8月，美国能源部（DOE）宣布多项资助信息，共计投入约15.34亿美元支持能源转型变革性技术、氢能技术、建筑及交通减排技术、碳捕集利用与封存技术和小企业研发创新等。

一、能源转型变革性技术

8月3日，DOE先进能源研究计划署（ARPA-E）宣布资助900万美元以支持具有较大影响潜力的能源转型变革性技术开发^[1]，以实现净零排放目标。包括18个项目：立方氮化硼（c-BN）超宽带隙半导体开发；二氧化碳电催化的高通量自动化微动力学、多尺度和技术经济建模；用于核废料固化的高熵微晶玻璃开发；用于电力电子器件的氮化镓导电晶体制造方法开发；新型低成本氮化镓核壳纳米鳍式垂直晶体管开发；用于聚变燃料循环的先进金属箔泵集成测试平台开发；用于核聚变点火的高效带电粒子束注入磁约束等离子体新方法；用于工业供热的新型空气源热泵蒸汽发生器开发；利用新型催化剂生产氨基酸的电化学合成工艺；核聚变系统回旋管调制器亚微秒级电源开关开发；风力涡轮机叶片的新型复合材料制造工艺；用于固定式储能的低成本宽温度范围（-80~80 ）锌浆电池；核废料深钻孔处置技术测试； 子催化聚变的 子源技术改进；利用高性能纳米复合牛皮纸提高大型电力变压器的绝缘性和使用寿命；开发新型催化合成工艺在室温下利用二氧化碳生产甲烷；利用新型合金材料和增材制造生产反应堆组件；开发新型纳米质子可编程电阻器大幅提高人工智能模型训练的能效。

二、氢能技术

8月17日，DOE宣布投入3400万美元，支持5个主题19个清洁氢能前沿技术研发项目。

1、用于模块化气化制氢的先进空气分离技术。投入875万美元支持7个项目：开发基于氧化还原的模块化空气分离装置，并设计其与5~10兆瓦模块化生物质气化炉集成，以显著降低生物质制氢成本和能耗；利用聚合物材料开发新型膜系统，可集成至模块化气化制氢系统中；开发快速、高容量的可逆氧气吸附剂，可集成至模块化生物质制氢装置，并将进行小型空分装置的示范；研发和示范低成本、节能、清洁和可扩展的空气中分离氧气的工艺，通过可溶性氧化还原物质实现氧气的分离；开发碳分子筛中空纤维复合膜用于从空气中分离氧气，从而实现生物质或废物低成本模块化制氢；开发并测试基于快速变压吸附的模块化空气分离结构，每吨氧气的能耗低于230千瓦时，成本远低于当前最先进技术；开发并示范基于吸附剂的模块化空分装置，比同类低温空分装置更紧凑、经济和高效，可生产高纯度（体积含量超过98%，甚至超过99.5%）氧气，其规模可支持5~50兆瓦气化制氢系统。

2、甲烷热解/裂解、原位转化或循环的化学链重整制氢技术。投入596万美元支持4个项目：开发和测试用于天然气制氢的固定床化学循环工艺，并利用铁基混合金属氧化物复合材料原位捕集二氧化碳；开发基于液态锡的低成本甲烷热解反应器；开发并示范新型热催化甲烷热解技术，利用结构化催化剂联产氢气和高价值碳基产品；开发利用聚光太阳能将甲烷直接催化热解为氢气和石墨的新技术。

3、利用采出水制氢。投入1000万美元支持2个项目：开发模块化移动制氢系统，该系统通过等离子体技术利用有毒采出水制氢；将超临界水淡化和氧化与蒸汽甲烷重整相结合，利用油气开采的采出水制氢。

4、利用天然气管道安全高效输氢。投入300万美元支持2个项目：高强度管道钢在含氢混合气体环境中的韧性评估；改造和运行氢气-天然气混合气的闭环压缩设施，在天然气管道系统内实现短期、安全的氢气运输。

5、大容量、长周期地质储氢基础研究。投入300万美元支持4个项目：利用俄克拉荷马州枯竭油气储层储氢的可行性研究；威利斯顿盆地用于商业规模地质储氢的资源潜力研究；二叠纪盆地萨拉多地层内层状盐穴储氢密封完整性评估和现场测试；阿巴拉契亚枯竭气田地质储氢潜力评估。

三、建筑能效改进及减排技术

8月7日，DOE宣布为29个项目提供4600万美元^[2]，用于开发先进建筑技术和改造实践，以提升建筑能效并实现减排。

1、建筑供暖、通风、空调（HVAC）和水加热（WH）。投入1760万美元支持4个技术领域的10个项目，通过改进材料、组件、设备设计及工程技术，降低成本并简化安装：

（1）住宅和商业HVAC/WH的空气源热泵组件研发。包括4个项目：用于低全球变暖潜能值（GWP）混合制冷剂的下一代可变容量蒸发器；用于下一代热泵的蒸汽喷射压缩器；低GWP制冷剂的两相传热和压降性能表征及热交换器和系统模型开发；用于热泵、热水器和制冷系统的下一代液体制冷剂热交换器。

（2）HVAC/WH低成本解决方案。包括1个项目：具有潜热储热功能的30~40加仑热泵热水器，可快速安装和灵活运行，减少高峰用电需求。

（3）用于寒冷气候的商业低GWP热泵。包括2个项目：使用二氧化碳/丙烷制冷剂和级联系统的寒冷气候屋顶热泵；使用低GWP制冷剂和先进压缩技术的智能屋顶热泵。

（4）商业热泵热水器的研制与示范。包括3个项目：在多个气候区示范家用热泵热水器；在多个家庭建筑中示范寒冷气候商业热泵热水器，使用低GWP制冷剂并可在寒冷气候进行户外安装；示范并验证中央热泵热水器，以降低技术风险，获得可靠、低成本的热泵热水器部署方案。

2、储热技术。投入820万美元开发下一代易于安装的储热产品，以改善成本和性能，加快推广部署，支持4个项目：储热式高性能热泵暖通空调系统，使用模块化储热单元以节约能源；实现甲烷制冷剂的室外热泵与储热模块连接，形成集成式节能住宅暖通空调系统；开发新型热化学储热模块并集成到建筑中；可集成至热泵的跨介质模块化储热系统设计。

3、电池储能系统。投入1010万美元支持2个技术领域的7个项目，通过改进材料、组件、设备设计及工程技术，降低成本并简化安装：

（1）电池储能系统集成创新和协调策略。包括5个项目：建筑储能智能集成与管理平台；用于建筑储能的低成本、电网交互式不间断电源；集成电池储能的住宅用120伏热泵和热水器；废旧电池二次利用的低成本电池储能系统；将电池储能集成至大型商业建筑的自动化系统中，与暖通空调、太阳能和电动汽车充电装置连接。

（2）电池储能系统示范及分析。包括2个项目：家用电池储能系统的分析和现场验证；分布式电池储能系统排放效益和调度分析。

4、电器负荷及照明。投入60万美元支持1个项目：开发开源建筑控制算法，用于商业建筑中集成的电器负荷和照明控制，实现节能25%。

5、不透明建筑围护系统。投入950万美元支持3个技术领域的7个项目，开发、验证和示范低成本的不透明建筑围护结构改造和诊断技术：

（1）住宅用隔热层。开发商业可行的耐用碳隔热壁板；开发使用低成本粘土纤维素复合材料的隔热板。

（2）建筑隔热改造低成本方案。使用木纤维隔热板的围护改造方案；将外部隔热板与喷涂隔热层结合的改造技术。

（3）建筑围护结构空气泄漏诊断和密封技术。开发用于现有建筑的先进气溶胶密封技术；建筑泄露实时可视化系统；使用激光雷达改进空气泄漏诊断技术。

四、交通减排技术

1、航空凝结尾迹预测系统。8月29日，ARPA-E宣布向5个项目投入1000万美元开发航空凝结尾迹预测系统^[3]，以减少航空排放。具体包括：结合发动机运行数据、物理和机器学习混合模型、机上数据和实时卫星观测，开发商用飞机的飞机尾迹卷云实时预测系统；开发尾迹预测和规避系统，以确定飞行最佳高度，该系统将采用预测算法和新型机载仪器；开发一个平台，用于预测飞机前方100公里处飞机诱发卷云的可能性；利用卫星观测、深度学习、机载湿度传感器以及数值天气预报模型，开发一种综合方法来减轻飞机诱发卷云；开发航空尾迹实时预测和观测系统，可通过新的大气数据服务和集合建模方法改善空中运营。

2、低碳道路货运。8月10日，ARPA-E宣布向6个项目投入900万美元，支持开发低碳多式联运货运系统优化建模技术^[4]，以降低道路货运碳排放。具体包括：开发一个建模平台，以支持运输模式、路线和收费的长期规划决策；为基础设施规划和物流运营开发多式联运货运建模框架；开发一款公开可用的软件，使货物托运人、承运人和基础设施规划者能够无缝集成多式联运路线物流；开发一种决策支持工具，以评估当前和未来低排放燃料对多式联运货运的影响；开发数据和计算模型，用于提供数据驱动的多式联运货运分析和优先考虑脱碳的关键基础设施规划；为多式联运货运系统开发“数字孪生”，可在24小时内提供整个多式联运货运系统的流程规划、调度和优化。

五、直接空气碳捕集（DAC）

1、DAC设施。8月11日，DOE宣布拨款12亿美元支持德克萨斯州和路易斯安那州两个商业规模的DAC设施的开发^[5]，旨在启动一个全国性的大型碳去除场站网络，减少碳排放。包括：赛普拉斯项目，位于路易斯安那州西南部的区域DAC中心，计划每年捕集不低于100万吨二氧化碳，建设6口注入井，将捕集的二氧化碳封存在墨西哥湾沿岸的深层咸水层中；南德克萨斯DAC中心项目，位于德克萨斯州克莱伯格，计划每年捕集超过100万吨的二氧化碳，并在盐地质中进行封存。

2、早期DAC项目。8月11日，DOE宣布将为19个处于早期开发阶段的DAC项目提供9954万美元资助^[6]，用于可行性评估和前端工程设计（FEED）研究。

（1）4088万美元支持14个DAC中心的可行性研究项目，包括： Aera DAC中心，将在Aera Energy公司贝尔里奇油田建立区域DAC中心，整合DAC、低碳能源、碳运输和封存基础设施，以建立创新的低碳供应链；北极DAC中心测试场，将对多种现有技术进行技术审查，以明确运行条件以及在北极运行所需的改进；伊利诺伊盆地区域DAC中心，将从空气中捕集二氧化碳并封存在伊利诺伊盆地；科罗拉多州区域DAC中心，将捕集空气中的二氧化碳，建立运输网络用于地下封存或工业过程；佛罗里达区域DAC中心，将捕集空气中的二氧化碳并封存在地下盐水层中；西部地区DAC中心究，将基于美国雪佛龙公司圣华金谷试点的现有低碳技术，探索DAC中心的可行性；犹他州西南部地热能驱动的直接空气碳捕集和封存中心；休斯顿地区DAC中心，对使用可再生能源或核能驱动的DAC进行可行性研究，目标是实现100万吨/年的二氧化碳去除能力，并将二氧化碳永久封存或用于增值产品；路易斯安那州DAC中心可行性评估；中西部核能DAC中心，将开发由核能供电的DAC中心来测试大规模部署新型DAC解决方案的可行性；DAC社区联盟，对在加利福尼亚州南部圣华金谷建立DAC社区联盟的技术、社会和治理可行性进行全面评估；Ankeron碳管理中心，将在太平洋西北地区开发区域DAC中心，整合DAC和二氧化碳矿物封存技术，这些技术已经过实验室和/或中试规模验证（技术成熟度4~6级），并且仅由电力驱动；Teras直接空气碳捕集中心，探索以西门子能源公司固体吸附剂碳捕集技术为基础建立一个多技术DAC中心的可行性，并计划对下一代碳捕技术进行较小规模部署；阿巴拉契亚DAC中心，研究在肯塔基州东部建立具有集中注入/封存功能的分布式DAC中心的可行性，该中心将利用肯塔基大学的直接空气碳捕集-再生技术，该技术由太阳能和生物质能提供动力，并将二氧化碳储存在枯竭天然气田中。

（2）5866万美元支持5个前端工程设计项目，包括：加州DAC中心前端工程设计和规划，将设计和规划该中心的初始部署和未来开发，包括二氧化碳封存选址和管道运输；Prairie Compass DAC中心，将示范Climeworks公司的低成本DAC技术，并在北达科他州建立百万吨规模的二氧化碳封存设施；西南地区DAC中心，将推进DAC中心设计，支持该地区发展可再生能源，逐渐退役燃煤电厂；东南DAC中心，将支持在莫比尔地区部署DAC技术；怀俄明州DAC中心，将利用当地优越的地质封存条件、可再生能源资源、碳管理支持基础设施，开发该区域DAC中心的第一阶段。

六、小企业研发创新

8月25日，DOE发布公告，在“小企业创新研究/技术转让计划”（SBIR/STTR）下向27个州90家企业提供为期两年的资助，推动创新技术可行性研究以及原型工艺开发^[7]。

DOE各个办公室支持的研究包括：①国家核安全局，支持：应用于空间堆的增材制造技术；辐射检测。②网络安全、能源安全和应急响应办公室，支持：能源系统网络安全。③电力办公室，支持：先进储能和电力转换系统；先进电网技术。④能源效率和可再生能源办公室，支持：先进制造；生物能源；地热能、太阳能、水能和风能；氢能及燃料电池技术；车辆技术。⑤化石能源与碳管理办公室，支持：碳捕集、去除、管理和封存；创新能源系统。⑥核能办公室，支持：先进核能及核废物处理技术；材料回收及废物形式开发。⑦科学办公室，支持：聚变能源系统；高能物理；激光技术；加速器技术；量子信息科学。

（岳芳 王盟 郑颖 刘莉娜 董利苹 王立伟）