中国经贸
美国推进第三次工业革命的战略及对中国借鉴
蔡春林 (教授)① 姚 远②
第
一次工业革命是以18 世纪
60 年代至 19 世纪 40 年代
的以蒸汽机作为动力机被广泛使用
为标志的技术革命。第二次工业革
命是以 19 世纪 70 年代至 20 世纪
初电力的广泛应用、内燃机和新交
通工具的创制、新通讯手段的发明
等为标志的技术革命。美国罗彻斯
特大学教授杰里米·格林伍德
(Jeremy Greenwood，1997)认为，
20 世纪 70 年代信息技术的出现标
志着第三次工业革命已经开始。在
相当长的一段时间里，人们似乎不
怎么关注第三次工业革命。直到
21 世纪初期，尤其是此轮全球金
融危机以后，欧盟、美国对第三次
工业革命的讨论热情重新高涨起
来。这与危机之后各国寻求新的经
济增长动力和增长点有关。
著名趋势学家、美国宾夕法尼
亚大学教授杰里米·里夫金 (Jeremy
Rifkin，2011)认为第三次工业革命
是新能源技术的出现、新通讯技术
的出现以及新能源和新通讯技术的
融合的技术革命，并始于德国联邦
政府 2010年 9月 28日推出“能源方
案”长期战略 (Energiekonzept der
Bundesregierung) (见表 1)。第三次
工业革命中的关键要素是能源本身、
能源的生产方式、能源的储存形
式、能源的分享机制以及如何更加
有效地利用新能源。第三次工业革
命中的新兴可再生能源技术和能源
表 1 德国“能源方案”战略主要目标 (%)
2020 年 2030 年 2040 年 2050 年
与 1990 年相比温室气体排放 － 40 － 55 － 70 － 80
可再生能源在最终能源消耗总量中占比 30 45 60
可再生能源在电力消费中占比 35 50 65 80
与 2008 年相比初级能源使用量 － 20 － 50
与 2008 年相比电力消耗量 － 10 － 25
与 2005 年相比交通部门最终能源使用量 － 10 － 40
与 2010 年相比建筑物初级能源使用量 － 50
资料来源:德国经济部、环境部《能源方案》
图 1 1990—2035 年世界能源消费量
注:单位采用的是“英热单位”(quadrillion Btu)，quadrillion是百万的四次方
数据来源:CIA，International Energy Outlook 2011
互联网技术的出现、使用和不断融
合，将给人类生产方式以及生活方
式带来革命性的改变。
一、美国正在加快制定推动
第三次工业革命的方案
金融危机对美国经济造成了很
大的打击，促使美国开始反思经济
增长模式，使其认识到以化石燃料
以及相关技术为基础的第二次工业
革命无法再支撑美国和世界经济的
发展。美国在相关技术领域的领先
地位逐步衰落，以此为基础的制造
业生产活动也越来越缺乏效率，吸纳
就业能力显著弱化，无法体现美国
的竞争优势，满足不了美国全面领
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中国经贸
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美国虽然还没有专门针对第三次工业革命的
具体战略规划，但是从其发展清洁能源、组建能
源互联网、将建筑变成小型的新能源生产中心、
发展叠加制造技术、主导清洁能源部长级会议等
具体策略可以清晰看出，美国正在积极推进第三
次工业革命。
导世界的战略需要。在此背景下，
美国政府、企业、行业协会、利益
团体、学者等开始思考，寻求突破
性技术和新的经济增长点，尝试建
立一种新的经济发展模式。在经过
一系列理论研究和全国范围的调研
和争论之后，美国将清洁能源作为
实现技术突破和经济增长的首选产
业。在经济刺激方案中提供 50 亿
美元的税收抵免，以带动 150 亿美
元的清洁能源投资，刺
激风力发电、太阳能电
池、智能电网、电动汽
车及零部件等产业发
展。清洁能源带来的低
碳经济发展模式意味着
从以化石能源为基础的
第二次工业革命向以可
再生能源为基础的第三次工业革命
的转型。其所带来的新的生产方式
和生活方式，将会极大地推动经济
的发展。
美国虽然已经认识到第三次工
业革命的重要性，但是从联邦到各
州政府再到行业、企业层面并没有
专门针对第三次工业革命制定出清
晰的发展规划和行动策略。仅有得
克萨斯州圣安东尼奥市曾尝试制定
第三次工业革命发展方案。美国部
分学者据此认为美国已经落后于欧
盟，“欧盟 2020”计划已经对第三
次工业革命进行了部署，一些欧盟
成员国，如德国、西班牙、丹麦等
已经开始着手第三次工业革命的基
础设施建设。一些学者开始批评美
国政府缺乏敏锐性，受制于传统能
源行业的利益束缚，在推进第三次
工业革命进程中行动迟缓。也有一
些行业、企业等利益团体开始尝试
与国会、政府进行沟通，共同商讨
新型能源和相关技术的发展策略。
目前，在经历了前期的争论和探索
之后，相关利益团体正在战略层面
引导美国政府加快制定推动第三次
工业革命的具体方案。
二、美国推进第三次工业
革命的具体策略
美国虽然还没有专门针对第三
次工业革命的具体战略规划，但是
从其发展清洁能源、组建能源互联
网、将建筑变成小型的新能源生产
中心、发展叠加制造技术、主导清
洁能源部长级会议等具体策略可以
清晰看出，美国正在积极推进第三
次工业革命。
(一)制度层面:建立磋商机
制，协调各方利益关系
目前，美国部分行业团体对推
动第三次工业革命就比较积极，开
始自下而上地积极推进，一些商业
企业、产业组织、行业协会、新能
源公司、市政电力和公共事业公司
开始通过各种方式影响政府在相关
问题上的决策。美国国会、美国能
源部与跨国公司、工会组织、行业
协会通过举行会谈、沟通、磋商
等，集思广益、进行利益的协调与
妥协，就如何推进第三次工业革命
技术以及相关基础设施建设进行磋
商。尝试共同建立太阳能、风能设
施、零排放的建筑物以及代表第三
次工业革命的技术园区等，为美国
经济的长期复苏和稳定发展奠定坚
实的基础。
(二)加快发展清洁能源，为
第三次工业革命提供能源基础
作为第三次工业革命基础的清
洁能源是美国在金融危机以后促进
经济复苏的首选产业，加快发展清
洁能源是美国实现新技术突破、推
动经济发展方式转型的重要战略
抓手。
首先，美国将绿色
能源纳入经济复苏计划
之中，大力发展可再生
能源。做好绿色能源和
低碳经济的基础工作，
描绘出美国未来的能源
安全蓝图。将清洁能源
创新和创造工作岗位联系起来，提
出到 2035 年，80%的电力来自各种
清洁能源，包括可再生能源，如风
能、太阳能、生物质、水能、核能、
高效的天然气以及洁净煤等。引导
投资者将巨额资本投入到清洁能源
经济中去，减少空气污染和温室气
体排放。
其次，提供巨额补助，鼓励研
发新能源技术。《美国复苏和再投
资法案》为可再生能源的制造商
和开发商提供补助，资助前沿研
发，联邦政府根据该法案已经投资
了一系列清洁能源项目，支持各州
建立清洁能源示范项目。美国能源
高级研究项目署帮助示范项目从创
意到实施整个过程。投入 116 亿美
元用于提高能源效率、63 亿美元
用于可再生能源的建设、44 亿美
元用于电网点带化改造、20 亿美
元用于研发插电式动力汽车和燃料
电池技术，提供 24 亿美元用于电
81 国际贸易 2012 年 第 9 期
中国经贸
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以机器人技术、人工智能 (AI)、叠加制造
和纳米科技、新材料、新能源为代表的第三次工
业革命将降低制造业对廉价劳动力的依赖，催生
出新的模式。单纯以劳动力成本获得的比较优
势，将越来越不明显。制造业的区位选择将使美
国重新获得制造业优势，制造业加速向美国国内
回流，成为当地产业。
池和电动部件制造，以及电动示范
和基础设施，这些投资已经在改变
着美国的先进汽车电池产业。美国
2012 年预算明显扩大了对先进生
物燃料及电池和电动技术的研发投
资，其中，对汽车技术研发支持资
金增长了 30%以上。并且建立了
一个新的能源创新中心，用于改善
汽车的电池储存能力。
再次，采取促进第三次工业革
命的新技术商业化，为
清洁能源技术建立市
场，以及资助前沿研究
以开发新一代技术。通
过改造使电网实现现代
化，确保一个安全可靠
的电厂群。尝试实现新
的突破，制造出一种充
电一次让汽车跑 300 英
里的电池或一种把阳光转化为像汽
油一样的燃料的方法。
(三)组建能源互联网，推进
分散化、合作式能源生产和利用
机制
在能源价格持续高涨，新一轮
金融危机影响仍在持续的背景下，
新能源技术的发展为世界提供了可
持续的低碳电力 (如核能、风能
和太阳能) ，同时寻找化石能源替
代品 (如生物燃料、沼气和电动
汽车等)成为推动世界经济增长
的新的主要推动力量。而新能源发
展需要新的技术和推广这些能源的
基础设施，现有的电网模式已经成
为制约新能源进一步推广的重要阻
碍因素之一。因为目前的配电设备
最初的设计是为了满足单向电力传
输，限制家庭需求量。随着大规模
而不稳定的可再生能源发电、分布
式发电和电动汽车的加快推广，按
照以往需求设计的电网所固有的局
限性将达到极致。为了避免向可持
续低碳经济转型过程中出现停滞情
况，有必要对发电厂和城市电力基
础设施进行投资升级，开发出能够
提高能源储存和使用效率的技术
(如智能建筑、智能仪表和需求反
应等)。美国能源部 (Department
of Energy)在 2003 年 7 月份发布
了《智能电网 2030 年远景规划》
(Grid 2030) ，计划将逐步推广智
能电网。
为了加快新能源的推广和应
用，美国倡导本地化、分散化地生
产能源。设想中的状态是利用新技
术将每一座建筑、每一条道路都转
变成不同规模、不同类型的清洁能
源发电厂，能够随时随地产生足够
的清洁能源，通过电子网络式的能
源网络共享能源。将现有的信息分
享方式，运用到能源领域，使每一
个生产能源的微小主体都能够通过
能源互联网交换、分享彼此的能
源。目前，美国 IBM、思科、通用
等公司正在推进分散化、合作式能
源机制，组建 “能源互联网”，尝
试把智能电网变成能够运输新型绿
色电力的新型高速公路。将电子传
输网络变成信息能源网络，分散的
新能源生产者能够通过这一网络分
享彼此的能源。
(四)鼓励制造业回归本土，
采用先进技术重获制造业竞争优势
研究发现，第二次世界大战以
后，美国 60%的经济增长源于引
进新的更加有效的制造业技术装
备。为了提升美国的制造业水平，
每年有大约 800 名制造商、工业专
家、制造业从业者、政府部门人员
聚集在一起组成具有教育功能的开
放的、共享式对话平台。讨论制造
业的发展方向，就实
现可持续制造所需要
的能源、材料、工艺
流程和技术进行交流。
叠 加 制 造 技 术
(俗称 “3D 打印机”
技术) ，也被称作数字
化增材制造技术、“增
量化制造”、 “三维打
印”技术，该项技术综合了计算机
的图形处理、数字化信息和控制、
激光技术、机电技术和材料技术等
多项高技术的优势。其原理是根据
三维模型，使用金属粉末、塑料颗
粒等材料，类似于激光打印机那样
“打印”出所需的零部件和成品。
通过这种技术，可以一层一层地
“堆砌”出与样品完全相同的产品。
目前，物理机械装置、医疗移植体、
助听器以及军用喷气机的高科技部
件已经可以以定制的形状打印出来。
最便宜的售价在 500 ～ 1000 美元之
间。预计到 2020 年可以进行规模化
生产，“打印”现在的劳动密集型产
品。利用叠加制造技术生产电子器
件，甚至利用大型 3D打印平台来打
印整座建筑都是有可能的。这些神
奇的机器将可能在任何地方制造出
你想要的任何东西。一种混合型的
3D打印系统，将能直接制造出整条
91国际贸易 2012 年 第 9 期
中国经贸
组装线的大部分部件，不仅节省了
大量材料和工时，而且可以准确地
安装在其他装置上。
以机器人技术、人工智能
(AI)、叠加制造和纳米科技、新
材料、新能源为代表的第三次工业
革命将降低制造业对廉价劳动力的
依赖，催生出新的模式。单纯以劳
动力成本获得的比较优势，将越来
越不明显。制造业的区位选择将使
美国重新获得制造业优势，制造业
加速向美国国内回流，成为当地
产业。
(五)实施国家创新战略，培
养新一代科技力量
金融危机后美国创新战略基于
以下基本要素:教育、科研和基础
设施。
美国的目标首先是建立一个具
有国际竞争性和创新型的教育体
系，使其劳动力在应对日益加深的
知识密集型经济时做好准备;其次
是投资于科研，以恢复美国在支持
私营部门技术创新方面的国际领先
地位;再次是投资于一流的基础教
育和与研究有关的设施，推动人及
其思想的发展。通过实施国家创新
战略，培养新一代科技力量，引领
美国走向更加繁荣的未来。
美国正在创建一流的教育体
系。通过 2012 年度财政预算对
“改善学校基金”项目的支持，以
推动全美 5000多所表现欠佳的学校
变革并改善学生表现;通过 2010 年
3月签署的 《医疗与教育协调法》
使大学生可以直接获得所有联邦贷
款，在未来 11年里增加 680亿美元
的补助金;通过《美国机会税收减
免计划》将大学四年学费永久减免
1万美元;通过《贸易调整法》增
表 2 美国创新政策体系
层次 目标 重点领域及具体策略
第一层次
促进国家优先
领域突破
启动新能源革命
加快生物技术、纳米技术和先进制造业的突破
推进空间应用的突破
推进卫生保健技术的突破
创造教育技术的突破
第二层次
推进以市场为
基础的创新
通过研发税收优惠加速企业创新
实行有效的知识产权政策促进创新投资
扶持高成长性的创新企业
推动建立创新、开放和有竞争力的市场
第三层次
投资于促进
创新的基本
要素
用 21 世纪的技术培育培养世界一流的劳动力
加强和拓展美国在基础研究领域的领先地位
建设先进的基础设施
开发先进的信息技术生态系统
资料来源:White House ，A Strategy for American Innovation:Securing Our Eco-
nomic Growth and Prosperity ，July 2011，pp2
加投资美国的社区大学;最后，
“美国未来技能培训特别工作组”
将建立并改善企业和教育机构间的
合作关系，培训美国人适应 21 世
纪的工作需求。
美国正在加强和拓宽在基础研
究领域的领先地位。为了应对此次
金融危机，美国出台的 《美国复
苏和再投资法案》每年增加 183 亿
美元的研究经费，成为美国历史上
研发投资年度增长最多的法案。美
国 2012 年度财政预算案为科学和
基础研究提供了额外支持，实现奥
巴马总统将三大重点基础研究机构
的经费翻番的承诺。同时，奥巴马
总统设定了国家目标，要把 GDP
的至少 3% 投资于公共及私人研
发。该投资率将超过在太空竞赛最
激烈时达到的投资水平，并可以通
过支持基础和应用研究来实现，也
为私人创新提供了新动力，促进了
国家重点领域的突破，以及科学、
技术、工程等领域的提升。
(六)主导清洁能源部长级会
议，完成第三次工业革命的全球
布局
自 2010 年美国能源部长朱棣
文倡议举办首届清洁能源部长级会
议以来，每年举行一次，至今已经
举行了三届。与会经济体占全球清
洁能源技术市场超过 80%。通过
清洁能源部长级会议这一平台加强
与其他经济体的技术合作，完成清
洁能源战略的全球布局。为自己的
新能源技术和能源用高端装备制造
业出口培育新生需求、开拓潜在市
场。例如，根据会议确定的多边
“电动汽车倡议”和与中国、欧盟
和其他国家的双边计划，美国努力
在全世界范围内加快部署电动汽
02 国际贸易 2012 年 第 9 期
中国经贸
车。有关标准制定和其他活动的联
合工作有助于加快全球车队向电气
化的转变。美国通过主导清洁能源
部长会议，占据国际清洁能源发展
话语权和技术标准规则制定权，为
主导第三次工业革命进程提供制度
和标准基础，完成第三次工业革命
的全球布局。
三、对中国的借鉴
第三次工业革命带来的技术变
革，将会使制造业工厂建在靠近原
材料或市场的地区，制造业回归本
土是毋庸置疑的必然趋势。如果中
国不能顺应这一趋势，积极投身新
技术变革，那么，中国的制造业乃
至整个经济发展将会受到严重的负
面影响。
中美之间的实力差距主要体现
在创新能力上。2012 年美国的创
新指数排名全球第 10 位，而中国
的创新指数仅排名全球第 34 位。
在创新制度和政策层面，中国的
排名更低，为全球第 121 位，而美
国排名是全球第 17 位。就人力资
本和研发能力而言，美国的排名是
第 22 位，中国的排名是全球第
84 位。
但是，从表 3 可以看出美国实
际上创新效率并不高，意味着投入
大量的资金，却没有产出更多的创
新。中国唯一领先美国的是创新效
率这一指标，也就是在现有的收入
水平下，对创新的各方面投入特别
低，投入的边际产出却较高。2006
年以来，中国全社会研发经费支出
表 3 中美创新投入与产出比较
国别 美国 中国
指标 得分 排名 得分 排名
全球创新指数 57. 69 10 45. 4 34
制度和政策 85. 11 17 39. 1 121
人力资本和研发 53. 41 22 31. 4 84
基础设施 56. 11 14 44. 3 39
市场成熟度 76. 83 2 47. 8 35
商业成熟度 59. 85 9 50. 9 28
投入 (上述因素的综合) 66. 26 9 42. 7 55
知识和技术产出 56. 05 11 61. 8 5
创造性输出 42. 17 33 34. 4 56
产出 (上述因素的综合) 49. 11 16 48. 1 19
效率 (产出与投入之比) 0. 74 70 1. 13 1
人口规模 (百万) 312. 90 3 1348. 1 1
人均 GDP (美元现价 PPP) 48147. 20 － 8394. 1 －
注:2012 年全球创新指数中共有 141 个经济体参与排名，各个经济体得分在
0 － 100分之间
数据来源:作者根据 The Global Innovation Index 2012 相关数据整理而成
实现每年 20% 以上的增长，从
2006 年 的 3000 亿 元，增 长 到
2011 年的 8610 亿元，占 GDP 的
比例从 1. 42%提升到 1. 83%，而
美国的这一比例接近 3%。中国
“十二五”规划纲要提出，研发
经费支出占 GDP比重达到 2. 2%，
而美国提出在 2012 年就要把 GDP
的 3% 用于研发。为此，中国需
要借鉴美国研发投入的做法以及
在第三次工业革命中的战略，尽
快制定与实施第三次工业革命的
国家战略。
(一)增强推动第三次工业革
命的紧迫感
金融危机为推进第三次工业革
命提供了机会，新的经济模式成为
可能。网络通信技术与可再生能源
技术相融合，向可持续发展的低碳
型社会转型。当世界各国都意识到
新的技术和科技领域将出现新的变
革力量，并且有所行动之时，作为
世界第二大经济体的中国也不能置
身事外。新的技术革命对中国既有
机遇，也有挑战。智能软件、新材
料、灵敏机器人、新的制造方法将
形成合力，产生足以改变经济社会
进程的巨大力量。第三次工业革命
不仅影响到产品的生产方式，还将
影响到产品的生产地点。一些制造
业回归美国是必然，如果再加上第
三次工业革命这种技术手段的叠加，
12国际贸易 2012 年 第 9 期
中国经贸
權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權
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第三次工业革命带来的不是经济周期或者
经济泡沫的暂时调整，而是经济发展方式的彻底
转变。第三次工业革命带来的技术变革，将会使
制造业工厂建在靠近原材料或市场的地区，制造
业回归本土是毋庸置疑的必然趋势。如果中国不
能顺应这一趋势，积极投身新技术变革，那么，
中国的制造业乃至整个经济发展将会受到严重的
负面影响。
中国国际竞争力提升所面临的挑战
还是比较大的。如果错失第三次工
业革命的良机，中国将陷入被动境
地，制造业将显著衰落。中国相关
部门一定要在理论研究、政策设
计、舆论传导等方面做好准备，积
极投入第三次工业革命中去，采用
新技术确保我国制造业的国际竞争
优势。
(二)制定第三次工业革命发
展专项规划
工业革命之所以发
源于欧洲，是因为欧洲
的制度体系能够更好地
提升市场效率。工业革
命又能够提升市场效
率，实现经济的长期增
长。美国也特别注重制
度层面的调整以适应第
三次工业革命的变化。
第三次工业革命涉及政策的系
统性调整，体制机制要变革才能抓
住第三次工业革命带来的机遇。第
三次工业革命带来的不是单一政策
的调整，而是系统性变革问题，这
种系统性变革要求顶层设计和系统
性规划，这是最大的挑战。中国应
通过制定第三次工业革命发展专项
规划，描绘出第三次工业革命的前
景和未来产业的发展动态。从基本
理念、基本原则、主要任务、政策
措施、保障评估等方面全面推进第
三次工业革命的发展。夯实各项基
础，为技术工人提供更好的训练，
为各类企业提供更为明晰的规则，
为各种形式的商业团队创造稳定的
竞争环境。
(三)投资于第三次工业革命
所需的技术基础设施，使可再生能
源与传统能源在同等水平竞争
现有的基础设施是以传统能源
为基础设计的，可再生能源缺乏应
有的基础设施条件。由于缺乏充电
设备设施，电动车辆很难普及，成
本很难降低。中国要大力发展清洁
能源，更新电网系统，发展智能电
网。清洁能源产生的电力，要求电
网必须经过数字化以及智能化处
理，从而能够储存足够的间歇式可
再生能源，以满足成千上万的地方
能源生产商的用电需求。而风能、
太阳能、潮汐能、生物能源等新型
能源则具有极大的优势，并可以成
为推动中国经济进一步发展的
基础。
(四)采取激励措施进行智能
化改造
技术含量较低的产业部门仍然
是创新和经济革新过程中必不可少
的一部分。世界上很多创新企业通
过采用新技术、新材料和生物技术
将传统产业转变为高新技术产业。
第三次工业革命恰恰为这些技术的
交叉融合、产业的升级改造提供了
难得的机遇和平台。
中国各级政府要积极引导城市
公共事业、建筑和房地产行业进行
智能化改造。采取财政税收等激励
政策鼓励国内建筑和房地产行业，
通过新建或者改造，使其成为微型
发电厂来现场收集再生能源，并且
将多余的电力送回智能电网。现存
建筑改造成微型电厂将会振兴工
业，创造出建筑业的春天，并且在
接下来的 20 年促进房地产股票的
升值。
(五)融入国际技术变革主
流，协同发展与共同创新
中美清洁能源合作是美国与全
球主要经济体进行清洁能源合作，
推动第三次工业革命
进程的重要一环。当
前美国与印度、巴西、
俄罗斯以及其他很多
国家都在进行清洁能
源伙伴关系建设，目
的是在推动全球节能
减排的同时，推动美
国清洁能源设备制造
业和相关技术的出口。
中美清洁能源合作存在的陷阱是，
美国主导中国清洁能源产业发展，
在关键技术和装备上占据主导地
位，中国应该采取措施避免在关节
技术上受制于美国，错失新一轮经
济增长中清洁能源产业发展的
良机。
［本文是 2011 年度教育部人文
社会科学重点研究基地重大项目
(课题批准号:11JJD790002)和
2011 年度教育部哲学社会科学研
究重大课题攻关项目 (项目批准
号:11JZD021)阶段性成果。］
(作者单位:①广东工业大学
新兴经济体研究所，②对外经济贸
易大学中国 WTO 研究院;责任编
辑:王勇娟)
22 国际贸易 2012 年 第 9 期
