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年終盤點(diǎn):2021年中國科技的重大創(chuàng)新成果
2021年12月22日 14:58 來源:科技日?qǐng)?bào) 關(guān)燈

  科技日?qǐng)?bào)記者 金鳳

  2021年是“十四五”開局之年。這一年,我國重大創(chuàng)新成果競(jìng)相涌現(xiàn),創(chuàng)新能力持續(xù)提升,創(chuàng)新的“脈動(dòng)”尤為強(qiáng)勁。

  放眼“深藍(lán)”,“海牛Ⅱ號(hào)”鉆機(jī)鉆出231米的新紀(jì)錄;遙望星空,海洋一號(hào)D衛(wèi)星和海洋二號(hào)C衛(wèi)星“閃耀”星河;挺進(jìn)山川河流,金沙江白鶴灘水電站里,浪花飛濺、電流穿梭,全球單機(jī)容量最大功率百萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電……這一年,我們也在與病毒的抗?fàn)幹?,為生命掙得尊?yán),我國首款具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新冠病毒中和抗體聯(lián)合治療藥物——安巴韋單抗與羅米司韋單抗的獲批,為患者贏得長(zhǎng)達(dá)10天的黃金救治期……

  征途漫漫,唯有奮斗!面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國家重大需求、面向人民生命健康,創(chuàng)新是不竭動(dòng)力,科技自立自強(qiáng)是時(shí)代使命。

  “華龍一號(hào)”全球首堆商業(yè)運(yùn)行

  我國自主三代核電技術(shù)躋身世界前列

  上萬名建設(shè)者常年奮戰(zhàn),5300多家設(shè)備制造企業(yè)大力協(xié)同,自2015年5月開工以來,“華龍一號(hào)”全球首堆便開始了“加速跑”,并終于在5年多后交出成績(jī)單。

  1月30日,“華龍一號(hào)”全球首堆——中核集團(tuán)福建福清核電5號(hào)機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行,標(biāo)志著我國在三代核電技術(shù)領(lǐng)域躋身世界前列。

  “中國成為繼美國、法國、俄羅斯等國家之后真正掌握自主三代核電技術(shù)的國家?!敝泻思瘓F(tuán)黨組書記、董事長(zhǎng)余劍鋒說,作為中國高端制造業(yè)走向世界的“國家名片”,“華龍一號(hào)”是當(dāng)前核電市場(chǎng)上接受度最高的三代核電機(jī)型之一。

  由科技自立自強(qiáng)“打底”產(chǎn)生的一系列數(shù)據(jù),可以為“華龍一號(hào)”這一地位做注腳:設(shè)計(jì)壽命為60年,反應(yīng)堆采用177堆芯設(shè)計(jì),堆芯設(shè)計(jì)換料周期18個(gè)月,創(chuàng)新采用“能動(dòng)和非能動(dòng)”相結(jié)合安全系統(tǒng)及雙層安全殼等技術(shù),在安全性上滿足國際最高安全標(biāo)準(zhǔn)要求?!叭A龍一號(hào)”首堆所有核心設(shè)備均已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn),所有設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)88%,完全具備批量化建設(shè)能力。

  “‘華龍一號(hào)’全球首堆的商運(yùn),對(duì)優(yōu)化中國能源結(jié)構(gòu)、推動(dòng)綠色低碳發(fā)展,助力碳達(dá)峰、實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)具有重要意義?!庇鄤︿h所言非虛,據(jù)悉,“華龍一號(hào)”每臺(tái)機(jī)組每年可發(fā)電近100億千瓦時(shí),能滿足中等發(fā)達(dá)國家100萬人口的生產(chǎn)和生活年度用電需求,同時(shí)相當(dāng)于減少標(biāo)準(zhǔn)煤消耗312萬噸、減少二氧化碳排放816萬噸,相當(dāng)于植樹造林7000多萬棵。

  “海牛Ⅱ號(hào)”下鉆231米

  刷新深海鉆機(jī)鉆探深度紀(jì)錄

  高7.6米、“腰圍”10米、體重12噸,在南海超2000米的深水成功下鉆231米,刷新世界深海海底鉆機(jī)鉆探深度。這一紀(jì)錄的創(chuàng)造者,是湖南科技大學(xué)牽頭,我國自主研發(fā)的“海牛Ⅱ號(hào)”海底大孔深保壓取芯鉆機(jī)系統(tǒng)。

  4月7日晚的這次海試,“海牛Ⅱ號(hào)”也填補(bǔ)了我國海底鉆探深度大于100米、具備保壓取芯功能的深海海底鉆機(jī)裝備的空白。

  海底鉆機(jī),是開展海洋地質(zhì)及環(huán)境科學(xué)研究、進(jìn)行海洋礦產(chǎn)資源勘探和海底工程地質(zhì)勘查所必備的海洋高技術(shù)裝備。

  “海牛Ⅱ號(hào)”的研制,依托我國國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備專項(xiàng)”課題,研制作業(yè)水深不少于2000米、鉆進(jìn)深度不低于200米、保壓成功率不小于60%的海底大孔深保壓取芯鉆機(jī)系統(tǒng),并最終形成一整套具自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的海底大孔深保壓鉆探取芯裝備技術(shù)與成果,為我國海底天然氣水合物勘探提供裝備技術(shù)支撐。

  “盡管它很龐大,但它潛入海底依然是很靈活的。它也是目前世界上唯一一臺(tái)海底鉆深大于200米的深海海底鉆機(jī)?!表?xiàng)目負(fù)責(zé)人、湖南科技大學(xué)教授萬步炎說。

  據(jù)了解,整個(gè)海底鉆機(jī)主要攻克了大孔深遙控全孔全程保壓繩索取芯、智能化與專家操作系統(tǒng)、大容量鉆管存儲(chǔ)與鉆桿快速接卸、海底鉆機(jī)安全可靠下放和回收等四大技術(shù)攻關(guān)難點(diǎn)。

  這些全新的技術(shù),顯著提高了鉆機(jī)鉆探效率、取芯質(zhì)量、保壓成功率。與此同時(shí),鉆機(jī)重量較國外同類鉆機(jī),也實(shí)現(xiàn)了大幅減重,大大降低了水下收放作業(yè)難度。

  “深海一號(hào)”海中送氣

  年供氣量可達(dá)30億立方米

  向著更深、更遠(yuǎn)的“深藍(lán)”挺進(jìn),永遠(yuǎn)沒有終點(diǎn)。

  6月25日,我國首個(gè)自營勘探開發(fā)的1500米深水大氣田“深海一號(hào)”在海南陵水海域正式投產(chǎn)。這標(biāo)志著我國海洋油氣勘探開發(fā)邁向“超深水”。

  “深海一號(hào)”大氣田距海南省三亞市150公里,于2014年勘探發(fā)現(xiàn),探明天然氣儲(chǔ)量超千億立方米,最大水深超過1500米,最大井深達(dá)4000米以上,是我國自主發(fā)現(xiàn)的水深最深、勘探開發(fā)難度最大的海上深水氣田。

  中國海洋石油集團(tuán)有限公司克服諸多挑戰(zhàn),高峰期在100多個(gè)工段組織5000余人、17臺(tái)大型履帶吊進(jìn)行作業(yè),提前18個(gè)月順利完成陸地建造和合龍工作。

  “深海一號(hào)”大氣田投產(chǎn)后,深水天然氣將通過海底管線接入全國天然氣管網(wǎng),年供氣量30億立方米。

  國家能源局有關(guān)負(fù)責(zé)人表示,“深海一號(hào)”大氣田的正式投產(chǎn),是我國深水油氣勘探開發(fā)取得的重要進(jìn)展,是我國海洋油氣事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要探索,預(yù)示著我國深水油氣勘探開發(fā)潛力巨大、前景廣闊。

  白鶴灘水電站首批機(jī)組投產(chǎn)

  實(shí)現(xiàn)100萬千瓦滿負(fù)荷發(fā)電

  6月28日上午,在現(xiàn)場(chǎng)沸騰的歡呼聲中,金沙江白鶴灘水電站首批機(jī)組完成72小時(shí)帶負(fù)荷連續(xù)試運(yùn)行,正式投產(chǎn)發(fā)電。左岸1號(hào)機(jī)組、右岸14號(hào)機(jī)組兩臺(tái)百萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組高速轉(zhuǎn)動(dòng),將金沙江的水能資源轉(zhuǎn)化為電能,源源不斷送往華東地區(qū)。其中,右岸14號(hào)機(jī)組帶100萬千瓦負(fù)荷成功,這是全球首臺(tái)并網(wǎng)發(fā)電,也是全球首臺(tái)實(shí)現(xiàn)100萬千瓦滿負(fù)荷發(fā)電的機(jī)組。

  白鶴灘水電站位于四川省寧南縣和云南省巧家縣交界處,矗立于金沙江下游干流河段上,電站總裝機(jī)容量1600萬千瓦,共安裝16臺(tái)我國自主研制的百萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組,是實(shí)施“西電東送”的國家重大工程,是當(dāng)今世界在建規(guī)模最大、技術(shù)難度最高的水電工程。全球單機(jī)容量最大功率百萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組,實(shí)現(xiàn)了我國高端裝備制造的重大突破。

  白鶴灘百萬千瓦水電機(jī)組的創(chuàng)新,一是發(fā)電機(jī)從原來的80萬千瓦躍升到現(xiàn)在的100萬千瓦,二是水輪機(jī)采用了長(zhǎng)短葉片轉(zhuǎn)輪,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了寬負(fù)荷高效穩(wěn)定的運(yùn)行。

  白鶴灘水電站建成后,年平均發(fā)電量將達(dá)624.43億度。全部機(jī)組將于2022年7月投產(chǎn)發(fā)電。電站全部建成投產(chǎn)后,將成為僅次于三峽工程的世界第二大水電站。

  據(jù)測(cè)算,白鶴灘水電站投產(chǎn)后,每年可節(jié)約標(biāo)煤約1968萬噸,減少排放二氧化碳5160萬噸、二氧化硫17萬噸。屆時(shí),白鶴灘水電站將與三峽工程、葛洲壩工程,以及金沙江烏東德、溪洛渡、向家壩水電站一起,構(gòu)成世界最大的清潔能源走廊。

  時(shí)速600公里高速磁浮下線

  僅3分半鐘從零加速到時(shí)速600公里

  硬朗飄逸的雙側(cè)堆疊棱線、獨(dú)特的“抱軌”結(jié)構(gòu)、更強(qiáng)大的爬坡能力……7月20日,由中國中車承擔(dān)研制、具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的時(shí)速600公里高速磁浮交通系統(tǒng)在青島成功下線,這是世界首套設(shè)計(jì)時(shí)速達(dá)600公里的高速磁浮交通系統(tǒng),標(biāo)志我國掌握了高速磁浮成套技術(shù)和工程化能力。

  時(shí)速600公里,這是當(dāng)前可實(shí)現(xiàn)的“地表最快”交通工具。因此,高速磁浮也被形象地稱為“貼地飛行”。

  “時(shí)速600公里高速磁浮交通系統(tǒng)采用的是成熟可靠的常導(dǎo)技術(shù)?!备咚俅鸥№?xiàng)目技術(shù)總師、中車四方股份公司副總工程師丁叁叁說,它的基本原理,是利用電磁力來實(shí)現(xiàn)列車“無接觸”運(yùn)行。

  車輛底部的懸浮架裝有電磁鐵,與鋪設(shè)在軌道下方的鐵芯相互吸引,產(chǎn)生向上的吸力,從而克服地心引力,使車輛“懸浮”起來,再利用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)列車前行。

  “高速磁浮運(yùn)行時(shí),通過精確控制電磁鐵中的電流,車體與軌道之間始終保持約10毫米的懸浮間隙。”丁叁叁說。

  高速磁浮這種無接觸的運(yùn)行方式,取代了傳統(tǒng)輪軌的機(jī)械接觸支承,從根本上突破了傳統(tǒng)輪軌關(guān)系的約束,因而可以達(dá)到更高的運(yùn)行速度,實(shí)現(xiàn)時(shí)速600公里的極速“凌空飛行”。

  由于不受輪軌黏著限制,高速磁浮還具備更強(qiáng)的加減速能力。輪軌高鐵加速到時(shí)速350公里需要6分鐘,而高速磁浮從零加速到時(shí)速600公里,只需3分半鐘??炱鹂焱?,使它能更加充分地發(fā)揮速度優(yōu)勢(shì)。

  海洋“雙星”投入業(yè)務(wù)化運(yùn)行

  形成海洋觀測(cè)衛(wèi)星組網(wǎng)業(yè)務(wù)化運(yùn)行能力

  上天入地,舍我其誰。7月29日,海洋一號(hào)D衛(wèi)星和海洋二號(hào)C衛(wèi)星正式交付自然資源部投入業(yè)務(wù)化運(yùn)行,這標(biāo)志著我國海洋觀測(cè)衛(wèi)星組網(wǎng)業(yè)務(wù)化運(yùn)行能力基本形成。

  海洋一號(hào)D衛(wèi)星和海洋二號(hào)C衛(wèi)星分別于2020年6月和9月發(fā)射,國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心會(huì)同衛(wèi)星、測(cè)控、地面、應(yīng)用等各系統(tǒng)建設(shè)單位,在自然資源、生態(tài)環(huán)境、水利、農(nóng)業(yè)農(nóng)村、應(yīng)急管理和氣象等領(lǐng)域開展了行業(yè)應(yīng)用測(cè)試,順利完成全部在軌測(cè)試內(nèi)容。

  海洋一號(hào)D衛(wèi)星與已發(fā)射的海洋一號(hào)C衛(wèi)星組成我國首個(gè)海洋業(yè)務(wù)衛(wèi)星星座,上下午組網(wǎng)觀測(cè),填補(bǔ)了我國海洋水色衛(wèi)星下午觀測(cè)數(shù)據(jù)的空白,大幅提高了全球海洋水色、海岸帶資源與生態(tài)環(huán)境、大洋船舶位置的觀測(cè)覆蓋能力與觀測(cè)時(shí)效,已經(jīng)在我國綠潮、滸苔、海上養(yǎng)殖、海冰、臺(tái)風(fēng)、溢油等預(yù)報(bào)監(jiān)測(cè)工作中開展應(yīng)用服務(wù)。

  海洋二號(hào)C衛(wèi)星與已在軌運(yùn)行的海洋二號(hào)B衛(wèi)星以及后續(xù)發(fā)射的海洋二號(hào)D衛(wèi)星組成我國首個(gè)海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星星座,大幅提高了我國海洋動(dòng)力環(huán)境要素全球觀測(cè)覆蓋能力和時(shí)效性。

  用一氧化碳合成蛋白質(zhì)

  工業(yè)化條件下合成收率達(dá)85%

  在人工條件下,利用天然存在的一氧化碳和氮源(氨)大規(guī)模生物合成蛋白質(zhì),長(zhǎng)期以來被國際學(xué)術(shù)界認(rèn)為是影響人類文明發(fā)展和對(duì)生命現(xiàn)象認(rèn)知的革命性前沿科學(xué)技術(shù)。

  10月30日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所傳來好消息。

  當(dāng)日,該所宣布在全球首次實(shí)現(xiàn)從一氧化碳到蛋白質(zhì)的合成,并已形成萬噸級(jí)工業(yè)產(chǎn)能。這一舉突破了天然蛋白質(zhì)植物合成的時(shí)空限制,為彌補(bǔ)我國農(nóng)業(yè)最大短板——飼用蛋白對(duì)外依存度過高提供了國之利器,同時(shí)對(duì)促進(jìn)國家“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)深具意義。

  中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料所與北京首朗生物技術(shù)有限公司經(jīng)多年聯(lián)合攻關(guān),突破了乙醇梭菌蛋白核心關(guān)鍵技術(shù),大幅度提高反應(yīng)速度,創(chuàng)造了工業(yè)化條件下一步生物合成蛋白質(zhì)收率最高85%的世界紀(jì)錄。

  該項(xiàng)研究以含一氧化碳、二氧化碳的工業(yè)尾氣和氨水為主要原料,“無中生有”制造新型飼料蛋白資源乙醇梭菌蛋白,將無機(jī)的氮和碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)的氮和碳,實(shí)現(xiàn)了從0 到1的自主創(chuàng)新,具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

  中老鐵路建成通車

  全線采用“中國標(biāo)準(zhǔn)”

  四季盛開占芭花、并以此為國花的老撾,80%為山地和高原。特殊的地理位置與滯后的交通,曾嚴(yán)重制約著老撾的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

  12月3日,隨著全長(zhǎng)1035公里的中老鐵路建成通車,“瀾滄號(hào)”列車將一路奔馳,聯(lián)入中國鐵路網(wǎng),駛向國際。中老鐵路全部采用中國管理標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),是與中國鐵路網(wǎng)直接聯(lián)通的國際鐵路。

  作為中國“一帶一路”倡議與老撾變“陸鎖國”為“陸聯(lián)國”戰(zhàn)略對(duì)接項(xiàng)目,中老鐵路是兩黨兩國最高領(lǐng)導(dǎo)人親自決策和推動(dòng)的重大戰(zhàn)略合作項(xiàng)目。

  中老鐵路位于橫斷山脈南延段,起自中國云南昆明、終到老撾萬象,線路穿越三山、橫跨四水,山高谷深,最高點(diǎn)與最低點(diǎn)相對(duì)高差達(dá)2900米,地形條件極為復(fù)雜。

  中老鐵路是一條科技之路,通過科技創(chuàng)新攻克了一個(gè)個(gè)世界技術(shù)難題。

  友誼隧道位于中老邊境,是中老鐵路唯一的跨境隧道?!八淼谰植亢}量高達(dá)80%以上,對(duì)隧道結(jié)構(gòu)腐蝕性大,國內(nèi)外罕見?!敝袊需F二局集團(tuán)玉磨鐵路項(xiàng)目部副經(jīng)理潘福平說,為攻克罕見的地質(zhì)難題,建設(shè)單位先后邀請(qǐng)隧道、地質(zhì)、材料等方面的專家研討,確定了“注漿堵水、全包防水、圓形多層結(jié)構(gòu)、強(qiáng)化材料防腐”的設(shè)計(jì)方案。最終研發(fā)的混凝土達(dá)到實(shí)體強(qiáng)度指標(biāo)要求,攻克了巖鹽高侵蝕性世界難題。

  中老鐵路沿線所有設(shè)備全部由中國自主研制,從特種橋梁到超長(zhǎng)鋪軌車的精準(zhǔn)鋪路,再到“瀾滄號(hào)”全部采用“復(fù)興號(hào)”列車技術(shù),以及中國鐵路列控系統(tǒng)的全線加持,無一不體現(xiàn)中國鐵路建設(shè)者們的智慧及“中國力量”。

  首款新冠特效藥獲批

  為患者贏得10天黃金救治期

  新冠病毒依然在全球肆虐,擁有針對(duì)性的臨床有效用藥變得重要而迫切。值得欣喜的是,前不久傳來了好消息。

  12月8日,我國首款自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)新冠病毒中和抗體聯(lián)合治療藥物獲批。該聯(lián)合用藥由清華大學(xué)、深圳市第三人民醫(yī)院和騰盛博藥合作研發(fā)。

  此次獲批的聯(lián)合用藥安巴韋單抗與羅米司韋單抗(BRII-196/BRII-198)為救治搶下了更多時(shí)間。與國際上其他新冠治療用藥相比,該聯(lián)合用藥給出了長(zhǎng)達(dá)10天的黃金救治期。三期臨床試驗(yàn)的最終結(jié)果顯示,無論患者是癥狀出現(xiàn)后的1—5天(早期)前往門診治療,還是6—10天(晚期)才開始接受治療,住院和死亡率均顯著降低。這為新冠患者提供了更長(zhǎng)的治療窗口期。

  “與歐美已獲批緊急使用的新冠抗體藥相比,我們是唯一進(jìn)行了變異株感染者治療效果評(píng)估并獲得數(shù)據(jù)的。”研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授張林琦說。

  據(jù)介紹,美國FDA此前對(duì)這兩株抗體組合方案主要變異病毒株的活性已經(jīng)進(jìn)行了鑒定,結(jié)果顯示BRII-196/BRII-198抗體組合方案對(duì)全部國際主要突變株阿爾法、貝塔、伽馬、伊普西龍、德爾塔、蘭姆達(dá)、繆保持敏感。

  為了延長(zhǎng)藥效,研究團(tuán)隊(duì)還經(jīng)過基因改造,延長(zhǎng)藥品半衰期,使其在人體體內(nèi)有效作用時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)月。此外,應(yīng)用生物工程技術(shù),抗體介導(dǎo)依賴性增強(qiáng)作用的風(fēng)險(xiǎn)也大大降低。

  此外,騰盛博藥正在全球其他成熟和新興市場(chǎng)積極推進(jìn)安巴韋單抗/羅米司韋單抗聯(lián)合療法的注冊(cè)申請(qǐng)工作,以獲得市場(chǎng)準(zhǔn)入。

編輯:周逸
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醉美春光里 桃花笑春風(fēng)

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