压缩储能、飞轮储能、抽水蓄能等；开发高比例可再生能源并网下的电网高效稳定运营技术。

2、交通运输

开发非生物质的替代燃料技术；开发更高燃烧效率更低排放的内燃机；开发高性能的电动汽车电驱系统；开发车用燃料电池；利用轻量化材料开发设计更加先进的车辆架构；开发先进的车辆管理系统；开发更加先进的材料、组件、电路拓扑架构、封装工艺等以优化车辆电子系统；开发更加先进的电动汽车电池储能技术；开发汽车用热储能技术。

3、建筑能效

开发先进建筑热电联产一体化技术；开发先进的建筑供热和制冷技术，提升效能；开发先进建筑能源管理系统，如智能电表、自动化控制系统；开发高能效环境友好的照明技术；开发高能效的建筑围护结构，如具备良好蓄热功能的窗户和屋顶。

4、发电和产能

将燃料电池和化石燃料发电系统集成耦合，同步实现发电和氢能制备；针对化石燃料发电，开发更加先进的燃气轮机技术；针对发电等固定式应用，开发先进燃料电池技术；开发提升铀利用率技术以及改善核电站安全性的材料；针对核聚变发电技术开发相关的材料提升其反应安全性；开发先进的碳捕集、利用和封存技术；开发常规和非常规化石资源的勘探和开采技术；开发提升化石燃料发电厂运行效率的技术；开发可燃性气体的存储、输运和监测技术；开发增强型化石资源化学和生物转化技术（如煤制油），提升转化效率；开发先进的火力发电厂水处理与节水技术。

5、可再生能源发电

开发更加先进的风力发电机架构、更轻量化的叶片、更高精度的风力资源预测技术；开发更加灵敏的地震感应、更加先进的地热资源识别、勘探和钻井技术；开发先进的水资源识别和流体动力学仿真技术，以及流体动能的高效收集和转换技术；开发太阳能资源的高精度识别和预测仿真技术，更高效率的太阳能发电技术；开发先进的太阳能热转化/太阳能催化转化技术；开发半导体、电容器、电感器等先进电力电子器件，提升可再生能源发电效率。

6、生物能源

开发提高生物质产量和降低水资源消耗的培育技术；开发先进的催化剂提升生物质到燃料的转化效率；开发先进的生物质热解技术；更加高效的低成本生物质原料收集和处理技术；开发先进的生物基化学品生产、微生物燃料电池、微生物碳捕集技术。

7、其他能源技术

开发水资源的高效回收、处理和再利用技术；开发先进的热能存储技术；针对制造业开发先进的节能技术；针对家用电器和家用电子设备开发先进的节能技术；针对大型计算机、数据中心，开发节能技术；针对制造业开发先进节能减排技术；开发先进的废热回收利用技术；开发耐极端高温环境的材料应用于发电设施；开发新型的高性能半导体材料；针对便携式电子器件和设备开发相关的电源技术，如便携式燃料电池、储能电池等。

ARPA-E除了设立特定领域主题研究计划外，还每三年开展一次开放式项目招标计划。开放招标计划于2009年推出，旨在支持非共识探索研究和机会型探索研究，避免遗漏在主题研究领域之外的创新思想。2009年第一轮开放式招标（OPEN 2009）资助了1.67亿美元，2012年第二轮（OPEN 2012）资助了1.3亿美元，2015年第三轮（OPEN 2015）资助了1.25亿美元，2018年第四轮（OPEN 2018）资助了1.99亿美元。

（郭楷模）