Những xu hướng mới trong công nghệ khoa học thế giới phần 1

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CỤC THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUỐC GIA KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THẾ GIỚI NHỮNG XU HƯỚNG MỚI NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT CỤC THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUỐC GIA BAN BIÊN SOẠN: Trần Đắc Hiến (Chủ biên) Trần Thị Thu Hà Nguyễn Phương Anh Nguyễn Thị Phương Dung Nguyễn Lê Hằng Phạm Khánh Linh Nguyễn Thị Minh Phượng Nguyễn Mạnh Quân Phạm Thị Thảo Phùng Anh Tiến Đào Thị Thanh Vân LỜI NÓI ĐẦU Xu hướng phát triển xã hội tăng trưởng khu vực khác tạo thay đổi đáng kể tranh toàn cầu nghiên cứu khoa học, công nghệ, giáo dục kinh doanh Một giới khoa học công nghệ đa cực lên sau nhiều thập kỷ thống trị Hoa Kỳ, Liên minh châu Âu, Nhật Bản Thế giới hướng đến kinh tế thâm dụng tri thức, tăng cường hợp tác cạnh tranh khoa học công nghệ Trong kinh tế tri thức, nghiên cứu, khai thác thương mại khoa học công nghệ, cơng việc trí tuệ khác ngày trở nên quan trọng Các kinh tế dựa vào lực lượng lao động có tay nghề cao đầu tư bền vững vào nghiên cứu phát triển để sản sinh dòng kiến thức tạo nên cốt lõi sản xuất thâm dụng tri thức ngành công nghiệp chế tạo dịch vụ Các hàng hóa dịch vụ ngành cơng nghiệp phát triển thị trường chưa tồn trước đó, giúp nước hội nhập cạnh tranh thị trường tồn cầu Trong xu đó, Việt Nam tích cực tái cấu kinh tế theo hướng tăng cường khoa học công nghệ, thúc đẩy khởi nghiệp đổi sáng tạo, đào tạo nhân lực chun mơn cao, đại hóa nơng nghiệp để hướng tới kinh tế ứng dụng tri thức cao với doanh nghiệp có khả hội nhập cạnh tranh thị trường quốc tế Cuốn sách "Khoa học công nghệ giới - Những xu hướng mới" tập trung vào khoa học, công nghệ đổi sáng tạo giới hướng tới Cách mạng công nghiệp lần thứ 4, nâng cao lực cạnh tranh quốc gia khoa học công nghệ đổi sáng tạo Thông qua sách này, Cục Thông tin khoa học công nghệ Quốc gia mong muốn cung cấp tới nhà quản lý, hoạch định sách, nhà nghiên cứu thông tin cập nhật xu hướng vai trị khoa học cơng nghệ phát triển kinh tế giới, từ hồn thiện sách phát triển khoa học công nghệ Việt Nam nghiệp công nghiệp hóa, đại hóa đất nước CỤC THƠNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUỐC GIA MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .3 CÁC CHỮ VIẾT TẮT I NHỮNG XU HƢỚNG LỚN ẢNH HƢỞNG ĐẾN KHOA HỌC, CÔNG NGHỆ VÀ ĐỔI MỚI SÁNG TẠO 1.1 Dân số 10 1.2 Tài nguyên thiên nhiên lượng 13 1.3 Biến đổi khí hậu mơi trường .17 1.4 Tồn cầu hóa 21 1.5 Vai trị phủ .26 1.6 Kinh tế, việc làm suất 31 1.7 Xã hội .36 1.8 Y tế, bất bình đẳng phúc lợi 39 II CÁC XU HƢỚNG CÔNG NGHỆ TƢƠNG LAI 44 2.1 Internet vạn vật 45 2.2 Phân tích liệu lớn 50 2.3 Trí tuệ nhân tạo 54 2.4 Công nghệ thần kinh 58 2.5 Vệ tinh nano/micro 64 2.6 Vật liệu nano 68 2.7 Chế tạo đắp dần (công nghệ in 3D) 71 2.8 Cơng nghệ tích trữ lượng tiên tiến 76 2.9 Sinh học tổng hợp 80 2.10 Công nghệ Blockchain 84 III XU HƢỚNG CHÍNH SÁCH KHOA HỌC VÀ ĐỔI MỚI QUỐC GIA .90 3.1 Động tăng trưởng đổi suy yếu .90 3.2 Thoát khỏi bẫy tăng trưởng chậm đẩy mạnh tăng trưởng kinh tế 93 3.3 Tái định hướng nghiên cứu công 106 3.4 Mở rộng kỹ văn hóa đổi 110 3.5 Cải thiện quản trị sách 111 IV TƢƠNG LAI CỦA CÁC HỆ THỐNG KHOA HỌC .115 4.1 Nguồn lực nghiên cứu công 115 4.2 Nhà tài trợ nghiên cứu công 116 4.3 Lý thực nghiên cứu công 118 4.4 Đối tượng thực nghiên cứu công 122 4.5 Phương thức thực nghiên cứu công .124 4.6 Nghề nghiên cứu công 132 4.7 Kết tác động nghiên cứu công .136 4.8 Chính sách quản trị nghiên cứu cơng 138 V KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Ở MỘT SỐ QUỐC GIA .143 5.1 Các nước phát triển 143 5.2 Các nước BRIC 157 5.3 Một số nước ASEAN .166 TÀI LIỆU THAM KHẢO 186 CÁC CHỮ VIẾT TẮT AI Artificial intelligence Trí tuệ nhân tạo AM Additive manufacturing Chế tạo đắp dần BERD Business enterprise expenditure on research and development Chi nghiên cứu phát triển doanh nghiệp DIY Do-it-yourself Tự làm FDI Foreign direct investment Đầu tư trự tiếp nước GDP Gross domestic product Tổng sản phẩm nước GERD Gross domestic expenditure on research development and Tổng chi quốc gia cho nghiên cứu phát triển GBAORD Government budget appropriations or outlays for research and development Ngân sách phủ dành cho nghiên cứu phát triển GVC Global value chains Chuỗi giá trị toàn cầu HERD Higher Education Research and Development Chi nghiên cứu phát triển trường đại học ICT Information and communication technology (CNTT) Công nghệ thông tin truyền thơng IP Intellectual property Sở hữu trí tuệ MNE Multinational enterprises Công ty đa quốc gia NC&PT Research and development Nghiên cứu phát triển OECD Organization for economic co-operation and development Tổ chức Hợp tác Phát triển kinh tế RRI Responsible research and innovation Nghiên cứu đổi sáng tạo có trách nhiệm STI Science, technology and innovation (KHCN&ĐM) Khoa học, công nghệ đổi sáng tạo KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THẾ GIỚI I NHỮNG XU HƯỚNG LỚN ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHOA HỌC, CÔNG NGHỆ VÀ ĐỔI MỚI SÁNG TẠO Những xu hướng lớn (Megatrends) thay đổi mặt xã hội, kinh tế, trị, mơi trường cơng nghệ quy mô lớn, diễn cách chậm chạp nhiên lại có ảnh hưởng sâu sắc lâu dài nhiều hoạt động, trình nhận thức người Những xu hướng lớn chia thành lĩnh vực chuyên đề sau: dân số; tài nguyên thiên nhiên lượng; biến đổi khí hậu mơi trường; tồn cầu hóa; vai trị phủ; kinh tế, việc làm suất; xã hội; sức khỏe, bất bình đẳng phúc lợi (Hình 1.1) Dân số Tài nguyên nhiên nhiên, lượng Sức khỏe, bất bình đẳng phúc lợi Biến đổi khí hậu, mơi trường Kinh tế việc làm, suất Tồn cầu hóa Vai trị phủ Hình 1.1 Tám xu hướng lớn ảnh hưởng đến KHCN&ĐM Nguồn: OECD (2015a), OECD Digital Economy Outlook 2015 KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THẾ GIỚI 1.1 Dân số  Tăng trưởng dân số nước phát triển Dân số giới dự báo tăng kỷ XXI, với tốc độ chậm so với trước đây, đạt 8,5 tỷ vào năm 2030 9,7 tỷ vào năm 2050 Sự gia tăng diễn gần toàn nước phát triển, châu Phi chiếm nửa mức tăng dự đốn Quy mơ dân số nhiều nước phát triển giữ mức ổn định nhiều nước chí cịn trải qua suy giảm dân số Ví dụ, Nhật Bản nhiều nước Trung Âu Đơng Âu, dân số dự đốn giảm 15% vào năm 2050 Tăng trưởng dân số toàn cầu đặt áp lực lớn chưa thấy tài nguyên thiên nhiên, ví dụ lương thực, lượng, nước…, khoa học, công nghệ, đổi sáng tạo (KHCN&ĐM) tiếp tục coi có vai trị thiết yếu việc đẩy mạnh sản xuất bảo tồn loại tài nguyên Nhìn chung, dân số toàn cầu lớn kinh tế liên tục phát triển dẫn đến nhiều hoạt động nghiên cứu đổi sáng tạo Đồng thời, chương trình nghị nghiên cứu đổi sáng tạo bị tác động đáng kể nhiều thách thức phát triển mà nước có mức tăng trưởng dân số lớn phải đối mặt Các thỏa thuận hợp tác quốc tế KHCN&ĐM - Hiệp định Mục tiêu phát triển bền vững (SDG) Liên Hợp Quốc Hiệp định Paris COP21 - thúc đẩy chuyển giao công nghệ cho nước để tăng cường kênh phổ biến công nghệ hữu thông qua thương mại, đầu tư trực tiếp nước (FDI) mua sắm tư liệu sản xuất Các nước phát triển cần phải mở rộng đào sâu lực nghiên cứu đổi sáng tạo muốn hấp thụ, áp dụng công nghệ cho nhu cầu riêng  Xã hội già hóa Sự kết hợp tỷ lệ sinh thấp tuổi thọ tăng dẫn đến già hóa tương lai tất khu vực giới Với tốc độ nay, vào năm 2050 phạm vi toàn cầu, tỷ lệ số người 60 tuổi số trẻ em gần ngang Đây thay đổi lớn so 10 KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THẾ GIỚI với trước tại: giới có khoảng 900 triệu người 60 tuổi, số dự đoán tăng lên 1,4 tỷ vào năm 2030 2,1 tỷ vào năm 2050 Châu Âu theo dự báo có tỷ lệ số người 60 tuổi lớn (34% vào năm 2050 so với 24% vào năm 2015) Nhưng già hóa nhanh xảy khu vực khác giới, đặc biệt châu Á Gần 80% số người lớn tuổi giới sống vùng phát triển Trung Quốc có khoảng 330 triệu dân có độ tuổi từ 65 trở lên, Ấn Độ có khoảng 230 triệu người, Brazil Indonesia có 50 triệu người vào năm 2050 Trên toàn cầu, số người 80 tuổi dự báo tăng gấp ba lần vào năm 2050 (từ 125 triệu năm 2015 lên 434 triệu năm 2050 944 triệu năm 2100) Nhóm có độ tuổi 80 chiếm 1% dân số OECD vào năm 1950, tỷ trọng tăng lên 4% vào năm 2010 theo dự báo lên đến 10% vào năm 2050 Sự già hóa dẫn đến thay đổi lối sống mẫu hình tiêu dùng, điều tác động mạnh đến chủng loại sản phẩm dịch vụ yêu cầu Các thị trường lên phần “nền kinh tế bạc” (silver economy), có nhiều kinh tế truyền thống phải thích ứng chí biến mất, tất điều liên quan đến đổi sáng tạo Đồng thời, xã hội già hóa gặp phải tăng trưởng kinh tế chậm lại Tỷ số phụ thuộc người cao tuổi, với bệnh khơng lây nhiễm trở nên phổ biến tình trạng ốm yếu gia tăng người cao tuổi đặt gánh nặng lên y tế dịch vụ khác Áp lực tài phát sinh thu hút chi tiêu công vốn dùng để đầu tư cho khu vực khác, có KHCN&ĐM Các bệnh liên quan đến người cao tuổi, có bệnh ung thư trí, ngày trội chương trình nghiên cứu y học Khi giới trở nên già hơn, kể nhiều kinh tế nổi, hợp tác nghiên cứu quốc tế bệnh liên quan đến tuổi cao tăng lên  Di cư quốc tế Tỷ lệ dân số độ tuổi lao động nhỏ ảnh hưởng đến thị trường lao động có kỹ KHCN&ĐM nhiều nước OECD Quy mô dân số độ tuổi lao động (15 - 64) đỉnh cao 11 KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THẾ GIỚI lịch sử sớm giảm xuống Điều có nghĩa tỷ lệ số người phụ thuộc (hiện định nghĩa 15 tuổi 64 tuổi) so với dân số độ tuổi lao động hỗ trợ mặt xã hội kinh tế tăng lên Mặc dù khả người cao tuổi hoạt động tiếp tục làm việc sau độ tuổi nghỉ hưu thức tăng lên, điều không đủ để đáp ứng thiếu hụt nhân công Tuy nhiên, việc ước tính thiếu hụt lực lượng lao động tương lai cần xét đến thay đổi công nghệ yếu tố định quan trọng, đặc biệt tác động lĩnh vực robot trí tuệ nhân tạo Mặc dù nhiều tranh cãi, cơng nghệ làm giảm nhu cầu lao động giúp cân không tương hợp kỹ tương lai Các công nghệ với công nghệ khác (như công nghệ thần kinh - neurotechnology) tăng cường khả nhận thức thể chất, cho phép người kéo dài thời gian làm việc lâu đời sống Di cư quốc tế giúp giảm thiểu tình trạng thiếu lao động thiếu kỹ quốc gia tiếp nhận Kịch dự báo tăng trưởng dài hạn OECD giả định rằng, dòng người lao động di cư chảy vào nhân tố quan trọng để giảm nhẹ già hóa hầu OECD Tất dấu hiệu cho thấy gia tăng yếu tố thúc đẩy thu hút dòng di cư thập kỷ tới Lợi dân số trẻ số nước phát triển tạo điều kiện thuận lợi cho di cư nước ngoài: việc thiếu hội việc làm nguy xung đột nội gia tăng buộc nhiều người tìm kiếm sống an tồn tốt nơi khác Biến đổi khí hậu tác động nhiều đến dịng di cư quốc tế tương lai Những người di cư mang theo trình độ kỹ với họ Trong năm 2011, nước OECD có 31 triệu người di cư có trình độ học vấn cao số người di cư có kỹ cao tăng 72% thập kỷ trước Ở châu Âu, thập kỷ qua, số người nhập cư chiếm 15% số người tham gia vào ngành nghề phát triển mạnh khoa học, công nghệ kỹ thuật y tế giáo dục Tại Hoa Kỳ, số tương đương 22% Tuy nhiên, kỹ người nhập cư không sử dụng triệt để thị trường lao động 12 KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THẾ GIỚI nước tiếp nhận có gần triệu người di cư có trình độ đại học nước OECD làm công việc kỹ thấp vừa Đây tổn thất quốc gia phải đối mặt với nạn “chảy chất xám” đặc biệt nước phát triển, làm giảm khả phát triển lực nghiên cứu đổi sáng tạo cần thiết để giải thách thức phát triển nước Một mối quan tâm quy mô tầm quan trọng cộng đồng dân tộc thiểu số nước đến, số hội nhập bị thiệt thịi mặt kinh tế, gây nên căng thẳng bất ổn 1.2 Tài nguyên thiên nhiên lƣợng Tài nguyên thiên nhiên tảng lớn, chủ yếu hoạt động kinh tế phúc lợi người Nước, khơng khí, đất đất trồng cung cấp thực phẩm, nguyên liệu chất mang lượng để hỗ trợ hoạt động kinh tế xã hội Việc khai thác tiêu thụ tài nguyên thiên nhiên ảnh hưởng đến chất lượng sống phúc lợi hệ tương lai Quản lý hiệu sử dụng bền vững tài nguyên thiên nhiên chìa khóa cho tăng trưởng kinh tế chất lượng môi trường Tăng trưởng dân số tương lai, thay đổi lối sống phát triển kinh tế làm tăng nhu cầu nước, lương thực lượng toàn cầu làm tăng áp lực lên nguồn tài nguyên thiên nhiên Nông nghiệp nơi tiêu thụ nước lớn nhất, ảnh hưởng đến chất lượng nước bề mặt nước ngầm qua việc thải dưỡng chất vi chất gây ô nhiễm Một số nguồn lượng làm thay đổi chất lượng khối lượng nước sẵn có (ví dụ cắt phá thủy lực, thủy điện kỹ thuật làm mát cho nhà máy nhiệt điện điện hạt nhân), thay đổi hỗn hợp lượng tương lai xem nhân tố quản lý nguồn nước Nhu cầu nhiên liệu sinh học ngày tăng làm tăng cạnh tranh hoa lợi trồng Việc phân bổ lại đất sản xuất sang sản xuất phi thực phẩm bị chi phối biến động giá khả sinh lợi tương đối hàng hóa thực phẩm thách thức an ninh lương thực trung hạn 13 KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THẾ GIỚI Sự phát triển KHCN&ĐM nhằm mang lại kiến thức mới, giải pháp sáng tạo sở hạ tầng tiên tiến để cải thiện việc giám sát, quản lý suất nguồn tài sản tự nhiên cuối tách biệt tăng trưởng kinh tế khỏi việc làm suy giảm tài nguyên Các phủ dự báo đóng vai trị quan trọng, việc cung cấp sở hạ tầng tri thức (ví dụ ngân hàng liệu, trung tâm hội tụ công nghệ), chia sẻ kiến thức thực tiễn tốt nhất, cung cấp tài cho nghiên cứu nông nghiệp, lượng quản lý tài nguyên thiên nhiên  Nước Nhiều nơi giới phải chịu sức ép lớn nước, nhu cầu nước vượt tốc độ tăng dân số kỷ qua Nếu xu kinh tế xã hội tiếp diễn khơng có sách quản lý nước (một kịch nền), nhu cầu nước dự báo tăng 55% phạm vi toàn cầu giai đoạn từ 2000 đến 2050 Gia tăng mạnh thuộc lĩnh vực sản xuất công nghiệp (+400%), phát điện (+140%) sử dụng nước sinh hoạt (+130%) Nước ngầm nguồn tài nguyên nước lớn Trái đất (trừ nước giữ dạng băng), chiếm 90% nguồn tài nguyên nước giới Ở khu vực có nguồn nước mặt hạn chế, chẳng hạn vùng thuộc châu Phi, nguồn tài nguyên tương đối sạch, đáng tin cậy hiệu chi phí Tuy nhiên, nước ngầm khai thác với tốc độ gia tăng nhanh, vượt lượng bổ sung nhiều nơi giới Sự cạn kiệt nhanh chóng nguồn nước ngầm cịn hậu phổ biến loại bơm tưới nhỏ nước phát triển Sử dụng nước ngầm với cường độ cao không tồn nước phát triển, lượng nước ngầm sử dụng tưới tiêu số nước OECD cao đáng kể so với tỷ lệ nước bổ sung, ví dụ số vùng thuộc Hy Lạp, Ý, Mexico Hoa Kỳ, ảnh hưởng đến khả phát triển kinh tế nuôi trồng Cải tiến công nghệ tưới tiêu việc áp dụng thực tiễn nông nghiệp công nghệ robot nơng nghiệp giúp giám sát tốt việc sử dụng nước làm chậm 14 KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THẾ GIỚI cạn kiệt nước ngầm, cần phải kết hợp với thay đổi thể chế rộng để đạt hiệu cao Bên cạnh đó, nước bề mặt nước ngầm ngày trở nên nhiễm dịng xả thải chất dinh dưỡng từ nông nghiệp xử lý nước thải Mức dư lượng nitơ nông nghiệp dự báo giảm hầu OECD đến năm 2050 nhờ sử dụng phân bón hiệu Tuy nhiên, xu hướng cho ngược lại Trung Quốc, Ấn Độ hầu phát triển Hậu chất lượng nước bị suy thoái làm tăng tượng phú dưỡng, suy giảm đa dạng sinh học bệnh tật Chi phí kinh tế cho xử lý nước để đáp ứng tiêu chuẩn nước uống có ý nghĩa quan trọng số nước OECD Sự phú dưỡng nước biển làm tăng chi phí kinh tế cao đánh bắt cá thương mại số nước (ví dụ: Hàn Quốc Hoa Kỳ) Những tiến sinh học tổng hợp, di truyền trồng nâng cao hiệu suất vệ sinh nguồn nước, u cầu nhiều cơng trình nghiên cứu áp dụng nhà máy xử lý nước thải hệ mới, hệ thống vệ sinh nước thải, kết hợp với việc sử dụng công nghệ cảm biến công nghệ nano Khai thác nguồn nước thay nước mưa, nước qua sử dụng, nước biển khử muối khuyến khích sử dụng nước theo trình tự để giảm bớt khan thực tiễn đổi sáng tạo Tình trạng bấp bênh thực phẩm dinh dưỡng tồn nhiều nơi, chủ yếu khu vực nghèo, nơi mà tình trạng khan nước suy thoái đất tiếp tục gây tổn hại đất nơng nghiệp Hiện nay, có khoảng nửa diện tích đất canh tác bị suy thối từ mức độ vừa đến nghiêm trọng Sa mạc hóa hạn hán biến khoảng 12 triệu hecta đất sản xuất lương thực thành vùng khô cằn năm Trong thực tiễn sản xuất, khơng có tiến quan trọng, tổn thất suất lên đến 50% số nước châu Phi vào năm 2050 Tuy nhiên, tình hình hầu OECD BRICS lại nghiêm trọng suất tăng liên tục dẫn đến việc sử dụng đất hiệu Thay mở rộng diện tích đất nơng nghiệp, nhiều nước lên kế hoạch từ bỏ việc khai thác đất, cho phép hệ sinh thái phục hồi tái tạo phần 15 KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THẾ GIỚI Thói quen tiêu dùng thực phẩm có khả thay đổi, phản ánh mức sống ngày tăng, tỷ lệ phụ nữ tham gia lực lượng lao động cao thời gian chuẩn bị bữa ăn giảm Giá hầu hết mặt hàng nơng nghiệp dự đốn tăng đáng kể vào năm 2050, đặc biệt tác động đến nhóm dân nghèo Đổi sáng tạo đóng vai trị quan trọng việc giúp nông nghiệp sản xuất nhiều thực phẩm giàu dinh dưỡng hơn, đa dạng phong phú hơn, giải thay đổi chế độ dinh dưỡng cung cấp nguyên liệu thô cho sử dụng phi thực phẩm Đồng thời, đổi sáng tạo cần phải làm giảm bớt cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên cho phép thích ứng với thay đổi điều kiện tự nhiên dự báo biến đổi khí hậu gây  Năng lượng Tiêu thụ lượng tăng mạnh bị chi phối tăng trưởng kinh tế dân số Dựa sở sách phủ hành theo kế hoạch (“Kịch sách mới” Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA)), nhu cầu lượng sơ cấp toàn cầu ước tính tăng 37% giai đoạn từ năm 2012 đến năm 2040 Hầu hết nhu cầu tăng cho xuất phát từ tăng trưởng kinh tế kinh tế phát triển, đặc biệt châu Á, chiếm khoảng 60% tiêu thụ lượng toàn cầu Gia tăng nhu cầu toàn cầu dự báo chậm lại sau năm 2025 ảnh hưởng giá cả, sách chuyển dịch cấu theo hướng ngành dịch vụ công nghiệp nhẹ Tuy nhiên, khu vực cơng nghiệp có khả nơi tiêu thụ lượng lớn vào năm 2040, tiếp đến vận tải, tòa nhà thương mại Hỗn hợp lượng tồn cầu có thay đổi, chủ yếu gia tăng sử dụng lượng tái tạo Điều có nghĩa nguồn lượng cacbon thấp lượng hóa thạch (như dầu mỏ, khí đốt than đá) chiếm tỷ trọng tương đương hỗn hợp cung ứng lượng giới vào năm 2040 Trên toàn giới, tỷ lệ gia tăng lớn sử dụng lượng tái tạo để phát điện từ lượng gió (34%), thủy điện (30%) công nghệ lượng mặt trời (18%) Đồng thời, nhiên liệu sinh học cung cấp tới 27% khối lượng nhiên liệu vận tải giới vào năm 2050, tăng mạnh so 16 KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THẾ GIỚI với mức 2% Các thị trường lượng tái tạo phụ thuộc vào đột phá công nghệ sở hạ tầng thông minh, tạo khả khoản đầu tư đáng kể vào NC&PT, sở hạ tầng quan hệ hợp tác công - tư chiến lược 1.3 Biến đổi khí hậu mơi trƣờng  Thế giới nóng lên Dữ liệu nhiệt độ mặt đất bề mặt đại dương cho thấy nhiệt độ ấm lên trung bình tồn cầu đạt 0,85oC giai đoạn từ 1880 - 2012 Các vùng vĩ độ cao, phần lớn thuộc vùng Bắc cực có nhiệt độ nóng lên 2oC khu vực nóng lên nhiều giới Ba mươi năm gần khoảng thời gian nóng vịng 1.400 năm qua bán cầu Bắc Khí hậu tồn cầu tiếp tục nóng lên vài thập kỷ tới điều tránh khỏi Thay đổi nhiệt độ tồn cầu dự báo có liên quan chặt chẽ với lượng phát thải CO2 tích lũy Phát thải khí nhà kính (GHG) người gây ngun nhân tượng nóng lên quan sát kể từ kỷ XX Nồng độ khí CO2, khí mêtan oxit nitơ khí đạt mức cao chưa thấy 800.000 năm qua Khí thải CO2 chiếm khoảng 75% phát thải khí nhà kính tồn cầu, hầu hết từ sản xuất lượng Lượng phát thải CO2 người gây 40 năm gần chiếm tới nửa tổng số lượng phát thải tính từ năm 1750 Việc đốt nhiên liệu hóa thạch đóng góp hai phần ba lượng khí thải CO2 tồn cầu, nơng nghiệp nơi phát thải khí nhà kính mêtan nitơ oxit mạnh Để giảm thiểu nóng lên tồn cầu địi hỏi nhiều chiến lược giảm phát thải khí nhà kính tham vọng Kịch Chính sách IEA phù hợp với gia tăng nhiệt độ dài hạn 4oC Kịch đầy tham vọng cần đến thay đổi mạnh sách cơng nghệ, dẫn tới mức độ biến đổi khí hậu nguy hiểm Một kịch nghiêm ngặt (2DS) đáp ứng mục tiêu 2oC thống hội nghị khí hậu Paris yêu cầu giảm từ 40 - 70% lượng phát thải khí nhà kính tồn cầu vào năm 2050 Điều có nghĩa 17 KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THẾ GIỚI tăng tỷ lệ cung ứng điện cacbon thấp từ 30% lên 80% vào thời điểm Đổi cơng nghệ lượng chìa khóa để đạt 2DS Một danh mục tồn diện cơng nghệ cacbon thấp, bao gồm giải pháp để thu hồi cacbon, giúp đạt mục tiêu khí hậu Một số giải pháp áp dụng đại trà, số khác nhằm vào lĩnh vực cụ thể Trong lĩnh vực điện năng, lượng gió biển lượng quang điện mặt trời sẵn sàng để tích hợp vào lưới điện Tuy nhiên, để triển khai quy mơ lớn địi hỏi phải đổi sáng tạo tích trữ lượng sở hạ tầng lưới điện thơng minh để tăng tính linh hoạt bối cảnh biến đổi khí hậu Các cơng nghệ thu giữ cacbon (CCS) cho đóng vai trò quan trọng, cần phát triển kỹ thuật thị trường trước chúng áp dụng rộng rãi Cơng nghệ nano cung cấp giải pháp sáng tạo cho vật liệu CCS Công nghệ sinh học cung cấp giải pháp độc giảm phụ thuộc vào dầu hóa dầu Pin sinh học, quang hợp nhân tạo vi sinh vật tạo nhiên liệu sinh học số đột phá gần hỗ trợ cách mạng dựa vào sinh học sản xuất lượng Cơng nghệ nano cung cấp giải pháp đổi sáng tạo để giảm sử dụng lượng công nghiệp cho phép thay quy trình tiêu thụ nhiều lượng quy trình chi phí thấp Ngồi ra, thành phần cơng nghệ lượng thấp cơng cụ để phát triển tiếp nhận công nghệ khác Các kinh tế dự báo chiếm phần lớn lượng phát thải khí nhà kính thập kỷ tới, việc kinh tế tiếp cận cơng nghệ cacbon thấp có tính đổi sáng tạo điều quan trọng giúp làm giảm đến ba phần tư lượng phát thải CO2 toàn giới vào năm 2050 theo kịch 2DS Phát triển kinh tế nhanh khu vực hỗ trợ triển khai công nghệ, cần có hợp tác quốc tế để đảm bảo chuyển giao công nghệ tri thức Hơn nữa, việc áp dụng cơng nghệ tương lai cịn đòi hỏi nâng cao kỹ lực tổ chức nước 18 KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THẾ GIỚI  Hậu khí hậu, hệ sinh thái sức khỏe Một loạt biến đổi khí hậu nghiêm trọng kèm với nóng lên tồn cầu Sóng nhiệt xảy thường xuyên kéo dài hơn, tượng thời tiết cực đoan lượng mưa trở nên lớn thường xuyên xuất nhiều nơi Lượng mưa nhiều khả tăng lên vùng nhiệt đới vĩ độ cao, lại giảm vùng khô hạn Các đại dương tiếp tục ấm lên bị axit hóa, ảnh hưởng mạnh đến hệ sinh thái biển Mực nước biển trung bình toàn cầu tiếp tục tăng với tốc độ nhanh bốn thập kỷ qua Vùng Bắc cực tiếp tục ấm nhanh mức trung bình tồn cầu, dẫn đến băng tan, kể tầng đất đóng băng vĩnh cửu Biến đổi khí hậu gây tác động sâu sắc đến an ninh lương thực nguồn nước cấp khu vực toàn cầu Lượng mưa cực đoan thay đổi ảnh hưởng đến độ khả dụng, nguồn cung cấp nước, an ninh lương thực, thu nhập từ nông nghiệp dẫn đến thay đổi diện tích canh tác lương thực, phi lương thực khắp giới Tác động biến đổi khí hậu làm giảm nguồn nước mặt nước ngầm có khả tái tạo vùng khô hạn nhất, làm tăng cạnh tranh nước ngành kinh tế khác Một biến đổi khí hậu làm thay đổi hệ thống nước - lương thực chất lượng khơng khí, bệnh tật xuất bệnh trở nên phổ biến rộng Tử vong sớm tồn cầu nhiễm khơng khí ngồi trời cho tăng gấp đôi vào năm 2050 Sốt rét bệnh truyền nhiễm quan trọng trở nên trầm trọng biến đổi khí hậu Hiện tại, nửa dân số giới (3,7 tỷ người) sống khu vực có nguy cao Con số dự kiến tăng lên 5,7 tỷ người vào năm 2050 Phần lớn dân số sống khu vực có nguy cao (như vùng nóng ấm - nơi cư trú phù hợp loài muỗi gây bệnh sốt rét) châu Á (3,2 tỷ người) châu Phi (1,6 tỷ người) Số lượng thiên tai liên quan đến thời tiết tăng lên toàn giới ba thập kỷ qua, đặc biệt lũ lụt, hạn hán bão KH&CN đóng vai trị quan trọng việc giám sát hệ 19 KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THẾ GIỚI sinh thái quản lý thiên tai Các quan khí tượng thủy văn quốc gia phụ trách hệ thống cảnh báo sớm ngày phải dựa vào liệu vệ tinh, bổ sung cho hệ thống radar mặt đất, để trì quan trắc liên tục thời tiết toàn cầu cảnh báo hiệu Cụ thể, việc triển khai chòm vệ tinh nano micro hỗ trợ giám sát liên tục khu vực địa lý rộng hơn, bao gồm đại dương, dẫn đến cải thiện công tác dự báo Các ngành xây dựng vận tải sử dụng nguyên liệu cơng nghệ tiên tiến để thích nghi với điều kiện môi trường cực đoan  Đa dạng sinh học toàn cầu bị đe dọa Nhiệt độ chế độ mưa thay đổi ảnh hưởng đến phân bố loài hệ sinh thái Khi nhiệt độ tăng, tầm phân bổ hệ sinh thái lồi có khuynh hướng chuyển dịch sang cực vùng cao Sự di trú làm cho số hệ sinh thái bị thu hẹp lại số khác lại mở rộng Mất đa dạng sinh học thách thức lớn môi trường Mặc dù số nơi thành công, đa dạng sinh học suy giảm toàn cầu tổn thất dự báo tiếp tục diễn Khoảng 20% loài động vật có vú chim, gần 40% lồi bị sát, 1/3 loài động vật lưỡng cư 1/4 loài cá biển nằm danh sách loài bị đe dọa Hầu hết vùng giàu đa dạng sinh học nằm nước phát triển Các nước có thu nhập thấp dự báo phải chịu 39% tổn thất đa dạng sinh học toàn cầu, quốc gia BRIICS 36% nước OECD 25% vào năm 2050 Thiệt hại đạt mức cao Nhật Bản Hàn Quốc, châu Âu, Nam Phi Indonesia Một số quốc gia Trung Âu đứng trước đe dọa đa dạng sinh học khắc nghiệt Ngồi ra, nước phát triển có xu hướng phải gánh chịu phần lớn chi phí tổn thất đa dạng sinh học họ thường phụ thuộc vào tài nguyên thiên nhiên để phát triển kinh tế nhiều so với nước phát triển  Xử lý chất thải tiền đề kinh tế tuần hoàn Quản lý chất thải yếu có tác động tiêu cực đến sức khỏe người mơi trường, ví dụ: ô nhiễm đất nước, chất lượng 20 ... "Khoa học công nghệ giới - Những xu hướng mới" tập trung vào khoa học, công nghệ đổi sáng tạo giới hướng tới Cách mạng công nghiệp lần thứ 4, nâng cao lực cạnh tranh quốc gia khoa học công nghệ. .. and innovation (KHCN&ĐM) Khoa học, công nghệ đổi sáng tạo KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THẾ GIỚI I NHỮNG XU HƯỚNG LỚN ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHOA HỌC, CÔNG NGHỆ VÀ ĐỔI MỚI SÁNG TẠO Những xu hướng lớn (Megatrends)... nghiên cứu công 10 6 3.4 Mở rộng kỹ văn hóa đổi 11 0 3.5 Cải thiện quản trị sách 11 1 IV TƢƠNG LAI CỦA CÁC HỆ THỐNG KHOA HỌC .11 5 4 .1 Nguồn lực nghiên cứu công 11 5 4.2 Nhà tài