2007年奥地利科技发展综述,本文主要内容关键词为:奥地利论文,科技发展论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
2007年,为了保障奥地利创新体系的竞争能力,奥地利政府大幅增加R&D经费投入,为实现欧盟提出各成员国到2010年R&D经费占国内生产总值3%的目标,又迈出了坚实的一步。积极实施“尖端科研战略”,重点提升基础领域的尖端研究水平。结合本国在能源环境领域的技术强项,联邦交通创新技术部出台《2050能源研究计划》,确定了未来能源领域的研究重点,有目标地支持纳米科技研发,使纳米科技成为奥地利的强势领域。节能建筑技术在欧洲处于领先地位,并正在兴起代表当前节能建筑发展潮流的被动式供能房的建设热潮。奥地利研究联盟阿瑟纳研究与试验研究中心开发出“行驶车辆数据智能交通控制系统”,并成功用于维也纳市的智能交通管理。
一、R&D经费实现有序增长
为了实现欧盟在巴塞罗那会议上,提出各成员国到2010年R&D经费占国内生产总值3%的目标,2007年,奥地利R&D经费总额从上年的62.4亿欧元提高到68.4亿欧元,占国内生产总值的2.54%,比2006年(2.47%)增长了8.1%。
R&D经费主要来源于三大支柱:即联邦和州政府、企业界、国外资本。2007年,来自联邦政府、州政府等公共财政的R&D经费为25.6亿欧元,比2006年的22.5亿欧元增加了10.5%,约占经费总额的37.4%。R&D经费的最大份额来自企业界,2007年为31.9亿欧元,比上年的28.6亿欧元增加了88%,约占经费总额的46.8%。来自国外的R&D经费为10.6亿欧元,较之2006年的10.5亿欧元增长甚微,占经费总额的15.5%。
2000年以来,联邦政府采取积极的科研资助措施,7年中R&D经费投入增长了66.9%,每年约递增7.6%。从2008-2010年,奥地利政府为3%目标的实现将进一步追加R&D经费额度,预计每年的增长幅度为10%。政府R&D经费的73%用于资助大学和大学外科研机构,14%资助联邦政府部门直属科研机构。企业界把R&D投入看作长期的战略投资,R&D经费呈显著增长趋势,1995年以来增长了130%,平均每年约增长8%。企业界的R&D经费为自有资本,占企业R&D经费的94%强,主要用于企业本身的科研活动。来自公共财政的R&D经费只占3.8%。国外R&D经费主要来自外国企业、在奥地利的国际研发组织和欧盟框架研究计划。虽然国外R&D经费增长率下降,但2000年以来共增长了32.4%,平均每年增长4.1%,这一比例还是高于其它经合组织国家,这主要得益于外资企业的研发工作占有非常大的比重。
由于近几年R&D经费的高速增长,使奥地利处于R&D经费增长最快的发达国家行列。2006年春,欧盟首脑会议再次强调,所有欧盟成员国到2010年必须实现3%的目标,奥地利政府承诺为此而努力。
二、积极实施尖端科研战略
欧盟在里斯本会议上确定战略目标:到2010年使欧盟成为最具竞争力和活力的科研所在地。为此,欧盟决定大力加强欧洲在科学技术尖端领域的经费投入,特别在欧盟第七个研究框架计划内,有目标有重点地在基础研究领域支持具有尖端水平的科研项目,以加强和提高欧盟在全球的竞争能力,与其竞争伙伴—美国平分秋色。为此,要求各成员国担负起应有的责任。正是在这样一个欧盟科技政策背景下,各成员国纷纷出台和实施尖端科研战略。
奥地利政府把实施尖端科研战略视为增强奥地利科学体系国际地位的重要措施。受政府委托,奥地利科学研究委员会于2005年起草制定了《2010尖端科研战略》。其目标是:从总体上提高奥地利的科研质量,拓展具有国际水平的尖端研究领域,以提升奥地利科研体系的吸引力和国际竞争力。为此,科学研究委员会建议各级科研决策机构把实施“尖端科研战略”作为继续发展国家创新体系建设的重要步骤,在各自负责的领域内制定出具体的实施计划和措施,为目标的实现创造框架条件。作为实施尖端科研战略实施的第一步,奥地利政府已经采取了以下重大举措:
1.奥联邦政府2006年通过立法,建立“奥地利科学技术研究所”。该所将于2008年建成运行,是一个集科研、教学于一体的科研机构,其目标是培养杰出的青年科学家,重点培养博士后研究生从事最高水平的基础研究,提高国家在各个领域的创新能力。初期10个研究小组,每个小组拥有5个科研人员。10年后,将扩大到25~30个研究小组,每个小组除组长外,还包括2~3名博士后科研人员和10名在读博士后研究生,全所将发展到拥有科研人员约300人,其规模相当于两个大的德国马普研究所。
2.由奥地利联邦交通创新技术部、经济劳动部和奥地利研究促进会牵头,创建尖端技术能力中心,其目标是推动由科技界和经济界共同确定的高水平研究项目,加强科技界与经济界的合作研究能力以及科研成果的转化和应用。
3.受奥地利联邦科研部的委托,奥地利科学研究基金会制定了一系列以大学和大学外科研机构在基础领域的尖端研究为重点的资助计划,目标是形成有竞争能力的重点研究领域,提高奥地利基础研究在国际上的显示度。
三、奥地利政府出台《2050能源研究计划》
面对全球迅速增长的能源需求和日益严重的气候问题以及能源安全所面临的重大危机,使奥地利政府明确预感到,国家未来的能源结构和能源供应系统将发生根本性的变化。为此,联邦交通创新技术部在两年前以《2050年的能源》为题,组织数百名专家开展了能源发展战略规划的预研工作。这项涉及《2050能源研究计划》的“战略研究过程”,通过对能源发展的预测,结合本国在能源环境领域的技术强项,围绕国家未来将建立一个什么样的能源供应系统,如何抓住国民经济发展未来可能出现的机遇和怎样才能长期保持奥地利能源技术在世界市场的先发优势,提出了未来发展值得关注的6个重点研究领域。
1.能源系统和网络:为实现电的无损耗或低损耗存储,并通过对各种能源基础设施的系统集成和对与其组合部分的创新改造,实现系统和网络的整体化和能效利用的合理化,提出了3个研究重点:一是系统集成。研究能将包括可再生能源和能量存储设备等不同载体的能源集成且能避免负荷峰值的能源系统和网络;二是分散型能源生产与区域网。重点开发适用于分散型能源生产管理、不同能源载体网络的智能系统、地区冷/热能供应系统和能源储存设备的关键技术,研究信息化管理系统和分散型能源生产有效进入市场的基本条件等;三是方法创新。研究网络的改建和扩建以及网络集成的最佳方案,其中核心内容是决定采用何种技术。
2.先进生物源燃料生产:结合本国的使用需要和面对国际竞争态势,开发经济型生物源燃料设备,并推向国际市场。为此,确定该领域的研究重点是:将生物炼油热效能纳入热、电、气网;将生物源垃圾作为原材料,开发生化产品,比如:润滑油、冷却或润滑剂、染料、溶剂、生物聚合物等;开发用沼气的暖气设备和以先进生物源燃料为能源的家用设备。
3.工业领域中的能源:由于奥地利工业企业的耗能量占全国能源使用总量的1/3,节能减排任务十分艰巨。因此,确定的研究重点有:
(1)紧密结合材料的充分利用,包括循环利用和梯级利用的可能性,开发节能生产新技术。
(2)研究多种技术综合解决企业节约能耗的系统方法。
(3)结合大型企业电/热网控制、存储、权益和经济性、投资和运行模式等问题,研究用于热/动力、热/冷/动力、ORC等能源转换过程中技术。
(4)结合热/电联产技术、自动化技术和存储技术的运用,开发太阳能、生物质、生物源燃料、风能等可再生能源利用新设备。
(5)研究利用有机废弃物生产生物源燃料和供暖用材料。
(6)设计具有能源和物流集成管理功能的新型工业园。
(7)开发使用可回收利用或以生物类材料为组件的可循环利用、易修理、使用安全、不对社会产生负担的新产品。
4.建筑物中的能源:奥地利在被动式能源利用恒温房的研究、技术开发和建设方面都有可能成为世界第一,这是奥地利政府推行“未来住房计划”以来形成的一个强项,目前,有关的研究开发工作已经步入了世界先进水平。该研究领域设定的目标是:通过技术开发和新技术利用,到2030年,实现一半以上的家用供暖和制冷设备使用太阳能,50%供热系统使用太阳能;到2050年,所有建筑将不排放温室气体。研究重点包括:
(1)根据被动式能源利用恒温房的标准,研究大型建筑物大面积改造的相关技术,包括利用自然能的空调系统和新型外饰材料、保温墙体和屋内装修材料以及通过标准化实现降低成本的方案。
(2)重点结合新建办公楼、居民住宅小区建设,开发新型建筑材料,包括具有保温功能的新型建筑材料、可工业成批生产的节能型建房用预制构件和主动利用自然能的空调系统。
(3)在现有低能耗住房、主动利用自然能建筑和被动式恒温房的基础上,研究设计下一代“零能耗”新型建筑,实现建筑物所需能源基本或者完全自给。
5.能源与最终消费者:能源的供应和使用将必然地朝经济和生态的方面发展。这里涉及的对象当然是最终消费者,人们期待着有大量的新节能产品问世。这方面的研究重点有:
(1)开发高能效利用产品和系统,包括:照明用品和系统、电器产品、动力设备、电压转换器件和智能控制系统等。
(2)研究地域性电力生产自给方案,通过最终消费者对热能和太阳能的利用,将能源最终消费者变为能源的生产者。
(3)开发集供热、制冷、干燥和调节空气等功能为一体的家用新设备。
(4)研究产品利用者向产品生产者提供能源的可能性。
(5)研究最终消费者未来生活方式与能源需求的关系,设计能源供应的最佳技术方案。
(6)研究新开发产品的国家和国际标准。
6.先进燃烧与转化技术:要减少二氧化碳的排放量,就必须开发出新的转换技术或实现对现有能源转换过程的最佳化,找到新的能源载体和改造现有矿物能源设备。该领域的研究重点有:热电力过程、热/冷泵、太阳能设备、光伏设备、燃料电池、风能设备、地热设备、能源存储设备、氢利用、水电设备、生物质燃烧最佳化、低二氧化碳排放火力发电站及其效率的提高等。
四、纳米科学和技术成为奥地利的强势领域
为了有目标地支持奥地利的纳米科学和技术研究,奥地利科学发展委员会于2002年提出了关于制定“奥地利纳米技术研究资助计划”的建议,并于2004年正式颁布实施。其目标是:加强奥地利科学界与经济界在纳米技术领域的合作研究和国际竞争能力;加强科研成果的转化,服务于经济和社会;教育和培训合格的专业技术人员;对纳米材料对人类健康和环境可能产生的危害进行跟踪研究。整个计划由奥地利联邦交通创新技术部、科学研究部和经济劳动部组织实施,由奥地利研究促进会、科学基金会和奥地利经济促进银行三大资助机构和各联邦州负责科研资助的部门提供资助。资助重点包括“研究和技术开发联合项目”、“纳米网络建设”、“教育和培训”、“配套措施”等4个方面。截至2006年底,共投入研发经费3187万欧元,其中“研究和技术开发联合项目”投入2650万欧元,占83%;“纳米网络建设”310万欧元,占10%;“教育和培训”152万欧元,占5%;“配套措施”75万欧元,占2%。
1.研究和技术开发联合项目:必须由多个科研机构和企业参加,内容涉及基础研究、工业研究和技术开发。当前的研究重点包括:纳米结构表面与界面,纳米结构材料的药物靶向治疗、释放和影像,用于多功能表面设计的纳米结构涂层的开发,有机集成传感器和光电子技术,聚合物纳米复合材料的性能优化,光催化纳米涂层,用于光学纳米结构的先进技术——光处理技术等。
2.教育和培训措施:奥地利在纳米科学基础研究方面的还较为薄弱,教育和培训措施旨在通过纳米科技术研发人员的培养,加强和保持奥地利在纳米领域的研发能力。主要措施包括:加强高等学校纳米专业师资队伍建设,培养顶尖教师人才;开展以应用为导向的纳米科技职业教学和培训;增设大学纳米专业新课程,开展校际间纳米教学设施共享;加强大学在纳米领域内人员(博士生、博士后研究生和教师)的国际交流和知识交换;为职业学校编纂纳米专业教材,增添教学设施;加强相关企业员工纳米科技知识的教育与培训。
3.纳米科研网络建设:由奥地利经济促进银行提供资助,其任务和目标是:为奥地利的大学、大学外研究机构、相关企业、联合会、资助机构和其他战略伙伴建立一个跨地区的纳米科技研究网络平台,促进科学界和企业界在纳米研发领域内的交流与协作;建立、维护和更新网络成员数据库,建立对网络内部和外部的信息交流平台;举办纳米科技论坛和专业研讨会,推广科研成果的转化;积极展示奥地利在纳米领域的科研活动,提高其在国际上的显示度;建立与国外纳米网络和国际机构的合作关系,促进奥地利科研人员参与纳米领域内的国际项目等。
4.配套研究措施:纳米技术覆盖了电子学、表面纳米涂层、医学等不同领域,某些产品(如:化妆品、清洁剂)已进入终端消费。实验表明:纳米颗粒可能对健康和环境产生危害。因此,配套措施旨在对纳米技术对人类健康和环境可能产生的危害进行跟踪研究,具体措施包括:系统收集和利用国际上对纳米结构材料风险方面的研究成果;对奥地利生产和进口的纳米结构材料的应用和消费市场、生产国、运输、仓储和加工方法进行评估;加强纳米材料风险研究的资助,科研项目经费的5%必须用于纳米毒理学、纳米生态毒理学的研究和风险管理;参与国家间合作资助的国际纳米风险研究项目;建立专门的风险评估和管理机构等。
五、正在兴起被动式供能房建设热潮
目前,奥地利的节能建筑技术在欧洲处于领先地位,并正在兴起代表当前节能建筑发展潮流的被动式供能房的建设热潮。所谓被动式供能房,是指结构上采用密封,材料上选用保温建筑构件,配置上不需要暖气和空调,四季均能保持人体舒适温度的低能耗建筑。目前,全欧已建6000余幢被动式供能房屋,其中,1600余幢在奥地利,约1万人居住。到2010年,奥地利1/4的新建筑将按照被动式供能房屋标准建造,到2020年,将按被动式供能房标准完成旧房改造。
1.特点:目前,居家生活所需能耗约占能耗总量的30%,其中,80%用于供暖。而被动式供能房的主要特点是充分利用自然能为房屋提供热能,从而,少用或者不用矿物能源。
2.节能效果:其节能效果主要通过屋顶及墙体的热保护层、保温门窗等被动式保温构件、具有热能回收功能的通风设备(可从排出废气中回收90%的热)和室内热源和太阳能的被动式利用以及采用地温对输入室内新鲜空气的被动式预热或预冷来实现的。其所需矿物能耗是旧房屋的1/10,是传统建筑风格新房屋的1/5。
3.功能:其基本功能包括:
(1)保暖功能:其四面墙体、屋顶、天花板30~40厘米厚的保温层以及3层热绝缘玻璃窗户不仅抵御室外寒气的入侵,同时,也有效防止室内热能向外渗透,从而使供暖所需能耗减少到最低限度。
(2)自然能利用功能:冬季通过太阳能、地热和室内热源(电器设备散发的热能)的被动利用即可维持舒适的温度,夏季通过地温保持室内恒温,不需要使用空调。
(3)自动通风功能:具有热回收功能的自控通风装置向室内提供充足的新鲜空气,即使较长时间无人居住,也不必打开窗户。
(4)热回收功能:通风系统的热回收装置—管道逆流式热交换器通过热交换可将排出废气中90%的热能回收,用来加温输入的新鲜空气。
(5)温度自动调节功能:通风装置的平面式热交换器将地热从地表输送到屋顶,用来对输入的新鲜空气进行预热,而在夏季,则利用地表下较低的温度对输入的新鲜空气进行预冷。
4.主要优点:与传统住房相比,被动式供能建筑的主要优点包括:
(1)舒适:四季保持22℃室温和30%~40%的宜人湿度、最佳的采光方位、良好的密封和隔音性能。
(2)良好的空气质量:自控通风装置可随时提供经过滤的洁净新鲜空气,及时排放有害废气,其过滤装置降低了灰尘、花粉,蚊蝇等昆虫侵入的风险。
(3)健康与环保:采用符合生态建筑标准要求的低放射环保建筑材料,在房屋建造和使用过程中,不利于健康和环保的有害物质的排放减少到最低限度。
(4)长期的经济性:随着能源价格的不断上涨,所节省能耗的经济效益不断显现;按严格的标准和预制构件进行设计和建造,结构实用简便,维护成本低廉;减少了对矿物能的依赖,提高了房产的价值。
目前,在奥地利兴起的节能房建设热潮,表明节能技术已经深入到奥百姓的居家生活,特别是以供暖节能为目标的被动式供能房技术的广泛应用,将因其比传统房屋节约80%的能耗,而为奥政府节能减排目标的实现做出贡献,并使人们步入节能、环保、舒适并举的居家生活时代。
六、成功开发出“行驶车辆数据智能交通控制系统”
奥地利研究联盟阿瑟纳研究与试验研究中心研发的“行驶车辆数据智能交通控制系统”,已成功用于维也纳的实时交通管理。该系统以欧洲全球导航卫星系统和伽利略卫星技术为依托,采用卫星定位的方法,以GPRS方式进行数据传输,通过周期性地获取行驶车辆的方位信息,经数据中心用行程算法对车辆方位数据进行处理后,可实时生成维也纳城区交通状况图。系统以15秒到2分为时间间隔,测定某些参与交通车辆的两点方位,然后根据这两个方位的距离,计算出这些车的行进路线和行车速度,最后根据这些求证数据对各区域的交通作出“畅通”、“拥挤”或“堵车”判断。系统中的主要创新部分是交通数据采集方法和成图实时、准确。
1.系统的主要优势
(1)节约成本:通常形成交通状况图都需要很高的基础设施投入,比如:安装传感器、架设桅杆、连接线路和通讯联网等,这在一个市区面积为25x25平方公里、市区道路总长约为250公里的大城市中是一笔巨大投资,而该系统只需要通过GPS接收器或车载无线通讯设备获得500辆车的方位信息,就能生成覆盖200公里~300公里路段的实时交通状况图。
(2)技术易于推广:该系统以维也纳市31300出租车队的800辆出租车为“移动传感器”,这些车在运行中会用自身装载无线通讯装置,向数据处理中心发本车的行车方位数据,也就是说,只要有出租车无线调度中心的城市,才可以很方便地将此系统技术集成进去。
(3)能及时地反映出街道改变和新设建筑工地的情况:因为成本问题,小街和非主干道上一般都不安装传感器,由此生成的交通信息图就有空白点,反映城市道路和路面状况就不可能做到精确,而该系统采用的是以出租车载体的“移动传感器”,可将所到之处的有关情况尽收眼底,因而能够及时、准确地捕捉到有关交通的各种动态信息。
2.系统的主要功能
(1)准确及时地提供城市交通状况信息:该系统每15分钟可自动生成一幅维也纳市区交通状况图,并通过广播、电视和网络提供全方位的服务,旅游团队出入维也纳和市民出行均可方便地了解到各街道的实时交通状况。
(2)提供优质的出租车调度服务:得益于系统的运用和出租车车载GPS/GPRS装置,维也纳提供全天候的出租车呼叫服务,无论何时何地,只要一个电话,出租车一般5分钟之内就会抵达顾客的要车地。
(3)提供行车最佳畅通路线信息服务:可特别为城市举办大型活动的交通疏导、重大外事活动车队的顺利通行和参与应急事件处理车辆的无障碍快速行进提供特殊服务。
(4)可为交通事故责任判定提供依据。系统收到的交通数据可作为分析交通事故成因和判断事故责任的辅佐材料,有利于司法公正。
(5)可多途径、多功能地提供多种交通状况分析数据:系统不仅可绘制周、月、季度和年交通状况汇总图,还可生成各种天气状况下交通状况图,并可根据需要对有关数据进行分析,这些都是城市交管部门统筹交通规划必不可缺的第一手资料和科学制定交通管理措施的重要依据。
七、结束语
综上所述,2007年奥地利的科技发展具有以下特点:
1.为增加科研后劲,不断加大科研投入:奥地利政府逐年追加R&D经费投入,预计2008年增加1亿欧元、2009年5亿欧元、2010年4亿欧元,平均每年增加10%,体现了奥地利政府为实现3%目标决心。同时,企业界R&D投入的比重不断加大,2007年占经费总额的46.8%,不仅为奥地利R&D经费增长目标的实现做出了积极贡献,而且表明:企业的科研创新能力不断增强,在奥地利的创新体系中发挥着日益重要的作用。
2.重视战略规划,力图保持尖端水平:以欧盟支持基础领域具有尖端水平科学研究的战略为背景,奥地利联邦政府实施“尖端科研战略”,这体现了奥地利政府为实现欧盟战略目标承担应有的责任,同时,也体现了其为提升本国的尖端科研水平、创新能力和国际竞争能力,与欧盟高水平国家保持一致,在欧盟扮演更重要角色的决心和信心。奥地利政府投巨资进行纳米技术的研究开发,是因其视纳米科技为21世纪有着巨大市场潜力和商机的关键领域。因此,政府重点资助科技界和企业界共同参加的联合研究开发项目,目的就在于通过联合研发,加强研究成果的转化和商业开发,在国际竞争中占领市场的制高点。
3.未雨绸缪,提前对能源发展作出规划:从奥地利政府《2050能源研究计划》确定的6个研究重点,可以看出:奥地利对未来能源技术发展的规划思路。在到2050年的未来几十年中,奥地利将要建立的是一个集矿物和生物能利用为一体的能源供应系统,希望解决的是此系统建立的各种技术问题,重点开发的是可再生能源的途径和技术,将要带出一个全新的能源利用体系,不仅实现经济和社会的可持续发展,而且把奥地利的能源技术发展引入世界领先的更新标度。
4.独树一帜,节能建筑引领未来:被动式供能房为核心的建筑技术引导了现代节能建筑的发展潮流,并正在引发建筑领域的革命,主要表现在3个方面:
(1)建筑技术从解决人们的居住需求朝着节约能源、保护环境、优化生态环境相结合的方向转变。
(2)现代住房建筑从应用传统钢筋混凝土为主体的不可再生材料朝着应用可再生材料以及生态建筑材料为主体的方向转变。
(3)未来住房将从目前解决供暖节能为主的低能耗房屋(保温性能良好,只需要低温供暖系统)和被动式供能房(不需要传统供暖设备)朝着零能耗房(供暖供电全部利用可再生能源,彻底放弃对矿物能的依赖)和产能房(除满足自身需求外提供多余能源)的方向转变。