国内重大科技基础设施建设经验及启示

文/朱 巍 程 艳 田思媛（武汉市科技发展促进中心）

随着现代科学研究中学科分化和交叉融合不断深入，科学领域的革命性变革越来越需要重大科技基础设施的支撑；随着技术创新和产业振兴的步伐不断加快，技术创新和产业发展越来越需要重大科技基础设施提供强大动力；随着国际科技竞争合作日趋激烈，我国科技国际影响力越来越需要重大科技基础设施的牵引和依托。因此，进一步加强重大科技基础设施建设，有利于城市、区域、国家在新一轮科技革命中抢占先机、有所作为。

一、重大科技基础设施的定义及建设管理

1.定义及特点

重大科技基础设施又称大科学装置。2014 年，国家发展改革委印发的《国家重大科技基础设施管理办法》中对其明确定义：重大科技基础设施是指为提升探索未知世界、发现自然规律、实现科技变革的能力，由国家统筹布局，依托高水平创新主体建设，面向社会开放共享的大型复杂科学研究装置或系统，是长期为高水平研究活动提供服务、具有较大国际影响力的国家公共设施。

重大科技基础设施不同于一般的科学仪器装备和基建项目，其建设规模和耗资大、建设时间长、技术综合复杂，建设运营的全过程表现出很强的开放性，产出主要是科学知识和科技成果，且需要通过长期稳定的运行和发展才能实现预定的科学技术目标。

2.国家总体战略部署

2013 年，国务院发布《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012—2030 年）》，根据重大科技基础设施发展的国际趋势和国内基础，以能源、生命、地球系统与环境、材料、粒子物理和核物理、空间和天文、工程技术等7 个科学领域为重点，从预研、新建、推进和提升4 个层面逐步完善重大科技基础设施体系。

此外，作为国家重大科技基础设施长期规划的补充和细化，《国家重大科技基础设施建设“十三五”规划》还明确提出在7 个重点领域根据拟建设施属性、科学目标、技术基础、科研需求和人才队伍等基础条件，优先启动空间环境地基监测网等10 个建设条件成熟、前期准备工作充分的重大科技基础设施建设项目；对科学意义重大、国家需求强烈、抢占科技创新制高点、预先研究较为充分并纳入综合评审的设施，在深化论证、开展国内外同类设施对比分析的基础上，适时启动将北京在线同位素分离丰中子束流装置、中国陆地生态系统观测实验网络等纳入专家综合评审的设施（见表1）。

二、 国内重大科技基础设施建设经验

1.北京

北京目前已建成重大科技基础设施7 个，除子午工程、遥感卫星地面站布局全国，2.16 米光学望远镜地处河北兴隆外（这3 个重大科技基础设施由北京的高校院所承建），其他设施均位于北京（见表2）。

“十三五”期间北京市计划新增6 个重大科技基础设施，除子午工程二期布局全国、模式动物表型与遗传研究设施分别位于河北涿州和云南昆明外，其他则均选址北京怀柔。

表1 “十三五”期间重大科技基础设施建设任务

表2 北京重大科技基础设施统计表

北京目前已建成及在建项目中，除20 世纪80 年代建成的两个重大科技基础设施（HI-13 串列式静电加速器、5 兆瓦低温核供热试验堆）外，其他项目均为中国科学院主导或参与建设。

2.上海

根据调研信息，上海已建成和在建的重大科技基础设施有10 个（见表3），均由中国科学院主导或参与建设。另有4 个重大科技基础设施还在谋划中，尚未完全确定。

上海的重大科技基础设施中70%为中国科学院上海应用物理研究所、中国科学院上海光学精密机械研究所及上海科技大学共建的光源类项目，包括已建成的上海光源、上海神光Ⅱ装置，已开工建设的上海光源线站工程、软X 射线自由电子激光装置、超强超短激光实验装置、硬X 射线自由电子激光装置、活细胞结构和功能成像平台等，且以上光源类项目大多数选址张江，张江已形成具有国际一流水平的重大科技基础设施集群。

除以上通过调研获得的信息外，通过在网站检索发现国家发展改革委还批复了转化医学研究设施、海底科学观测网、高效低碳燃气轮机实验装置等重大科技基础设施落户上海。其中转化医学研究设施由上海交通大学承建，位于上海黄浦区和闵行区；海底科学观测网由同济大学和中国科学院声学研究所承建，项目布局东海、南海；高效低碳燃气轮机实验装置由中国科学院、江苏省政府和上海市政府承建，位于上海和江苏连云港。

3.合肥

合肥市重大科技基础设施建设起步早，最早起步于20 世纪80 年代。合肥已建成重大科技基础设施3个，分别为同步辐射装置、全超导托卡马克核聚变实验装置和稳态强磁场实验装置，除同步辐射装置由中国科学技术大学建设外，其他2 个项目均由中国科学院合肥物质科学研究院主导建设（见表4）。

合肥拟新建重大科技基础设施5 个，聚变堆主机关键系统综合研究设施由安徽省政府和中国科学院筹建，项目落户合肥，已于2018 年启动；合肥先进光源（HALS）及先进光源集群、大气环境立体探测试验研究设施预研正加快推进，将争取列入“国家‘十四五’重大科技基础设施计划”；未来网络试验设施(合肥中心)可研报告已获国家批复；高精度地基授时系统（合肥一级核心站）可研报告已报国家发展改革委。

表3 上海重大科技基础设施统计表

表4 合肥已建成的重大科技基础设施统计表

4.武汉

武汉目前已建和在建重大科技基础设施有2 个。一个是“十一五”期间批复建设的“国家脉冲强磁场实验装置”，由华中科技大学承担建设并在2014 年通过国家验收并对外开放运行，已有国内外近百家单位在此开展科学研究1100 余项，该设施2019 年获得国家科学技术进步奖一等奖；另一个是“十二五”期间批复建设的“精密重力测量研究设施”，2015 年批准立项，由华中科技大学等单位共建，计划在2020 年建成。此外，武汉2015 年已建成国内首个最高防护等级的生物安全实验室——中国科学院武汉国家生物安全实验室（即武汉P4 实验室），由中国科学院和武汉市政府共同建设，是专用于烈性传染病研究的大型装置，是人类迄今为止能建造的生物安全防护等级最高的实验室，但尚未被国家发展改革委认可为重大科技基础设施（见表5）。

除此以外，武汉还在进一步谋划布局多模态跨尺度生物医学成像设施、国家作物表型组学研究设施、大气环境模拟系统、生物医学大数据基础设施、农业微生物国家重大基础设施、磁阱型聚变中子源实验装置等多个重大科技基础设施。

5.其他区域

西安市2018 年开始建设首个重大科技基础设施——高精度地基授时系统，同时在陕西省政府与中国科学院共同建设的中国科学院西安科学园中开展加速器质谱中心集群、西安阿秒光源、大陆环境钻探岩心标本库及分析测试设备集群、大型太阳能城市空气清洁系统的培育建设；积极引进筹建医用重离子加速器装置、飞秒激光精密制造装备的工业化可靠性研究测试中心、西部质子（医疗）中心[1]。

表5 武汉现有重大科技基础设施基本情况表

此外，粤港澳大湾区战略定位为具有全球影响力的国际科技创新中心，目前已有国家超级计算广州中心、中国（东莞）散裂中子源、惠州强流重离子加速器与加速器驱动嬗变研究装置、江门开平中微子实验站等多个重要科学平台与大科学装置[2]。

三、 建设重大科技基础设施的启示

1.立足地方需求积极对接国家战略

从全国范围看，相当多的重大科技基础设施由中国科学院主导或参与建设。因此，地方政府在依据《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012—2030 年）》进行重大科技基础设施战略布局时，要与中国科学院深入沟通、积极合作，争取中国科学院相关领域重大科技基础设施早日落户，将有希望的项目尽早纳入国家规划中。

2.加快建设综合性国家科学中心

重大科技基础设施是综合性国家科学中心的必要条件，综合性国家科学中心未来将是重大科技基础设施集聚区。城市在建设、谋划重大科技基础设施过程中要纳入到综合性国家科学中心的总体框架中，统筹谋划、系统推进，要面向重大战略需求，瞄准科技前沿，统筹高等院校、科研机构以及大型企业科研力量，汇聚国内外顶尖人才团队，引进优质科技资源，在区域优势学科方面开展前期研究，为未来新一批重大科技基础设施的建设打下坚实基础。

3.探索市场化主体建设重大科技基础设施的新模式

近年来，重大科技基础设施建设主体有着明显的变化趋势。一是早期建设主体以中国科学院等科研机构为主，但近年来高校更多地参与到重大科技基础设施建设中；二是建设主体不再是以往一个单位独资建设，更多地是由多个单位或者是与地方政府合作建设。“十三五”期间，多个审批立项的项目是由中国科学院和高校合作共建或是高校独立建设，因此地方政府在建设重大科技基础设施时，既要借助当地研究型大学、科研院所优势，又要探索新的市场化主体开展重大科技基础设施申报和建设工作。

4.积极探索跨区域合作建设重大科技基础设施

当前有越来越多的重大科技基础设施由不同区域的相关单位合作建设，如北京的模式动物表型与遗传研究设施分别位于河北涿州和云南昆明，由北京和云南的相关单位共同建设；高燃低碳燃气轮机试验装置由中国科学院、江苏省政府、上海市政府合作建设，在上海和江苏连云港都有布局。因此，地方政府应结合当地现状，在薄弱环节探索跨区域合作方案，实现优势互补、合作共赢，积极探索跨区域合作建设重大科技基础设施。

5.利用重大科技基础设施突破一批“卡脖子”关键技术

重大科技基础设施能够为国家急需攻克的“卡脖子”关键技术提供解决途径，要积极利用重大科技基础设施部署交叉前沿方向，大力推进新技术、新方法在重大科技基础设施建设运行中的应用，要重视依托已建成的重大科技基础设施开展原创性重大科学问题研究，同时，要重视依托重大科技基础设施开展引领未来发展方向的关键技术研究。积极探索以我为主的国际合作，鼓励重大科技基础设施依托单位参与或牵头组织国际大科学计划和大科学工程。

6.推动重大科技基础设施与城市建设协同推进

重大科技基础设施彰显了城市的科技实力，其建设运营将带动城市科技创新能力和产业发展能力的提升。建议城市在建设重大科技基础设施时，结合本地科研机构分布、科研实力、产业发展现状，从设施的效益发挥及对外辐射范围、对高端科技人才的吸引力、对科技变革的推动力、对产业高质量发展的推动力等方面综合考虑，将重大科技基础设施建设与周边科研基地、科技园区、创新示范区、城市总体规划布局等协调融合，充分发挥重大科技基础设施的社会效益和经济效益。

7.健全重大科技基础设施管理机制

强化重大科技基础设施向社会的开放程度，建立设施的开放共享机制，鼓励外部科学家和科研团队使用重大科技基础设施，支持与国际国内研究人员合作利用重大科技基础设施，切实提高设施的运行服务效率和成果产生率，增强设施的服务覆盖范围，避免同类设施重复建设造成资源浪费。采取分类评价方式，针对重大科技基础设施建设运行期间的建设管理、质量管理、运行维护、使用效率、成果产生等方面进行绩效评价，引入第三方机构开展绩效评价，建立健全绩效评价体制。