2021年是“十四五”開局之年。這一年，我國重大創(chuàng)新成果競相涌現(xiàn)，創(chuàng)新能力持續(xù)提升，創(chuàng)新的“脈動”尤為強(qiáng)勁。
放眼“深藍(lán)”，“海牛Ⅱ號”鉆機(jī)鉆出231米的新紀(jì)錄；遙望星空，海洋一號D衛(wèi)星和海洋二號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)幹校瑸樯鼟甑米饑?yán)，我國首款具有自主知識產(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，為患者贏得長達(dá)10天的黃金救治期……
征途漫漫，惟有奮斗！面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，創(chuàng)新是不竭動力，科技自立自強(qiáng)是時(shí)代使命。
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“華龍一號”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”全球首堆便開始了“加速跑”，并終于在5年多后交出成績單。
1月30日，“華龍一號”全球首堆——中核集團(tuán)福建福清核電5號機(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。
2021年1月30日拍攝的“華龍一號”核電機(jī)組福建福清核電5號機(jī)組。新華社記者 林善傳 攝
“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”是當(dāng)前核電市場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”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“能動和非能動”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”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’全球首堆的商運(yùn)，對優(yōu)化中國能源結(jié)構(gòu)、推動綠色低碳發(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”每臺機(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。
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“海牛Ⅱ號”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”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”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。
金永平 攝
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”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。
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“深海一號”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”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”。
6月25日，我國首個(gè)自營1500米深水大氣田“深海一號”正式投產(chǎn)。新華社記者 蒲曉旭攝
“深海一號”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”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”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。
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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號機(jī)組、右岸14號機(jī)組兩臺百萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組高速轉(zhuǎn)動，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號機(jī)組帶100萬千瓦負(fù)荷成功，這是全球首臺并網(wǎng)發(fā)電，也是全球首臺實(shí)現(xiàn)100萬千瓦滿負(fù)荷發(fā)電的機(jī)組。
6月28日，金沙江白鶴灘水電站首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。新華社記者 胥冰潔攝
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。
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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”。
10月27日，在“十三五”科技創(chuàng)新成就展上，時(shí)速600公里高速磁浮列車“實(shí)車”吸引了眾多參觀者。人民視覺供圖
“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。快起快停，使它能更加充分地發(fā)揮速度優(yōu)勢。
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海洋“雙星”投入業(yè)務(wù)化運(yùn)行
形成海洋觀測衛(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D衛(wèi)星和海洋二號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)志著我國海洋觀測衛(wèi)星組網(wǎng)業(yè)務(wù)化運(yùn)行能力基本形成。
海洋一號D衛(wèi)星和海洋二號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)用中心會同衛(wèi)星、測控、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)用測試，順利完成全部在軌測試內(nèi)容。
2021年5月19日12時(shí)03分，由航天科技集團(tuán)五院抓總研制的海洋二號D星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心由長征四號乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射。圖片來源：中國航天報(bào)
海洋一號D衛(wèi)星與已發(fā)射的海洋一號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，填補(bǔ)了我國海洋水色衛(wèi)星下午觀測數(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覆蓋能力與觀測時(shí)效，已經(jīng)在我國綠潮、滸苔、海上養(yǎng)殖、海冰、臺風(fēng)、溢油等預(yù)報(bào)監(jiān)測工作中開展應(yīng)用服務(wù)。
海洋二號C衛(wèi)星與已在軌運(yùn)行的海洋二號B衛(wèi)星以及后續(xù)發(fā)射的海洋二號D衛(wèi)星組成我國首個(gè)海洋動力環(huán)境衛(wèi)星星座，大幅提高了我國海洋動力環(huán)境要素全球觀測覆蓋能力和時(shí)效性。
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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——飼用蛋白對外依存度過高提供了國之利器，同時(shí)對促進(jìn)國家“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)深具意義。
乙醇梭菌蛋白生產(chǎn)工藝流程。中國農(nóng)科院飼料所供圖
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，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。
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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1035公里的中老鐵路建成通車，“瀾滄號”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。
動車組駛過欣合楠里河特大橋。老中鐵路公司供圖
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，從特種橋梁到超長鋪軌車的精準(zhǔn)鋪路，再到“瀾滄號”全部采用“復(fù)興號”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”。
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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，擁有針對性地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)。
12月9日，清華大學(xué)教授張林琦在新聞發(fā)布會上展示我國首款新冠特效藥樣品。人民視覺供圖
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估并獲得數(shù)據(jù)的?！毖邪l(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。
為了延長藥效，研究團(tuán)隊(duì)還經(jīng)過基因改造，延長藥品半衰期，使其在人體體內(nèi)有效作用時(shí)間長達(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積極推進(jìn)安巴韋單抗/羅米司韋單抗聯(lián)合療法的注冊申請工作，以獲得市場準(zhǔn)入。
◎ 科技日報(bào)記者 金鳳
來源：科技日報(bào)
編輯：張琦琪
審核：朱麗
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