构建现代化强国的十大新型基础设施

构建现代化强国的十大新型基础设施本站　　中国网/中国发展门户网讯 中央和地方为实现稳就业、稳投资等“六稳”目标和完成保就业、保民生等“六保”任务，推出了一系列重大基础设施投资项目，在补传统基础设施短板的同时，加快新型基础设施建设（以下简称“新基建”）进度

　　中国网/中国发展门户网讯 中央和地方为实现稳就业、稳投资等“六稳”目标和完成保就业、保民生等“六保”任务，推出了一系列重大基础设施投资项目，在补传统基础设施短板的同时，加快新型基础设施建设（以下简称“新基建”）进度。新基建涵盖数字化基础设施、传统基础设施数字化改造和基于数字化平台的集成管理，更能体现数字经济特征，能够更好推动中国经济转型升级。新基建有近期稳增长、调结构、惠民生的内在需求，但不宜泛化，要着眼长远，有系统性、质的“代际”飞跃，以适应人类迈向知识社会时代的大趋势及需求。

　　“基础设施”的英文为“Infrastructure”；其中，“Infra”为拉丁文，意为“在下部”，“Structure”意为“结构”。因此，该单词字面理解为“一个国家或一个组织保持运行所必需的系统或结构”。我国的大运河（公元前 486 年始凿）、都江堰（建于公元前 256 年），以及西方的罗马水道（公元前 6 世纪始建），均证明人类社会早已有基建的公共观念。

　　基础设施与其支撑服务的对象构成“相互定义”的一个系统。狭义的基础设施包括运输、电力、通讯、给排水、水利设施、管道燃气等所有基础产业和公用事业设施，构成了经济社会发展的基础支撑，具有公共物品和准公共物品特性。从投资角度看，基础设施是公共先行资本，必须先行于收益快的私人生产投资。在市场失灵情况下，政府应基于全社会成本收益分析做出供给决策，并用税收等收入进行支付。

　　广义的基础设施可从社会成本的意义上理解，除了狭义的基础设施即公共先行资本外，还包括教科文卫、国防、公共安全等广泛领域；其为社会直接生产活动提供要素支撑和环境服务，使私人直接生产投资更加有效率，生产的收益更高；其费用由社会分摊，被称为社会间接资本或公共间接资本——能提高整个社会发展的竞争力和获利能力，具有间接经济效益，也具有公共物品和准公共物品特性。

　　随着人类对社会发展的认识逐渐深刻，基础设施内涵也逐渐深刻。1965 年，经济学家 Hansen最早提出基础设施包括社会基础设施和经济基础设施。社会基础设施指为人民生活投资的间接资本，如健康和教育投资。经济基础设施是用于支持经济生产和一般经济活动的间接投资，主要包括公用事业设施、公共工程和运输。后来，基础设施内容体系进一步扩展到支持生活和保护环境的基础设施，以及人文、创新、制度等基础设施。

　　世界由物质、能量和信息组成。能量是物质和信息流动的动力，信息是人类了解、调控物质和能量流动的信号。由于物质流、能量流和信息流（M-E-I）的顺畅和制度保障，人类社会得以生存发展。基础设施是特定阶段保障人类社会物质流、能量流、信息流顺畅、安全、高效流动的软硬件设施网络，为经济社会环境发展提供持久性公共服务支撑。基础设施既是过去发展的成果，又是未来发展的条件。在信息社会，科技与信息化是经济社会环境发展的主要驱动力，以科技与信息化产品及服务驱动经济社会环境可持续发展。基础设施的内容体系进一步扩展为：科技和信息化基础设施，经济社会环境基础设施，以及与治理基础设施（图 1）。

　　“新型基础设施”生发于“传统基础设施”，“新发展”生发于“传统发展”，对基础设施“代际飞跃”的理解与对应的发展理念和时间尺度有关。从社会发展长周期来看，发展和新发展之间、发展和基础设施之间，是深度融合、动态演化的。一些基础设施早期作为社会分摊成本，后来因为有大量私人生产投资进入，成为基础产业，从而被列入经济社会发展的范畴。就创新驱动发展而言，新型基础设施与传统基础设施深度融合，共同成为“全面创新”驱动引领“全面发展”的基础支撑。

　　新型基础设施是为未来阶段保障人类社会物质流、能量流和信息流更加顺畅、安全、高效流动，具有系统性、质的“代际飞跃”特征的软硬件设施网络，为实现“新发展”提供持久性公共服务支撑。未来社会的研发、生产、流通、分配、消费、弃置等活动，以及土地、劳动力、知识、技术、人才、资金、信息、管理等要素供给、流动与组合，体现为 M-E-I 网络化、数字化、智能化，需要新、旧基础设施体系的系统支撑。

　　日本提出建设“超级智能社会 5.0”，是指继狩猎社会、农耕社会、工业社会、信息社会之后的一种新型社会形态。不同社会形态、不同发展阶段对应不同“代际”的基础设施。“代际”主要表现为M-E-I的产生、传输、组合方式和效率不同。当前，人类社会正在向智能社会迈进，在人机物智能技术的推动下，机器将从人类的工具和从属逐步上升为伙伴；通过 M-E-I 数字化、网络化、智能化，将使人类社会、虚拟空间、自然空间、机器物理空间联通互动、数字双生、虚实交融，形成以人为中心的人机物三元融合的新社会形态。

　　智能社会新型基础设施的内核是新一代战略型、网络型的科技和数字化基础设施（图 2）：物质流由“人—自然物—人工物”表征，包括保障人类研发、生产、流通、分配、消费、弃置等活动的公共服务设施网络，从能量流获得动力，从信息流获得调控信息； 能量流由“开发—转换—利用”表征，包括保障人类开采、开发、转换、利用、存储、传输能量的公共服务设施网络，从物质流获得能量物质及智能、机器，从信息流获得调控信息； 信息流由“云—网—海”表征，包括保障人类开发、收集、存储、处理、应用数据信息的公共服务设施网络，从物质流、能量流获取数据、智能、机器和能量，调控物质流、能量流的开发与运行。

　　新型基础设施的形成机制决定其新特征。新要素驱动。与传统要素供给能力的有限性不同，知识、技术、信息、数据等新生产要素的供给能力具有共享性、累积性、倍增性，对基础设施有更高的“互联互通、开放共享和安全保障”要求。要素新组合和数字赋能驱动。如同网络的价值与网络使用者数量的平方成正比（迈特卡夫定律），一个国家知识生产的创新机会与其知识累积、传播交流程度成正比。工业时代的要素组合方式是集中式的，以他组织、独占性竞争为主，基础设施主要由政府供给；而知识时代的要素组合是分布式的，以自组织、创造性竞争为主，领先企业和机构成为基础设施供给者。例如，互联网、云计算具有分布式和去中心化的特征。“从 0 到 1”的原始创新驱动。主要国家围绕科技创新策源地和制高点的竞争日趋激烈。只有率先发现基础科学规律、开发应用原创性引领技术的国家，才可能形成具引领性、带动性的战略性产品和战略性产业。经济社会发展新需求拉动。在知识经济、智能社会需求牵引下，新型基础设施具有创新性、系统性、基础性、公共性、先导性、均衡性、安全性和智慧化、生态化、可持续性等特征，为社会发展提供绿色、智能、普惠、创新、包容、安全的公共服务。制度变革推动。广泛集聚优质、可持续的新要素，保障区域、国家、跨境基础设施均衡发展和普惠供给，需要提升基础设施体系建设及应用的标准化、数字化、智能化治理能力。

　　离开支撑对象，无法理解新型基础设施及其体系构成。新基建不仅要补传统意义上的基础设施建设短板、“还旧账”，以及解决当下发展中的紧迫问题，还要为国家未来长远发展打牢基础，更多关注战略性新兴产业，培育新的产业和经济增长点。因此，只有体现国家意志，加强顶层设计、统筹布局，新基建才有可能在新一轮科技和产业变革中立稳潮头，并在未来经济竞争乃至综合国力竞争中占据主导地位。

　　从形式与内容 2 个维度看，现代化强国的新型基础设施之“新”，主要包括 4 种类型：“新瓶新酒”“新瓶旧酒”“旧瓶新酒”和“新制度”。其中，狭义的“新”仅指“新瓶新酒”，即数字化科技创新与智能化数字基础设施，以及现代能源、先进材料与智能绿色制造等基础设施，如 5G、大数据中心、人工智能、工业互联网、新能源汽车充电桩、光源、平方公里阵列射电望远镜（SKA）等基础设施。而另外 3 种为广义的“新”：“新瓶旧酒”，即基础设施数字化，如智慧物流、智慧交通、智慧港口、智慧医疗、智慧农业等基础设施；“旧瓶新酒”，即有系统性、质的“代际”飞跃特征的基础设施升级，如空天海洋、特高压、城际高速铁路和城际轨道交通等基础设施的更新、拓展；“新制度”，即与治理基础设施，如安全与治理标准、制度等软硬件设施。

　　《创新 2050：科技与中国的未来》系列报告，以绿色、智能和可持续为特征的新一轮科技和产业变革为背景，描绘了我国面向 2050 年实现现代化的图景和科技发展路线图，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”整体构想，并分阶段刻画了八大体系建设的特征和目标。这是未来经济社会发展的基础，再加上支撑科技创新和制度创新的两大基础体系，需要建设十大新型基础设施（图 3）。

　　面向现代化强国建设新型基础设施，不仅要激活当前的传统动能、激发未来的新动能，推动经济社会高质量发展和数字化转型，还要为更长远的 M-E-I 数字化及数字化的知识生产、连接、传播、应用打下坚实基础。

　　党的十九大报告提出建设数字强国、科技强国的战略目标，以新一代信息技术产业化应用为标志的数字经济，需要完整的战略性、网络型科技与数字基础设施作为支撑。

　　数字化科技创新基础设施。是新基建的底层支撑，包括重大科技基础设施、科教基础设施及融合创新基础设施等。支撑构建数字时代科技创新体系，支撑科学、技术、工程、产业及社会等创新体系交叉融合，促进众多学科基本和关键瓶颈问题的解决。提升和新建一批重大科技基础设施和数字化科技创新基础设施，强化对基础研究、应用研究、数据密集型科学及创新创业创造活动的支撑，促进各领域、各区域创新发展。

　　智能化数字基础设施。是新基建的主导方向，包括基于新一代信息技术演化生成的通信网络、新技术、存储及算力等基础设施。支撑构建“万物智联”的信息网络体系和战略计算平台，支撑网络强国、数字中国和智慧社会建设。重塑数字产业化及产业数字化发展格局，带来系列经济及战略利益。提升感知、传输、数据中心和应用平台等设施网络化、数字化、智能化水平，确保新型基础设施、数据及网络体系符合安全标准。支撑智能宽带无线网络、超级计算网络、量子计算、边缘计算、先进传感与显示、先进可靠基础及应用软件等技术创新，消除数字鸿沟，走安全、绿色、普惠的数字化道路。

　　“现代资源能源与交通物流、先进材料与智能绿色制造、现代农业和生物产业基础设施”是现代化强国经济基础设施的主体

　　新一轮工业的代表性技术将是人工智能等。代表性基础设施是数字化科技创新基础设施和智能化数字基础设施，是数字经济的内核支撑，其核心要素是数据、信息、知识、技术与管理。经济基础设施主体是现代资源能源与交通物流、先进材料与智能绿色制造、现代农业和生物产业等设施，还包括部分现代公共教育、文旅、体育与卫生健康基础设施，以及部分生态环境与空天海洋新型基础设施。

　　现代资源能源与交通物流基础设施。是国民经济的大动脉。支撑构建我国可持续能源与资源体系，支撑能源和资源。发展特高压、智能电网、微电网、分布式能源利用、新型储能、氢能、核能等能源基础设施，大幅提高能源与资源利用效率。资源科技向矿产资源、水资源和生物资源的高效开发、综合利用，以及持续、稳定、安全供给的总体方向发展。建设综合、智慧、绿色、平安的交通运输体系，构建现代化综合交通网络，完善邮政、仓储物流等“通道+枢纽+网络”基础设施体系，拓展延伸数字化、智能化交通物流新型基础设施，支撑交通强国、物流强国建设。

　　先进材料与智能绿色制造基础设施。是制造强国和质量强国之基。支撑构建我国先进材料与智能绿色制造体系，支撑制造强国建设。加速材料与制造技术智能化、绿色化、可再生循环的进程，促进我国材料与制造业产业结构升级和战略调整，有效保障我国先进材料与智能绿色装备的供给及高效、清洁、可再生循环利用。基于信息物理系统的智能装备、智能工厂等智能制造将引领制造方式的变革。个性化、信息化、数字化、智能化、绿色化制造对于优化材料、设备、产品和服务供应链至关重要。制造强国首先是质量强国，需要有现代化的标准体系和检验检测基础设施作为支撑。

　　现代农业和生物产业基础设施。是生物经济之基。支撑我国构建高产、优质、高效、绿色的现代农业和安全、高值、高效、优质的生物产业体系，支撑农业现代化，保障粮食与农产品安全、生物安全。推进数字化赋能大农业转型，将智能农机装备，高通量、智能化精准种养技术集成体系，以及传感器、自动化机器人和微型灌溉等设施用于农业生产，支撑智慧农业和生物产业发展、农业防灾减灾和重大疫病防治。

　　健全“幼有所育、学有所教、劳有所得、病有所医、老有所养、住有所居、弱有所扶”等基本公共服务体系，必须推进社会基础设施数字化转型，加强普惠性、基础性、兜底性民生基础设施建设，使发展成果更多、更公平地惠及全体人民。

　　现代公共教育、文旅、体育与卫生健康基础设施。支撑构建满足我国十几亿人口需要的普惠教育、文旅、体育与卫生健康保障体系，支撑教育强国、文化强国、旅游强国、体育强国和健康中国建设。增强社会基础设施体系的完整性、可及性和储备性。强化公共卫生健康的科技支撑，推动生命科学研究向定量、精确、可视化、交叉会聚方向发展，医学模式由疾病治疗为主向预防、预测和早期干预为主转变。重塑传统医学优势，在现代医学、健康科学、公共卫生危机应对、医工交叉等领域走到世界前列。加快建设适老化基础设施，加强社会基础设施适老化改造。促进哲学、社会科学、人文艺术、经济学、心理学、文化等与科技融合，在应对重大社会挑战方面加强多学科交叉融合。加强创意空间、科学公园、科普场馆、博物馆等数字化科普设施建设，为跨学科、跨领域、跨机构的创新、创业、创造提供公共交流空间。

　　良好的生态环境是最公平、最普惠的公品，必须“坚定走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路”。建设好支撑生态文明与美丽中国的生态环境基础设施，才能保障向全体国民提供优质、可靠的绿色公品和公共服务。

　　生态环境新型基础设施。建设以国家公园为主体的自然保护地体系，建设生物多样性、大气、水、土壤、辐射等生态环境监测网络及污水、垃圾、固体废弃物等回收处理设施。支撑构建维系人与自然和谐相处的生态环境保育发展体系，支撑绿色、低碳、循环型经济社会建设，支撑生态文明和美丽中国建设。构建大尺度生态系统观测与研究网络，提升我国生态环境监测、保护、修复能力和应对气候变化的能力，增强自然灾害、污染与生态安全风险的预测、预报和防灾、减灾能力；不断发展相关绿色创新和绿色发展的技术、方法和手段，提供能源、食物、水资源等系统解决方案；建设绿色、低碳、循环等绿色生产基础设施，推进基础设施绿色化。

　　空天海洋新型基础设施。是拓展未来发展空间的保障。支撑构建我国空天、海洋、极地、深地空间拓展能力及体系，支撑航天强国、海洋强国建设，保障国家空天、海洋、极地、深地权益和国土安全。提高我国空间探测、对地观测、极地监测、深海探测、空间态势感知和综合监测、预警能力，向着更深、更遥远的宇宙、海洋、极地和深地迈进，支撑蓝色经济及空间技术市场化、商业化。基于天地一体的地面设施和控制系统、极地科考站、海底空间站、发射系统、卫星和航天器系统、空间站，更好地拓展和平开发利用外层空间、海洋空间、极地空间和深地空间。

　　现代化强国基础设施体系是一个复杂巨系统，必须确保足够的韧性和安全性。在知识社会、智能社会，知识和技术渗透到了社会的方方面面，自然风险与技术风险的界线变得越来越难以划分，保障基础设施体系安全至关重要。新兴技术创新及应用的不确定性和风险增加，而监管过度或不足都不利于创新发展，加之技术进步的同时加深了技术依赖，因此对政府的治理能力现代化提出了更高要求。由于数字政府在科学决策、经济运行、市场监管、社会治理、科技创新、基础设施与公共服务、等广泛领域发挥着“决策中枢”作用，必须提升其对海量数据信息的开发、积累、利用和管理能力，强化与治理的基础设施及制度保障。

　　国家总体安全基础设施。是现代化强国的安全基石。支撑构建军民融合，集安全、国土安全、军事安全、经济安全、文化安全、社会安全、科技安全、信息安全、生态安全、资源安全、核安全、生物安全等于一体的体系，确保国家工业控制系统、金融基础设施、重大科技基础设施、重大经济社会环境基础设施等国家关键基础设施物质体系安全、科技安全与数据网络安全，发展完善传统与非传统安全防范技术、标准及工程，提高重大风险监测、预警、防范和应急反应能力，保障国家总体安全与公共安全。

　　国家治理现代化基础设施。是实现善治的基础保障。支撑构建统筹发挥有效市场、有为政府和有序社会 3 种治理机制的现代化治理体系，保障高质量的制度供给、先进的管理和良好的公共服务。知识经济时代的管理学要充分体现创新参与主体的大众化、创新组织机构的开放化、创新行业领域的跨界化、创新链接机制的平台化、创新资金来源的多元化等新特点，更加重视知识资源可复制、可共享、可增值的特性，更加重视以人为本，更加重视创新主体的自组织，更加重视创新平台的互联协同，更加重视开放创新生态系统的构建。通过“以新带旧”的方式统筹传统和新型基础设施发展，构建标准兼容、协同融合的现代化基础设施体系，这对国家治理现代化基础设施建设、应用和管理提出了新的要求。为此，要深入推进智能城市、城市大脑等基础设施建设，大力推进农村治理信息及服务平台建设，构建开放共享、实时联动、城乡统筹、全域协同的科学决策及智慧管理治理系统与设施网络。深化政务服务“一网、一门、一次”改革，支撑数字政府建设和政府治理、社会治理智慧化，提升国家治理信息化和现代化水平。

　　基础设施与社会发展相伴，与其服务对象相互定义、协同发展。面向 2050 年现代化强国的新型基础设施体系，以“数字化科技创新和智能化数字基础设施”为内核，以“现代资源能源与交通物流、先进材料与智能绿色制造、现代农业和生物产业基础设施”为经济基础设施主体，以“现代公共教育、文旅、体育与卫生健康基础设施”为社会基础设施主体，以“生态环境与空天海洋新型基础设施”为环境基础设施主体，以“国家总体安全和国家治理现代化基础设施”为保障。新型基础设施体系与传统基础设施体系一起，共同形成集约高效、经济适用、智能绿色、安全可靠的现代化基础设施体系。

　　新基建事关国家发展全局和长远利益，必须做好战略谋划，处理好稳和进、立和破、近和远、软和硬、需求和供给、国内和国际等关系；进行全社会成本收益分析，做好建设空间布局和时序安排。2018 年，我国资本形成总额对国内生产总值增长的贡献率为 32.4%，2019 年为 31.2%，投资对经济增长的直接拉动作用减弱。各相关部门、地方政府为贯彻落实中央决策，推出了新一轮基建项目投资计划。据不完全统计，各省、自治区、直辖市公布的投资计划已经超过 40 万亿元。有专家认为，这些实际是多年的投资计划，内容大部分是老基建，而新基建最多也就 10% 左右。虽然新基建目前占比低，但具高成长性、渗透性和带动性。从已发行专项债的项目结构来看，电子信息互联网大数据、新材料、新能源、生物医药、冷链物流等新基建项目所占比重从 2019 年的 0.6% 显著提升至 2020 年 2 月的 14.8%。

　　2020 年我国将全面建成小康社会，在制定新一轮中长期规划的关键时点上，要坚持“全国一盘棋”的理念，面向 2050 年前瞻谋划新基建战略布局，重点部署 2021—2035 年新基建中长期规划和“十四五”规划。要坚持公私合作、多方筹措、多元投资的原则，稳步推进新基建投资计划。在保就业、稳农业和保障基本民生的前提下，适度扩大新基建投资规模，发挥好逆周期调节作用，避免快速扩张带来债务风险隐患。加快推进新基建项目储备，以整体优化、协同融合为导向，统筹存量和增量基础设施项目，以新基建带动传统基建，共同支撑新型工业化、信息化、新型城镇化、农业现代化同步发展，共同促进我国在更高起点、更高层次、更高目标上全面实现五个现代化。（潘教峰，中国科学院科技战略咨询研究院院长、研究员；万劲波，中国科学院科技战略咨询研究院研究员，中国科学院大学公共政策与管理学院教授。《中国科学院院刊》供稿）