创新跨越 服务社会

——十年来中科院推动自主创新回眸

来源：2012年11月07日科技日报   作者：记者 李大庆

　　今年6月30日，一台名为5.5T（特斯拉）零挥发低温超导磁选机在山东省潍坊市通过了有关专家的技术鉴定。专家们一致认为，少数发达国家在我国垄断磁选机市场的局面被彻底打破了。

　　许多人都知道，我们国产的纸张和陶瓷没有外国生产的白。这主要是因为它的原料—高岭土的提纯度不够。而要提高纯度，就需要有高质量的磁选机了。中科院高能物理所在完成北京正负电子对撞机改造时，完全掌握了低温超导磁体技术。于是该所与山东潍坊新力超导磁电科技有限公司合作，研制出具有自主知识产权的全球首台5.5T零挥发低温超导磁选机。它不仅打破了国外对磁选机产品的垄断，提高了我国磁选机的技术水平，而且大大降低了维护运行费，为中国相关工业领域的发展奠定了良好的基础。

　　10年来，中国科学院在加强基础性、战略性、前瞻性研究的同时，也加强了为国民经济主战场的服务。

　　前瞻研究 跨越发展

　　随着改革开放的深入，我国步入了加快转变经济发展方式的关键时期。推动产业优化升级、改变关键核心技术受制于人的局面，解决资源环境瓶颈制约、有效应对自然灾害与公共安全事故，改善民生、促进经济社会平稳较快发展等任务十分艰巨。这些都对科技提出更加迫切的需求。

　　中科院通过知识创新工程和“创新2020”，组织各研究所为经济社会发展提供科技支撑。

　　在甘肃省白银市国家高新技术产业开发区，有一座世界上独一无二的变电站——世界首座超导变电站。在10余年的时间里，中科院电工研究所的科学家在先后研制成功系列高温超导电力装置的基础上进行集成创新，从而在世界上首次实现了超导变电站的并网运行。

　　在我国经济社会及能源体系的发展中，西电东输占有十分重要的地位。远距离输电对能耗、安全性能等提出了许多新的要求。而超导电力设备具有常规电力设备不可比拟的优势，不仅能耗低、重力轻、占地小、环保性能好，而且还可大幅提高电网的安全可靠性。中科院电工研究所瞄准国家经济建设主战场的需求，在长期积累的基础上，将世界最先进的高温超导技术“嫁接”到电力技术中，从而创造出多项世界和中国第一，使我国超导电力技术获得重大突破。

　　科技是支撑社会经济发展的基石。2002年，国家863计划“高温超导技术”专项正式启动，重点支持高温超导材料及其在电力技术和电子学方面的应用研究，以期为我国未来电力产业的发展做先行探索。

　　那一年，36岁的肖立业博士是中科院高温超导限流器研究项目（由国家863计划、中科院知识创新工程和北京市重大科技项目联合资助）的首席科学家。他带领的团队，在2004年到2005年期间，先后研制出当时世界上并网运行的最长的高温超导电缆、我国首台高温超导限流器和高温超导变压器，并先后在国内投入配电网示范运行。这些设备的多种性能指标已达到国际先进水平。2006年，电工研究所在原理创新的基础上，在全球率先实现电力设备的多种功能的集成，研制出世界首台超导限流—储能系统。两年后，他们又研制出世界第一台高温超导储能系统并进行了现场实验：当电网中的电压、频率等出现波动时，高温超导储能系统能够对电压和频率进行补偿，从而确保用户用到安全可靠的高质量电力。2011年2月，在上述关键设备研究与示范的基础上，电工研究所又研制出世界首座超导变电站系统，并在甘肃省白银市投入配电网的示范运行。

　　通过前瞻性的研究，让科研成果及时转化为生产力，使研究领域和相关产业部门实现跨越式发展，中科院偿试出一条未曾走过的创新之路。

　　技术创新 服务经济

　　世人在描述中国经济30年的发展时常用“腾飞”一词来形容。这种腾飞也为科技人员助力经济发展提供了足够的空间。中科院自动化研究所李泽飞研究员就在这腾飞中大显身手。

　　多年来，我国成品油的生产，都是石化企业用人工方法调和而成的：由人工确定调和方案，手工计算调和配方，然后再下单到车间执行。由于这是基于操作者的经验而确定，方案存在着很大的局限性；此外，油品中辛烷值的波动性以及组分油调和比率与产品质量之间的非线性关系也增加了控制产品质量的难度。因此，人工调和方法很难一次就生产出合格的汽油，而是必须经过多次检验、调和才能达到要求，这造成了人力、资源与能耗的大量浪费。

　　从2003年起，李泽飞率领他的团队开始研发“汽油油品在线优化调和”技术。他们结合我国炼油企业生产现状，对汽油自动调和操作所涉及的调和规则、生产计划、调和排产、在线优化调合、控制等一系列技术进行研究。历经5年时间，李泽飞团队建立了一套适合我国炼油厂组分情况的汽油调和规则，研制出适合我国炼油企业生产实际的优化算法，开发出符合我国炼油企业工艺流程特点的汽油在线优化软件系统，提出了适合我国国情的汽油自动调和整体解决方案，从而突破了油品性能指标精确控制这一关键技术，实现了一次调和成功率100%，彻底改变了石油石化企业油品调和的技术手段，使汽油生产环节实现效益最大化。2008年4月，以吴宏鑫院士为主任的鉴定委员会对此项技术进行了鉴定，一致认为这项自主研发的成果达到了国际先进水平。

　　汽油油品在线优化调和技术能为企业“赚”多少钱？中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司的的数据显示，采用这项技术，2006年增加收入1531.4万元，2007年1420.3万元，2008年1395.6万元。项目总投资2664万元，仅1年10零10个月就收回投资。而来自中石化北京燕山分公司储运一厂的报告显示，从2008年8月项目投用到2010年12月，采用李泽飞团队的技术，累计为企业创造经济效益7896.1万元，年均为3267.4万元。

　　在中科院类似李泽飞团队的成果还有很多。他们在改变我国经济技术含量的同时，也在改变着中科院人的观念。假如放到10年以前，一位科研人员为企业技术进步做出了重大贡献，中科院的不少人往往会认为这不算什么，它比在《自然》、《科学》杂志上发一篇论文要差得远，论文才是真正水平的衡量标尺。但是现在，中科院人逐步地改变了观念。在近几年，中科院颁发的院杰出科技成就奖（每年获奖集体和个人不超过10个）中，就有不少服务于国家经济社会发展的技术创新项目获奖。比如，中科院福建物质结构研究所的万吨级“煤制乙二醇”技术攻关研究，中科院金属研究所的可视化铸锻技术研究开发等。这些技术创新的精英也像在基础研究和国防科技研究等方面做出重大贡献的人一样在全院受到隆重表彰。

　　注重战略 立足前瞻

　　对于中科院大连化学物理研究所副所长刘中民来说，2010年8月8日是他终生难忘的日子。那一天，采用我国自主知识产权的世界首套甲醇制烯烃工业装置（年产60万吨烯烃）在包头投料试车一次成功。一周内已经生产出合格的聚烯烃产品，甲醇转化率和烯烃选择性达到或超过了设计指标。刘中民团队中的不少人激动得抱头哭泣。

　　烯烃是石油化工的基本原料，下游产品是聚烯烃塑料制品，用途广泛。烯烃工业的规模是国家经济发达程度的一项标志。由于我国石油资源不多，烯烃产品供需矛盾突出，因而开辟烯烃生产的新资源路线是一项长期的挑战。

　　天然气或煤经由甲醇制取烯烃的路线中，前半段天然气或煤经合成气生产甲醇的技术日臻成熟，而后半段经甲醇制取烯烃则是技术瓶颈，也是新技术路线的核心。

　　从2004年起，刘忠民团队与合作单位联合开发甲醇制烯烃，先后完成了1.5万吨/年甲醇加工能力的工业性示范装置的设计、安装、工艺技术放大，以及催化剂工业化生产等环节的相关基础理论和实践的研究，并在陕西陕化集团公司化肥厂建成了世界上首套万吨级甲醇进料规模的甲醇制低碳烯烃的装置。2005年底完成了试验设备的调整工作，并正式进入工业性示范运转。在整个工业试验期间，课题组先后有20多名科技人员在陕西华县试验现场奋战了8个多月，其中十几个人长期坚守在那里，每天都到现场和操作人员、技术人员一起观察试验运行情况，发现问题及时解决。2006年，甲醇制取低碳烯烃工业试验项目技术成果通过了国家级鉴定。

　　2010年8月8日，世界首套甲醇制烯烃工业装置在包头投料试车一次成功，这标志着我国煤制烯烃新兴产业取得了里程碑式的进展，奠定了我国在世界煤基烯烃工业化产业中的领先地位。

　　像甲醇制烯烃这种对于保障国家能源安全具有重要意义的战略技术研究，正是中科院近年来大力倡导和推动的结果。它充分反映了中科院强调的三性：基础性——甲醇制烯烃首先要解决基础研究的诸多问题，走通理论路线；战略性——它不是拘泥于个别企业的、局部的一般技术，而是对于中华民族发展具有战略意义的技术；前瞻性——甲醇制烯烃30年前开始研究时，石油还很便宜，其中也曾经历过石油几美元一桶的时代，在当时很难看到这项技术的应用前景。正是中科院人这种持之以恒、甘坐冷板凳的钻研精神，成就了这样一项前无古人的技术，也袒露了中国科学家“先天下之忧而忧”的高尚情操。

　　据此，我们不难理解甲醇制烯烃工业装置成功时为什么研究人员激动得抱头哭泣，也不难理解为什么中科院在今年年初将这项成果评为“2011年中国科学院杰出科技成就奖”了。因为它体现了中科院党组的要求，中科院要成为代表我国科技最高水平的“国家队”，成为引领我国科技创新跨越的“火车头”。