【轉型進行時】山西省重點實驗室的光榮與責任

2021年03月07日07:23  來源:山西日報
 

不謀萬世者,不足謀一時﹔不謀全局者,不足謀一域。面向科技前沿,把握時代脈搏,儲備關鍵技術,在創新驅動引領下,我省重點實驗室建設迎來了新高峰,構建出戰略科技力量,打好關鍵核心技術的攻堅戰,已成為區域創新發展新的戰略制高點。

面向國家發展戰略,突破重大關鍵技術,國家重點實驗室肩負重大使命

1月12日,依托於太原理工大學的“省部共建煤基能源清潔高效利用國家重點實驗室”正式獲得科技部批准建設,為我省再添一所“重量級”科研機構。

一塊煤能做什麼?燃燒?煉鋼?發電?在太原理工大學的煤基能源清潔高效利用國家重點實驗室裡,煤炭可以化身為電容炭、煤制化肥、煤制汽油,以及煤制氫氣、石墨烯等新能源、新材料。它們的出現改變了煤炭產業高污染的舊面貌。

“一面是資源的提供者,一面是生態環境的污染源,煤炭對於我國而言處於兩難的選擇。發展煤化工,開發和推廣潔淨煤技術是唯一的出路。”中國工程院院士謝克昌,煤基能源清潔高效利用國家重點實驗室的創始人,作為我國煤化工科技領域的開拓者之一,他認為,“實現了清潔高效利用的煤炭就是清潔能源。將煤炭‘吃干榨盡’,不讓硫化物、氮化物流散在自然環境中,黑煤也能變烏金。”

1985年開始,小小的煤轉化實驗室,35年的默默耕耘,先后兩次承擔國家973重點研發項目,三次獲得國家科技進步獎,培養了一批長江學者、杰出青年等優秀的科研人才。實驗室對國家煤炭清潔高效利用的發展戰略研究,為山西、新疆和寧東能源金三角地區可持續發展提供了保障。如今,實驗室發展成為“國家隊”的重要一員,承載著更大的使命。太原理工大學省部共建煤基能源清潔高效利用國家重點實驗室主任王建成說:“國家重點實驗室要圍繞國家和戰略技術,尤其是‘卡脖子’技術進行攻堅克難。我們要立足國家能源結構和山西省資源稟賦的特點,實現煤炭的清潔、高效、綠色、低碳以及安全利用。尤其是去年,我國庄嚴對世界宣布,要在2030年實現碳達峰,2060年實現碳中和。如何在煤炭利用過程中碳減排,這是當前我們科研非常重要的戰略研究方向。”

中北大學省部共建動態測試技術國家重點實驗室(籌)副主任張國軍認為,國家重點實驗室首先需要滿足國家需求、國防需求、國民經濟建設需求,重點開展基礎研究、應用基礎研究、探索科學技術前沿,攻破關鍵科學技術,聚焦高端科技人才,服務國家宏觀決策。對於載人航天、深空探測、國家重大工程眾多“卡脖子”技術,是討不來、買不來的。因此,必須是自主研發,這也是國家重點實驗室的使命所在。

國家重點實驗室既有面向未來的前瞻性研發,又有能夠攻堅克難的實力

我國科研實驗室體系中,實驗室根據科研實力和地位分為若干等級。最高等級的無疑是“國家隊”。截至2020年5月,全國已經建成542個國家重點實驗室。我省擁有6個國家重點實驗室,雖然數量不多,但在所代表的學科和行業中均具有重要的引領地位,是山西科研實力的象征和代表,是全省實驗室體系中的重中之重。它們分別是:中科院山西煤化所煤轉化國家實驗室、太原理工大學省部共建煤基能源清潔高效利用國家重點實驗室、山西大學的量子光學與光量子器件國家重點實驗室、晉能控股集團國家能源煤與煤層氣共採國家重點實驗室、中國寶武太原鋼鐵集團先進不鏽鋼材料國家重點實驗室、太原重型機械集團礦山採掘裝備及智能制造國家重點實驗室。

作為國家重點實驗室,承擔著大量的基礎研究和應用基礎研究,兩者相互依存,相互促進。王建成說,基礎研究實際上是從0到1的跨越,應用基礎研究則是以應用背景非常強的一個技術進行研發。對山西重點實驗室而言,承擔的大部分研究項目是應用基礎研究。張國軍坦言,做基礎研究需要的是耐住寂寞。基礎研究就像大樹上一片樹葉,說不定哪一天被風刮走。但是,大樹上的一顆新芽很可能在某天就枝繁葉茂。

敢於挑戰科學前沿、敢於承擔戰略任務,一個優秀的重點實驗室,既要有面向未來的前瞻性研發,又要有能夠攻堅克難的實力。嫦娥五號著陸月面,北斗系統組網成功,天問一號奔赴火星,長征五號B型運載火箭成功起飛。航天與深空探測工程作為一項由頂尖科學技術集成的復雜工程,每一步成功的背后,是上百家科研機構與上萬名科學家的團結協作。中北大學的動態測試技術國家重點實驗室培育基地就是其中之一。在一封封感謝信裡,記錄下中北大學陪伴中國航天二十余年的星海征程。面對高溫、高壓、高沖擊、強輻射等極端環境,准確測量與記錄航天器的各項動態參數,是實驗室的攻堅目標。

中北大學省部共建動態測試技術國家重點實驗室(籌)項目主管張會新告訴記者:“大氣層裡的黑障區,無線是沒法進行數據有效傳輸的,但我們可以借助黑匣子獲取飛行中的數據,進行有效回收。在惡劣環境影響下如何保証存儲數據完整、有效,安全回收是我們最大的挑戰。”參與技術研發的主管胡海風說,黑匣子涉及機械、電子等多學科。要在機械結構設計、原理圖設計、代碼設計上反復測試,裝配后進行各種實驗。各個環節萬無一失后,才能應用到真實的工程。“就像我們正在研究的Shark總線,大家戲稱這是一場工業總線的革命。希望把總線技術從航天上推廣到所有需要使用到總線的領域。”張會新說。

國家重點實驗室一頭肩負著探索科技前沿的重要任務,另一頭具有很強的技術溢出效應,能夠輻射和帶動全社會的整體創新。這些重點實驗室對山西的高質量轉型發展產生著重要影響。王建成深有感觸:“近三年在焦化配煤煉焦和焦化的污染物節能減排、廢水廢氣污染治理,以及在煤化工、煤制甲醇、煤制乙醇,甚至深加工技術轉化方面,我們承擔了山西省能源革命半數以上的項目。”針對我省的14個創新性產業領域,中北大學也持續在半導體、通用航空、高端制造、信息技術創新、煤炭智能開採等產業領域貢獻著力量。

對接產業需求,國家重點實驗室用科技創新驅動高質量轉型發展

近年來,我省堅持以創新驅動高質量發展,重點實驗室建設迎來了新高峰。國家重點實驗室也成為區域創新發展新的戰略制高點。省科技廳實驗室與平台基地建設處處長王元莒介紹說,我省將緊緊圍繞國家戰略需求、技術前沿,爭取培育建設好實驗室。組織中北大學申請建設省部共建國家重點實驗室﹔支持山西農業大學有機旱作農業申報省部共建國家重點實驗室﹔建設10個共享技術平台和10-15個專業實驗室﹔優化實驗室的研究團隊。

對接重大需求,在重點實驗室建設上,山西還存在哪些短板,如何彌補,中國工程院山西戰略研究院執行負責人苗茂謙認為,山西國家重點實驗室立足國際前沿,結合國內專業和山西需求,相互促進,形成互融、互合、互動、全面發展的重要高地。與產業發展深度融合,從基礎到應用,做到國民經濟主戰場,科研的作用會發揮得更好。

除了建設和管理好國家重點實驗室外,數家國家重點實驗室和研發平台組建聯盟,十指握拳、形成強大合力。不久前,由全國8所國家級科研機構所組成的煤炭清潔高效轉化國家重點實驗室聯盟正式成立。中科院山西煤化所、太原理工大學、華東理工大學、寧夏大學、潞安化工集團、兗礦集團、陝西煤業等全國8所國家級科研機構,強強聯手,八仙過海,各顯神通。

太原理工大學副教授鄭華艷正在開展碳酸二甲酯研究,面對潞安化工集團的技術需求,他們開發出碳酸二甲酯的煤化工工藝生產路線,將在潞安化工集團國家工程技術中心進行中試實驗。與高校緊密合作,山西潞安太行潤滑油有限公司研發中心負責人張曉軍體會到:“與高校或者科研院所合作意味著企業能充分利用高校技術優勢、創新平台以及人才優勢,實現1+1>2的效應,企業人才快速成長,創新成果得到培育和轉化。”

未來,聯盟將加強學術交流與儀器共享,聯合承擔國家或地方的科研任務,加速技術研發和技術轉化進程,為創新驅動注入新動能。王建成認為,作為國家重要的一個研發平台,重點實驗室的任務是解決“卡脖子”難題,攻克技術壁壘,圍繞國家的創新發展,貢獻科技創新的研發力量。張國軍認為,重點實驗室要面向世界科技前沿,面向經濟主戰場,面向國家重大需求,面向人民生命健康開辟新領域、探索新路徑,多出高水平的原創成果。

本欄目內容源自山西衛視“轉型進行時”

本報記者沈佳

(責編:雷昊、趙芳)