中国科学院2050年科技发展规划路线图
近几年，特别是国际金融危机暴发以来，世界主要国家都提出了依靠科技创新促进经济社会发展的战略报告。为前瞻思考世界科技发展大趋势、现代化建设和科学发展对科技创新提出的新要求，2007年夏季，中国科学院组织300多位高水平专家，开始了面向2050年科技发展路线图研究。
面向2050年科技发展路线图研究涉及到能源、水资源、矿产资源、海洋、油气资源、人口健康、农业、生态与环境、生物质资源、区域发展、空间、信息、先进制造、先进材料、纳米、大科学装置、重大交叉前沿、国家与公共安全等18个重要领域。
专家们研究认为，从当今世界科技发展的态势看，奠定现代科技基础的重大科学发现基本发生在20世纪上半叶，“科学的沉寂”至今已达六十余年，科技知识体系积累的内在矛盾已经凸现，在物质能量的调控与转换、量子信息调控与传输、生命基因的遗传变异进化与人工合成、脑与认知、地球系统的演化等科学领域，在能源、资源、信息、先进材料、现代农业、人口健康等关系现代化进程的战略领域，一些重要的科学问题和关键技术发生革命性突破的先兆已经显现。
以科技创新为支撑的八大战略体系
在我国现代化进程中，既面临着可能发生新科技革命的历史机遇，又面临着能源资源、生态环境、人口健康、空天海洋、传统与非传统安全等严峻挑战。
为此，专家们在这份路线图中提出了“以科技创新为支撑的八大经济社会基础和战略体系”的整体构想。一是构建我国可持续能源与资源体系，大力发展新能源、可再生能源与新型替代资源；二是构建我国先进材料与智能绿色制造体系，加速材料与制造技术绿色化、智能化、可再生循环的进程；三是构建我国无所不在的信息网络体系，发展提升智能宽带无线网络、网络超级计算、先进传感与显示和先进可靠软件技术，走出一条普惠、可靠、低成本的信息化道路；四是构建我国生态高值农业和生物产业体系；五是构建满足我国十几亿人口需要的普惠健康保障体系，推动医学模式由疾病治疗为主向预测、预防为主转变；六是构建支撑我国人与自然和谐相处的生态与环境保育发展体系；七是构建我国空天海洋能力新拓展体系，大幅提高我国海洋探测和应用研究能力，海洋资源开发利用能力，空间科学与技术探测能力，对地观测和综合信息应用能力；八是构建我国国家与公共安全体系，发展传统与非传统安全防范技术，提高监测、预警和应急反应能力。
空间科技
中国至2050年空间科技领域的发展愿景为：
以国家需求和科学技术关键问题为牵引，全面加强空间科学、空间技术、空间应用在国家发展中的重要地位，到2050年，使其在国家战略发展中承担和发挥应有的和突出的重要作用，为国家面临的重大问题提供大量的、有效的和不可替代的解决方案。
至2050年空间科技领域的发展战略目标如下：
战略目标1（空间科学发展战略目标）：开展针对重大科学问题的前沿探索与研究，在黑洞、暗物质、暗能量和引力波的直接探测、太阳系的起源和演化、太阳活动对地球环境的影响，及其预报和地外生命探索等方面，取得原创性的突破进展，全面提升我国空间科学的研究水平，用重大科学成果提升中华民族在人类文明发展和科学文化上的贡献度。
战略目标2（空间应用发展战略目标）：以发展对地观测基础设施、构建数字地球科学平台与地球系统模拟网络平台为主线，综合利用空间信息，模拟与预测气候变化、区域水循环与水安全、碳循环与生态环境、陆表覆盖变化、突发自然灾害等，以及寻找与发现新能源、新资源，大幅提升空间科技支撑发展的能力和水平，在我国发展新阶段所面临的能源与资源短缺等经济社会发展的瓶颈约束问题，和应对全球变化、生态退化、重大自然灾害等全球问题上形成重大突破，实现我国从空间应用大国向强国的战略性跨越。
战略目标3（空间技术发展战略目标）：针对科学和应用两大需求，依据技术发展规律，突破关键和瓶颈技术，在超高分辨能力、超高精度时空基准、轻小型化空间飞行器和有效载荷、临近空间飞行器、深空超高速和自主航行，以及人类在空间的生存和活动能力等领域进入世界领先行列，为空间科学探索和空间信息应用提供强有力的技术支撑。
人口健康科技
制订我国人口健康的科技发展路线图的科技愿景，就是要在2050年前后，建立一个适应我国人口健康国情的普惠健康保障体系：以预防和控制重大慢性病为核心，将抗击疾病的重心前移，推动医学模式由疾病治疗为主向预测干预为主转变，由单一的生物医学模式向生物—环境—心理—社会的会聚医学模式转变，形成世界先进水平的生物安全、食品安全、健康营养生活方式的科技保障系统，建立中国特色突发公共卫生事件及生物防范体系，实现全民身体健康进而达到身心全面健康。形成以创新药物研发和先进医疗设备制造为龙头的规模化医药研发产业链，大幅提升我国生物医药产业的国际竞争力，使我国成为生物医药产业强国。
矿产资源科技
2020年前，确定我国主要成矿区带的成矿规律和找矿远景；突破元素野外现场精确测定技术，航空物探技术，成矿信息高精度提取技术，东部地区深至2000米左右高分辨地球物理探测技术；提高重点矿山的矿产资源采、选、冶回收率和共伴生矿床综合利用率；开展紧缺矿产替代资源技术的先导性研究和开发；突破废旧金属高效回收利用技术；积极改善我国矿山生态环境状况。2020～2030年，建立我国大陆成矿理论体系；突破西部地区地下2000米以内矿产资源高效高精度探测技术；突破低品位矿和尾矿高效清洁利用技术；突破非水溶性钾资源的肥料化技术；基本恢复历史遗留废弃矿山生态环境，基本控制环境污染。2030～2050年，揭示地球系统与成矿系统的关系；突破地下3000米～4000米矿产资源探测技术；形成矿产资源高效清洁利用的整套核心技术；突破硅酸盐纤维替代大宗金属材料技术；基本建成我国可持续的矿产资源供给和利用体系，确保矿产资源开发利用与生态环境建设协调发展。
大致的指标是：2020年前，我国东中部地下2000米以内资源探明率达50%；矿产资源总回收率达50%，矿产资源综合利用率达45%，能耗下降20%，“三废”排放量降低30%，历史遗留废弃矿山生态环境恢复率达45%和污染环境修复率达30%以上，新建矿山土地复垦率达100%；重要矿产资源替代和循环利用率达20%～40%。2020～2030年，我国西部地下2000米以内资源探明率达50%；矿产资源总回收率达70%，矿产资源综合利用率达60%，能耗下降30%，“三废”排放量降低50%，历史遗留废弃矿山生态环境恢复率达65%和污染环境修复率达50%以上；重要矿产资源替代和循环利用率达30%～50%。2030～2050年，我国地下3000米～4000米以内资源探明率达70%；矿产资源总回收率达80%，矿产资源综合利用率达80%，能耗下降50%，“三废”排放量降低80%，基本控制矿产资源采、选、冶等生产环节对生态环境的破坏和污染；重要矿产资源替代和循环利用率达40%～60%。
能源科技
2020年前后，突破新型煤炭高效清洁利用技术，初步形成煤基能源与化工的工业体系；突破轨道交通技术、纯电动汽车，初步实现地面交通电动化的商业应用；在充分开发水力能源和远距离超高压交/直流输电网技术的同时，突破太阳能热发电和光伏发电技术、风力发电技术，初步形成可再生能源作为主要能源的技术体系和能源制造业体系。逐步提高核能、可再生能源和新型能源占总能的比重。
2035年前后，突破生物质液体燃料技术并形成规模商业化应用，突破大容量、低损失电力输送技术和分散、不稳定的可再生能源发电并网以及分布式电网技术，电力装备安全技术和电网安全新技术比重将达到90%，初步形成以太阳能光伏技术、风能技术等为主的分布式、独立微网的新型电力系统；突破新一代核电技术和核废料处理技术（ADS），为形成中国特色核电工业提供科技支撑。实现核能、可再生能源和新型能源的大规模使用。
2050年前后，突破天然气水合物开发与利用技术、氢能利用技术、燃料电池汽车技术、深层地热工程化技术、海洋能发电等技术，基本形成化石能源、核能、新能源与可再生能源等并重的低碳型多元能源结构。
海洋科技
至2050年海洋科技发展的指导思想：
以科学发展观为指导，统筹考虑经济社会和科技的全面、协调和可持续发展，紧密围绕国家经济社会发展和海洋权益对海洋科技的需求，以“保障权益、增加财富、维持健康、安全利用、跨越发展”为发展方针，针对国家不同发展阶段的需求，突破传统框架束缚，围绕中国乃至全球当前和今后一段时间内面临的重大海洋科技问题，坚持“重大国家需求与科学发展前沿相结合、基础理论研究与技术能力建设相结合、前瞻布局与科学可行相结合”的原则，以“围绕需求，重点突破；发挥优势，引领发展；以人为本，发展队伍；长远规划，前瞻布局”的战略选择，对未来40年的海洋科技发展进行展望、预测；提出重大科技问题和解决的对策；明确2020年、2030年和2050年中国海洋科学技术的战略目标和发展路线。
至2050年发展目标：
中国海洋科技能力达到世界先进国家水平，不仅为建设成海洋强国服务，同时为世界海洋资源的可持续利用和海洋的健康安全作出重要贡献。海洋环境与安全：在西太平洋—东印度洋—青藏高原三角区海陆气相互作用和中国近海环流研究方面建立国际优势，在相关海区和地区建立现场观测和数值模拟研究的区域优势，确立中国在这两个领域的国际领先地位。海洋生态系统与安全：全面提升近海生态系统观测能力和深海大洋的探测能力，深化对海洋主要生命现象与生态过程的认知，提高对海洋自然和人类灾害的理解和预测能力，为建立可持续的基于生态系统水平的海洋管理和开发模式，保证稳定的海洋食物产出，确保清洁、健康、稳定的海洋生态环境，建立有保障的海洋生态安全体系提供科学指导。海洋生物资源：瞄准中国资源可持续开发利用的战略目标和节能减排的重大技术需求，高效开发利用海洋生物资源，对海洋渔业资源、海洋生物及化学资源、海洋微生物资源和海洋生物基因资源深入研究开发，实现海洋生物技术和海洋资源开发利用技术的创新与突破，满足中国经济社会发展的需求，促进中国海洋生物资源开发利用的可持续发展。海洋油气与矿产资源：全面提升海洋油气与矿产资源的探测能力和资源评价能力，深化对海洋油气成藏与海底成矿过程的认知，提高对海洋油气与矿产资源分布的了解，为海洋油气与矿产资源的勘探、开发和利用提供科学指导。海水资源：解决海岛及近岸区域的淡水缺乏，实现海水淡化廉价产出的规模化生产，海水化学资源可持续支撑化学工业发展，稀有战略资源实现规模化利用，海水资源利用成为社会经济发展的支柱产业之一。
农业科技
至2050年农业科技领域发展路线图，主要包括五大领域，即植物种质资源与现代育种科技—动物种质资源与现代育种科技—资源节约型农业科技—农业生产与食品安全科技—农业现代化与智能化农业科技。路线图总体目标是：到2050年，通过以上各农业科技领域的重大创新和突破，使中国农业具备实现农业资源的可持续利用、国家食物总量和质量安全得到充分保障、农业进入传统功能与现代多功能并存的未来新农业所需要的科技支撑条件。
生物质资源科技
生物质资源科技领域发展路线图的总体目标是：
确保国家未来生物质资源可持续利用，为中国21世纪生物资源科技、生物产业和生物经济的发展提供资源安全保障，实现中国由生物质资源大国向生物质资源及生物经济强国的根本转变。
生物质资源科技领域发展路线图的主线思维是：
系统认知生物界的生物物质资源、功能性资源、基因资源和生物智能资源。通过基础性地部署生物质资源产生、演变、代谢调控等机理的目标研究；战略性地实施从生物群落—居群—个体—组织—细胞—基因完整性的需求研究和学科交叉融合；前瞻性构建生命规律研究的系统生物学理论和应用技术体系，从宏观生物资源和微观分子生物水平开发新型生物质资源的利用和发掘途径，为未来新能源和新材料、农业及食品、营养及健康、生态及环境领域发展提供生物质资源的科技支撑。
先进材料科技
至2050年前后，我国将建成材料科学技术的完整创新体系，材料全寿命成本将成为材料研发和应用的引导因素；基础研究和新工艺新设备研发能力国际领先；实现由材料大国向材料强国的战略性转变，先进材料发展能够全面满足高新技术、可再生能源、生命与健康、环境保护的需求，支撑并引领人类经济社会发展。
为实现上述目标，未来材料科学与技术的重要突破可能表现在：a）计算材料学的发展，使材料组织结构与性能的关系得到系统准确的理解，从而使性能预测和材料设计成为可能，进而精确设计并控制材料制备过程；b）在传统材料不断性能升级的同时，各种新材料逐步研究成熟并获得应用，如新型能源信息生物材料、纳米材料、仿生材料等；c）实现材料结构功能一体化，进而发展出智能材料技术和高智能多级结构复合材料；d）高品质原材料的制备实现高效节能，广泛采用材料绿色制备和低成本高效循环再利用技术；e）材料近终形连续加工技术、材料器件一体化技术、智能可控加工技术得以广泛实施；f）服役条件包括极端条件下材料性能演化规律和机理得到清晰认识，材料和结构器件的失效过程能被准确评估预测，实现材料寿命周期全过程评估，材料损伤能被监测与修复；g）随着科学技术的全面进步，可以实现材料实时原位宏量的分析测试与表征；h）材料数据积累不断丰富并系统全面，设计制造和材料选择综合考虑全寿命成本，形成完善的具有我国特色的材料体系。
