國際新能源發(fā)展態(tài)勢研究

楊艷麗　席致寧

摘? 要：文章采用CITESPACE軟件，圍繞新能源研究主題，編輯檢索式TS=（"new energy" or "clean energy" or "renewable energy"）對web of science數(shù)據(jù)庫核心集進行數(shù)據(jù)挖掘，基于合作網(wǎng)絡(luò)、貢獻(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、基金等三個視角闡述文獻(xiàn)數(shù)據(jù)信息。研究表明：（1）我國在新能源研究領(lǐng)域文獻(xiàn)產(chǎn)量居全球首位，但中心度不高;（2）新能源研究主題呈“寬泛-具體”態(tài)勢，未來新能源研究問題將進一步細(xì)化;（3）中國在有關(guān)新能源研究領(lǐng)域的基金支撐遠(yuǎn)高于美國等發(fā)達(dá)國家。

關(guān)鍵詞：新能源;發(fā)展態(tài)勢;CITESPACE;知識圖譜

中圖分類號：F124.5? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）23-0001-05

Abstract： CITESPACE software was used to conduct data mining on the web of science database by editing and retrieving TS=（"new energy" or "clean energy" or "renewable energy"） around the research topic of new energy. Literature data information was elaborated from three perspectives including cooperative network， contribution network and fund support. The research shows that：（1） China's literature output in the field of new energy research ranks first in the world， but its centrality is not high; （2） the theme of new energy research is "wide-specific"， and the future research on new energy will be further refined.（3） China's fund support in the field of new energy research is much higher than that of developed countries such as the United States.

Keywords： new energy; development situation; CITESPACE; scientific knowledge graph

1 概述

能源既是社會發(fā)展的主要動力，又是經(jīng)濟增長的關(guān)鍵因素，其普遍應(yīng)用于工業(yè)、交通、生活和建筑等領(lǐng)域（Abdelrahman，2018）[1]，但隨著化石能源的過度消費，全球能源危機、極端天氣等問題日益凸顯。為此，人類一直試圖采用調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變能源消費方式等手段以緩解人類經(jīng)濟、環(huán)境和資源之間的矛盾。在此背景下，新能源研究方興未艾，例如利用非耗竭太陽能系統(tǒng)清潔能源研發(fā)的太陽能電池材料;用于可逆轉(zhuǎn)充放電的鋰基材料等（Gandomi，2015）[2]。國內(nèi)外諸多學(xué)者基于自身知識結(jié)構(gòu)和學(xué)術(shù)立場對新能源展開多方位研究，并得出不同的研究結(jié)論，形成各異的學(xué)術(shù)認(rèn)知。通過文獻(xiàn)梳理與匯總可知，盡管當(dāng)前文獻(xiàn)研究產(chǎn)出較多，且結(jié)論不一，但可將眾多文獻(xiàn)歸納為新能源材料、新能源技術(shù)和新能源政策等三類研究視角。

在新能源材料方面，郭慧等（2018）[3]認(rèn)為在特殊環(huán)境下，銅銦鎵硒發(fā)電量要高于同規(guī)模硅、非晶硅;且銅銦鎵硒電池中銦的部分功能可由鎵替代實現(xiàn)，故而具有成本偏低、效率較高的優(yōu)點。Lei等（2019）[4]基于劍橋結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫（CSD）和無機晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫（ICSD）等各種結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫，采用結(jié)構(gòu)-性能數(shù)據(jù)挖掘方法，識別出太陽能電池、鋰電池、熱電器件、壓電材料、氣體吸附劑材料等新能源研究熱點材料。朱軍等（2019）[5]對新能源材料進行了詳細(xì)的闡述，超級電容器材料、電池材料、超導(dǎo)材料、光伏太陽電池材料、磁性材料、納米材料和核材料等均屬于新能源范疇，并指出電池材料是當(dāng)前研究的焦點。在新能源技術(shù)方面，國內(nèi)外學(xué)者研究視角涇渭分明，國外學(xué)者研究焦點較為微觀，聚焦于某項能源技術(shù)。例如抽水蓄能電站技術(shù)，電站抽水蓄能雖然不能直接用電，但在用電需求較低的情況下（如夜間），電站抽水蓄能通過水泵將水從較低的蓄能層提升到較高的蓄能層，從而提高水力容量（Margeta，2014）[6]。而國內(nèi)學(xué)者研究視角較為宏觀，傾向于能源技術(shù)驅(qū)動因素實證分析。王火根等（2106）[7]實證研究結(jié)果表明農(nóng)戶責(zé)任、認(rèn)知、滿意等因素促進農(nóng)村新能源技術(shù)應(yīng)用，而成本、補貼及生活習(xí)慣等因素的影響機制較為復(fù)雜。梁慧超等（2017）[8]基于中國各省份風(fēng)電行業(yè)探究新能源技術(shù)與環(huán)境支撐能力之間辨證關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)當(dāng)前國內(nèi)新能源技術(shù)環(huán)境支撐能力不均衡。在新能源政策方面，Sarah等（2018）[9]認(rèn)為現(xiàn)有側(cè)重于提高技術(shù)效率和消費者選擇的需求側(cè)方法不太可能足以實現(xiàn)未來的碳減排目標(biāo)，而新能源政策則對需求具有重大影響，當(dāng)前能源政策的作用在很大程度上被忽視。吳錦明（2019）[10]基于財政和稅收兩個角度對國內(nèi)新能源產(chǎn)業(yè)政策紅利進行了深入剖析，財政補貼落實、產(chǎn)品稅收減免等政策均制約著新能源發(fā)展。

綜上所述，現(xiàn)有研究成果表明國內(nèi)外有關(guān)新能源研究日漸成熟，角度各異，層次不一，結(jié)論多元，那么國際新能源研究當(dāng)前研究焦點或者未來發(fā)展態(tài)勢如何？這是本文研究的主要目的和選題依據(jù)。本文基于web of science數(shù)據(jù)庫核心集，通過檢索式TS=（"new energy" or "clean energy " or "renewable energy"）提煉有關(guān)新能源研究文獻(xiàn)產(chǎn)出，在此基礎(chǔ)上，采用CITESPACE軟件，從合作網(wǎng)絡(luò)、貢獻(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、基金等三個方面呈現(xiàn)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)信息。

2 研究方法

科學(xué)知識圖譜是情報計量學(xué)研究較為常見的研究方法，采用科學(xué)知識圖譜可以直觀的呈現(xiàn)出有關(guān)新能源研究的文獻(xiàn)產(chǎn)出、引用、作者、機構(gòu)等信息（邱立新等，2014）[11]。當(dāng)前，CITESPACE作為科學(xué)知識圖譜常用的軟件，得到了廣大學(xué)者的普遍認(rèn)可。CITESPACE是一款基于JAVA平臺運行的可視化文獻(xiàn)分析軟件，可直觀反映出某一學(xué)科或某一主題的基礎(chǔ)文獻(xiàn)、演進過程與前沿領(lǐng)域（侯劍華，2008）[12]，其研發(fā)者為美國德雷塞爾大學(xué)的陳超美教授，基本原理圍繞某一研究主題，利用國內(nèi)外文獻(xiàn)，通過軟件設(shè)置生成結(jié)構(gòu)性視圖和時序性視圖，例如合作網(wǎng)絡(luò)、貢獻(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、共被引、文獻(xiàn)耦合、基金等（Chen，2002）[13]，而進行引文分析的關(guān)鍵節(jié)點確定是情報計量分析的重要環(huán)節(jié)，假設(shè)Ψa和Ψb表示t時刻和t+△t時刻產(chǎn)生于Ωa=Φ（Ψa）和Ωb=Φ（Ψb）文獻(xiàn)基礎(chǔ)上的，以文獻(xiàn)a和文獻(xiàn)b為標(biāo)識的主要研究前沿，且以文獻(xiàn)a和文獻(xiàn)b為中心的文獻(xiàn)聚類，而鏈接文獻(xiàn)a和文獻(xiàn)b的路徑表示Ψa向Ψb演進特征，該路徑則為關(guān)鍵節(jié)點（Chen，2004）[14]，因而本文采用CITESPACE軟件以新能源（"new energy" "clean energy " "renewable energy"）為主題詞分析國際新能源研究前沿領(lǐng)域與發(fā)展態(tài)勢。

3 數(shù)據(jù)說明

本文以web of science數(shù)據(jù)庫核心集為基礎(chǔ)，圍繞主題詞“新能源”，編輯檢索式TS=（"new energy" or "clean energy" or "renewable energy"） 對web of science核心合集默認(rèn)年份（1900年至2019年）進行主題檢索，獲取文獻(xiàn)產(chǎn)出基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。為保證后文引文分析可行性，文件導(dǎo)出設(shè)置記錄內(nèi)容為“全記錄與引用的參考文獻(xiàn)”，下載格式設(shè)定為“純文本”。通過檢索式“new energy”于web of science數(shù)據(jù)庫1900年至2019年有關(guān)新能源研究的文獻(xiàn)共75855篇。自21世紀(jì)以來，有關(guān)新能源研究的文獻(xiàn)產(chǎn)出增長趨勢凸顯（見圖1）。從文獻(xiàn)產(chǎn)出絕對量來看，有關(guān)新能源研究的文獻(xiàn)產(chǎn)量逐年增長，2018年文獻(xiàn)產(chǎn)量達(dá)10525篇，創(chuàng)歷史新高;從文獻(xiàn)產(chǎn)出增長率來看，歷年文獻(xiàn)產(chǎn)出增長率均呈波動態(tài)勢，其中，2010年至2017年文獻(xiàn)產(chǎn)出增速“加速度”較大，而2018年新能源主題文獻(xiàn)產(chǎn)出增速明顯放緩;從文獻(xiàn)產(chǎn)出類型來看（見表1），文獻(xiàn)形式主要以ARTICLE為主，占比達(dá)到51.613%，其次為PROCEEDINGS PAPER，為31325篇。基于文獻(xiàn)產(chǎn)出絕對量、增長率和類型等三方視角可知，有關(guān)新能源研究的文獻(xiàn)產(chǎn)出逐年上升，說明新能源領(lǐng)域正逐步成為諸多學(xué)者研究的熱點領(lǐng)域。

4 實證結(jié)果

本文基于合作網(wǎng)絡(luò)、貢獻(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、基金等視角利用CITESPACE軟件對web of science數(shù)據(jù)庫中“new energy”文獻(xiàn)數(shù)據(jù)信息進行可視化分析。其中，時間跨度設(shè)定為2014-2018年，以一年為單位，檢索進程設(shè)置包括題目、摘要、作者、關(guān)鍵字等，檢索路徑選擇pathfinder算法。實證結(jié)果如下所示：

4.1 合作網(wǎng)絡(luò)分析

合作網(wǎng)絡(luò)分析可操作界面主要包括作者、機構(gòu)及國家三個方面。從高生產(chǎn)力文獻(xiàn)產(chǎn)出作者來看（見圖2），國內(nèi)學(xué)者文獻(xiàn)被引頻次計數(shù)較高，WANG Y、ZHANG Y和WANG J等三位作者2014年文獻(xiàn)被引頻次計數(shù)分別630次、623次和600次。從高生產(chǎn)力文獻(xiàn)產(chǎn)出機構(gòu)來看（見表2），在新能源研究領(lǐng)域Top10中，中國科研院所與高校占比50%，同時可以看出當(dāng)前國內(nèi)領(lǐng)先機構(gòu)分別為中國科學(xué)院、清華大學(xué)、中國科學(xué)院大學(xué)、北京大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)。其中，中國科學(xué)院文獻(xiàn)被引頻次遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于排名第二位的清華大學(xué)，文獻(xiàn)被引頻次計數(shù)高達(dá)4172次。從高生產(chǎn)力文獻(xiàn)產(chǎn)出國家來看，中國文獻(xiàn)被引頻次計數(shù)位居榜首（27138次），美國緊隨其后（23119次），其次是德國（7826次），但中國文獻(xiàn)中心度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國（0.95）和德國（0.91）。綜上所述，在研究期內(nèi)國內(nèi)學(xué)者在新能源領(lǐng)域研究得到了全世界諸多學(xué)者認(rèn)可，發(fā)文量和被引量均處于全球較高水平，但文獻(xiàn)中心度與美國、德國等發(fā)達(dá)國家仍具有一定差距，表明當(dāng)前國內(nèi)有關(guān)新能源研究正逐步接近世界領(lǐng)先水平，在新能源領(lǐng)域依然存在較大研發(fā)空間。

4.2 貢獻(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析

在貢獻(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析中，主要圍繞關(guān)鍵詞進行分析，Node Types設(shè)置更改為Keyword，以時間結(jié)構(gòu)性視圖呈現(xiàn)研究期內(nèi)文獻(xiàn)研究關(guān)鍵節(jié)點（如圖3所示）。從時序結(jié)構(gòu)性視圖可知，研究期初，有關(guān)新能源領(lǐng)域研究主題較為寬泛，因而關(guān)鍵詞、熱頻詞出現(xiàn)較多;隨著時間推移，新能源研究主題日益細(xì)化，研究問題逐步深入。例如2015年熱點領(lǐng)域為石墨烯，2016年研究焦點已轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)合材料，2017年則聚焦于能源存儲研究，2018年新能源研究視角變?yōu)橛绊懸蛩睾托履茉串a(chǎn)生。

通過表3可知，研究期內(nèi)新能源研究的熱點詞頻次最高的為Energy，而中心度最高的則為Performance，同時該表熱點詞頻詞義較為混亂，既有新能源材料方面熱點詞頻，又有新能源模式方面熱點詞頻，表明當(dāng)前有關(guān)新能源研究主題較為寬泛、籠統(tǒng)，進一步驗證未來新能源領(lǐng)域研究主題已日漸細(xì)化。

4.3 基金分析

通過對CITESPACE軟件Node Types設(shè)置更改為Grant，其他設(shè)置不變，對新能源研究領(lǐng)域文獻(xiàn)支撐基金進行可視化分析，得圖4和表4。從表4可知，國家自然科學(xué)基金支撐的文獻(xiàn)產(chǎn)出被引頻次為13274次，中心度1.34，兩項指標(biāo)均遠(yuǎn)高于位居第二的美國國家科學(xué)基金支撐的文獻(xiàn)產(chǎn)出（被引頻次為2388次，中心度0.77），表明我國對新能源領(lǐng)域研究的基金支撐遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于世界水平，龐大的基金支撐促使我國在新能源研究領(lǐng)域發(fā)展速度迅猛，研究成果豐碩，凸顯了我國發(fā)展新能源的信心與決心。

5 研究結(jié)論

新能源消費作為城市低碳轉(zhuǎn)型的有效路徑之一，備受國內(nèi)外眾多學(xué)者青睞，本文采用情報計量學(xué)典型研究方法——科學(xué)知識圖譜，采用CITESPACE軟件圍繞新能源研究對web of science數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)篩選、處理、清洗及分析，并從合作網(wǎng)絡(luò)、貢獻(xiàn)網(wǎng)絡(luò)及基金三個方面實現(xiàn)可視化結(jié)構(gòu)圖，形成如下研究結(jié)論：

（1）近年來，我國在新能源領(lǐng)域的研究發(fā)展速度迅猛，文獻(xiàn)產(chǎn)出絕對數(shù)量高于世界各國文獻(xiàn)產(chǎn)出數(shù)量，文獻(xiàn)被引頻次亦處于較高水平，但文獻(xiàn)中心度與美國、德國等發(fā)達(dá)國家始終存在較大差距。

（2）通過關(guān)鍵詞頻分析，自2014年開始，新能源研究主題逐漸細(xì)化，研究問題愈加具體，2015年熱點領(lǐng)域為石墨烯，2016年研究焦點為復(fù)合材料，2017年則聚焦于能源存儲研究，2018年新能源研究視角變?yōu)橛绊懸蛩睾托履茉串a(chǎn)生，說明未來有關(guān)新能源領(lǐng)域研究必將進一步深入。

（3）從基金分析可知，我國國家自然科學(xué)基金在新能源領(lǐng)域的投入龐大，遠(yuǎn)高于美國等發(fā)達(dá)國家，并形成了豐碩的研究成果，進一步表明我國新能源研究成果逐步獲得世界認(rèn)可，為全球經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。

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