新11选5是真是假 我所甲醇制取低碳烯烴(DMTO)技術喜獲國家技術發明一等獎,另有三個項目獲國家自然科學二等獎、科技進步一等獎
 
群星閃耀創新路——2014年國家科技獎獲獎項目巡禮
發布時間:2015-01-14 15:51    欄目類別:媒體聚焦
群星閃耀創新路——2014年國家科技獎獲獎項目巡禮    

發布時間:2015-01-14 15:51    欄目類別:媒體聚焦    

  

  圖①:我國首座超深水半潛式鉆井平臺。中海油供圖

  圖②:寧波禾元180萬噸甲醇制40萬噸聚丙烯、50萬噸乙二醇項目。大連化物所供圖

  圖③:國家超級計算長沙中心機房內的“天河一號”主機系統。新華社發

  1月9日,黨中央國務院在北京人民大會堂隆重舉行2014年國家科學技術獎勵大會,又一批在科技創新中做出突出貢獻的科技工作者登上國家最高科技領獎臺。

  2014年國家科技獎共授獎318項成果,包括自然科學獎、技術發明獎、科技進步獎三大類。無論是揭示自然奧秘的自然科學獎,還是創造新手段的技術發明獎、促進生產力提升的科技進步獎,每項獲獎成果從立項到結題平均歷時10年以上,凝聚著科學家潛心探索、奮勇攀登的智慧和汗水。根據國家科技獎勵工作辦公室的推薦,我們選取部分獲獎項目陸續進行報道,與讀者分享創新英雄們的精彩故事。——編 者

  國家科技進步特等獎“超深水鉆井平臺”

  石油開采走向深海

  喻思孌 吳沫涵

  按照國際慣例,一般將水深超過300米海域的油氣資源定義為深水油氣,1500米水深以上稱為超深水。超深水半潛式鉆井平臺出現之前,我國海洋石油工業勘探開發的海上油田水深普遍小于300米,它的應用一舉將我國油氣資源開采提升到3000米。“超深水半潛式鉆井平臺研發與應用”,因其實現了我國海洋石油工業從淺水走向深水的歷史性跨越,獲得2014年國家科學技術進步特等獎。

  我國南海是世界四大海洋油氣聚集中心之一,占我國油氣總資源量的1/3,但其中70%蘊藏在深水區。深水油氣勘探高投入、高風險,加上沒有超深水鉆井的一系列核心技術,使我們面對這塊財富,只能望而卻步。

  為盡快開發南海油氣資源,中國海洋石油總公司(以下簡稱“中海油”)決定研制自己的超深水鉆井平臺。從2006年起,中海油先后組織了國內百余家單位5000余人進行研究、設計、建造、調試和運營。近6年的攻關,研究團隊成功研制了具有世界先進水平超深水半潛式鉆井平臺,我國成為繼美國、挪威之后第三個具備超深水半潛式鉆井平臺設計、建造、調試、使用一體化綜合能力的國家。

  這是我國首座自主設計、整合全球一流設計理念和一流裝備的超深水半潛式鉆井平臺。該平臺最大作業水深3000米,鉆井深度可達萬米,瞄準了油氣資源豐富而勘探難度高的深水海域;平臺自重超過3萬噸,自動化水平極高,超越其他同類平臺標準;平臺可變載荷9000噸,為全球同類平臺最大的可變載荷,大大提高了平臺的遠海作業能力,解決了平臺在深海區作業遠離陸地的補給困難。

  超深水鉆井平臺和淺水的技術點完全不一樣。雖然我國在淺水石油開采技術已經達到世界先進水平,但該平臺啟動研制之時,研究團隊沒有任何經驗借鑒。更大的困難是南海的自然環境。南海是世界上臺風繁多的地區之一,惡劣的自然環境對鉆井平臺提出苛刻的要求,很多設計都需要為南海海況“量身定做”。比如,為抗擊南海海況,研究團隊就研制世界上強度最高的R5級海洋工程系泊鏈,強度較R4級提高了16%。

  該平臺創造了多個世界首次:首次采用南海200年一遇的環境參數作為設計條件、首次采用3000米水深范圍DP3動力定位和1500米水深范圍錨泊定位的組合定位系統、首次突破半潛式平臺可變載荷9000噸,為世界半潛式平臺之最……平臺的建成,不僅標志著我國在海洋工程裝備領域具備了自主研發能力和國際競爭能力,也帶動了海洋工程、船舶、機電制造業等行業的技術進步和產業升級。

  編輯點評

  海油人對此或許記憶猶新:去年8月18日,中海油在南海陵水17—2測試獲得高產油氣流,創造了我國海油自營氣井測試日產量最高紀錄。陵水17—2氣田平均作業水深達1500米,能在南海如此深的海域勘探氣田,我國首座超深水半潛式鉆井平臺可謂功不可沒。

  海洋油氣資源非常豐富,約占全部油氣儲量的34%。近年來,全球獲得的重大勘探發現中,一半來自海洋,且主要在深水海域。業界普遍認為,深海將成為全球油氣勘探開發的重要接替區域。我國南海蘊含著豐富的海洋油氣資源,但長期以來,深水石油勘探開采技術,僅為少數國家掌握。我們不能依賴別人的技術開采自己的資源,該鉆井平臺的建成,將深海石油勘探的自主權掌握在我們自己手中。

  平臺投入兩年來,鉆井17口、完井4口。在取得經濟效益的同時,一個更長遠的意義是提高了我國海洋工程裝備能力。裝備制造是進軍海洋的重要支撐,相信這些在平臺建設中誕生的技術將在我國未來海洋工程裝備制造上大顯身手。

  國家科技進步特等獎“天河一號”

  站上世界超算之巔

  趙展慧 王握文 于冬陽

  冬日的陽光下,在位于天津濱海新區的國家超級計算天津中心,由國防科技大學計算機學院研制的我國首臺千萬億次超級計算機系統——天河一號正在高速運轉,指示燈頻頻閃爍,發出繁忙運算的蜂鳴聲。

  “天河一號應用水平已經進入世界先進行列。”中心主任劉光明說,天河一號目前有重點用戶600多家,每天有1000多個計算任務在天河一號上運行,平均利用率達到82%。

  2007年,這個項目才剛起步——國防科大計算機學院成功申報了“千萬億次高效能計算機系統研制”國家“863”計劃重大項目。經科技部批復,國防科大與天津濱海新區達成科技合作協議,聯合建設以千萬億次計算機為業務主機的國家超級計算天津中心。國防科大積極展開千萬億次級超級計算機系統的基礎研究與技術攻關,相繼突破了一系列核心關鍵技術。2009年10月,天河一號橫空出世,比預計時間提前了一年。它的研制成功,實現了我國自主研制超級計算機能力從百萬億次到千萬億次的跨越,使我國成為繼美國之后世界上第二個能夠研制千萬億次超級計算機系統的國家。

  2010年11月17日,落戶國家超級計算天津中心的天河一號,以優異的計算性能在第三十六屆國際超級計算機500強排行榜上位居世界第一,這是我國高性能計算機首次登上世界超算之巔,標志著我國高性能計算機研制技術跨入了國際領先行列。

  支撐這一“中國速度”的是中國創造。天河一號在國際上首創“CPU+GPU”相結合的異構融合計算體系結構,部分采用了該校自主研制的“飛騰—1000”芯片,在體系結構、互連通信、并行操作系統和高性能微處理器等多個領域實現了一系列關鍵技術突破。

  天河一號研制成功后,迅速在國家超級計算天津中心、長沙中心和廣州中心投入運行,廣泛應用于大科學、大工程以及產業升級和信息化建設,在石油勘探、生命基因、腦科學、新材料、高端裝備制造、互聯網金融等20多個領域獲得成功應用,取得顯著經濟和社會效益。中石油東方物探公司在天河一號成功進行了世界領先的高密度勘探數據處理,極大提升了我國石油勘探企業生產效率,提高了“找油找氣”能力;中科院上海藥物研究所在天河一號實現了微秒尺度的大規模分子動力學模擬,有力支撐了我國藥物研究和醫藥產業由仿制為主到創制為主的轉變;北京大學牽頭的研究團隊運用天河一號進行高壓、低溫條件下的全量子化計算模擬,在國際上首次驗證高壓低溫量子液態氫這一奇特物質的存在。天津超算中心與有關部門合作,在天河一號上構建的霧霾預警業務系統,已形成了72小時霧霾預警預報能力。

  去年8月28日,我國首個以超級計算機為平臺,集建筑規劃、三維設計、造價精算、模擬分析、施工管理、運行維護等于一體的建筑信息模型(BIM)產業園,在國家超級計算天津中心揭牌,天河建筑信息云平臺同時發布,此舉對提升建筑行業信息化水平、促進智慧城市建設具有變革性的重要作用,標志著天河超級計算機推廣應用邁上一個新臺階。

  編輯點評

  “天河一號”創造的不僅僅是速度,還創造了超算領域的融合創新樣本。軍民融合式的發展創新模式促進了研發與應用的融合,該模式的成功也體現在天河二號的研制上。截至目前,天河二號已構建了六大應用服務平臺,為國內外220多家用戶提供了高性能計算和云計算服務。

  計算速度并不是超級計算機的唯一追求。雖然融合創新模式推動了天河一號的實際應用,但是與世界最先進超級計算機相比,真正的差距在于缺少應用需求。畢竟,超級計算機在中國的發展歷程不長,國內科學界和工業界尚未具備成熟運用超級計算機的能力。過去20年,中國高性能計算實現了從無到有、從有到優的巨大跨越,以這樣的發展速度,人們有理由相信:隨著應用需求的日漸龐大和細分,未來20年我國超級計算機將能解開更多應用的實際命題。

  國家技術發明一等獎“甲醇制烯烴”

  煤炭高效利用探新途

  記者 蔣建科

  “為實現DMTO的技術突破和產業化,大連化物所的四代人整整干了30多年,黑發人干成了白發人。”面對記者,中科院大連化學物理研究所研究員劉中民忍不住感慨。

  DMTO是大連化物所自主研發的甲醇制烯烴技術,是煤制烯烴的核心步驟。烯烴是化學工業中最重要的基礎原料,之前一直從石油中提煉。上世紀70年代石油危機爆發后,發達國家相繼啟動了煤代油攻關計劃,先用煤制甲醇,然后用甲醇制取烯烴。

  1981年,甲醇制取低碳烯烴被列為中國科學院的重點課題,大連化物所臨危受命,成立了以陳國權、梁娟為正副組長的研究小組。經過幾年努力,該小組在國內首先合成了ZSM—5型沸石分子篩,并對其合成規律、反應性能調變、改性及表征等進行了系統研究,為我國實現以煤代油的戰略目標邁出了第一步。

  之后,大連化物所的研究人員乘勝前進,先后完成了3噸/年規模沸石放大合成、4—5噸/年規模的催化劑放大設備,以及日處理量1噸甲醇規模的MTO(甲醇制烯烴)固定床反應系統和全部外圍設備,并在1991年4月完成了中試。

  進入20世紀90年代,以蔡光宇研究員為組長的團隊繼續創新,提出了采用新型分子篩的甲醇制烯烴流化床工藝。新一代學術帶頭人劉中民帶領研究組,對甲醇制取低碳烯烴開展更加深入的基礎研究和應用研究,形成了具有自主知識產權的整套技術。1995年,他們完成了流化床MTO過程的中試運轉,被業內專家評為國際先進水平。1996年,這一成果獲得了中科院的科技進步獎特等獎。

  “那年我們申請的是一等獎,中科院卻給我們頒發了特等獎。這在以往的科技評獎中是不多見的,足見評委們對我們成果的高度認可。”劉中民告訴記者,“我27歲擔任研究組副組長,成為研究組長時31歲,獲獎時也只有32歲。”

  煤代油因油價攀升而熱,也因油價暴跌而冷。令劉中民沒有想到的是,其后油價一路下跌,他們的技術也因經濟上不劃算而少人問津。直到2005年,國際油價回升,國內又燃起了煤制烯烴的熱情。煤炭大省陜西省計劃在榆林開展煤制烯烴,就派專家到大連化物所實地考察,并與劉中民研究小組簽了合作合同。陜西省政府專門成立了陜西新興煤化工科技公司(即后來的新興能源科技有限公司),劃撥8300萬元試驗經費。經過雙方的共同努力,世界首次甲醇制烯烴工業性試驗于2006年5月宣告成功,每天可以轉化甲醇75噸,在世界上遙遙領先——國外1天的制造量還不到1噸。

  2010年8月,神華集團采用劉中民研究組的DMTO技術,在包頭建設的180萬噸煤基甲醇制取60萬噸烯烴裝置,投料試車一次成功,成為世界首套甲醇制烯烴工業示范裝置。

  據介紹,如今DMTO技術工業裝置實施技術許可合同已簽了20套,烯烴總規模1126萬噸/年。

  劉中民告訴記者,在DMTO大規模產業化的同時,他們又研發出新一代甲醇制烯烴技術(DMTO—II),申請國際專利29件,并完成了工業性試驗,使中國的DMTO技術在國際上持續領先。

  據介紹,采用DMTO—II,每噸烯烴甲醇消耗降低10%以上,使原料成本大幅度降低。“我國是煤炭大國,目前石油對外依存度已接近60%,DMTO—II技術產業化的意義不言而喻。”

  編輯點評

  劉中民團隊的“30年磨一劍”,不禁讓人想起國家最高科技獎獲得者李振聲院士多年前一個創新案例報告的題目——“30年干好一件事”。李振聲院士剛好也是用了30年時間,攻克了小麥遠緣雜交育種世界性難題,該項目同樣也獲得過國家技術發明一等獎。這兩個看似偶然的例子說明,科學研究在瞄準目標后,要耐得住寂寞、經得起挫折,不可輕言放棄。

  實施創新驅動發展戰略,就是要瞄準國家需求,把創新成果轉化為實實在在的新技術、新產品、新產業。這不僅需要SCI論文,更需要像甲醇制烯烴、小麥遠緣雜交這樣既具有國際領先水平、又能對經濟社會產生重大影響的科技成果。這類成果的產出,需要科學家有“板凳坐得十年冷”的定力,同時相關部門也應創造良好條件和寬松環境,讓科學家能夠潛心研究、長期攻關。

  國家自然科學一等獎“網絡計算”

  引領下一個計算時代

  記者 余建斌

  繼自然科學一等獎去年終結此前連續3年的空缺之后,這一代表基礎研究重大突破的獎項,今年再次沒有讓人失望——中南大學校長張堯學院士和他領導的團隊摘得這一桂冠。

  “網絡計算的模式及其理論研究”,一項計算機領域的突破能獲得自然科學一等獎青睞,讓人驚訝。要知道,自電腦誕生以來,盡管運算速度一日千里,但能夠算得上“基礎研究重大突破”的創新可謂鳳毛麟角,計算機基礎體系理論始終難以撼動。究竟是怎樣的成果,讓我們這個一直在計算機領域“奮力趕超”的國家揚眉吐氣了一把呢?

  對張堯學獲獎項目中首提的透明計算,國際同行形容是“先于云計算、包含云計算”。不少評論認為,這是首個由中國人推動的計算技術。芯片巨頭英特爾的專家則評價:“今后的十年,將是透明計算的十年。”

  “創新不是忽悠”,至今還掛著清華大學教授頭銜的張堯學看上去有些嚴肅。“自己只是比別人幸運一些。”對于獲獎,張堯學說:“現在,透明計算已經在行業形成一種共識,很多年輕人、學者都在往這個方向做。從這點來看,我們的研究算是取得了一些成果。”

  讓人覺得“也蠻拼的”是,突破以現代計算機發明者馮·諾依曼命名的體系結構的局限,研制出具有獨立知識產權的超級操作系統,貢獻出一系列具有原創性與系統性的重大創新成果,他和科研團隊經過了20余年的潛心研究。只是說起這些,張堯學的語氣顯得風輕云淡。“當初壓根兒也沒想過要獲這個獎。平時大家說‘只問耕耘,不問收獲’,我們是連‘耕耘’都沒多想,就那么做了。”

  透明計算是什么?張堯學解釋說,這里的“透明”,是指這個跨平臺的運算過程一般用戶看不到,也不用在意硬件、軟件在哪里和怎么運行管理,就像用水時只需打開水龍頭接水,而不用管水是從哪里來。“對用戶來說,重要的是獲得了什么服務,滿足了什么需求,而不是買了什么樣的產品。”

  張堯學說,人們熟知的馮·諾依曼結構,就是一臺計算機帶有存儲器和計算處理器,一個管存儲,一個管計算,然后拿個“管子”連起來,也就是總線。隨著互聯網高速發展,這種傳統結構的局限性日益凸顯——網絡安全性低,計算機產業鏈在操作系統、芯片等多個環節易被鉗制,用戶也很難在同一個終端上實現跨平臺操作。

  幾經思考,早年就研究網絡并研制出中國第一臺路由器的張堯學,腦海里出現了一幅新的圖景:將馮·諾依曼結構進行擴展,將網絡帶寬看成虛擬的計算機總線,網絡中的所有計算機都看成是資源,一個獨立的網絡就可以組合成一臺“超級計算機”,由網絡超級操作系統來管理。這個新的網絡計算模式,能夠提高計算機的安全性、可操作性、跨平臺性,降低成本與功耗。

  “對個人用戶來說,用智能手機等終端設備訪問這臺‘超級計算機’,就能輕松獲得所需服務,用小馬拉動大車。”張堯學說,原來的存儲計算也由流式計算代替,通過流式計算,操作系統和應用程序都能變成用戶隨時隨地獲取的服務,無需用戶預先安裝,就像欣賞網絡視頻,內容是“流”到用戶終端上。

  目前,透明計算已有多個成功應用案例,包括醫療大數據系統和國內大型冶金企業的工控系統與工程設計部門。“透明計算,最終就是把選擇權交還給用戶,以用戶為中心,而不是讓人成為機器的奴隸。”張堯學說。

  編輯點評

  張堯學既是科學家,又是大學校長,他對科研活動特別是基礎研究的艱難深有感觸。

  在科研活動中,目前真正的原始創新相對較少,很多時候科研人員都是跟著別人在做。但如果長期缺乏獨有的技術,既不能跟世界強國共享產業鏈,也很難支撐起國家的長期發展。基礎研究是創新驅動發展的源頭,當前我國基礎研究開始進入從跟蹤國外到與發達國家并行發展的轉型期,日趨激烈的國際競爭環境更凸顯了具有產生突破性或顛覆性產業創新潛力的基礎研究的重要性。而一些基礎研究領域往往投入周期長、失敗風險高,更需要國家與社會給予長期穩定的支持,為科研人員營造一個持之以恒,勇于創新的環境。

  就像張堯學所說,應該給科研人員提供寬松的環境,而不是給予太多指標性的限制。大的突破,往往是給方向比給錢更重要,也往往來自科研人員長期積累后的靈光一閃。

  以下是該媒體報道地址:http://tech.gmw.cn/2015-01/12/content_14485486.htm




   



 
     
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