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        近20 年新能源研究的發(fā)展回顧

        2020-11-09 11:51:10劉林青
        科技管理研究 2020年19期
        關(guān)鍵詞:新能源研究

        劉林青,熊 偉

        (武漢大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,湖北武漢 430000)

        新能源的概念起源于上世紀(jì)80 年代初,包含風(fēng)能、太陽能等非常規(guī)能源,涉及水電、汽車等產(chǎn)業(yè),盡管它是一個年輕的研究方向,然而其發(fā)展卻近在眉睫。一方面,隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快,環(huán)境污染的負(fù)外部性開始顯現(xiàn),經(jīng)濟(jì)發(fā)展的整體擴(kuò)張造成了自然生態(tài)的退化和損失,減少了社會福利,開發(fā)新能源、減少環(huán)境污染成為了亟待完成的任務(wù)[1];另一方面,現(xiàn)代文明消耗了大量的能源,世界經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇、新興國家的崛起又增加了對能源的需求,面對傳統(tǒng)能源的枯竭,新能源成為了至關(guān)重要的替代品[2]。從以上兩方面來說來說,新能源即將成為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè),有望引發(fā)新的技術(shù)革命,推動全社會技術(shù)—經(jīng)濟(jì)范式的轉(zhuǎn)換,成為未來經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在驅(qū)動[3]。

        我國近年不斷通過政策鼓勵新能源的發(fā)展:“四個革命一個合作”提出大力開發(fā)利用新能源,“十三五規(guī)劃”提出突破新能源的核心技術(shù)、促進(jìn)新能源汽車的壯大,十八大提出推動能源技術(shù)革命、建設(shè)現(xiàn)代能源體系,直到2019 年,習(xí)近平總書記在兩會報告上仍然強(qiáng)調(diào)優(yōu)化能源和培育新能源汽車,足見我國對新能源的重視。世界各國對新能源同樣給予厚望:美國政府推動稅法改革使得新能源發(fā)展強(qiáng)勁,甚至希望筑造新能源領(lǐng)域的技術(shù)壟斷;日本早在上世紀(jì)70 年代就已經(jīng)開發(fā)和利用新能源,并在2018 年7月發(fā)布第五次《能源戰(zhàn)略規(guī)劃》,提出“2050 年實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和脫碳化”的戰(zhàn)略目標(biāo);歐盟在1999 年制定了可再生能源發(fā)展白皮書,之后的《歐盟戰(zhàn)略能源技術(shù)計劃》、“2020 戰(zhàn)略”均指出推動“低碳能源”技術(shù)的發(fā)展。

        全球能源供需和治理正發(fā)生著深刻的變化,已有文獻(xiàn)實(shí)證得出減少能源市場對傳統(tǒng)化石能源產(chǎn)業(yè)的過度依賴的結(jié)論[4],能源轉(zhuǎn)型是歷史發(fā)展的必然,在這個背景下,新能源的發(fā)展既受到核心技術(shù)的不成熟的制約,又受到錯綜復(fù)雜的國際政治的影響。

        一方面,盡管新能源種類繁多,前景廣闊,但是由于發(fā)展時間較短,幾乎每種新能源都面臨重大技術(shù)障礙,相關(guān)的研究還不夠成熟,因此,國際間的合作能夠加強(qiáng)新能源科技領(lǐng)域交流,打破學(xué)術(shù)邊界,通過世界相互學(xué)習(xí)、知識互鑒,有望迅速促進(jìn)新能源技術(shù)及資源的有效整合。

        另一方面,能源是大國競爭的目標(biāo)和戰(zhàn)略遏制對手的手段,由于地緣政治等許多復(fù)雜因素,國家之間資源爭奪難以避免[5],國際能源版圖上地位高的國家能夠通過價格干預(yù)機(jī)制影響其他國家的經(jīng)濟(jì)、政治。越來越多的國家意識到,只有建立起有利于自己的能源體系,才能確保本國能源安全,在這個層面上,新能源的出現(xiàn)蘊(yùn)含著新一輪科技相關(guān)的國際規(guī)則以及市場等多方位的競爭[6],各國可以憑借自身的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)優(yōu)勢,在新能源的角逐中謀求更大的利益,從而打破以傳統(tǒng)能源為核心的政治格局,重新分配世界經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)權(quán)。

        那么,在新能源炙手可熱的今天,相關(guān)研究究竟已經(jīng)發(fā)展到了一個怎樣的地步?新能源的世界研究格局是如何變化的呢?我國又在新能源領(lǐng)域的研究中處于一個什么樣的位置、當(dāng)下與競爭對手相比有何優(yōu)劣之處?現(xiàn)有的文獻(xiàn)大都從專利的角度或僅對某一行業(yè)進(jìn)行分析,不足以回答以上關(guān)于學(xué)者研究本身的問題,本文通過文獻(xiàn)計量的方法對近20 年新能源研究的發(fā)展脈絡(luò)進(jìn)行了深入分析。

        1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

        1.1 數(shù)據(jù)來源

        本文以wos 核心合集作為數(shù)據(jù)源,以“new energy”為主題詞,采取關(guān)鍵詞索引方法,時間跨度為1999—2018 年,檢索時間為2019 年9 月9 日,僅保留“article”類型的文獻(xiàn),共得到3 556 篇文章。

        1.2 研究方法

        本文采用R 軟件為研究工具對新能源領(lǐng)域進(jìn)行文獻(xiàn)計量的研究。所謂文獻(xiàn)計量分析法是指從大量的歷史文獻(xiàn)數(shù)據(jù)中生成一定的信息,利用統(tǒng)計等工具對文獻(xiàn)集合進(jìn)行分析,并通過可視化直觀的展示分析結(jié)果[7]。

        2 新能源的發(fā)展概況

        2.1 時間分布

        學(xué)科領(lǐng)域發(fā)文數(shù)量的變化情況可以清晰地描述某一學(xué)科領(lǐng)域研究的強(qiáng)度和不同發(fā)展階段,統(tǒng)計新能源發(fā)文量的時間分布如圖1 所示。數(shù)據(jù)顯示,新能源的研究經(jīng)歷了從平緩運(yùn)行到迅速增加的顯著變化,且有明顯的階段性,幾乎每5 年的文章數(shù)量就有一次翻倍。1999—2003 年,每年文章量僅在60 左右波動,到了2004—2008 年,這一數(shù)值平緩增加,從09 年開始,產(chǎn)文量呈現(xiàn)逐年上升、愈演愈熱的趨勢。直到近5 年,產(chǎn)量急劇驟增,文章數(shù)量甚至超過了前15 年產(chǎn)文量的總和,這表明當(dāng)下新能源的研究已經(jīng)受到學(xué)者們的廣泛關(guān)注,到達(dá)了一個新高潮。

        2.2 關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的演變

        結(jié)合時間分布的規(guī)律,本文將20 年按每5 年分為一個階段,并稱1999—2003 年為第一階段,2004—2008 年為第二階段,以此類推,分為4 個階段。

        共詞分析法能夠幫助描述文獻(xiàn)的研究內(nèi)容和研究主題,它是通過對文獻(xiàn)主題詞的提取,兩兩統(tǒng)計它們在同一篇文獻(xiàn)中出現(xiàn)的次數(shù),從而達(dá)到分析該領(lǐng)域的主題及其變化的目的[8]。

        本文使用點(diǎn)度中心度測算方法來判斷中心性,使用密度值判斷網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度和關(guān)聯(lián)程度,點(diǎn)度中心度計算與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成直接連接性的節(jié)點(diǎn)數(shù)量,如果節(jié)點(diǎn)度越高,則說明其中心性越強(qiáng);密度用于分析網(wǎng)絡(luò)中各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)之間的交互性和聯(lián)動性,網(wǎng)絡(luò)密度的取值范圍為[-1, 1],密度值越趨近于1,則其網(wǎng)絡(luò)密度越大,則節(jié)點(diǎn)間的交互性越強(qiáng)[9]。

        圖2 各階段的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)

        提取各階段節(jié)點(diǎn)度最高的30 個關(guān)鍵詞作為該階段的主要研究熱點(diǎn),繪制出的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)如圖2 所示,其中節(jié)點(diǎn)的大小按照節(jié)點(diǎn)的度設(shè)置而成,節(jié)點(diǎn)越大,所受到的研究和關(guān)注就越多。

        2.2.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的演化

        第一階段的網(wǎng)絡(luò)密度值為0.108046,網(wǎng)絡(luò)較為松散。網(wǎng)絡(luò)擁有數(shù)個子群,但每個子群的成員并不多。網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)最大的是“model(模型)”,節(jié)點(diǎn)度為69,其次是“dynamics(動力)”、“spectroscopy(光譜學(xué))”,節(jié)點(diǎn)度分別為45 和35,它們同時也作為3 個子群的核心節(jié)點(diǎn),其余關(guān)鍵詞的節(jié)點(diǎn)度大都在20 左右,彼此差距較小,研究熱點(diǎn)無論是熱度或者關(guān)聯(lián)性均較弱。

        第二階段網(wǎng)絡(luò)的密度值為0.144 086,略高于第一階段,但網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了顯著變化。網(wǎng)絡(luò)不再是數(shù)個小子群并列,而是出現(xiàn)一個以“model”為核心節(jié)點(diǎn)的大子群和幾個零星的小子群。“model”的節(jié)點(diǎn)度為147,遠(yuǎn)超過第二位的節(jié)點(diǎn)“dynamics”,大部分關(guān)鍵詞的節(jié)點(diǎn)度仍然不高,集中在30 左右。

        第三階段網(wǎng)絡(luò)的密度值達(dá)到0.280 459 8,網(wǎng)絡(luò)變得凝聚起來。網(wǎng)絡(luò)又一次發(fā)生了巨大的變化,這一階段中出現(xiàn)了兩個較大且大小相似的子群,兩個大子群均以雙中心節(jié)點(diǎn)各自組成群落。其中一個大子群以節(jié)點(diǎn)“model”和“system”為核心,節(jié)點(diǎn)度分別為232 247,同時它們也是這一階段節(jié)點(diǎn)度最大的兩個關(guān)鍵詞;另一個大子群以關(guān)鍵詞“energy”、“performance(性能)”為核心,節(jié)點(diǎn)度分別為173和167,節(jié)點(diǎn)度大小分列第三第四。其余大多數(shù)關(guān)鍵詞的節(jié)點(diǎn)度在65 左右。該階段新能源的熱度出現(xiàn)空前增長,研究熱點(diǎn)之間關(guān)聯(lián)性變強(qiáng),這是新能源發(fā)展勢頭變得強(qiáng)勁的一個趨勢。

        第四階段的網(wǎng)絡(luò)的密度值為0.650 574 7,遠(yuǎn)大于前面任何階段,網(wǎng)絡(luò)變得非常密集、連接更多,聯(lián)系更緊。在這一階段,網(wǎng)絡(luò)以兩個大子群和一個小子群形成3 個明顯的聚類?!皃erformance(性能)”與“model”既是節(jié)點(diǎn)度最大的兩個節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)度分別為670 和560),也是兩個大子群的核心節(jié)點(diǎn),較小的子群以“nanoparticles(納米粒子)”為中心,僅包含5 個成員。另外,所有關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)度均超過100,達(dá)到了20 年來的頂峰。2.2.2網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的演化

        新能源的研究在發(fā)展中不斷完善,網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)和聚類顯示了一些研究熱點(diǎn)的穩(wěn)定與另一些研究熱點(diǎn)的改變,從第二階段開始,繪制節(jié)點(diǎn)表格如表1所示,新出現(xiàn)的關(guān)鍵詞用“*”表示。

        表1 各階段新出現(xiàn)的研究熱點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)度

        第一階段關(guān)鍵詞聚類較多,呈現(xiàn)出新能源研究百花齊放、各自為營的狀態(tài)。除了以“model”為中心子群的含義較廣未涵蓋具體領(lǐng)域外,其余子群大多圍繞一個或數(shù)個較窄的技術(shù)領(lǐng)域展開,如“spectroscopy(光譜學(xué))”為中心節(jié)點(diǎn)的子群,關(guān)鍵詞大都與光相關(guān),這是光能在21 世紀(jì)初受關(guān)注較多的緣故,學(xué)者們在這一時期的重大發(fā)現(xiàn)如:新的能量分解法——對數(shù)平均指數(shù)法、光催化劑在廢水中的氧化反應(yīng)以及降冰片二烯衍生物對光能吸收等大大促進(jìn)了光能的推進(jìn)。此外,這一階段的關(guān)鍵詞大多是物理化學(xué)等“硬”學(xué)科的專業(yè)性詞匯,如“gravity(重力)”“Fermi-surface(費(fèi)密面)”“groundstate(基態(tài))”“potential-energy surface(勢能面)”等。

        第二階段新能源的研究熱點(diǎn)同聚類一樣發(fā)生了天翻地覆的變化。除了“model”“system”“dynamics”等8 個關(guān)鍵詞保留外,其余關(guān)鍵詞全部改變。以“model”為中心的子群發(fā)展壯大、一枝獨(dú)秀,新出現(xiàn)的關(guān)鍵詞則大都分散在其他的小子群中。這一時期的研究依然以技術(shù)為核心,但相較第一階段,涉及到的專業(yè)詞匯和理論發(fā)生了轉(zhuǎn)移,諸如“films(薄膜)”“single-crystals(單晶)”“density-function theory(密度泛函理論)”“elastodynamics(彈性動力學(xué))”等研究熱點(diǎn)顯然表明了相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科領(lǐng)域的研究更加寬泛、技術(shù)領(lǐng)域有所突破。

        第三階段,“system”超越“model”成為當(dāng)時最受重視的研究主題,聚類也較第二階段更加明顯,各子群中的關(guān)鍵詞含義更加接近,研究方向開始清晰。新能源技術(shù)再次有所突破,新出現(xiàn)的研究熱點(diǎn)既包含“fuel-cells(燃料電池)”為代表的較為傳統(tǒng)的技術(shù),又包含“carbon-nanotubes(碳納米管)”“nanoparticles(納米粒子)”為代表的高新技術(shù),近兩年頻頻出現(xiàn)在大眾眼前的“hydrogen(氫能)”也是這一階段產(chǎn)生的。不僅如此,相關(guān)研究也不再僅限于單純的“硬”學(xué)科領(lǐng)域,“emissions(排放)”相對前十年受到了更多的重視,而諸如“climate-change(氣候變化)”“policy(政策)”“management(管理)”等研究熱點(diǎn)一經(jīng)出現(xiàn)就擁有并不低的節(jié)點(diǎn)度,這顯示著該階段的研究范圍已經(jīng)迅速拓展到社科領(lǐng)域。這一系列變化并不令人驚訝,在這一時期,新能源的確活躍在全球的舞臺,氣候變化受到社會空前的關(guān)注,而歐盟和美國作為當(dāng)時的領(lǐng)跑者,均發(fā)布了低碳清潔能源技術(shù)發(fā)展思路和前景。

        第四階段的研究更加深入,就研究熱點(diǎn)的更新來說,新出現(xiàn)的關(guān)鍵詞并不多,且除了“China(中國)”大多數(shù)節(jié)點(diǎn)度較低。此階段關(guān)鍵詞的聚類涇渭分明,是在之前研究基礎(chǔ)上的又一次延伸。以“model”為中心的子群1 中,關(guān)鍵詞幾乎完全與新能源專業(yè)技術(shù)無關(guān),相較上一階段,子群1 在“management”“policy”等研究熱點(diǎn)的基礎(chǔ)上還補(bǔ)充了諸如“impact(影響)”“demand(需求)”“consumption(消費(fèi))”等主題,本文將這種圍繞社科學(xué)領(lǐng)域展開的研究集合視為新能源社科領(lǐng)域的研究。以“performance(性能)”為中心節(jié)點(diǎn)的子群2 中,研究熱點(diǎn)涉及的專業(yè)性技術(shù)詞匯較為寬泛,“technology(技術(shù))”“simulation(模擬)”等大部分關(guān)鍵詞并未深入到具體的技術(shù)領(lǐng)域,本文將子群2 稱為新能源宏觀技術(shù)領(lǐng)域的研究。子群3 是一個較小的子群,僅僅只有“nanoparticles(納米粒子)”“water(水能)”“surface(表層)”“stability(穩(wěn)定性)”“degradation((能源)降級)”5 個專業(yè)且具體的技術(shù)研究熱點(diǎn),本文將該子群稱為新能源微觀技術(shù)領(lǐng)域的研究。

        總的來說,近20 年新能源的研究熱點(diǎn)發(fā)生了深刻的變遷,首先,關(guān)鍵詞日新月異,貫徹始終的關(guān)鍵詞僅有5 個,分別是“algorithm(算法)”“model(模型)”“dynamics(動力學(xué))”“system(系統(tǒng))”“energy(能源)”,其中“model”“system”均是每一階段共現(xiàn)最多、研究最受重視的熱點(diǎn)之一,是新能源研究從伊始至今的核心話題;其次,研究技術(shù)與時俱進(jìn)、更新迭代,從傳統(tǒng)的可再生能源如光能、水能,到燃料電池、量子力學(xué),再到納米、氫能和混合動力等高新技術(shù);最后,研究領(lǐng)域拓展迅速,從物理、化學(xué)等單一的科技領(lǐng)域,到政策、管理等方面社科領(lǐng)域,最終分門別類,形成研究方向明顯的3 個群體。

        社會-技術(shù)范式是一系列異質(zhì)性要素附著在不同的社會群體并嵌入在制度和規(guī)則之中構(gòu)成的[10]。類似于低碳轉(zhuǎn)型的社會-技術(shù)范式,新能源的研究呈現(xiàn)出明顯的范式發(fā)展軌跡,借用技術(shù)生命周期理論,新能源的研究已經(jīng)經(jīng)歷了萌芽期,當(dāng)下正處在成長期,更細(xì)化的,本文將1999—2003 年視作初始階段,2004—2008 年視作變革階段,2009—2013 年視作成長階段,2014—2018 年視作高速發(fā)展階段。

        3 變動的世界研究格局

        3.1 研究成果的突破——各國的論文產(chǎn)量格局

        本文在前述4 個階段的基礎(chǔ)上,依據(jù)第一作者所在地統(tǒng)計每個階段各國及地區(qū)的發(fā)文量如圖3 所示。第一階段,世界上文章產(chǎn)量最高的國家是美國,其次是日本、德國,英國、加拿大緊隨其后,而中國僅產(chǎn)出文章12 篇,居于世界第八。第二階段,位于前茅的仍為美國和日本,中國躍居世界第三,德國、法國、意大利和英國位居前列。第三階段,中國成為世界上產(chǎn)出文章最多的國家,余下國家格局較為穩(wěn)定。第四階段,中國的新能源研究爆炸式增長,占據(jù)了全世界文章總產(chǎn)量的39%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過第二位的美國,中國在近5 年的迅猛發(fā)展不足為奇,一方面,我國近5 年對新能源的重視空前絕后,例如2016 年我國在清潔能源、可再生能源、環(huán)保領(lǐng)域投資較2015 年猛增了60%,僅2016 年, 我國針對新能源汽車的補(bǔ)貼和獎勵就達(dá)223.7 億元[11],另一方面,特朗普的“美國優(yōu)先能源計劃”對美國新能源的發(fā)展有所沖擊。此外,伴隨著亞洲國家和發(fā)展中國家的崛起,韓國、印度的產(chǎn)文量同樣在這一階段的世界舞臺上大放異彩。

        圖3 各階段的各國發(fā)文量

        3.2 國際地位的洗牌——國際間的合作格局

        國際學(xué)術(shù)合作能夠有效實(shí)現(xiàn)各國知識共享、知識傳遞及知識溢出,從而促進(jìn)基礎(chǔ)研究及科研創(chuàng)新,國家合作網(wǎng)絡(luò)能夠說明某一領(lǐng)域科技全球化的程度,顯示出國際地位的變化[12]。選取世界上新能源國際合作最多的20 個國家(地區(qū))繪制國家(包含港澳臺)合作網(wǎng)絡(luò)如圖4 所示,圖中的節(jié)點(diǎn)表示各個國家或地區(qū),連線表示合作關(guān)系。節(jié)點(diǎn)越大,合作次數(shù)越多,意味著科學(xué)研究方面的聯(lián)系越密,國際地位越高。

        國家(地區(qū))研究合作網(wǎng)絡(luò)展現(xiàn)了與論文高產(chǎn)相似的特點(diǎn),新能源的研究呈現(xiàn)出全球化的趨勢,在這個過程中,世界的研究合作格局悄然發(fā)生變化,第一階段,美國、日本等老牌發(fā)達(dá)國家占據(jù)著國際上新能源研究的首要位置,而發(fā)展中國家國際合作極少。第二階段,美國與日本仍然是合作最多的國家,中國開始嶄露頭角。第三階段,中國一舉超越美國,成為世界上國家合作最多的國家,德國、英國、日本和法國等其他發(fā)達(dá)國家緊隨其后。第四階段,中國不僅繼續(xù)保持了國際合作的高熱度,而且已經(jīng)迅速與美國拉開差距,充當(dāng)著國際上新能源研究“領(lǐng)頭雁”的角色。

        圖4 各階段的國家(地區(qū))合作網(wǎng)絡(luò)

        20 年間,中國無疑是最耀眼的國家,無論文章總產(chǎn)量或者國際地位都不斷提升,并均已在“量”的角度上走到世界第一的位置,可以說,正是由于中國在新能源研究上的加入,才推動了新能源的高速發(fā)展,美、日、英、德、法等發(fā)達(dá)國家則始終在產(chǎn)文量和國際合作上位于世界前列,屬于老牌新能源強(qiáng)國。余下的國家中,韓國與印度稱得上是新能源研究的新星,盡管國際地位不高,但發(fā)展勢頭強(qiáng)勁,它們是值得后期關(guān)注的。

        4 中國已經(jīng)獨(dú)占鰲頭?

        4.1 強(qiáng)勁的對手

        前文發(fā)現(xiàn),中國在風(fēng)云變幻的世界格局下,從默默無聞變?yōu)橐圾Q驚人,然而,“量”的“稱霸”,真的代表著中國已然“一覽眾山小”嗎?一方面新能源的研究仍處在高速發(fā)展時期,研究本身并不完善,未來的變局仍然較大;另一方面,中國在新能源上的探索不過近15 年,歷史基礎(chǔ)相對較弱,大量的產(chǎn)文并不意味著“質(zhì)”也已一騎絕塵。

        從“質(zhì)”的角度而言,被引文章能夠探究學(xué)術(shù)質(zhì)量和學(xué)術(shù)影響力,高被引論文代表著全球的頂尖水平。繪制20 年間各國文章被引次數(shù)如圖5 所示;繪制被引最多、貢獻(xiàn)最大的20 篇文章第一作者對應(yīng)的國家(地區(qū))時間圖布如圖6 所示,其中圓圈的大小與被引次數(shù)成正比,圓圈的位置表示年均被引量,位置越高,年均被引量越多。數(shù)據(jù)顯示出盡管中國的發(fā)文總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過美國,但美國的被引文量反而略高于中國,在最具有學(xué)術(shù)影響力的20 篇文章中,美國更是以11 篇文章占據(jù)著絕對的優(yōu)勢,中國僅有4 篇屈居第二且被引次數(shù)也較低。這些作者中,美國作家VOGEL JP 在Nature 上關(guān)于基因測序的文章獲得了最高的引用,他的發(fā)現(xiàn)對新能源作物的發(fā)展有巨大的貢獻(xiàn);而密歇根大學(xué)安娜堡分校的教授KOTA AK 對膜污染問題的解決更是被譽(yù)為“2012 最偉大發(fā)現(xiàn)之一”??梢娒绹膶W(xué)術(shù)質(zhì)量和學(xué)術(shù)影響力不可小覷,而中國暴露出有著發(fā)文量大,但“質(zhì)”略遜一籌的問題。

        圖5 各國文章被引次數(shù)概況

        圖6 高影響力文章的作者時間畫布

        綜合前述各個指標(biāo)來說,美國是中國最強(qiáng)的競爭對手,其他的國家無論是論文高產(chǎn)或者學(xué)術(shù)影響,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)弱于中美兩國。

        中美引領(lǐng)全球新能源的研究意味著未來中美兩國很可能會現(xiàn)實(shí)的面臨由于傳統(tǒng)能源政治震蕩導(dǎo)致的新能源一決雌雄的場面,中國需要明辨自身研究優(yōu)劣,取長補(bǔ)短,從而與美國展開有效競爭。

        4.2 中美研究異同的初探

        統(tǒng)計中美兩國各自占比達(dá)到5%的學(xué)科方向,各項(xiàng)百分比如表2 所示。兩國主要的學(xué)科分布而言呈現(xiàn)出大同小異的狀況,位于前列的學(xué)科中均囊括了工程學(xué)、材料科學(xué)、能源燃料、化學(xué)、物理學(xué)、生態(tài)環(huán)境科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)和其他科技的主題,且工程學(xué)均是二者研究最多的方向。在余下的學(xué)科中,中國更重視數(shù)學(xué)和熱力學(xué),而美國則側(cè)重商業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)。

        表2 中美新能源研究的主要學(xué)科方向

        統(tǒng)計2014—2018 中國和美國共現(xiàn)最多的20 個關(guān)鍵詞,進(jìn)行中國與美國當(dāng)下具體的研究熱點(diǎn)分析,關(guān)鍵詞與相對節(jié)點(diǎn)度如表3 所示,其中中美共同的研究熱點(diǎn)用“*”標(biāo)識出。

        中美兩國研究主題均呈現(xiàn)出少數(shù)研究熱點(diǎn)占據(jù)核心位置,大多數(shù)研究熱點(diǎn)受重視程度較為平均的現(xiàn)象。其中相同的研究主題占比近50%,在這些研究主題中,最受中國重視的主題為“performance”“model”和“system”,美國最重視的主題為“model”,此外,“consumption”“nanoparticles”“behavior(狀態(tài))”“design(設(shè)計)”也均受到較高的重視。

        中國獨(dú)有的研究熱點(diǎn)中,除了共現(xiàn)最多的“China”外,由于我國多次強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的協(xié)調(diào)性,因此“emissions”和“CO2emissions(二氧化碳排放)”受到了一定的重視。此外,新能源汽車作為中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,“hybrid(混合動力)”、“electric vehicle(電動汽車)”的高頻出現(xiàn),與相關(guān)政策和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r相吻合[13]?!癵rapheme(石墨烯)”顯示了我國對高新技術(shù)領(lǐng)域在新能源上應(yīng)用的肯定,而“optimization(優(yōu)化)”“efficiency(效率)”“stability”則是中國當(dāng)下新能源技術(shù)至關(guān)重要的探索。

        美國獨(dú)有的研究熱點(diǎn)中,擁有“simulation(仿真)”“well-posedness(適應(yīng)性)”“energy-storage(儲能)”“power(功率)”“dynamic”等大量技術(shù)方面的研究熱點(diǎn),在研究領(lǐng)域上,相對于中國頗為關(guān)注的新能源汽車、石墨烯等,美國更重視以“cathode materials(陰極材料)”為代表的燃料電池等傳統(tǒng)領(lǐng)域,以及“policy”“politics(政治)”“information(信息)”代表的社科領(lǐng)域。

        表3 中美兩國主要研究熱點(diǎn)比較

        5 結(jié)語

        本文通過文獻(xiàn)計量的方法,從學(xué)者們的研究角度,回顧了近20 年來新能源研究的發(fā)展以及世界研究格局的變動,并在研究過程中注意到中國在新能源領(lǐng)域勢如破竹的發(fā)展,儼然與美兩國成為世界的指向標(biāo),在此基礎(chǔ)上分析了他們當(dāng)下研究的異同。

        本研究有以下發(fā)現(xiàn):

        (1)新能源的研究有明顯的社會-技術(shù)范式發(fā)展軌跡,當(dāng)下正處于高速發(fā)展時期。一方面新能源的研究愈演愈熱,且該趨勢在相當(dāng)長的一段時間可能還將延續(xù),另一方面,新能源的研究無論是深度或領(lǐng)域都不斷推進(jìn),從最開始單一聚焦“硬”學(xué)科,到緊跟時代的納入高新技術(shù)、再到出現(xiàn)諸如政策、管理等研究主題,并最終形成了社科領(lǐng)域、新能源宏觀技術(shù)領(lǐng)域、新能源微觀技術(shù)領(lǐng)域3 個穩(wěn)定的研究方向。隨著從微觀層面走向中觀、宏觀層面,多技術(shù)、多學(xué)科不斷加入,新穎的視角大幅豐富了近些年的新能源的研究成果。

        (2)新能源研究的世界合作態(tài)勢越來越明顯,中國成為最為亮眼的國家。研究顯示,全球都在積極探索未來能源轉(zhuǎn)型發(fā)展路線,各個國家紛紛展開學(xué)術(shù)合作,在21 世紀(jì)開元,以美國、日本為首的老牌資本主義發(fā)達(dá)國家占據(jù)著新能源領(lǐng)域的絕對話語權(quán),直到近10 年,中國持續(xù)保持高熱度和高產(chǎn)出,使得中國一躍成為世界上產(chǎn)出最多、合作最多和有著相當(dāng)國際影響力的國家,形成了當(dāng)下以中國和美國為首,各國林立的世界格局。

        (3)美國是當(dāng)下新能源學(xué)術(shù)影響力最高的國家,也是未來中國最大的競爭者。二者的研究呈現(xiàn)出本同末異的特點(diǎn):在學(xué)科分布上,中美都以理、工學(xué)科為主要的研究方向;在研究熱點(diǎn)上,重合的研究即是更受重視的研究熱點(diǎn)。此外,中國更重視石墨烯等新技術(shù)和新能源汽車上的建樹,對“軟”學(xué)科涉足較淺,而美國對諸如薄膜電池等技術(shù),經(jīng)濟(jì)、管理和政治等社會科學(xué)同樣較為重視。

        對比計量結(jié)果,本文提出以下3 點(diǎn)建議:1)中國的學(xué)術(shù)影響力與高熱的論文產(chǎn)量尚不能匹配,未來應(yīng)當(dāng)鼓勵培養(yǎng)一批在國際有相當(dāng)學(xué)術(shù)地位的學(xué)者來引領(lǐng)中國的發(fā)展、掌舵新能源的研究。2)相對美國持續(xù)、專一的對新能源開展研究,中國實(shí)際起步較晚,技術(shù)方面并未有實(shí)質(zhì)性突破,國家需要加大相關(guān)技術(shù)的投入,尤其爭取在石墨烯等較新的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“彎道超車”。3)促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)的長足發(fā)展,必須發(fā)揮市場機(jī)制作用,社科的研究對市場機(jī)制如何正確運(yùn)作起到了至關(guān)重要的作用[14]。新能源的研究本身已經(jīng)出現(xiàn)了向社會科學(xué)的轉(zhuǎn)型,中國的學(xué)者們應(yīng)該重視社科領(lǐng)域尤其是宏觀政策、經(jīng)濟(jì)與管理與新能源發(fā)展的結(jié)合。

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