傳媒視角
【科技日?qǐng)?bào)】創(chuàng)新跨越 服務(wù)社會(huì)
——十年來(lái)中科院推動(dòng)自主創(chuàng)新回眸
10年來(lái)，中國(guó)科學(xué)院在加強(qiáng)基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、前瞻性研究的同時(shí)，也加強(qiáng)了為國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)的服務(wù)。
前瞻研究 跨越發(fā)展
隨著改革開(kāi)放的深入，我國(guó)步入了加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的關(guān)鍵時(shí)期。推動(dòng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)、改變關(guān)鍵核心技術(shù)受制于人的局面，解決資源環(huán)境瓶頸制約、有效應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害與公共安全事故，改善民生、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)平穩(wěn)較快發(fā)展等任務(wù)十分艱巨。這些都對(duì)科技提出更加迫切的需求。
中科院通過(guò)知識(shí)創(chuàng)新工程和“創(chuàng)新2020”，組織各研究所為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供科技支撐。
在甘肅省白銀市國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)，有一座世界上獨(dú)一無(wú)二的變電站——世界首座超導(dǎo)變電站。在10余年的時(shí)間里，中科院電工研究所的科學(xué)家在先后研制成功系列高溫超導(dǎo)電力裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行集成創(chuàng)新，從而在世界上首次實(shí)現(xiàn)了超導(dǎo)變電站的并網(wǎng)運(yùn)行。
在我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)及能源體系的發(fā)展中，西電東輸占有十分重要的地位。遠(yuǎn)距離輸電對(duì)能耗、安全性能等提出了許多新的要求。而超導(dǎo)電力設(shè)備具有常規(guī)電力設(shè)備不可比擬的優(yōu)勢(shì)，不僅能耗低、重力輕、占地小、環(huán)保性能好，而且還可大幅提高電網(wǎng)的安全可靠性。中科院電工研究所瞄準(zhǔn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)主戰(zhàn)場(chǎng)的需求，在長(zhǎng)期積累的基礎(chǔ)上，將世界最先進(jìn)的高溫超導(dǎo)技術(shù)“嫁接”到電力技術(shù)中，從而創(chuàng)造出多項(xiàng)世界和中國(guó)第一，使我國(guó)超導(dǎo)電力技術(shù)獲得重大突破。
科技是支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石。2002年，國(guó)家863計(jì)劃“高溫超導(dǎo)技術(shù)”專項(xiàng)正式啟動(dòng)，重點(diǎn)支持高溫超導(dǎo)材料及其在電力技術(shù)和電子學(xué)方面的應(yīng)用研究，以期為我國(guó)未來(lái)電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做先行探索。
那一年，36歲的肖立業(yè)博士是中科院高溫超導(dǎo)限流器研究項(xiàng)目（由國(guó)家863計(jì)劃、中科院知識(shí)創(chuàng)新工程和北京市重大科技項(xiàng)目聯(lián)合資助）的首席科學(xué)家。他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，在2004年到2005年期間，先后研制出當(dāng)時(shí)世界上并網(wǎng)運(yùn)行的最長(zhǎng)的高溫超導(dǎo)電纜、我國(guó)首臺(tái)高溫超導(dǎo)限流器和高溫超導(dǎo)變壓器，并先后在國(guó)內(nèi)投入配電網(wǎng)示范運(yùn)行。這些設(shè)備的多種性能指標(biāo)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。2006年，電工研究所在原理創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，在全球率先實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的多種功能的集成，研制出世界首臺(tái)超導(dǎo)限流—儲(chǔ)能系統(tǒng)。兩年后，他們又研制出世界第一臺(tái)高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)：當(dāng)電網(wǎng)中的電壓、頻率等出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠?qū)﹄妷汉皖l率進(jìn)行補(bǔ)償，從而確保用戶用到安全可靠的高質(zhì)量電力。2011年2月，在上述關(guān)鍵設(shè)備研究與示范的基礎(chǔ)上，電工研究所又研制出世界首座超導(dǎo)變電站系統(tǒng)，并在甘肅省白銀市投入配電網(wǎng)的示范運(yùn)行。
通過(guò)前瞻性的研究，讓科研成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，使研究領(lǐng)域和相關(guān)產(chǎn)業(yè)部門(mén)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，中科院償試出一條未曾走過(guò)的創(chuàng)新之路。
技術(shù)創(chuàng)新 服務(wù)經(jīng)濟(jì)
世人在描述中國(guó)經(jīng)濟(jì)30年的發(fā)展時(shí)常用“騰飛”一詞來(lái)形容。這種騰飛也為科技人員助力經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了足夠的空間。中科院自動(dòng)化研究所李澤飛研究員就在這騰飛中大顯身手。
多年來(lái)，我國(guó)成品油的生產(chǎn)，都是石化企業(yè)用人工方法調(diào)和而成的：由人工確定調(diào)和方案，手工計(jì)算調(diào)和配方，然后再下單到車間執(zhí)行。由于這是基于操作者的經(jīng)驗(yàn)而確定，方案存在著很大的局限性；此外，油品中辛烷值的波動(dòng)性以及組分油調(diào)和比率與產(chǎn)品質(zhì)量之間的非線性關(guān)系也增加了控制產(chǎn)品質(zhì)量的難度。因此，人工調(diào)和方法很難一次就生產(chǎn)出合格的汽油，而是必須經(jīng)過(guò)多次檢驗(yàn)、調(diào)和才能達(dá)到要求，這造成了人力、資源與能耗的大量浪費(fèi)。
從2003年起，李澤飛率領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)開(kāi)始研發(fā)“汽油油品在線優(yōu)化調(diào)和”技術(shù)。他們結(jié)合我國(guó)煉油企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀，對(duì)汽油自動(dòng)調(diào)和操作所涉及的調(diào)和規(guī)則、生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)和排產(chǎn)、在線優(yōu)化調(diào)合、控制等一系列技術(shù)進(jìn)行研究。歷經(jīng)5年時(shí)間，李澤飛團(tuán)隊(duì)建立了一套適合我國(guó)煉油廠組分情況的汽油調(diào)和規(guī)則，研制出適合我國(guó)煉油企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的優(yōu)化算法，開(kāi)發(fā)出符合我國(guó)煉油企業(yè)工藝流程特點(diǎn)的汽油在線優(yōu)化軟件系統(tǒng)，提出了適合我國(guó)國(guó)情的汽油自動(dòng)調(diào)和整體解決方案，從而突破了油品性能指標(biāo)精確控制這一關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了一次調(diào)和成功率100%，徹底改變了石油石化企業(yè)油品調(diào)和的技術(shù)手段，使汽油生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)效益最大化。2008年4月，以吳宏鑫院士為主任的鑒定委員會(huì)對(duì)此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了鑒定，一致認(rèn)為這項(xiàng)自主研發(fā)的成果達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
汽油油品在線優(yōu)化調(diào)和技術(shù)能為企業(yè)“賺”多少錢(qián)？中國(guó)石油天然氣股份有限公司大慶石化分公司的的數(shù)據(jù)顯示，采用這項(xiàng)技術(shù)，2006年增加收入1531.4萬(wàn)元，2007年1420.3萬(wàn)元，2008年1395.6萬(wàn)元。項(xiàng)目總投資2664萬(wàn)元，僅1年10零10個(gè)月就收回投資。而來(lái)自中石化北京燕山分公司儲(chǔ)運(yùn)一廠的報(bào)告顯示，從2008年8月項(xiàng)目投用到2010年12月，采用李澤飛團(tuán)隊(duì)的技術(shù)，累計(jì)為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益7896.1萬(wàn)元，年均為3267.4萬(wàn)元。
在中科院類似李澤飛團(tuán)隊(duì)的成果還有很多。他們?cè)诟淖兾覈?guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)含量的同時(shí)，也在改變著中科院人的觀念。假如放到10年以前，一位科研人員為企業(yè)技術(shù)進(jìn)步做出了重大貢獻(xiàn)，中科院的不少人往往會(huì)認(rèn)為這不算什么，它比在《自然》、《科學(xué)》雜志上發(fā)一篇論文要差得遠(yuǎn)，論文才是真正水平的衡量標(biāo)尺。但是現(xiàn)在，中科院人逐步地改變了觀念。在近幾年，中科院頒發(fā)的院杰出科技成就獎(jiǎng)（每年獲獎(jiǎng)集體和個(gè)人不超過(guò)10個(gè)）中，就有不少服務(wù)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目獲獎(jiǎng)。比如，中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所的萬(wàn)噸級(jí)“煤制乙二醇”技術(shù)攻關(guān)研究，中科院金屬研究所的可視化鑄鍛技術(shù)研究開(kāi)發(fā)等。這些技術(shù)創(chuàng)新的精英也像在基礎(chǔ)研究和國(guó)防科技研究等方面做出重大貢獻(xiàn)的人一樣在全院受到隆重表彰。
注重戰(zhàn)略 立足前瞻
對(duì)于中科院大連化學(xué)物理研究所副所長(zhǎng)劉中民來(lái)說(shuō)，2010年8月8日是他終生難忘的日子。那一天，采用我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界首套甲醇制烯烴工業(yè)裝置（年產(chǎn)60萬(wàn)噸烯烴）在包頭投料試車一次成功。一周內(nèi)已經(jīng)生產(chǎn)出合格的聚烯烴產(chǎn)品，甲醇轉(zhuǎn)化率和烯烴選擇性達(dá)到或超過(guò)了設(shè)計(jì)指標(biāo)。劉中民團(tuán)隊(duì)中的不少人激動(dòng)得抱頭哭泣。
烯烴是石油化工的基本原料，下游產(chǎn)品是聚烯烴塑料制品，用途廣泛。烯烴工業(yè)的規(guī)模是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度的一項(xiàng)標(biāo)志。由于我國(guó)石油資源不多，烯烴產(chǎn)品供需矛盾突出，因而開(kāi)辟烯烴生產(chǎn)的新資源路線是一項(xiàng)長(zhǎng)期的挑戰(zhàn)。
天然氣或煤經(jīng)由甲醇制取烯烴的路線中，前半段天然氣或煤經(jīng)合成氣生產(chǎn)甲醇的技術(shù)日臻成熟，而后半段經(jīng)甲醇制取烯烴則是技術(shù)瓶頸，也是新技術(shù)路線的核心。
從2004年起，劉忠民團(tuán)隊(duì)與合作單位聯(lián)合開(kāi)發(fā)甲醇制烯烴，先后完成了1.5萬(wàn)噸/年甲醇加工能力的工業(yè)性示范裝置的設(shè)計(jì)、安裝、工藝技術(shù)放大，以及催化劑工業(yè)化生產(chǎn)等環(huán)節(jié)的相關(guān)基礎(chǔ)理論和實(shí)踐的研究，并在陜西陜化集團(tuán)公司化肥廠建成了世界上首套萬(wàn)噸級(jí)甲醇進(jìn)料規(guī)模的甲醇制低碳烯烴的裝置。2005年底完成了試驗(yàn)設(shè)備的調(diào)整工作，并正式進(jìn)入工業(yè)性示范運(yùn)轉(zhuǎn)。在整個(gè)工業(yè)試驗(yàn)期間，課題組先后有20多名科技人員在陜西華縣試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)奮戰(zhàn)了8個(gè)多月，其中十幾個(gè)人長(zhǎng)期堅(jiān)守在那里，每天都到現(xiàn)場(chǎng)和操作人員、技術(shù)人員一起觀察試驗(yàn)運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。2006年，甲醇制取低碳烯烴工業(yè)試驗(yàn)項(xiàng)目技術(shù)成果通過(guò)了國(guó)家級(jí)鑒定。
2010年8月8日，世界首套甲醇制烯烴工業(yè)裝置在包頭投料試車一次成功，這標(biāo)志著我國(guó)煤制烯烴新興產(chǎn)業(yè)取得了里程碑式的進(jìn)展，奠定了我國(guó)在世界煤基烯烴工業(yè)化產(chǎn)業(yè)中的領(lǐng)先地位。
像甲醇制烯烴這種對(duì)于保障國(guó)家能源安全具有重要意義的戰(zhàn)略技術(shù)研究，正是中科院近年來(lái)大力倡導(dǎo)和推動(dòng)的結(jié)果。它充分反映了中科院強(qiáng)調(diào)的三性：基礎(chǔ)性——甲醇制烯烴首先要解決基礎(chǔ)研究的諸多問(wèn)題，走通理論路線；戰(zhàn)略性——它不是拘泥于個(gè)別企業(yè)的、局部的一般技術(shù)，而是對(duì)于中華民族發(fā)展具有戰(zhàn)略意義的技術(shù)；前瞻性——甲醇制烯烴30年前開(kāi)始研究時(shí)，石油還很便宜，其中也曾經(jīng)歷過(guò)石油幾美元一桶的時(shí)代，在當(dāng)時(shí)很難看到這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用前景。正是中科院人這種持之以恒、甘坐冷板凳的鉆研精神，成就了這樣一項(xiàng)前無(wú)古人的技術(shù)，也袒露了中國(guó)科學(xué)家“先天下之憂而憂”的高尚情操。
據(jù)此，我們不難理解甲醇制烯烴工業(yè)裝置成功時(shí)為什么研究人員激動(dòng)得抱頭哭泣，也不難理解為什么中科院在今年年初將這項(xiàng)成果評(píng)為“2011年中國(guó)科學(xué)院杰出科技成就獎(jiǎng)”了。因?yàn)樗w現(xiàn)了中科院黨組的要求，中科院要成為代表我國(guó)科技最高水平的“國(guó)家隊(duì)”，成為引領(lǐng)我國(guó)科技創(chuàng)新跨越的“火車頭”。
（原載于《科技日?qǐng)?bào)》 2012-11-07 05版）
