首页>《能源评论》>《能源评论》2024年第8期

【封面策划】用好国家实验室体系,开辟高水平科技创新赛道

发布时间:2024-08-23 作者:

  文/丁明磊 

    

  党的二十大报告指出,完善党中央对科技工作统一领导的体制,健全新型举国体制,强化国家战略科技力量,优化配置创新资源,优化国家科研机构、高水平研究型大学、科技领军企业定位和布局,形成国家实验室体系,统筹推进国际科技创新中心、区域科技创新中心建设,加强科技基础能力建设,强化科技战略咨询,提升国家创新体系整体效能。 

  国家实验室体系是我国科研机构的重要组成部分。2021年新修订的《中华人民共和国科学技术进步法》明确,国家在事关国家安全和经济社会发展全局的重大科技创新领域建设国家实验室,建立健全以国家实验室为引领、全国重点实验室为支撑的实验室体系,完善稳定支持机制。 

  2021年印发的《“十四五”能源领域科技创新规划》指出,建立健全以国家重点实验室、国家工程研究中心、国家能源研发创新平台以及地方、企业相关创新平台为骨干,梯次衔接的能源科技创新平台体系。依托能源领域优势企业布局设立一批国家能源研发创新平台,这些平台将发挥引领示范作用。 

  近年来,能源国资央企以加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系为目标,借助国家实验室体系,开展了战略性、前瞻性、基础性科学技术研究,加速科技创新成果转化。面对以高水平科技自立自强建设科技强国的战略目标,能源领域国资央企需借助国家实验室体系这一重要平台,开辟科技创新的新赛道,凸显科技管理的新优势,并塑造科技发展的新动能。 

    

  合作集中于三类平台  

  在过去几年中,在国务院国资委“加快锻造高水平科技自立自强的国家队”的要求下,能源领域国资央企通过共建研究机构、依托实验室进行技术研发、发布技术标准和申请专利等方式,与国家实验室、国家重点实验室等研究机构形成了紧密的合作关系。 

  国家实验室是高层次、少而精、突破型、引领型、平台型一体化的大型综合性研究基地。能源企业和国家实验室建立合作关系,共同推动重大科技任务和项目的实施。 目前与能源领域国资央企合作的实验室有怀柔实验室、张江实验室等。其中,怀柔实验室智慧能源研究中心是由北京市政府和国家电网有限公司共建,以服务国家能源战略目标为使命,致力于构建清洁低碳、安全高效的能源体系。怀柔实验室可再生能源研究中心则是由怀柔实验室与三峡集团共建,聚焦保障国家能源安全和可再生能源领域的关键核心技术攻关。 

  国家重点实验室作为国家实验室的支撑,面向前沿科学、基础科学、工程科学等领域,开展基础研究、应用基础研究。截至2023年年末,我国正在运行的国家重点实验室数量超过500个,其中有相当一部分的国家重点实验室担负着能源电力相关的研究任务。其中,新能源电力系统国家重点实验室依托于华北电力大学建立,重点研究柔性输变电系统构建及装备、灵活智能发电与多源互补系统和源网协同控制与新能源电力系统保护等;低碳智能燃煤发电与超净排放全国重点实验室属于国家能源集团,专注于燃煤发电的低碳智能与超净排放技术研究,以解决燃煤发电领域的“卡脖子”技术难题。 

  国家工程研究中心则侧重于工程技术研究、开发和成果转化,服务于产业技术进步和核心竞争能力的提升。目前,多家能源领域国资央企主导或参与建设了国家工程研究中心。其中,新型电力系统仿真国家工程研究中心依托中国电力科学研究院有限公司建设运行,中心研发了能够将大电网仿真时间尺度由“毫秒级”细化至“微秒级”的仿真平台,实现了对含多回直流和高比例新能源的大规模电网的电磁暂态仿真,并已推广到工程化应用;新能源发电国家工程研究中心则是由华北电力大学牵头,国家能源集团新能源技术研究院、国能生物发电集团有限公司和保定华电天德科技园有限公司共同组建,中心组织和参与新能源发电产业关键共性技术开发,为行业提供技术开发及成果工程化的试验和验证环境。 

  国家实验室体系正在日益成为与国家战略紧密相连的创新基地,为国家科技核心竞争力的提升、国家战略先导能力的实现提供具有国际科技竞争力的科学技术基础性支撑。依托高能加速器、同步辐射装置等一批重大科技基础设施,能源领域国资央企在新型能源材料、储能技术、智能电网、人造太阳、超导等领域取得了多项突破性 

  成果。 

    

  未来合作应侧重构建创新链 

  2023年年底召开的中央经济工作会议指出,要以科技创新推动产业创新,特别是以颠覆性技术和前沿技术催生新产业、新模式、新动能,发展新质生 

  产力。 

  科技创新驱动高质量发展需要基于高质量的科技供给和高效率的成果转化,国家创新体系的关键在于形成“科技—经济”的良性循环。随着科技发展不断向宏观推进和向微观演化,大团队、大设施、大平台在基础研究中的作用逐步加强,基础研究也演化出定向性、导向性等模式特征。在政府协调下,更多高水平的研究型大学、国家实验室、国家科研机构将会同科技领军企业,协同推进体系化、探索性、应用性基础研究,这一过程也将更加强调“科学—技术—工程”的转化链条。 

  在这样的转变下,能源国资央企与国家实验室体系的合作也将侧重于创新链的构建。具体来看,需体现科技领军企业在科技创新中的主导地位和作用,以企业参建或合作的实验室或研究中心为重要支点,突破关键核心技术难题,带动形成国家实验室联动大中小企业的融通创新,形成多主体联合技术攻关的组织模式。 

  面对新的任务和要求,能源领域国资央企与国家实验室体系的合作需以提升国家创新体系的整体效能、加快实现高水平科技自立自强为核心目标,在“双碳”目标下,对国家创新战略和重大任务需求进行实时跟踪、快速感知和敏捷响应,有效通过技术革命性突破带动产业深度转型升级。 

  在合作思路上,应以科技领军企业贯穿科技创新的全链条,突出体现其作为需求方向出题者、技术研发答题者、科技成果转化者、市场应用评价者、未来产业场景建设者的多重角色。能源国资央企应具备一体化攻关能力、市场研发能力和市场竞争能力,既是“主建力量”,也是“主战力量”。 

  在合作模式上,能源领域国资央企可与国家实验室组建“大院、大所、大企”高层次复合型研发机构,借助共同建立联合实验室、技术转让和合作开发、共享科研资源和技术平台等形式, 形成牵动产学研高效联动的纽带。同时,企业需要探索形成共同利益的驱动机制、创新成果分配机制、市场需求拉动的动力机制,政府政策扶持的保障机制等协同发力的体系化、高能效的研发创新组织。 

  在合作业态上,可形成数据驱动决策支持、平台化资源整合、场景化创新实践、动态化主体优势匹配、多技术群相互支撑、交叉创新多点群发的创新生态。与此同时,企业可以针对国家重大战略需求形成场景化创新,打造“场景-问题-科技”三轮驱动的新范式,实现创新活动多场景产出、跨场景应用、开放式协作。 

    

  如何用好创新技术“公地” 

  在今年4月举行的2024中关村论坛国家重大科技基础设施开放共享论坛暨怀柔综合性国家科学中心重大成果发布会上,中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所所长王贻芳表示,截至2023年年底,我国已布局建设77个国家重大科技基础设施即大科学装置,在建和运行的大科学装置达57个,已覆盖主要科研领域,部分设施综合水平迈入全球“第一方阵”。 

  大科学装置,即用于科学研究的大型复杂设备系统,为能源电力领域的基础研究提供实验平台和手段,不仅可以用于能源电力系统的基础研究,还可以用于验证和优化新技术,有助于将科研成果快速转化为实际应用,推动能源电力行业的技术进步和产业升级。同时,大科学装置往往涉及多个学科领域的知识和技术,可以促进不同学科之间的交叉融合,为解决能源行业问题提供新的视角。 

  但在实践中,一些以大科学装置为代表的创新平台集群发展和高效协同不足,辐射效应没有充分发挥,开放共享程度不够且缺乏促进企业参与的机制。 

  下一步,应完善重大科技基础设施开放共享机制,这将有助于推动能源国资央企与国家实验室体系的进一步合作。在此过程中,需要重点关注以下三方面内容: 

  一是充分运用数据。开放的数据可以帮助能源企业基于实证进行更精准的决策,提高研发效率。企业应高度重视和高效利用大数据、云计算、物联网、智慧工程等现代信息技术的应用,以推动实体科研与数字科研、实体经济与数字经济的深度融合。 

  二是布局应用场景。技术公地促进了科研成果的快速转化,能源企业可以通过技术公地获取最新的科研成果,并将其转化为应用。同时,企业可以前瞻布局建设世界一流科技基础设施,打造国家科技创新公地,持续产出更多 

  创新成果。 

  三是打通转化通道。公平分配利用公共资源开发出的创新成果使用权,借鉴“发现—发展—测试—示范—商业”的科技创新链条,打通能源领域的科技创新转化通道,实现“研发+应用+市场”一体化,以技术创新推动“双碳”目标落地。 

    

  (作者系中国科学技术发展战略研究院研究员。编辑:张越月)