近20 年新能源研究的發(fā)展回顧

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(yáng)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(gè)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(kāi)始顯現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的整體擴(kuò)張?jiān)斐闪俗匀簧鷳B(tài)的退化和損失，減少了社會(huì)福利，開(kāi)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(guó)家的崛起又增加了對(duì)能源的需求，面對(duì)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(lái)說(shuō)來(lái)說(shuō)，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(dòng)全社會(huì)技術(shù)—經(jīng)濟(jì)范式的轉(zhuǎn)換，成為未來(lái)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)［3］。

我國(guó)近年不斷通過(guò)政策鼓勵(lì)新能源的發(fā)展：“四個(gè)革命一個(gè)合作”提出大力開(kāi)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(dòng)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(shū)記在兩會(huì)報(bào)告上仍然強(qiáng)調(diào)優(yōu)化能源和培育新能源汽車，足見(jiàn)我國(guó)對(duì)新能源的重視。世界各國(guó)對(duì)新能源同樣給予厚望：美國(guó)政府推動(dòng)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(kāi)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(shū)，之后的《歐盟戰(zhàn)略能源技術(shù)計(jì)劃》、“2020 戰(zhàn)略”均指出推動(dòng)“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(chǎng)對(duì)傳統(tǒng)化石能源產(chǎn)業(yè)的過(guò)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(gè)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(cuò)綜復(fù)雜的國(guó)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(shí)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(guó)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(guò)世界相互學(xué)習(xí)、知識(shí)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(guó)競(jìng)爭(zhēng)的目標(biāo)和戰(zhàn)略遏制對(duì)手的手段，由于地緣政治等許多復(fù)雜因素，國(guó)家之間資源爭(zhēng)奪難以避免［5］,國(guó)際能源版圖上地位高的國(guó)家能夠通過(guò)價(jià)格干預(yù)機(jī)制影響其他國(guó)家的經(jīng)濟(jì)、政治。越來(lái)越多的國(guó)家意識(shí)到,只有建立起有利于自己的能源體系,才能確保本國(guó)能源安全,在這個(gè)層面上，新能源的出現(xiàn)蘊(yùn)含著新一輪科技相關(guān)的國(guó)際規(guī)則以及市場(chǎng)等多方位的競(jìng)爭(zhēng)［6］，各國(guó)可以憑借自身的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)優(yōu)勢(shì),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(gè)怎樣的地步？新能源的世界研究格局是如何變化的呢？我國(guó)又在新能源領(lǐng)域的研究中處于一個(gè)什么樣的位置、當(dāng)下與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)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(duì)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(wèn)題，本文通過(guò)文獻(xiàn)計(jì)量的方法對(duì)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(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)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(shí)間跨度為1999—2018 年，檢索時(shí)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(duì)新能源領(lǐng)域進(jìn)行文獻(xiàn)計(jì)量的研究。所謂文獻(xiàn)計(jì)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(jì)等工具對(duì)文獻(xiàn)集合進(jìn)行分析,并通過(guò)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(shí)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(jì)新能源發(fā)文量的時(shí)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?jī)H在60 左右波動(dòng)，到了2004—2008 年，這一數(shù)值平緩增加，從09 年開(kāi)始，產(chǎn)文量呈現(xiàn)逐年上升、愈演愈熱的趨勢(shì)。直到近5 年，產(chǎn)量急劇驟增，文章數(shù)量甚至超過(guò)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(gè)新高潮。

2.2 關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的演變

結(jié)合時(shí)間分布的規(guī)律，本文將20 年按每5 年分為一個(gè)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(gè)階段。

共詞分析法能夠幫助描述文獻(xiàn)的研究?jī)?nèi)容和研究主題，它是通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)主題詞的提取，兩兩統(tǒng)計(jì)它們?cè)谕黄墨I(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(cè)算方法來(lái)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(jì)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(shuō)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(dòng)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(gè)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(gè)子群，但每個(gè)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(dòng)力）”、“spectroscopy（光譜學(xué)）”，節(jié)點(diǎn)度分別為45 和35，它們同時(shí)也作為3 個(gè)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(wú)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(gè)小子群并列，而是出現(xiàn)一個(gè)以“model”為核心節(jié)點(diǎn)的大子群和幾個(gè)零星的小子群。“model”的節(jié)點(diǎn)度為147，遠(yuǎn)超過(guò)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(lái)。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(gè)較大且大小相似的子群，兩個(gè)大子群均以雙中心節(jié)點(diǎn)各自組成群落。其中一個(gè)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(shí)它們也是這一階段節(jié)點(diǎn)度最大的兩個(gè)關(guān)鍵詞；另一個(gè)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(zhǎng)，研究熱點(diǎn)之間關(guān)聯(lián)性變強(qiáng)，這是新能源發(fā)展勢(shì)頭變得強(qiáng)勁的一個(gè)趨勢(shì)。

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(gè)大子群和一個(gè)小子群形成3 個(gè)明顯的聚類。“performance（性能）”與“model”既是節(jié)點(diǎn)度最大的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)度分別為670 和560），也是兩個(gè)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(gè)成員。另外，所有關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)度均超過(guò)100，達(dá)到了20 年來(lái)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(kāi)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(yíng)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(gè)或數(shù)個(gè)較窄的技術(shù)領(lǐng)域展開(kāi)，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?cè)谶@一時(shí)期的重大發(fā)現(xiàn)如:新的能量分解法——對(duì)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(duì)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(shì)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(gè)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(shí)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(dòng)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(shí)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(kāi)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(duì)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(shí)期，新能源的確活躍在全球的舞臺(tái)，氣候變化受到社會(huì)空前的關(guān)注，而歐盟和美國(guó)作為當(dāng)時(shí)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(lái)說(shuō)，新出現(xiàn)的關(guān)鍵詞并不多，且除了“China（中國(guó)）”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(wú)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(kāi)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(gè)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(jí)）”5 個(gè)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(lái)說(shuō)，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(gè)，分別是“algorithm（算法）”“model（模型）”“dynamics（動(dòng)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(shí)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(dòng)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(mén)別類，形成研究方向明顯的3 個(gè)群體。

社會(huì)-技術(shù)范式是一系列異質(zhì)性要素附著在不同的社會(huì)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(huì)-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(zhǎng)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(zhǎng)階段，2014—2018 年視作高速發(fā)展階段。

3 變動(dòng)的世界研究格局

3.1 研究成果的突破——各國(guó)的論文產(chǎn)量格局

本文在前述4 個(gè)階段的基礎(chǔ)上，依據(jù)第一作者所在地統(tǒng)計(jì)每個(gè)階段各國(guó)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(guó)家是美國(guó)，其次是日本、德國(guó)，英國(guó)、加拿大緊隨其后，而中國(guó)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(guó)和日本，中國(guó)躍居世界第三，德國(guó)、法國(guó)、意大利和英國(guó)位居前列。第三階段，中國(guó)成為世界上產(chǎn)出文章最多的國(guó)家，余下國(guó)家格局較為穩(wěn)定。第四階段，中國(guó)的新能源研究爆炸式增長(zhǎng)，占據(jù)了全世界文章總產(chǎn)量的39%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)第二位的美國(guó)，中國(guó)在近5 年的迅猛發(fā)展不足為奇，一方面，我國(guó)近5 年對(duì)新能源的重視空前絕后，例如2016 年我國(guó)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(guó)針對(duì)新能源汽車的補(bǔ)貼和獎(jiǎng)勵(lì)就達(dá)223.7 億元［11］，另一方面，特朗普的“美國(guó)優(yōu)先能源計(jì)劃”對(duì)美國(guó)新能源的發(fā)展有所沖擊。此外，伴隨著亞洲國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家的崛起，韓國(guó)、印度的產(chǎn)文量同樣在這一階段的世界舞臺(tái)上大放異彩。

圖3 各階段的各國(guó)發(fā)文量

3.2 國(guó)際地位的洗牌——國(guó)際間的合作格局

國(guó)際學(xué)術(shù)合作能夠有效實(shí)現(xiàn)各國(guó)知識(shí)共享、知識(shí)傳遞及知識(shí)溢出，從而促進(jìn)基礎(chǔ)研究及科研創(chuàng)新，國(guó)家合作網(wǎng)絡(luò)能夠說(shuō)明某一領(lǐng)域科技全球化的程度，顯示出國(guó)際地位的變化［12］。選取世界上新能源國(guó)際合作最多的20 個(gè)國(guó)家（地區(qū)）繪制國(guó)家（包含港澳臺(tái)）合作網(wǎng)絡(luò)如圖4 所示，圖中的節(jié)點(diǎn)表示各個(gè)國(guó)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(guó)際地位越高。

國(guó)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(shì)，在這個(gè)過(guò)程中，世界的研究合作格局悄然發(fā)生變化，第一階段，美國(guó)、日本等老牌發(fā)達(dá)國(guó)家占據(jù)著國(guó)際上新能源研究的首要位置，而發(fā)展中國(guó)家國(guó)際合作極少。第二階段，美國(guó)與日本仍然是合作最多的國(guó)家，中國(guó)開(kāi)始嶄露頭角。第三階段，中國(guó)一舉超越美國(guó)，成為世界上國(guó)家合作最多的國(guó)家，德國(guó)、英國(guó)、日本和法國(guó)等其他發(fā)達(dá)國(guó)家緊隨其后。第四階段，中國(guó)不僅繼續(xù)保持了國(guó)際合作的高熱度，而且已經(jīng)迅速與美國(guó)拉開(kāi)差距，充當(dāng)著國(guó)際上新能源研究“領(lǐng)頭雁”的角色。

圖4 各階段的國(guó)家（地區(qū)）合作網(wǎng)絡(luò)

20 年間，中國(guó)無(wú)疑是最耀眼的國(guó)家，無(wú)論文章總產(chǎn)量或者國(guó)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(shuō)，正是由于中國(guó)在新能源研究上的加入，才推動(dòng)了新能源的高速發(fā)展，美、日、英、德、法等發(fā)達(dá)國(guó)家則始終在產(chǎn)文量和國(guó)際合作上位于世界前列，屬于老牌新能源強(qiáng)國(guó)。余下的國(guó)家中，韓國(guó)與印度稱得上是新能源研究的新星，盡管國(guó)際地位不高，但發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，它們是值得后期關(guān)注的。

4 中國(guó)已經(jīng)獨(dú)占鰲頭？

4.1 強(qiáng)勁的對(duì)手

前文發(fā)現(xiàn)，中國(guó)在風(fēng)云變幻的世界格局下，從默默無(wú)聞變?yōu)橐圾Q驚人，然而，“量”的“稱霸”，真的代表著中國(guó)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(shí)期，研究本身并不完善，未來(lái)的變局仍然較大；另一方面，中國(guó)在新能源上的探索不過(guò)近15 年，歷史基礎(chǔ)相對(duì)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(guó)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(duì)應(yīng)的國(guó)家（地區(qū)）時(shí)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(guó)的發(fā)文總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)美國(guó)，但美國(guó)的被引文量反而略高于中國(guó)，在最具有學(xué)術(shù)影響力的20 篇文章中，美國(guó)更是以11 篇文章占據(jù)著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，中國(guó)僅有4 篇屈居第二且被引次數(shù)也較低。這些作者中，美國(guó)作家VOGEL JP 在Nature 上關(guān)于基因測(cè)序的文章獲得了最高的引用，他的發(fā)現(xiàn)對(duì)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(duì)膜污染問(wèn)題的解決更是被譽(yù)為“2012 最偉大發(fā)現(xiàn)之一”。可見(jiàn)美國(guó)的學(xué)術(shù)質(zhì)量和學(xué)術(shù)影響力不可小覷，而中國(guó)暴露出有著發(fā)文量大，但“質(zhì)”略遜一籌的問(wèn)題。

圖5 各國(guó)文章被引次數(shù)概況

圖6 高影響力文章的作者時(shí)間畫(huà)布

綜合前述各個(gè)指標(biāo)來(lái)說(shuō)，美國(guó)是中國(guó)最強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，其他的國(guó)家無(wú)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(guó)。

中美引領(lǐng)全球新能源的研究意味著未來(lái)中美兩國(guó)很可能會(huì)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(chǎng)面，中國(guó)需要明辨自身研究?jī)?yōu)劣，取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而與美國(guó)展開(kāi)有效競(jìng)爭(zhēng)。

4.2 中美研究異同的初探

統(tǒng)計(jì)中美兩國(guó)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(guó)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(jì)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(guó)更重視數(shù)學(xué)和熱力學(xué)，而美國(guó)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(jì)2014—2018 中國(guó)和美國(guó)共現(xiàn)最多的20 個(gè)關(guān)鍵詞，進(jìn)行中國(guó)與美國(guó)當(dāng)下具體的研究熱點(diǎn)分析，關(guān)鍵詞與相對(duì)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(shí)出。

中美兩國(guó)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(guó)重視的主題為“performance”“model”和“system”，美國(guó)最重視的主題為“model”，此外，“consumption”“nanoparticles”“behavior（狀態(tài)）”“design（設(shè)計(jì)）”也均受到較高的重視。

中國(guó)獨(dú)有的研究熱點(diǎn)中，除了共現(xiàn)最多的“China”外，由于我國(guó)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(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，“hybrid（混合動(dòng)力）”、“electric vehicle（電動(dòng)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］。“grapheme（石墨烯）”顯示了我國(guó)對(duì)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(guó)當(dāng)下新能源技術(shù)至關(guān)重要的探索。

美國(guó)獨(dú)有的研究熱點(diǎn)中，擁有“simulation（仿真）”“well-posedness（適應(yīng)性）”“energy-storage（儲(chǔ)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(duì)于中國(guó)頗為關(guān)注的新能源汽車、石墨烯等，美國(guó)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(guó)主要研究熱點(diǎn)比較

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)文獻(xiàn)計(jì)量的方法，從學(xué)者們的研究角度，回顧了近20 年來(lái)新能源研究的發(fā)展以及世界研究格局的變動(dòng)，并在研究過(guò)程中注意到中國(guó)在新能源領(lǐng)域勢(shì)如破竹的發(fā)展，儼然與美兩國(guó)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(huì)-技術(shù)范式發(fā)展軌跡，當(dāng)下正處于高速發(fā)展時(shí)期。一方面新能源的研究愈演愈熱，且該趨勢(shì)在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間可能還將延續(xù)，另一方面，新能源的研究無(wú)論是深度或領(lǐng)域都不斷推進(jìn)，從最開(kāi)始單一聚焦“硬”學(xué)科，到緊跟時(shí)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(gè)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(shì)越來(lái)越明顯，中國(guó)成為最為亮眼的國(guó)家。研究顯示，全球都在積極探索未來(lái)能源轉(zhuǎn)型發(fā)展路線，各個(gè)國(guó)家紛紛展開(kāi)學(xué)術(shù)合作，在21 世紀(jì)開(kāi)元，以美國(guó)、日本為首的老牌資本主義發(fā)達(dá)國(guó)家占據(jù)著新能源領(lǐng)域的絕對(duì)話語(yǔ)權(quán)，直到近10 年，中國(guó)持續(xù)保持高熱度和高產(chǎn)出，使得中國(guó)一躍成為世界上產(chǎn)出最多、合作最多和有著相當(dāng)國(guó)際影響力的國(guó)家，形成了當(dāng)下以中國(guó)和美國(guó)為首，各國(guó)林立的世界格局。

（3）美國(guó)是當(dāng)下新能源學(xué)術(shù)影響力最高的國(guó)家，也是未來(lái)中國(guó)最大的競(jìng)爭(zhēng)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(guó)更重視石墨烯等新技術(shù)和新能源汽車上的建樹(shù)，對(duì)“軟”學(xué)科涉足較淺，而美國(guó)對(duì)諸如薄膜電池等技術(shù)，經(jīng)濟(jì)、管理和政治等社會(huì)科學(xué)同樣較為重視。

對(duì)比計(jì)量結(jié)果，本文提出以下3 點(diǎn)建議:1）中國(guó)的學(xué)術(shù)影響力與高熱的論文產(chǎn)量尚不能匹配，未來(lái)應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)培養(yǎng)一批在國(guó)際有相當(dāng)學(xué)術(shù)地位的學(xué)者來(lái)引領(lǐng)中國(guó)的發(fā)展、掌舵新能源的研究。2）相對(duì)美國(guó)持續(xù)、專一的對(duì)新能源開(kāi)展研究，中國(guó)實(shí)際起步較晚，技術(shù)方面并未有實(shí)質(zhì)性突破，國(guó)家需要加大相關(guān)技術(shù)的投入，尤其爭(zhēng)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(zhǎng)足發(fā)展，必須發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制作用，社科的研究對(duì)市場(chǎng)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(huì)科學(xué)的轉(zhuǎn)型，中國(guó)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。