9月，美国能源部（DOE）宣布多项资助，共投入66.4亿美元支持可再生能源、核能、氢能及储能等清洁能源技术，发展关键矿产供应链，推进碳捕集、利用与封存（CCUS）以及油气、建筑减排技术，并促进中小企业的清洁能源技术研发创新。

1、可再生能源

（1）太阳能供应链。9月12日，DOE宣布投入4000万美元，支持太阳能供应链发展[1]。具体包括：①通过“光伏材料、运营和回收资助计划”投入1600万美元，支持4个改善太阳能光伏系统生命周期项目。包括：开发用于光伏设计和运行决策支持的生成式人工智能工具，以最大限度减少能源使用、成本和环境影响；构建数据驱动的风险评估模型，以确定光伏系统抵御损失的主要特征，提供标准和可操作的见解，增强光伏系统所有者和运营商的弹性，并激励大规模高效部署太阳能；开发商业可行的非接触式多电流-电压曲线追踪器，多点测量光伏模块的电流和电压输出，无需断开和重新连接系统即可评估运行性能；通过技术解决方案、战略合作伙伴关系和社区福利计划，提高光伏系统的循环性能和生命周期影响。②300万美元启动“美国制造促进逆变器和模块生态标签注册奖”，旨在通过全球电子理事会的电子产品环境评估工具生态标签标准，激励太阳能光伏模块和逆变器产品的注册。③“美国制造太阳能奖”资助100万美元支持两个项目，包括：开发一个平台，通过让租户和房东都能从安装太阳能中节省开支来激励安装太阳能；开发结合机器人和人工智能的解决方案，用于自动化建设公用事业规模的太阳能发电厂。④发布2000万美元的意向通知，推动创新太阳能电池组件技术开发，并降低广泛太阳能技术的硬件风险。关注主题领域包括：晶硅模块，将中试和示范创新工艺或产品，大幅提高晶硅模块供应链所有环节的制造能力；碲化镉模块，将支持在光伏系统中增加碲化镉模块的部署以降低平准化度电成本，扩大国内碲化镉光伏组件供应链规模，改进技术以保持与晶硅光伏的竞争力；非模块硬件，将通过研发以降低新型非模块光伏组件和制造工艺的风险，开发和验证实现商业成功的切实途径，关注领域包括光伏电力电子硬件，光伏并网硬件组件，将光伏与储能、电动汽车充电和电网双向整合的多端口系统，辅助系统组件，农业光伏、光伏建筑一体化、浮动式光伏、车辆光伏一体化等技术所需的硬件组件，分布式能源数据采集硬件产品，提高太阳能光伏系统和分布式能源网络安全性的硬件产品。

（2）风力涡轮机。9月19日，DOE宣布投入360万美元支持6个风力涡轮机材料回收项目[2]，推进其商业化。具体包括：将颗粒状风力涡轮机叶片废料回收利用，并将其与可保护混凝土并防水的特殊涂层混合；使用无酸溶解回收法从风力涡轮机中回收磁铁；使用封闭式风力涡轮机材料粉碎机，能够在现场粉碎整个叶片而无需分段；采用现场粉碎风力涡轮机叶片的经济高效方法回收叶片，并将其制成可回收地板；使用短电脉冲方法，通过复合材料闪速回收工艺将涡轮叶片中的纤维增强复合材料直接转化为碳化硅。

（3）波浪能技术。9月23日，DOE宣布迄今为止最大规模波浪能技术研发投资，未来5年投入1.125亿美元推进多种波浪能转换器的设计、制造和测试[3]，以实现波浪能技术商业化。资助主题包括：1687.5万美元支持开发波浪能装置并进行分布式应用（如远程、海上应用）的开放水域测试；4500万美元支持开发波浪能装置，直接满足沿海社区需求，可能包括电力或海水淡化等应用；5062.5万美元支持开发波浪能设备以满足公用事业电力需求，并利用波浪能试验场PacWave South进行海上运行及并网测试。

2、核能。9月27日，DOE先进能源研究计划署（ARPA-E）宣布投入2980万美元支持13个核聚变电厂第一壁材料开发项目[4]，助力实现聚变能发电商业化。资助项目主要包括：研究定制富钨耐火多主元素合金，以解决聚变发电厂第一壁材料严重短缺的问题；对工业规模的钨和钒材料进行制造和连接研究，以确定和优化最具商业可行性的制造工艺；开发用于聚变反应堆第一壁的新型液态金属材料；制造一种纳米晶钨材料，预计其韧性是目前最先进钨材料的两倍，抗辐照能力是其10倍；快速设计新型材料以提高聚变电厂的安全性和成本效益；利用纳米颗粒弥散强化的粉末制造新型合金，以提高合金强度和抗辐照性能；利用现有材料建模代码的大型数据集来训练机器学习工具，以发现用于聚变电厂的新材料等。

3、氢能

（1）氢气泄漏检测和量化技术。9月10日，ARPA-E宣布向9个项目投入1800万美元，支持开发氢气泄漏检测和量化技术[5]，以降低氢能安全隐患，助力其大规模部署。具主要包括：实施基于传感材料介电激发的高保真且经济高效的气体传感技术；开发和验证基于光声受激拉曼光谱的传感器，用于大气中痕量氢的检测；开发并现场验证安装在管道上的新型分布式光纤传感器和人工智能驱动管道量化方法；开发精确的氢传感器和基于激光的新型系统；开发集成先进微型化近零功耗氢传感技术和复杂空气流动建模的平台；开发基于高选择性和灵敏度的新型光谱技术的氢传感技术；开发首款移动式高精度自清洁等离子体氢传感器系统，比现有传感器灵敏度高一个数量级；开发用于定位和量化氢泄漏的创新传感器系统等。

（2）替代原料制氢。9月23日，DOE宣布投入1500万美元，支持研发将煤、生物质、石油焦、家庭垃圾、工业废物和废塑料等转化为合成气制氢的技术[6]。重点关注2个领域：使用替代原料的气流床气化技术研发和示范，该系统要具备足够规模以构成未来系统设计的原型，尤其关注原料制备和炉渣处理，所示范的原型或近原型系统必须整合原料制备、气化、合成气净化和炉渣处理等单元操作；使用替代原料的流化床化技术研发和示范，该系统要具备足够规模以构成未来系统设计的原型，尤其关注原料制备、清洁合成气生产过程的焦油减排和灰分处理，所示范的原型或近原型系统必须整合原料制备、气化、合成气净化和炉渣处理等单元操作。

（3）燃料电池技术。9月26日，DOE宣布投入400万美元支持可逆固体氧化物燃料电池技术研发[7]，以扩大该技术的应用范围，如用于储能、微电网、热电联产等。聚焦的主题包括：改善在高电流密度和高蒸汽利用率下的长期性能，包括以固体氧化物燃料电池和固体氧化物电解槽两种模式运行；扩展在固体氧化物燃料电池和固体氧化物电解槽两种模式的组件材料热力学数据库，以开发稳定的电化学系统，同时保持高性能。

4、锂离子电池制造。9月20日，DOE宣布向14个州的25个项目投入超过30亿美元[8]，以促进先进电池和电池材料的生产。选定的项目由DOE制造和能源供应链办公室（MESC）管理，将改造、扩建和建造新的国内设施，用于加工电池级关键矿物、电池组件、电池制造和回收。主要资助内容包括：1.5亿美元支持美国电池技术公司建设新的商业化规模锂离子电池回收工厂，每年处理约10万吨电池材料；1.25亿美元支持Ascend Elements公司建设首个再生石墨工厂，将现有锂离子电池及负极材料生产过程中的石墨残渣转化为纯度高于99.95%的电池级石墨，碳足迹低于传统生产方式；1.99亿美元支持建造一座大型锂离子电池生产厂，生产高性能的棱柱形电池和圆柱形电池，初始产能为5吉瓦时；1亿美元支持Forge Battery公司建造产能为3吉瓦时的锂离子电池工厂，采用原子层沉积纳米涂层技术生产高能锂离子21700圆柱形电池；1.5亿美元支持建设首条商业化铁-空气电池生产线，产能为20吉瓦时/年；2亿美元支持Group14 Technologies公司安装、调试和运营一家硅烷生产工厂；1.45亿美元支持Revex Technologies公司与美国唯一正在运营的初级镍矿之间达成创新合作伙伴关系，将含金属废物流（包括矿渣和废旧电池）转化为有价值的关键材料；1.5亿美元支持SKI US公司建立新一代合成石墨连续生产工厂，该工艺生产的石墨与艾奇逊批量工艺生产的合成石墨相比，可使电池的能量和功率密度提高4%；2.25亿美元支持SW A Lithium公司世界首次开展商业化规模的卤水直接提锂，年产能预计将达4.5万吨；2.25亿美元支持TerraV olta Resources公司设计、建设和运营商业化规模的卤水锂提取和精炼工厂，计划年产能2.5万吨碳酸锂当量；1.25亿美元支持Urbix公司建设商业规模电池负极石墨材料工厂等。

5、关键矿产和材料供应链

（1）关键矿物回收。9月25日，DOE宣布投入1950万美元，推进有助于降低从二次和非常规来源回收关键矿物和材料成本的技术[9]。资助4个主题：开发利用现有技术从煤炭、煤炭废料、煤炭副产品或碳质页岩/粘土生产碳制造前体材料的工艺，并可集成到现有小型中试规模或更大规模设施中；使用常规分离和精炼技术，利用二次或非常规原料或其他废料，开发新型先进非常规稀土元素提取、分离和精炼概念，用于回收重稀土元素；将现有水性提锂技术扩展到使用与化石能源和碳管理作业相关的采出水的小型中试规模锂设施，鼓励关键矿物和材料的联合生产；利用二次/非常规资源和回收材料生产稀土元素，将进行从多种原料生产混合稀土氧化物或盐的实验室规模概念验证。

（2）关键矿物工艺。9月26日，DOE宣布投入550万美元支持6个项目，推进开发关键矿物和材料的低成本环保生产和提炼工艺，包括：开发和建造高性能无稀土元素电动机原型，评估和比较几种无稀土元素永磁技术的性能和发展水平；为电动汽车开发低成本充电电池，使用国内的锰、铁、钛和镁等材料，并减少铜或镍等材料的使用；开发利用煤炭和废煤生产的硬碳负极，用于下一代高性能钠离子电池；利用低成本煤炭原料开发负极活性产品，用作锂离子电池中石墨的替代品；开发可充电的碱性二氧化锰电池，使用环保中性电解质以及具有本土强大供应链的矿物材料，作为锂离子电池的替代技术；开发将纯或混合贫镍多晶正极材料转化为富镍单晶正极材料的方法[10]。

6、CCUS

（1）直接空气碳捕集（DAC）设施。9月20日，DOE清洁能源示范办公室（OCED）发布意向通知，计划投入18亿美元用于设计、建造和运营中型和大型商业DAC设施以及基础设施扩展平台，支持DAC技术走向商业化部署[11]。关注3个主题领域：资助1~3个基础设施扩展平台或托管站点，为DAC开发商提供场所，以建造和运营可使用清洁能源和共享CO₂后捕集处理的设施，每个项目最高资助金额为2.5亿美元；资助4~8个中型商业DAC设施，年捕集能力在2000~25000吨，每个项目最高资助金额为5000万美元；资助2~6个大型商业DAC设施，最低捕集能力为25000吨/年，每个项目最高资助金额为6亿美元。

（2）变革性CCUS技术。9月27日，OCED发布意向通知，计划投入13亿美元支持研发变革性CCUS技术[12]。关注3个主题领域：7.5亿美元支持商业规模碳捕集示范项目，该示范项目将结合最多1座燃煤电厂和2座工业设施的碳运输和封存基础设施，以提高技术成熟度，降低成本和性能的不确定性，并增加该技术在其他设施中复制和部署的潜力；4.5亿美元支持大规模碳捕集试点项目，这些项目将展示碳捕集领域的变革性技术进步，提高捕集效率、降低成本并改善环境性能；1亿美元用于基础设施规划和设计，以支持开发可共享碳运输和封存基础设施的网络，示范如何将不同的碳捕集项目整合在一起以降低碳捕集和封存成本。

7、油气行业甲烷减排。9月13日，DOE宣布投入1500万美元支持开发废弃油气井甲烷减排技术[13]，包括特征描述、先进修复和测量等方面，关注3个主题领域：未记录的废弃井孔先进修复技术，开发新型和先进修复材料（如生物膜或生物炭技术），可在不同条件下修复井孔并尽量减少对地表的干扰；未记录的废弃井孔特征表征技术，开发可以在地面部署的技术，无需进入井孔内部就能更有效地描述井孔状况，并确定在特殊情况下对新型封堵和废弃技术的需求；长期未记录的废弃井监测技术，旨在满足对经济高效的长期监测技术的需求，用于测量和量化废弃井的甲烷排放量。

8、清洁高效建筑。9月17日，DOE宣布为17个州的25个项目拨款3880万美元[14]，用于研发高影响力的建筑技术和实践，以实现脱碳、减少电网峰值需求、增强弹性并降低能源成本。资助项目主要包括：①暖通空调和热水器，包括开发建筑立面集成式暖通空调；开发可直接投入市场的级联热泵；开发、建模、验证和测试高效闭式循环混合CO₂热泵-热化学系统；设计和建造集成主动膜能量交换器的室外空调系统；设计和开发新型无油CO₂压缩机/膨胀机；建立空气-水热泵技术的性能和安全措施等。②创新、可复制的低成本屋顶和阁楼改造，包括开发、评估和培训协作机器人和人工智能增强型热诊断系统；示范和验证带有吹入式隔热材料的管道概念；开发用于屋顶改造的低成本被动冷却膜；开发经济实惠的屋顶覆盖系统。③建筑弹性和电力容量限制，包括开发确保电力负荷不超过建筑电力容量限制的模块化电气组件；开发和评估经济实惠、便携且易于安装的窗户风扇储能系统，开发并示范经济节能的便携式制冷器等。④商业照明改造，包括改进商业照明灯具的光学设计和荧光粉性能；采用回收木材代替金属或塑料作为灯具外壳材料，减少照明改造的生命周期排放。

9、中小企业研发创新。9月3日，DOE宣布提供1.42亿美元资金，支持123个中小企业研发创新项目[15]，涉及清洁能源和脱碳、网络安全和电网可靠性、核聚变能以及核不扩散等领域。DOE“小企业创新研究（SBIR）和小企业技术转让（STTR）”计划是SBIR/STTR计划办公室与DOE的13个办公室协作推进的多年期资助计划，旨在支持中小企业将技术突破转化为可行的产品和服务，关注超过60个技术主题和250个子主题，涵盖5个研究领域：能源生产和利用，包括化石能源、聚变能、核能、能效和可再生能源；基础能源科学，包括先进科学与计算研究、生物和环境研究、高能物理、核物理等；储能与安全，包括电力，网络安全、能源安全和应急响应；环境管理；国防核不扩散。此次宣布的项目为2024年第二阶段资助项目，选取在第一阶段资助中技术可行的企业进行原型或工艺开发。代表性资助项目有：探索网络安全解决方案，确保智能电网中分布式能源资源的安全部署和可靠运行，助力实现社会、经济和可持续发展目标；研发大型风力涡轮机叶片负载管理技术，以降低风力涡轮机成本；开发新型等离子催化重整器，利用大气微波等离子体工艺将CO₂转化为航空燃料；开发新型高密度超导柔性电缆制造技术，满足太空仪器和量子计算机的需求；开发无人机部署的输电传感器单元，通过检测天气条件等实现电网的动态调控，提高输电线路容量、可靠性和效率；开发用于高性能X射线管的高电流电子源；研究利用多孔材料从乏燃料中提取放射性氪气和氙气的方法；开发用于惯性核聚变设施的等离子体电极普克尔斯盒。             （岳芳 郑颖 秦冰雪）