中國科學院2050年科技發展規劃路線圖
近幾年，特別是國際金融危機暴發以來，世界主要國家都提出了依靠科技創新促進經濟社會發展的戰略報告。為前瞻思考世界科技發展大趨勢、現代化建設和科學發展對科技創新提出的新要求，2007年夏季，中國科學院組織300多位高水平專家，開始了面向2050年科技發展路線圖研究。
面向2050年科技發展路線圖研究涉及到能源、水資源、礦產資源、海洋、油氣資源、人口健康、農業、生態與環境、生物質資源、區域發展、空間、信息、先進制造、先進材料、納米、大科學裝置、重大交叉前沿、國家與公共安全等18個重要領域。
專家們研究認為，從當今世界科技發展的態勢看，奠定現代科技基礎的重大科學發現基本發生在20世紀上半葉，“科學的沉寂”至今已達六十余年，科技知識體系積累的內在矛盾已經凸現，在物質能量的調控與轉換、量子信息調控與傳輸、生命基因的遺傳變異進化與人工合成、腦與認知、地球系統的演化等科學領域，在能源、資源、信息、先進材料、現代農業、人口健康等關系現代化進程的戰略領域，一些重要的科學問題和關鍵技術發生革命性突破的先兆已經顯現。
以科技創新為支撐的八大戰略體系
在我國現代化進程中，既面臨著可能發生新科技革命的歷史機遇，又面臨著能源資源、生態環境、人口健康、空天海洋、傳統與非傳統安全等嚴峻挑戰。
為此，專家們在這份路線圖中提出了“以科技創新為支撐的八大經濟社會基礎和戰略體系”的整體構想。一是構建我國可持續能源與資源體系，大力發展新能源、可再生能源與新型替代資源；二是構建我國先進材料與智能綠色制造體系，加速材料與制造技術綠色化、智能化、可再生循環的進程；三是構建我國無所不在的信息網絡體系，發展提升智能寬帶無線網絡、網絡超級計算、先進傳感與顯示和先進可靠軟件技術，走出一條普惠、可靠、低成本的信息化道路；四是構建我國生態高值農業和生物產業體系；五是構建滿足我國十幾億人口需要的普惠健康保障體系，推動醫學模式由疾病治療為主向預測、預防為主轉變；六是構建支撐我國人與自然和諧相處的生態與環境保育發展體系；七是構建我國空天海洋能力新拓展體系，大幅提高我國海洋探測和應用研究能力，海洋資源開發利用能力，空間科學與技術探測能力，對地觀測和綜合信息應用能力；八是構建我國國家與公共安全體系，發展傳統與非傳統安全防范技術，提高監測、預警和應急反應能力。
空間科技
中國至2050年空間科技領域的發展愿景為：
以國家需求和科學技術關鍵問題為牽引，全面加強空間科學、空間技術、空間應用在國家發展中的重要地位，到2050年，使其在國家戰略發展中承擔和發揮應有的和突出的重要作用，為國家面臨的重大問題提供大量的、有效的和不可替代的解決方案。
至2050年空間科技領域的發展戰略目標如下：
戰略目標1（空間科學發展戰略目標）：開展針對重大科學問題的前沿探索與研究，在黑洞、暗物質、暗能量和引力波的直接探測、太陽系的起源和演化、太陽活動對地球環境的影響，及其預報和地外生命探索等方面，取得原創性的突破進展，全面提升我國空間科學的研究水平，用重大科學成果提升中華民族在人類文明發展和科學文化上的貢獻度。
戰略目標2（空間應用發展戰略目標）：以發展對地觀測基礎設施、構建數字地球科學平臺與地球系統模擬網絡平臺為主線，綜合利用空間信息，模擬與預測氣候變化、區域水循環與水安全、碳循環與生態環境、陸表覆蓋變化、突發自然災害等，以及尋找與發現新能源、新資源，大幅提升空間科技支撐發展的能力和水平，在我國發展新階段所面臨的能源與資源短缺等經濟社會發展的瓶頸約束問題，和應對全球變化、生態退化、重大自然災害等全球問題上形成重大突破，實現我國從空間應用大國向強國的戰略性跨越。
戰略目標3（空間技術發展戰略目標）：針對科學和應用兩大需求，依據技術發展規律，突破關鍵和瓶頸技術，在超高分辨能力、超高精度時空基準、輕小型化空間飛行器和有效載荷、臨近空間飛行器、深空超高速和自主航行，以及人類在空間的生存和活動能力等領域進入世界領先行列，為空間科學探索和空間信息應用提供強有力的技術支撐。
人口健康科技
制訂我國人口健康的科技發展路線圖的科技愿景，就是要在2050年前后，建立一個適應我國人口健康國情的普惠健康保障體系：以預防和控制重大慢性病為核心，將抗擊疾病的重心前移，推動醫學模式由疾病治療為主向預測干預為主轉變，由單一的生物醫學模式向生物—環境—心理—社會的會聚醫學模式轉變，形成世界先進水平的生物安全、食品安全、健康營養生活方式的科技保障系統，建立中國特色突發公共衛生事件及生物防范體系，實現全民身體健康進而達到身心全面健康。形成以創新藥物研發和先進醫療設備制造為龍頭的規模化醫藥研發產業鏈，大幅提升我國生物醫藥產業的國際競爭力，使我國成為生物醫藥產業強國。
礦產資源科技
2020年前，確定我國主要成礦區帶的成礦規律和找礦遠景；突破元素野外現場精確測定技術，航空物探技術，成礦信息高精度提取技術，東部地區深至2000米左右高分辨地球物理探測技術；提高重點礦山的礦產資源采、選、冶回收率和共伴生礦床綜合利用率；開展緊缺礦產替代資源技術的先導性研究和開發；突破廢舊金屬高效回收利用技術；積極改善我國礦山生態環境狀況。2020～2030年，建立我國大陸成礦理論體系；突破西部地區地下2000米以內礦產資源高效高精度探測技術；突破低品位礦和尾礦高效清潔利用技術；突破非水溶性鉀資源的肥料化技術；基本恢復歷史遺留廢棄礦山生態環境，基本控制環境污染。2030～2050年，揭示地球系統與成礦系統的關系；突破地下3000米～4000米礦產資源探測技術；形成礦產資源高效清潔利用的整套核心技術；突破硅酸鹽纖維替代大宗金屬材料技術；基本建成我國可持續的礦產資源供給和利用體系，確保礦產資源開發利用與生態環境建設協調發展。
大致的指標是：2020年前，我國東中部地下2000米以內資源探明率達50%；礦產資源總回收率達50%，礦產資源綜合利用率達45%，能耗下降20%，“三廢”排放量降低30%，歷史遺留廢棄礦山生態環境恢復率達45%和污染環境修復率達30%以上，新建礦山土地復墾率達100%；重要礦產資源替代和循環利用率達20%～40%。2020～2030年，我國西部地下2000米以內資源探明率達50%；礦產資源總回收率達70%，礦產資源綜合利用率達60%，能耗下降30%，“三廢”排放量降低50%，歷史遺留廢棄礦山生態環境恢復率達65%和污染環境修復率達50%以上；重要礦產資源替代和循環利用率達30%～50%。2030～2050年，我國地下3000米～4000米以內資源探明率達70%；礦產資源總回收率達80%，礦產資源綜合利用率達80%，能耗下降50%，“三廢”排放量降低80%，基本控制礦產資源采、選、冶等生產環節對生態環境的破壞和污染；重要礦產資源替代和循環利用率達40%～60%。
能源科技
2020年前后，突破新型煤炭高效清潔利用技術，初步形成煤基能源與化工的工業體系；突破軌道交通技術、純電動汽車，初步實現地面交通電動化的商業應用；在充分開發水力能源和遠距離超高壓交/直流輸電網技術的同時，突破太陽能熱發電和光伏發電技術、風力發電技術，初步形成可再生能源作為主要能源的技術體系和能源制造業體系。逐步提高核能、可再生能源和新型能源占總能的比重。
2035年前后，突破生物質液體燃料技術并形成規模商業化應用，突破大容量、低損失電力輸送技術和分散、不穩定的可再生能源發電并網以及分布式電網技術，電力裝備安全技術和電網安全新技術比重將達到90%，初步形成以太陽能光伏技術、風能技術等為主的分布式、獨立微網的新型電力系統；突破新一代核電技術和核廢料處理技術（ADS），為形成中國特色核電工業提供科技支撐。實現核能、可再生能源和新型能源的大規模使用。
2050年前后，突破天然氣水合物開發與利用技術、氫能利用技術、燃料電池汽車技術、深層地熱工程化技術、海洋能發電等技術，基本形成化石能源、核能、新能源與可再生能源等并重的低碳型多元能源結構。
海洋科技
至2050年海洋科技發展的指導思想：
以科學發展觀為指導，統籌考慮經濟社會和科技的全面、協調和可持續發展，緊密圍繞國家經濟社會發展和海洋權益對海洋科技的需求，以“保障權益、增加財富、維持健康、安全利用、跨越發展”為發展方針，針對國家不同發展階段的需求，突破傳統框架束縛，圍繞中國乃至全球當前和今后一段時間內面臨的重大海洋科技問題，堅持“重大國家需求與科學發展前沿相結合、基礎理論研究與技術能力建設相結合、前瞻布局與科學可行相結合”的原則，以“圍繞需求，重點突破；發揮優勢，引領發展；以人為本，發展隊伍；長遠規劃，前瞻布局”的戰略選擇，對未來40年的海洋科技發展進行展望、預測；提出重大科技問題和解決的對策；明確2020年、2030年和2050年中國海洋科學技術的戰略目標和發展路線。
至2050年發展目標：
中國海洋科技能力達到世界先進國家水平，不僅為建設成海洋強國服務，同時為世界海洋資源的可持續利用和海洋的健康安全作出重要貢獻。海洋環境與安全：在西太平洋—東印度洋—青藏高原三角區海陸氣相互作用和中國近海環流研究方面建立國際優勢，在相關海區和地區建立現場觀測和數值模擬研究的區域優勢，確立中國在這兩個領域的國際領先地位。海洋生態系統與安全：全面提升近海生態系統觀測能力和深海大洋的探測能力，深化對海洋主要生命現象與生態過程的認知，提高對海洋自然和人類災害的理解和預測能力，為建立可持續的基于生態系統水平的海洋管理和開發模式，保證穩定的海洋食物產出，確保清潔、健康、穩定的海洋生態環境，建立有保障的海洋生態安全體系提供科學指導。海洋生物資源：瞄準中國資源可持續開發利用的戰略目標和節能減排的重大技術需求，高效開發利用海洋生物資源，對海洋漁業資源、海洋生物及化學資源、海洋微生物資源和海洋生物基因資源深入研究開發，實現海洋生物技術和海洋資源開發利用技術的創新與突破，滿足中國經濟社會發展的需求，促進中國海洋生物資源開發利用的可持續發展。海洋油氣與礦產資源：全面提升海洋油氣與礦產資源的探測能力和資源評價能力，深化對海洋油氣成藏與海底成礦過程的認知，提高對海洋油氣與礦產資源分布的了解，為海洋油氣與礦產資源的勘探、開發和利用提供科學指導。海水資源：解決海島及近岸區域的淡水缺乏，實現海水淡化廉價產出的規模化生產，海水化學資源可持續支撐化學工業發展，稀有戰略資源實現規模化利用，海水資源利用成為社會經濟發展的支柱產業之一。
農業科技
至2050年農業科技領域發展路線圖，主要包括五大領域，即植物種質資源與現代育種科技—動物種質資源與現代育種科技—資源節約型農業科技—農業生產與食品安全科技—農業現代化與智能化農業科技。路線圖總體目標是：到2050年，通過以上各農業科技領域的重大創新和突破，使中國農業具備實現農業資源的可持續利用、國家食物總量和質量安全得到充分保障、農業進入傳統功能與現代多功能并存的未來新農業所需要的科技支撐條件。
生物質資源科技
生物質資源科技領域發展路線圖的總體目標是：
確保國家未來生物質資源可持續利用，為中國21世紀生物資源科技、生物產業和生物經濟的發展提供資源安全保障，實現中國由生物質資源大國向生物質資源及生物經濟強國的根本轉變。
生物質資源科技領域發展路線圖的主線思維是：
系統認知生物界的生物物質資源、功能性資源、基因資源和生物智能資源。通過基礎性地部署生物質資源產生、演變、代謝調控等機理的目標研究；戰略性地實施從生物群落—居群—個體—組織—細胞—基因完整性的需求研究和學科交叉融合；前瞻性構建生命規律研究的系統生物學理論和應用技術體系，從宏觀生物資源和微觀分子生物水平開發新型生物質資源的利用和發掘途徑，為未來新能源和新材料、農業及食品、營養及健康、生態及環境領域發展提供生物質資源的科技支撐。
先進材料科技
至2050年前后，我國將建成材料科學技術的完整創新體系，材料全壽命成本將成為材料研發和應用的引導因素；基礎研究和新工藝新設備研發能力國際領先；實現由材料大國向材料強國的戰略性轉變，先進材料發展能夠全面滿足高新技術、可再生能源、生命與健康、環境保護的需求，支撐并引領人類經濟社會發展。
為實現上述目標，未來材料科學與技術的重要突破可能表現在：a）計算材料學的發展，使材料組織結構與性能的關系得到系統準確的理解，從而使性能預測和材料設計成為可能，進而精確設計并控制材料制備過程；b）在傳統材料不斷性能升級的同時，各種新材料逐步研究成熟并獲得應用，如新型能源信息生物材料、納米材料、仿生材料等；c）實現材料結構功能一體化，進而發展出智能材料技術和高智能多級結構復合材料；d）高品質原材料的制備實現高效節能，廣泛采用材料綠色制備和低成本高效循環再利用技術；e）材料近終形連續加工技術、材料器件一體化技術、智能可控加工技術得以廣泛實施；f）服役條件包括極端條件下材料性能演化規律和機理得到清晰認識，材料和結構器件的失效過程能被準確評估預測，實現材料壽命周期全過程評估，材料損傷能被監測與修復；g）隨著科學技術的全面進步，可以實現材料實時原位宏量的分析測試與表征；h）材料數據積累不斷豐富并系統全面，設計制造和材料選擇綜合考慮全壽命成本，形成完善的具有我國特色的材料體系。
