1月，美国能源部（DOE）宣布多项资助信息，共投入约7.8亿美元支持清洁能源、碳捕集利用与封存（CCUS）以及交通和工业领域脱碳等技术研发部署。

一、清洁能源

1、生物能

（1）生物质。1月10日，DOE生物能技术办公室（BETO）宣布投入2300万美元[1]，支持利用生物质和废物资源进行化学品和燃料研发，开发低成本创新技术以加速生物经济发展。重点关注两个主题领域：生物基化学品，该领域支持开发利用生物质生产替代化学品的创新技术，包括利用或改造现有乙醇发酵基础设施以扩展至生物质原料，3-羟基丙酸生产技术，利用玉米作为原料的技术，结合生物和化学过程的技术；生物基丙烷/液化石油气，该领域支持开发利用城市垃圾、农业残留物、森林资源、油和油脂等各类资源可持续生产丙烷或液化石油气相关技术，涉及气化和催化转化两种路线，关注主题包括将气态中间体转化为丙烷/液化石油气的小型或模块化技术，用于农村或偏远社区的技术，使用油籽作物为原料的催化技术。

（2）生物燃料。1月8日，DOE和环境保护署（EPA）宣布为3个项目提供600万美元[2]，推动生物燃料技术发展，减少对进口燃料的依赖。此次将支持生物精炼技术的预试点项目以扩大技术规模，包括：通过优化催化剂和开发反应器整体工艺方案，扩大CO₂加氢反应器规模，将生物废物来源的CO₂转化为100%可持续航空燃料；开发综合生物精炼厂先进溶剂预处理技术，利用混合木质原料、农业残余物混合物、高粱渣和甘蔗渣生产可发酵糖，进而发酵生产乙醇；开发基于工程嗜热菌的综合生物处理工艺，将玉米秸秆转化为乙醇，以0.5吨/天的中试规模运行，并通过技术经济分析预测其经济效益。

（3）生物技术。1月10日，美国能源高级研究计划局（ARPA-E）宣布投入3800万美元支持9个项目[3]，旨在开发作物育种、基因工程和微生物技术等创新解决方案，减少玉米、高粱等乙醇原料作物种植中使用合成氮肥，以降低或消除氮排放并降低运营成本。资助项目主要包括：利用生物硝化抑制和固氮作用，开发田间可部署的高粱杂交品种，减少对氮肥的使用；开发一种新型玉米品种NSave，以减少氮肥用量和温室气体排放，同时保持作物产量；开发可持续低成本合成氮肥替代品，聚焦菌株根部定殖、菌群构建兼容性与协同性及氨释放工程；开发具有改良根系的玉米品种，以增强土壤食物网相互作用，减少氮肥的使用；对生物燃料高粱及其相关细菌进行基因工程改造，通过生物硝化抑制减少高粱中氮肥的使用；开发新型机器学习方法，重点探寻将转录因子与控制氮利用效率的基因表达相联系的调控网络，以提高植物氮利用效率。

（4）海藻养殖。1月14日，ARPA-E宣布投入2500万美元启动“海上能源企业合作以实现自主”（HAEJO）计划[4]，将与韩国合作开发百万吨级深海海藻生物质养殖技术，用于生产各类能源产品，以扩大海洋产业、促进生物质生产多样化。美国拥有世界上最大的海上专属经济区，其深海海藻养殖有望达到10亿吨规模，与当前全球玉米产量相当。HAEJO计划将开发用于深海海藻养殖的新型传感器和模型、海洋工程方法和市场化技术，大幅降低成本并将美国海藻养殖市场产业规模提高3个数量级。

（5）藻类生产。1月16日，DOE生物能源技术办公室（BETO）宣布投入1000万美元，支持藻类培养和预处理系统技术研发[5]。此次资助旨在解决限制藻类大规模生产的关键问题，提出藻类培养和预处理系统的关键性能参数阶段性指标，并通过技术经济分析或生命周期分析以证明其合理性。此外，还将支持进行商业应用条件下的藻类培养或预处理实验。关注主题包括：藻类培养到预处理的特定单元操作，如CO₂利用、藻类收获、脱水等；系统工程，如培养/操作优化策略、营养添加和吸收、培养基回收；菌株开发和优化，如优化菌株抗污染性或增加脂质、蛋白质及其他成分；提升废水处理产生的藻类生物质的价值，如降低灰分含量或利用专门种植的藻类；解决污染或产率降低等问题。

（6）植物基因工程。1月17日，ARPA-E宣布通过“植物工程变革性改变可持续能源生产并提高效率”（PERSEPHONE）计划投入1500万美元，支持开发先进植物基因工程技术以增加美国生物能源原料[6]。重点关注3个领域：开发可靠且高性能的工具，将工程化生物能源作物的研发周期从数年缩短至数月，具有高通量和通用性，并能带来成本的大幅下降；开发新型且具有颠覆性潜力的植物基因工程工具，包括已在特定情境下被验证但因结果不稳定而受限的技术，具体包括：将花序浸染法推广应用到新的生物体，通过纳米颗粒介导将DNA递送至种质，花粉转化，其他能够彻底改变植物基因工程工作流程的技术；生物防护，最大限度降低生物入侵、生物多样性丧失以及转基因流入环境的风险，促进基因工程生物能源作物的应用。

2、地热能。1月16日，ARPA-E宣布在“通过高温技术激发岩石中丰富能源的利用”（SUPERHOT）计划下投入3000万美元，利用深部超热储层开发低成本地热发电技术[7]。该计划将改进传统地热井设计或进行新型设计、材料及系统开发，以满足高温运行要求。目标是开发坚实耐用的地热井结构，使用寿命达到15年，并可将热量从周围地质构造传递到井中，重点针对温度超过375℃、压力高于22兆帕的资源。资助主题包括：

（1）地热井设计及建造。将设计未来地热井并开发可在超热或超临界条件下至少运行15年的材料，同时控制成本以实现平准化度电成本30美元/兆瓦时。重点关注：增强型地热井设计与建造，将改进传统套管和水泥设计以适应超热条件，尤其关注永久使用组件，如替代套管材料、具有匹配热膨胀系数的材料、连接设计、可承受超热井应力的材料、高温水泥、具有自诊断功能的“智能”水泥、改进水泥灌注、地热井自动化热管理等；新型井设计，将开发新型或混合概念，显著降低成本或提高性能，尤其是对于深度超过5公里的井；测试设备与能力，重点聚焦可同时满足地热材料评估所需条件（温度、压力、化学环境、机械应力）和尺寸（足以容纳几米长套管）的测试设施。

（2）地热提取。关注超热地热储层热量提取相关的工程挑战，验证超热条件下的先进地热系统，包括：基于裂隙的系统，研究在超热或超临界条件下裂隙的形成、几何形状和寿命，通过实验室和数值分析降低大规模增强型地热系统（EGS）的风险；其他系统，验证闭环系统中流体行为和热量提取效率。

3、核能

（1）聚变能。1月16日，DOE宣布为“聚变创新研究引擎（FIRE）合作组织”计划首轮6个合作项目提供1.07亿美元资金[8]，以加速实现聚变能商业化愿景。FIRE合作组织旨在通过组建虚拟式集中管理的团队来构建聚变能科技创新生态系统，将DOE聚变能科学计划的基础科学研究与不断发展的聚变行业需求相结合，重点关注4个领域：聚变能材料、聚变能包层和燃料循环系统、聚变能支持技术、用于设计和优化的先进模拟技术。此次选定的6个合作项目包括：用于聚变能试点电厂设计的边缘先进预测（APP-FPP），重点进行等离子体边缘区域的行为预测研究；燃料循环聚变创新研究引擎（FC-FIRE），重点通过工艺建模、工艺技术开发和氚材料解决方案开发推进聚变燃料循环；通过核试验加速聚变包层开发（BNT）；靶注入器开发研究联盟（TINDeR），重点开发惯性约束核聚变注入技术；快速生成高保真辐照材料数据，加速商用聚变能系统解决方案；加速腔室技术综合材料计划（IMPACT），重点开发聚变能系统高性能材料。

（2）核废料。1月17日，ARPA-E宣布在“核废料嬗变优化”（NEWTON）计划下投入4000万美元支持11个项目，开发乏燃料嬗变技术，大幅降低现有商业废核燃料库存的质量、体积、活性和有效半衰期[9]。资助项目主要包括：开发新型嬗变系统，利用基于反冲距离和离心分离的新型分离系统，从液态铅包层中次锕系元素纳米粒子的裂变产物中分离出目标物质；开发新型超导加速器技术，利用薄膜铌锡（Nb₃Sn）材料和蒸汽扩散工艺制造更小、性能更优的超导腔；开发人工智能驱动的束流稳定和中断缓解系统SMART-OPS，以提高加速器驱动次临界系统的粒子生成和加速效率以及可靠性；设计名为氘回旋自动共振加速器（dCARA）的创新紧凑型粒子加速器，配备中子生成靶，为乏燃料中长寿命同位素的嬗变提供一种颠覆性方法；推进基于回旋加速器的加速器驱动系统技术研究；开发高效磁控管射频源，以实现所有类型乏燃料同位素的嬗变；开发两种类型的超导射频腔体，通过蒸汽扩散工艺在散裂中子源型椭圆腔和新设计的单辐条铌腔上涂覆超导Nb₃Sn涂层，旨在实现所有类型乏燃料同位素的经济嬗变。

4、氢能。1月17日，DOE宣布投入3880万美元启动建设最后两个区域氢中心，在美国中心地带和中大西洋地区建立关键能源基础设施，以推进氢能产业发展[10]。具体包括：①中心地带氢中心，由北达科他大学能源与环境研究中心（EERC）牵头。该地区以农业生产、矿产开采和能源生产而闻名，拟新建和利用现有能源资源和基础设施生产商业规模清洁氢，用于制造低碳氮肥。联邦政府计划总投入9.25亿美元，此次投入2000万美元启动第一阶段建设，用于初步规划、设计以及社区和劳工参与活动。②大西洋中部氢中心，由Mid-Atlantic Clean Hydrogen Hub公司牵头。该中心计划使用现有和创新的电解槽技术开发制氢设施，生产的清洁氢将用于工业和重型运输。联邦政府计划总投入7.5亿美元，此次投入1880万美元启动第一阶段建设，用于初步规划、设计以及社区和劳工参与活动。

二、CCUS

1、碳捕集、去除和转化测试中心。1月14日，DOE化石能源和碳管理办公室（FECM）宣布向5个项目拨款1.01亿美元，支持开发碳捕集、去除和转化测试中心[11]，推进该技术在水泥生产设施和发电厂的商业规模部署。具体包括：开发测试中心的概念设计、业务、技术和管理架构，以评估和加速水泥行业的碳捕集、去除和转化技术；在霍尔希姆公司水泥厂建立水泥碳管理创新中心，并分析测试中心选址、所有权结构、商业模式和技术合作伙伴的可行性；维护和运营国家碳捕集中心，该中心是一个综合测试设施，能够评估发电厂运行条件下的碳捕集、去除和转化技术；改进北达科他大学碳捕集、去除和转化测试中心，以便在发电厂运行条件下快速且经济高效地测试更多技术；扩展怀俄明大学现有综合测试中心功能，以适应更广泛的碳管理技术，模拟天然气发电和工业设施的排放。

2、碳转化技术。1月15日，FECM宣布投入1亿美元[12]，支持生物转化、催化转化或矿化等碳转化技术的中试规模测试，以实现将工业运营和发电厂捕集的碳排放大规模转化为产品。此次资助支持4个领域：中试规模生物转化，支持技术成熟度（TRL）达到5级的通过光合作用或非光合作用实现CO₂中试规模转化的技术，重点关注藻类生物质的生产、分离和转化，以及CO₂发酵为燃料和产品；中试规模催化转化，支持TRL达到5级的热化学和电化学转化技术的CO₂中试规模转化，重点关注反应器和催化剂性能改进、长期稳定性以及电解器堆的耐用性和设计；中试规模矿化，支持TRL达到5级的矿化技术的CO₂中试规模转化，重点关注合成骨料生产、替代粘合剂或注入、固化和碳化工艺，实现10吨/天的中试规模运营；实现商业化所需的其他测试和生命周期分析，支持在特定环境中进行性能测试，生产测试所需材料，提供性能验证支持，以及进行竞争性采购所需的特定测试。

3、CO₂转化。1月16日，FECM宣布向4个项目投入1370万美元，支持将CO₂转化为燃料、建筑材料等高价值产品[13]。重点资助2个领域：CO₂电化学转化系统的工程规模测试资助项目；炼油厂和石化设施碳转化改造的可行性研究。资助项目包括：结合电解和生物转化技术，扩大将CO₂转化为乙醇和甲羟戊酸的技术规模；模拟使用熔盐碳捕集技术改造壳牌诺科炼油厂，评估部署CO₂捕集并转化为甲醇的技术和经济可行性；探索使用硫化氢重整技术生产低成本、低排放甲醇；推进研发和部署CO₂电解槽以加速低碳化学品和合成气生产。

三、关键矿产及原材料

1、采矿废物流增值化。1月15日，FECM宣布投入3275万美元支持12个项目[14]，推进开发利用采矿废物流等原料生产石墨或建筑材料等增值产品的技术，项目主要包括：开发并示范新型连续工程发泡工艺，利用含有关键矿物和材料的煤和煤废料生产碳基增值建筑材料；开发一种半连续工艺，将氧化铈与低价值废铝机加工屑转化为先进铝铈合金；开发新型电化学技术，从铜精矿中提取金属副产品；开发锂生产技术，同时联产多达10种其他关键和高价值金属、石墨和波特兰水泥；示范从大盐湖盐水中联产锂盐、钾盐和镁盐的工艺；开发高效回收技术，从电子垃圾中回收关键材料、贵金属和贱金属；示范利用电池回收中的石墨废料和开采的石墨薄片生产石墨负极活性材料的高效、可持续工艺。

四、工业脱碳

1、变革性脱碳技术。1月8日，DOE宣布向66个项目投入1.36亿美元，支持开发工业领域变革性技术[15]，以减少能源需求和碳排放并提高工业竞争力。此次将资助6个主题领域，包括：

（1）化学品和燃料脱碳。该领域支持提高能源和材料效率、利用先进能源以及可持续化学原料生产化学品和燃料的下一代工业技术，共支持11个项目，关注主题包括：将可持续原料转化为碳氢化合物化学品和燃料的先进工艺技术；非碳氢化合物产品的先进生产工艺，包括无机化学品、工业气体、含氮和含磷肥料等；化学品价值链脱碳，将开发替代产品、低碳工艺或替代路径，如利用生物质直接生产热塑性产品替代品、低碳乙烯制聚乙烯进而生产热塑性产品路线、替代化学路线等。

（2）钢铁脱碳。该领域支持开发替代炼铁工艺、提高钢材可回收性和先进炼钢技术等，共支持14个项目，关注主题包括：替代炼铁工艺，如氢还原铁、电解工艺、绿氨炼铁等；矿石改良，将开发创新且具有成本效益的工艺来提高矿石质量，从而使直接还原铁（DRI）具有更广泛的适用性；减少杂质金属提高钢铁的可回收性，可最大限度减少或完全去除废钢中杂质元素的技术；低碳炼钢技术及实践，将电弧炉炼钢的温室气体排放比当前水平减少20%以上，还涉及炉料预处理的脱碳方法，如埋弧法、电磁感应、微波、等离子体或激光等方式。

（3）食品和饮料脱碳。该领域支持开发和示范适用于各种应用的食品和饮料行业高影响力技术解决方案，共支持10个项目，关注主题包括：食品包装创新，开发各类生鲜、加工和/或预制食品的创新包装概念，降低与包装材料和制造工艺相关的能耗及温室气体排放；商业餐饮服务创新，改进当前高能耗、高排放烹饪设备和商业厨房系统，实现能效提升和减排，包括使用替代能源、模块化设备设计、食品制备的新技术/方法；蛋白产品脱碳，开发创新技术以经济高效地降低食品行业替代蛋白产品制造和加工过程中的碳排放，包括采用先进分离技术、低碳燃料及其他创新技术；食品饮料加工中的能源输入再分配，关注创新型技术以及技术集成方面的改进方案，通过在生产线的不同环节或生产设施内重新分配能源，显著降低食品饮料运营能耗和碳强度；减少食品原料收获后的能耗和温室气体，寻求以经济高效方式推进收获后清洗、干燥、分拣、预处理等流程及相关设备的升级。

（4）建筑和基础设施脱碳。该领域支持开发解决工业过程固有排放的技术，如水泥和混凝土、沥青和玻璃，共支持11个项目，关注主题包括：新型水泥配方和替代辅助胶凝材料（SCM），将开发具有发展潜力的低碳技术，能够生产可规模化的低成本胶凝材料，且不包含普通硅酸盐水泥；新型石灰/普通硅酸盐水泥生产工艺，如基于化学、电化学、热能、生物的方法以及其他途径；低碳沥青路面，包括原材料、制造工艺以及回收利用等方面的创新；玻璃脱碳，关注能够减少或避免玻璃生产工艺中碳排放或降低加工温度的玻璃原料和配方，以及更耐受杂质或可实现玻璃废物创新回收利用的玻璃配方或加工路线。

（5）林业产品脱碳。该领域支持开发脱水和干燥、纤维制备、制浆和化学回收等工艺的高影响力技术，共支持8个项目，关注主题包括：创新脱水与干燥技术，包括更节能的制浆造纸干燥和脱水技术、在不增加保水性和干燥能耗的情况下实现纸张强度目标的替代方案、干燥过程的热量回收和现场再利用技术、木制品行业专有低成本且可再生的节能干燥技术、改进干燥控制并降低能耗的新型传感技术；创新纤维制备、制浆及化学回收工艺，如硫酸盐法改进、催化制浆、新型溶剂制浆、精炼工艺改进以及其他创新技术。

（6）工业领域预前端工程设计研究。该领域共支持12个项目，关注主题包括：清洁氢能工业应用的预前端工程设计研究，重点关注将氢能用作原料、还原剂或工艺化学品，尤其是现场生产及存储使用的一体化系统、通过新型储能或终端灵活性来适应波动性可再生能源制氢的系统、与高温电解热集成的系统、创新终端应用工艺设计；变革性工业碳捕集系统的预前端工程设计研究，关注的应用行业包括铝业、氨生产、水泥、玻璃、钢铁、石灰、化工、林产品、纯碱以及液化天然气。

五、交通脱碳

1、电动汽车充电站。1月15日，DOE宣布投入6800万美元用于设计、开发和示范创新电动汽车充电站[16]，旨在加速部署用于中型和重型电动汽车的大型公共充电基础设施，提高电网弹性和可靠性。资助项目包括：投入2000万美元支持在亚利桑那州的I-10走廊沿线充电站示范创新电网和负荷管理策略，将建设10个直通式卡车充电站，配备兆瓦充电系统兼容充电桩、太阳能屋顶和3兆瓦电池储能系统，可利用现场发电和储能设施补充公用电力；投入2600万美元支持在加利福尼亚州I-15走廊部署中重型卡车充电站，生成实际运营数据以验证创新控制技术，减少对电网的影响；投入2200万美元建立可靠、可复制和可扩展的充电基础设施方案，可在全国范围内实施。项目将示范超级充电装置，最大并发充电能力为9兆瓦，配备先进能源和车辆管理工具，并将现有交流充电和配电基础设施与新兴固态直流配电、分布式能源和兆瓦级充电相结合。             （岳芳 董利苹 杜海霞 邢颖 魏艳红 张秋菊）