技術創(chuàng)新與系統(tǒng)整合，是推動能源體系深刻變革、邁向可持續(xù)發(fā)展的關鍵。

《科技導報》2025年第22期推出了“能源與低碳專題”。本專題聚焦“雙碳”目標下的前沿行動與系統(tǒng)解決方案。從電催化、太陽能到鋰電池，構建“發(fā)電-儲能-轉換-利用”的清潔能源生態(tài)鏈，同時剖析了氫能、綠色甲醇等清潔燃料的應用前景與挑戰(zhàn)，并探索城市系統(tǒng)協(xié)同降碳與細菌固碳等創(chuàng)新路徑。

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卷首語

科研機構人才考核評價的思考與實踐

作者：王貽芳

作者信息：中國科學院高能物理研究所，中國科學院院士、美國國家科學院外籍院士、俄羅斯科學院外籍院士、英國皇家學會外籍院士、美國藝術與科學院外籍院士、發(fā)展中國家科學院院士，現(xiàn)任中國科學院高能物理研究所研究員。研究方向為高能物理實驗。

摘要：人才評價體系應當以發(fā)展戰(zhàn)略為導向，以提升核心競爭力和確保可持續(xù)發(fā)展為目標。科學、合理、有效的人才評價與考核可以發(fā)揮重要作用。

王貽芳. 科研機構人才考核評價的思考與實踐[J]. 科技導報, 2025, 43(22): 1-2.

科技新聞

前沿動態(tài)

• 神舟二十號3名航天員攜科研成果順利返航

• 剛柔并濟的“三維水凝膠晶體管”開辟生物電子融合新途徑

• 鈣離子波可“校準”果蠅復眼的蜂巢光學結構

• 國產腦機接口跨過聲調這座大山，實現(xiàn)漢語音節(jié)解碼

• 一條無形“安全帶”讓液體在極端顛簸中穩(wěn)如泰山

• 微生物成青藏高原草地退化“兜底者”

• 預期壽命更長的女性反而面臨更長失能期

卓越亮點

• 右撇子真是天生的嗎？

• 木頭也能替代金屬做成釘子

深度報道

• 腸道微生物影響自閉癥之說遭學界質疑

• 隨著神經(jīng)類器官研究取得進展，倫理規(guī)范亟需同步跟進

科技評論

以電—氫—碳耦合方式協(xié)同推進新能源大規(guī)模開發(fā)與煤電綠色轉型

作者：劉澤洪

北全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織

摘要：通過風光火打捆開發(fā)、電制氫與煤電摻燒、碳捕集與電氫氨醇聯(lián)產“三步走”實現(xiàn)能源系統(tǒng)從高碳到低碳、最終零碳的轉型。實現(xiàn)電—氫—碳耦合發(fā)展，需要跨學科融合創(chuàng)新和產學研用協(xié)同發(fā)力，重點攻克多能源品種協(xié)同優(yōu)化與系統(tǒng)集成、構網(wǎng)型電制氫、柔性化工合成工藝等關鍵技術，推動電-氫-碳相關技術裝備和能源基地的示范應用，培育綠氫化工、氫能交通等上下游產業(yè)鏈，完善相關領域標準體系和法律法規(guī)。

劉澤洪. 以電—氫—碳耦合方式協(xié)同推進新能源大規(guī)模開發(fā)與煤電綠色轉型[J]. 科技導報, 2025, 43(22): 16?22.

本刊專稿

土壤碳循環(huán)的新視角：有機碳?無機碳?氣候系統(tǒng)的耦合框架

作者：汪怡珂1，于點2，黃元元1,3*

1. 中國科學院地理科學與資源研究所生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡觀測與模擬重點實驗室

2. 北京林業(yè)大學草業(yè)與草原學院

3. 中國科學院地理科學與資源研究所資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國家重點實驗室

摘要：土壤碳庫作為全球最大的陸地碳庫，其動態(tài)深刻影響大氣CO2濃度與氣候變化。傳統(tǒng)研究范式常將土壤有機碳（SOC）與土壤無機碳（SIC）割裂探討，限制了對土壤碳循環(huán)系統(tǒng)行為的準確預測。梳理了SOC與SIC的形成與封存機理：SOC的穩(wěn)定性由化學惰性、物理保護、礦物結合和微生物調控（如微生物碳泵）構成的“多元聯(lián)合體”共同維持；SIC的動態(tài)則受控于化學沉淀?溶解平衡、生物驅動與物理遷移過程，其角色已從“靜態(tài)地質庫”演變?yōu)椤皠討B(tài)碳匯”。核心進展在于揭示了SOC與SIC通過生物地球化學橋梁深度耦合：SOC分解釋放的CO2驅動次生碳酸鹽形成，而SIC溶解調節(jié)的pH和鈣離子濃度又反饋影響SOC穩(wěn)定性與微生物活性。在此基礎上，構建了一個“SOC?SIC?氣候”三重耦合框架，闡明了兩者在外源因子（氣候、礦物、生物、人類活動）驅動下呈現(xiàn)協(xié)同增強、權衡補償與臨界失穩(wěn)等動態(tài)路徑。最終，基于對耦合機制的理解，提出了面向不同氣候帶與土地利用類型的區(qū)域調控與碳管理策略（如鈣循環(huán)調控、微生物誘導碳酸鹽沉淀），旨在將土壤從被動碳匯轉變?yōu)榭芍鲃诱{控的氣候緩沖系統(tǒng)，為深化地球系統(tǒng)理論、優(yōu)化碳中和路徑提供科學基石。

汪怡珂, 于點, 黃元元. 土壤碳循環(huán)的新視角：有機碳?無機碳?氣候系統(tǒng)的耦合框架[J]. 科技導報, 2025, 43(22): 23?38.

特色專題：能源與低碳

“雙碳”目標下的電化學能源行動

作者：譚麗1，汪濤1,2，譚偉3，李存璞1,2*，魏子棟1,2

1. 重慶大學化學化工學院，特種化學電源全國重點實驗室

2. 重慶大學鋰電及新材料遂寧研究院

3. 遂寧高新科技服務中心

摘要：電催化、太陽能電池、燃料電池、鋰電池、生物質能 5 大清潔能源技術正協(xié)同構建新型能源體系的核心支柱。電催化作為關鍵轉換技術，聚焦于綠氫制備與二氧化碳資源化利用。太陽能電池技術成熟且成本持續(xù)下降，正通過結構創(chuàng)新與效率提升，逐步成為主力電源。燃料電池憑借高效率與零排放特性，在交通動力與分布式供能領域展現(xiàn)出應用潛力。鋰離子電池主導電化學儲能市場，技術創(chuàng)新圍繞高比能材料體系與本質安全展開。生物質能通過催化轉化等路徑，實現(xiàn)有機廢棄物的能源化與高值化利用，是循環(huán)經(jīng)濟的重要環(huán)節(jié)。綜上，上述技術共同構成了“發(fā)電—儲能—轉換—利用”一體化的清潔能源生態(tài)鏈，為清潔能源的進一步推廣和可持續(xù)發(fā)展提供參考。

譚麗, 汪濤, 譚偉, 等. “雙碳”目標下的電化學能源行動[J]. 科技導報, 2025, 43(22): 39?51.

整合可持續(xù)發(fā)展目標和新一代信息技術體系，實現(xiàn)城市“熱—碳—污”協(xié)同降減

作者：王偉武1，何杰1，厲華笑2

1. 浙江大學城鄉(xiāng)規(guī)劃理論與技術研究所

2. 浙江大學城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究院有限公司

摘要：從城市空間形態(tài)的新視角出發(fā)，綜合評述了多尺度、多維度下“熱—碳—污”協(xié)同規(guī)劃的理論、技術與應用，同時指出當前研究在數(shù)據(jù)整合、視角融合與目標協(xié)同等方面仍存在局限。進一步從理論與方法創(chuàng)新、數(shù)據(jù)技術融合、實踐與政策協(xié)同三方面展望未來挑戰(zhàn)，為我國城市多目標協(xié)同治理與可持續(xù)發(fā)展提供創(chuàng)新思路。

王偉武, 何杰, 厲華笑. 整合可持續(xù)發(fā)展目標和新一代信息技術體系，實現(xiàn)城市“熱—碳—污”協(xié)同降減[J]. 科技導報, 2025, 43(22): 52?58.

城市場景下氫能應用發(fā)展現(xiàn)狀與展望

作者：王欽1，金意2，韓東旭3，初開艷1，趙賢蘭1

1. 青島市城市規(guī)劃設計研究院

2. 青島能源集團有限公司

3. 北京石油化工學院機械工程學院

摘要：圍繞交通、電力、建筑等新興城市氫能應用領域，系統(tǒng)梳理美國、歐洲、日本等發(fā)達國家差異化發(fā)展路徑：美國以整合國內資源為核心，著力構建“可負擔”氫能產業(yè)鏈；歐洲依托多元化應用示范項目推動技術落地；日本深耕氫燃料電池汽車與建筑領域集成應用。同時，進一步審視中國氫能產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，揭示技術成熟度、成本管控及基礎設施建設等關鍵瓶頸。最后，立足國情，從頂層設計、產業(yè)布局、技術革新等維度提出國內發(fā)展路徑，就制、儲、運、用等具體方面提出前瞻性建議，強化氫能與電力、建筑系統(tǒng)耦合協(xié)同的重要意義，以期為中國氫能事業(yè)的穩(wěn)健前行提供有力支撐。

王欽, 金意, 韓東旭, 等. 城市場景下氫能應用發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 科技導報, 2025, 43(22): 59?67.

“雙碳”目標下中國船用綠色甲醇燃料的發(fā)展趨勢分析

作者：周玲玲1，王明媛2*，周劍1，鄭嵩鑫3，袁雪純2

1. 清華大學能源環(huán)境經(jīng)濟研究所

2. 中理檢驗有限公司

3. 香港科技大學（廣州）碳中和與氣候變化學域

摘要：梳理了綠色甲醇燃料概念，對比分析了生物質路徑、電制路徑及電?生物質耦合路徑等主要制備技術路徑方法、減排潛力及其優(yōu)劣勢；總結歸納了中國國家、行業(yè)層面有關水運行業(yè)醇燃料相關政策，明確推動甲醇燃料在沿海和內河船舶中試點應用、加快甲醇加注站及儲存等配套設施建設，梳理了目前中國已發(fā)布綠色甲醇相關標準文件，包括船舶甲醇燃料相關指南及聚焦綠色甲醇評價、綠色甲醇產品碳足跡評價團體標準，明確政策標準處于起步階段；同時基于低排放分析平臺（LEAP）構建中國碳排放預測綜合評估模型，量化計算中長期中國水運行業(yè)能源消耗及碳排放總量，預估2050年中國水運行業(yè)能耗總量約為5800萬~8500萬t標準煤，排放總量將下降至約0.3億~1.2億tCO2。提出未來中國推進船用綠色甲醇燃料產業(yè)發(fā)展路徑建議，應持續(xù)跟蹤并深度參與國際海事組織凈零框架談判進展及相關規(guī)則建設，結合行業(yè)內外優(yōu)勢系統(tǒng)深化水運行業(yè)轉型路徑量化研究，同時先試先行，由點及面，系統(tǒng)推進中國綠色甲醇有序發(fā)展。

周玲玲, 王明媛, 周劍, 等. “雙碳”目標下中國船用綠色甲醇燃料的發(fā)展趨勢分析[J]. 科技導報, 2025, 43(22): 68?76.

甲醇用于熱力和動力燃料的技術現(xiàn)狀及展望

作者：姚春德1，李云強2，姚安仁3

1. 天津大學機械工程學院

2. 先進內燃動力全國重點實驗室

3. 天津大學環(huán)境學院

摘要：針對甲醇作為燃料屬性的轉變，論述了其作為燃料在熱力燃燒和內燃動力裝置中應用的主要方式，具體包括熱力燃燒，直接用于工業(yè)窯爐、取暖鍋爐、灶具等領域；內燃動力燃燒，主要作為點燃式發(fā)動機（替代汽油）或壓燃式發(fā)動機（與柴油組合）的燃料，用于車輛、船舶等動力裝置。重點介紹內燃動力裝置中的應用體現(xiàn)在高辛烷值適合點燃、但低蒸發(fā)性與腐蝕性帶來冷起動挑戰(zhàn)，并通過二元燃料技術克服壓燃難題，以供甲醇作為燃料進一步高效和清潔應用提供參考。針對中國擁有全球最大的甲醇產能和產量基礎，指出在二氧化碳與氫氣合成等綠色制取技術上快速發(fā)展等優(yōu)勢，從政策上明確管理部門將甲醇燃料與傳統(tǒng)燃料并軌；技術上拓寬車船多元應用、完善零部件體系，大力推廣應用綠色甲醇燃料。

姚春德, 李云強, 姚安仁. 甲醇用于熱力和動力燃料的技術現(xiàn)狀及展望[J]. 科技導報, 2025, 43(22): 77?85.

化能自養(yǎng)細菌在生物反應器中的高效固碳：挑戰(zhàn)、對策及應用前景

作者：趙曉迪1，謝麗1，王磊1,2*

1. 同濟大學環(huán)境科學與工程學院 污染控制與資源化研究國家重點實驗室

2. 新疆大學建筑工程學院

摘要：闡述了在生物反應器中培養(yǎng)化能自養(yǎng)細菌面臨的難以持續(xù)固碳，且固碳效率較低等問題，并提出了一系列基于代謝工程、過程優(yōu)化和新型反應器設計等手段以調控化能自養(yǎng)細菌的碳代謝過程并提高其固碳效率。介紹了在生物反應器中培養(yǎng)的化能自養(yǎng)固碳微生物的應用前景，包括提高自然生態(tài)系統(tǒng)的初級生產力、減少特定場合的碳排放量以及生產微生物高價值副產品等。最后強調了化能自養(yǎng)細菌在上述領域應用的環(huán)境優(yōu)勢以及后續(xù)在規(guī)模化應用方面尚存在的問題，豐富了對化能自養(yǎng)細菌捕碳、固碳和轉化碳過程中的機理和影響因素的認識。

趙曉迪, 謝麗, 王磊. 化能自養(yǎng)細菌在生物反應器中的高效固碳：挑戰(zhàn)、對策及應用前景[J]. 科技導報, 2025, 43(22): 86?97.

研究論文

基于擴散模型的深度估計與人像分割研究

作者：董宗博，王一帆，王立君*，盧湖川

大連理工大學未來技術學院

摘要：擴散模型在生成式任務中展現(xiàn)出強大的能力，但其在視覺感知任務（如深度估計與人像分割）中的應用仍有待深入探索。提出一種基于擴散模型的統(tǒng)一框架 Diffusion Perception，實現(xiàn)高質量深度估計與人像分割。通過將傳統(tǒng)感知任務重新定義為條件生成問題，該框架利用潛在擴散模型（LDM）的去噪特性，在潛在空間中優(yōu)化預測結果。創(chuàng)新性設計 3 種核心處理階段：多模態(tài)特征編碼階段、噪聲輸入預測階段和文本控制特征提取與重建階段，使擴散模型從生成范式遷移到視覺感知任務范式上。實驗表明，這種方法在自建深度估計數(shù)據(jù)集上對應的評估指標：相對精度（RR）、平面估計精度（plane）和場景一致性（consistence）分別達到了 93.98%、99.61%、93.61%，均優(yōu)于現(xiàn)有先進的深度估計方法。此外，在人像分割任務中，對應的交并比（IOU）與平均交并比（mIOU）分別達到了 96.98%、91.98%，均優(yōu)于現(xiàn)有分割算法。為擴散模型在視覺感知領域的應用提供了新思路，其生成式范式能夠自然處理預測不確定性，適用于動態(tài)環(huán)境下的魯棒感知任務。

董宗博, 王一帆, 王立君, 等. 基于擴散模型的深度估計與人像分割研究[J]. 科技導報, 2025, 43(22): 98?107.

智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同度測算與分析

作者：張瑞雪，劉泓志*，劉冠興

遼寧工程技術大學工商管理學院

摘要：智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展是復雜的系統(tǒng)，是推動建筑業(yè)轉型升級的重要途徑。通過云模型和復合系統(tǒng)協(xié)同度模型對中國各地區(qū)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同度進行測算。研究發(fā)現(xiàn)：中國智能建造和建筑工業(yè)化 2 個子系統(tǒng)的發(fā)展存在空間關聯(lián)性，一個地區(qū)智能建造和建筑工業(yè)化的發(fā)展往往帶動其他地區(qū)相應子系統(tǒng)的發(fā)展。而智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展程度與地域關系不大，各地區(qū)在推廣智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的過程中，應當注重智能建造和建筑工業(yè)化 2 個子系統(tǒng)發(fā)展的協(xié)調性和相似性，因地制宜制定相應的政策。

張瑞雪, 劉泓志, 劉冠興. 智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同度測算與分析[J]. 科技導報, 2025, 43(22): 108?114.

政策建議

國家安全導向下的科研治理轉型——特朗普2.0 時代美國科技政策的制度重構與中國應對

作者：朱相麗1,2，魏俊峰3，劉小平1,2，呂鳳先1，吳偉4*

1. 中 國 科 學 院 文 獻 情 報 中 心

2. 中國科學院大學經(jīng)濟與管理學院信息資源管理系

3. 軍事科學院軍事科學信息研究中心

4. 浙江大學中國科教戰(zhàn)略研究院

摘要：在科技競爭與地緣安全日益交織的背景下，科研治理逐漸呈現(xiàn)出以國家安全為導向的趨勢。2025 年，特朗普再次當選美國總統(tǒng)，美國的科研政策加速從“開放協(xié)同”向“安全主導”轉型，科研投入、合作機制、人才政策和監(jiān)管體系全面調整。回顧了美國成為科技強國的制度基礎，系統(tǒng)分析特朗普 2.0 政府在科研預算、國際合作、人才流動和議題監(jiān)管等方面的政策變化，揭示美國科研體系的范式轉型；進一步分析主要國家的應對策略，并梳理全球科研格局的重組趨勢。提出美國科技政策的范式轉變推動全球科研格局朝著陣營化與多元化發(fā)展，中國應構建具有戰(zhàn)略韌性和全球適應力的科研治理體系。

朱相麗, 魏俊峰, 劉小平, 等. 國家安全導向下的科研治理轉型——特朗普 2.0 時代美國科技政策的制度重構與中國應對[J]. 科技導報, 2025, 43(22): 115?119.

科技人文

民國學人對“為科學而科學”的辯護

作者：李醒民

中國科學院《自然辯證法通訊》雜志社

摘要：“為科學而科學”是一種古老的科學傳統(tǒng)。民國學人在彭加勒思想的影響下，從多方面對這種科學理念和科學態(tài)度進行合理性的辯護，其諸多論述對于今天重視純粹科學或基礎研究，以及取得從0 到 1 的科學發(fā)現(xiàn)或科學發(fā)明，無疑具有借鑒和啟迪意義。

李醒民. 民國學人對“為科學而科學”的辯護[J]. 科技導報, 2025, 43(22): 120?124.

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《科技導報》創(chuàng)刊于1980年，中國科協(xié)學術會刊，主要刊登科學前沿和技術熱點領域突破性的研究成果、權威性的科學評論、引領性的高端綜述，發(fā)表促進經(jīng)濟社會發(fā)展、完善科技管理、優(yōu)化科研環(huán)境、培育科學文化、促進科技創(chuàng)新和科技成果轉化的決策咨詢建議。常設欄目有院士卷首語、科技新聞、科技評論、專稿專題、綜述、論文、政策建議、科技人文等。