院士专家建言献策 赋能海南高质量发展

2023-09-20 02:14翟万江
中国科技产业 2023年9期
关键词:海南污染物

◎ 本刊记者 翟万江

编者按8月10日至12日,2023中国科技产业发展全球论坛在海南省海口市盛大举行。为期三天的论坛俊采星驰、嘉宾云集,张勤、张景安、凌文、谢明勇、朱合华、侯立安、谭建荣、滕吉文、朱位秋、宋振骐等众多院士专家建言献策,携手搭建国内外产业、园区、资本互联互通平台,以“聚焦全球科技发展大趋势,构建全球科技创新共同体”为主题,凝聚全球科技共同体智慧和力量,紧扣全球科技发展热点和前沿领域,在“‘千校万企’协同创新对接大会”“2023元宇宙与人工智能创新发展论坛”“碳中和与绿色发展峰会”等分论坛上分享智慧成果,剖析科技动态,共议前沿科技,为海南科技产业建言献策,赋能区域经济社会高质量发展。本刊特从中撷取部分精彩演讲,以飨读者。

中国科协原党组副书记、国际核能院院士 张勤 运用创新技术,重构医疗生态

随着健康中国战略的稳步推进,全民健康已经成为社会的共同目标,这也是经济转型的一个亮点。海南既拥有得天独厚的自然环境,也有游客及“候鸟”人群对气候治疗疾病的需求,一头连接民生福祉,一头连接经济社会发展,发展气候治疗和康养产业前景可期。康养医疗旅游作为海南省健康产业高水平发展的一个突破口,目前正在逐渐成为大健康产业的焦点和热点。

康养作为海南的重要发展领域,需要很多专家级医生。清华大学是全国著名高校,有很多科研成果。其中,我负责的一个校级重点研究项目叫“可信辅助智能医疗诊断关键技术及系统”,采用我们原创的动态不确定因果图DUCG(Dynamic Uncertain Causality Graph)技术,可将现有基层全科医生的看病水平提高到三甲医院专家水平。

DUCG 围绕头晕、胸痛等主诉症状建模,每个模型包含数十到上百种可能引起主诉的疾病,现已覆盖全科1000 多种疾病。经多家第三方三甲医院验证,诊病正确率达95%以上,其中每个病(包括容易错的少见病)的正确率不低于80%。该技术已在青岛胶州、崂山、重庆忠县等地应用,诊病超65 万例,仅发现17 例错误且已改正。统计显示,经常使用DUCG 的医生诊病能力(诊病种类)可提高数倍。

DUCG 是透明可信可解释的新一代AI 理论,原用于核电站故障诊断,经清华大学人工智能与机器人领域专家委员会评议,在众多技术方案竞争中唯一胜出,与北京协和医院等三甲医院数十位临床专家深度合作,构建医学专家理解和支持的从村医到三甲医院兼容的DUCG 诊病模型,可动态推荐检查项,实现精准检查和控费。DUCG 是新一代人工智能理论体系,跟现在最流行的大数据机器学习在本质上有所不同。大数据机器学习本质上是通过数据拟合建立输入和输出之间的匹配关系。动态不确定因果图是用图形符号表达领域专家所掌握的本领域不确定的因果关系并结合DUCG 算法进行推理。在全科临床辅助诊断的应用中,DUCG 不同于大数据机器学习黑箱模型,其知识库、推理过程和诊断结果具有强可解释性,即不仅告诉你是什么病,而且告诉你为什么是这些病。更重要的是,DUCG 不存在大数据机器学习存在的泛化问题,即不仅在测试集上诊断正确率高,而且在第三方病历验证和实际使用中正确率高。此外,DUCG 具有不指定疾病条件下仅通过患者的已知信息推荐下一步该做的检查问诊,从而可以动态生成患者个体优化临床检查路径,即能够指导基层医生精准收集患者病情信息,从而实现精准诊断,节约控费,避免漏诊误诊。DUCG 还能准确诊断疑难病,正在构建中医、兽医诊病模型,未来可走向东南亚和世界,重构全球医疗生态。建议海南与清华合作,将该技术在海南落地应用,向全国示范。

中国工程院院士、山东省科学技术协会主席 凌文 创新工程技术,共建美丽海岛

大国博弈,工程为要。现代工程是将科学、技术转变为现实的重要推动力量,是集聚市场需求、复杂技术、高端人才的综合平台。历史和实践充分证明,重大工程在带动科技发展和社会进步上发挥的作用越来越突出。我们必须高度重视现代工程,大力发展现代工程技术,特别是将一些涉及国家前途命运的关键工程和技术上升到国家战略工程的高度,统筹布局,加快发展,实现科学技术与重大工程相互驱动,如此才能行稳致远。越来越多战略科学家站出来,组织各方力量,调配各方资源,发挥新型举国体制作用,让有限的投入发挥最大效用,对我国坚持创新驱动、建设科技强国意义重大。

近两个月,我正牵头研究如何以工程手段配合中央的南海战略,建立南海工程备用工具箱,以院士建议方式报送上级。团队包括上海交通大学、崂山实验室(国家海洋实验室)、清华大学、中国海工院、浙江大学等单位的院士专家,涵盖海洋、工程、能源、环境、农业、生物等领域。

海南可以实施的工程包括人工建岛工程、人工岛绿色宜居可持续生态工程、分布式能源与海上充电宝工程、温差盐差与波浪发电工程,以及海上无人农场与岛屿设施农业工程等。关于人工建岛工程,除吹填外,也可以采用高韧性漂浮式模块化岛礁结构,其具有预制模块、组合施工快速、寿命耐久、轻质、隐蔽性和机动性的特征:巨型浮体结构(MF)、移动海上基地(MOB)、气动稳定平台(PSP)。比起吹填技术,适用范围更广。关于人工岛绿色宜居可持续生态工程,涉及能否为驻地官兵、渔民等提供相对舒适的岛屿并且实现能源自给自足,能源包括光伏、海洋温差、潮汐等,打造海洋牧场、发展海洋养殖,做到废水、废液、废气零排放,并率先实现碳中和。设想的南海示范城市模块,包括金融、人员、健康、循环、材料、通讯、环境、智能、旅游、设计、能源、资源、粮食、水源、交通等方面。温差、盐差与波浪发电工程,包括海水制氢与高能量密度镁氢燃料电池电源系统。此外,还有海上无人农场与岛屿设施农业工程、分布式能源与海上充电宝工程等。建议海南省相关单位与专家配合,共同谋划。

中国工程院院士、火箭军后勤科学技术研究所所长 侯立安 科学布局规划,加强污水治理

饮水健康是健康中国和健康海南的重要组成部分,关乎国家和地域安全。近十年来,我国在污水处理设施建设、流域水环境治理、居民饮用水保障等方面取得了阶段性成效。

在海南省委省政府领导下,海南省污水处理率显著提高,水环境质量明显改善,Ⅰ~Ⅲ类水质占比明显提升,城市(镇)集中式饮用水源地水质稳定达标,海岛居民饮水安全问题得到了解决。随着社会发展与健康意识的提高,人们对饮用水水质有了新要求。习近平总书记在2023年全国生态环境保护大会上强调:“把应对气候变化、新污染物治理等作为国家基础研究和科技创新重点领域。”国务院办公厅印发了《新污染治理行动方案》,海南省办公厅也印发了《海南省新污染物治理工作方案》。当前,饮用水水源中新污染物频繁检出,海南南渡江、昌化江、万全河等水域中也检出抗生素和微塑料等新污染物,表明我国在饮用水中新污染物治理方面仍存在短板。为进一步贯彻落实新污染物治理行动方案和保障居民饮水健康,迫切需要对饮用水中新污染物治理的短板进行梳理,并在现状摸查与监控、处理技术研发、评估与法规体系构建等方面进行科学布局与规划。

问题现状:(1)监测技术缺乏,底数摸查不清。目前的监测技术大多针对传统污染物,还不能有效监测与追踪新污染物,尚难完全建立针对新污染物的监测技术体系;在管理实践中,流域生态环境监督管理机构尚未将新污染物作为监管对象,新污染物的种类、数量、形态、基本性状等底数摸查不清。

(2)现有处理技术效率不高,技术经济可行性有待验证。新污染物一般以纳克到微克级别的浓度存在于水中,常规水处理工艺尚难完全满足对新污染物的处理需要;现有新污染去除技术大多仍停留在试验阶段,未达到中试和实际运行规模,技术经济可行性有待充分验证。

(3)环境健康风险认识不足,相关标准规范缺乏。由于新污染物浓度低、种类繁多、性质复杂,导致其区域污染特征与迁移转化机制不明,环境健康风险认识不足;尚未建立新污染物评估与管控机制,相关标准规范亟待建立。

对策建议:建议针对海南实际,设立新污染物防控治理专项,开展以下三方面研究:1.集成前沿技术研发一体化监测平台,开展新污染物特征与分布现状摸查。利用物联网、大数据、5G 等新技术,发展集取样、前处理、检测、数据采集等多功能为一体的水质在线监测平台,实现新污染物种类、浓度及其变化趋势的实时监测。聚焦海南重点流域,开展新污染物清单研究,进行新污染物检测、识别和暴露分析,摸清新污染物特征与分布现状。2.研发新污染物高效去除工艺与装备,开展技术经济可行性评估验证。研发基于纳米材料、新膜、吸附/高级氧化耦合等新材料、新装备、新工艺的新污染物高效去除技术,实现水处理系统中新污染物的精准控制与矿物质的保留。结合先进技术建设前瞻性的“智慧水厂”,提升水厂生产、运行、维护全过程的信息互通和有序管理水平,并对新污染物去除技术的技术经济可行性进行评估验证,加快建立污水处理厂、医院、养殖场等主要点源的新污染物防治技术体系。3.建立新污染物环境健康风险评估体系,完善相关政策、标准、法规。全面开展新污染物环境健康风险评估,研究新污染物迁移转化规律,结合多模型联动和耦合方法,建立多污染物复合的环境健康风险评估体系。发挥政府和相关行业在政策、标准、法规制定方面的主导性,建立适应我国国情和海南省情、并与国际接轨的新污染物防控标准体系,实现新污染物“从水源地到水龙头”的全流程监管。

中国工程院院士、南昌大学食品科学与技术国家重点实验室主任 谢明勇 持续创新突破,推动食品产业高质量发展

作为一名食品科技工作者,我欣喜地见证和亲历了党的十八大以来,我国食品产业的健康发展及我国食品科技的长足进步。这主要体现在以下几个方面:一是我国食品科技研发投入力度加大。2015-2019年,国家自然科学基金面上项目批准资助食品科学、农学基础与作物学类项目数增加17.8%,资助金额增加8.8%;2014-2020年,食品规模以上工业研发经费内部支出由约400 亿元上升至500 多亿元,食品规模以上企业办研发机构数从约3800 个增至近6000 个;新产品开发经费支出从约440 亿元增至近650 亿元。二是食品工业科技创新成果不断涌现。技术创新日益融入食品制造、产品流通各领域全过程,驱动食品工业向全营养、高科技和智能化方向快速发展;食品合成生物学、智能制造、设计与重组食品加工等创新技术不断涌现,学科交叉创新成为核心推动力,食品加工制造、营养健康、生物工程、智能装备、质量安全成为我国食品产业科技创新发展重要领域;食品工业科技已屹立于全球食品科技高地,“大食品、大科技”的发展蓝图逐渐显现;食品科技和产业的发展为践行“大食物观”,在我国粮食安全、乡村振兴及健康中国战略方面作出了突出贡献。三是食品学科与创新平台建设成绩斐然。食品学科在国际学术领域和创新平台建设方面取得了令人瞩目的成绩。在2022年食品科学与工程领域的软科世界一流学科排名中,前五名被我国高校包揽,前十名中我国高校占据8 席。截至2020年,我国内地已有400 多所高校开设了食品科学与工程专业。截至2021年,食品行业一批创新平台相继建立,包括一批国家重点实验室、国家工程技术研究中心及相关的省部级科研平台。

食品营养安全与食品加工新技术是食品科学与工程领域的研究热点,要大力发展食品制造业,创新食品营养科技,积极探索食物新资源,利用大数据对食品进行个性化设计,引领食品产业创新发展。建议国家继续加大对食品科技和产业的支持力度,鼓励新一代信息技术、生物技术、新材料技术和制造技术与食品制造业的深度融合;加大食品制造领域自动化装备的研发,提升食品产业国产自动化装备水平;充分挖掘和利用好我国丰富的特色农产品资源,针对不同人群的健康需求,着力发展保健食品、功能食品、“食药同源”食品、营养强化食品、双蛋白食品等新型营养健康食品,助力健康中国战略的实施。

作为唯一一个食品界参与海南健康医学研究院创立的院士专家,我对把功能食品和海南特色资源结合起来促进和助推海南大健康产业的发展前景非常看好,建议海南利用好自贸港先行先试的政策优势做一些在其他省份不太容易做的事情,比如发展功能食品、特医食品等大健康产业,也希望南昌大学有机会参与到海南自贸港建设的行列中来。今后,我将以实际行动贯彻落实党的二十大精神,在从事的食品科学与工程领域,与全国食品界同仁一道,努力实现更多原始创新和突破,打赢关键核心技术攻坚战,推动食品产业高质量发展,不断满足人民日益增长的美好生活需要,为人民生命健康事业、为全面建设社会主义现代化国家不断作出新的贡献。

中国工程院院士、隧道与地下空间工程专家 朱合华 加强智慧基础设施建设,推进城市数字化创新发展

近年来,“智慧城市”“智慧基础设施”“智慧交通”“智慧社区”等理念层出不穷,但诸多“智慧化”讨论的背后仍然缺乏以目标为导向的顶层设计与统筹规划,从而无法有效引导智慧基础设施等行业健康有序地发展。自2012年,我们从信息流和软硬件一体化出发,率先创建“智慧基础设施”服务体系,目前已初步建成了具有完全自主知识产权的创新型、开放式的基础设施智慧服务系统,并着力打造基于数字孪生的智慧基础设施数字底座,进而解决土木信息工程领域的“卡脖子”技术难题,实现以数字化引领、专业化攻关、市场化驱动的土木信息工程通用数字底座,并加快推进数字化场景应用。

海南具有显著的地缘优势,是我国改革开放的综合试验平台。坚持高位推动智慧海南建设,是全面贯彻落实党的二十大精神、推动实施自由贸易试验区提升战略、践行党和国家赋予海南的重大战略使命的必然要求。目前,海南要顺应数字化浪潮,紧紧抓住历史机遇,以“高速磁浮线建设”“智慧基础设施建设”为契机,推进城市实现数字化创新发展。

关于海南高速磁浮线建设。600km 时速的高速磁浮已纳入国家交通强国战略,海南已建有250km/h 速度的高铁和城际铁路,如建设高速磁浮线,将带来全球地面最高旅行速度的展示效应,成为国际旅游岛吸引游客的靓丽名片。其必要性体现在:(1)构建海口至三亚“半小时交通圈”,助力海南旅游业一体化发展;(2)是落实科技强国、交通强国战略的重要举措;(3)通过在海南建设引领世界的示范工程,促进科技创新,带动产业结构升级。近几年来,铁二院和铁四院分别牵头编制了海南高速磁浮中线方案。基本选线是从海口高铁站、经美兰机场、屯昌、五指山、三亚凤凰机场站至三亚高铁站。线路长度约221km,全程运行约25 分钟。可在预规划的线路上,选择长度约60km 的路段,以重大科创平台建设的名义,建设全自主设备的工程试验段。完成工程试验后,再实施全线建设。

关于智慧基础设施建设。在数字化转型和绿色低碳建设的大背景下,围绕海南的交通基础设施建设、城市地下与地上空间的综合开发,开展智慧基础设施乃至智慧城市顶层规划与设计。在自主研发的数字孪生数字底座基础上,建设数字基础设施和融合基础设施,形成新型基础设施,真正实现智慧基础设施建设。

中国工程院院士、中国元宇宙技术与创新平台理事长 谭建荣 促进社会有机配合,实现元宇宙技术发展变革

从虚拟现实到增强现实,从数字孪生到元宇宙,技术发展历程一脉相承,其诞生是为能实现人类诸多梦想,其应用落地推动大量技术的发展。元宇宙具有自然层、物理层、交互层、数据层、协议层、规划层、应用层,包含数字孪生、用区块链来搭建经济体系等核心应用。元宇宙本质上是对现实世界的虚拟化、数字化过程,需要对内容生产、经济系统、用户体验及实体世界内容等进行大量的仿真、改造、融合、体验,如果想在最短时间内实现元宇宙,需要整个社会的有机配合,无论是科技公司、内容公司,还是资本市场,都要从底层技术出发,找出元宇宙内容和生态系统的突破口。

展望元宇宙的未来,我认为元宇宙需要更多的技术支撑。包括:

1.扩展现实技术。包括AR/VR 扩展现实技术,可以提供沉浸式的体验,可以解决手机所不能解决的问题。

2.数字孪生。把现实世界镜像到虚拟世界里面,在元宇宙里面我们也可以看到自己的虚拟身份、虚拟场景、虚拟生活等。

3.用区块链来搭建经济体系。随着元宇宙的进一步发展,对整个现实社会的模拟加强,我们在元宇宙中不仅仅可以花钱,而且可以赚钱,这样在虚拟现实里面形成了一整套经济体系,与我们现实中的经济体系是互相映射、互相关联的。

元宇宙拥有五大趋势:

趋势一,创作升级。我们可以创出不同场景的空间,数字化空间。随着人工智能的发展,数字内容的创建提升它的智能化水平。比如过去拍个照,需要用照相机进行严格的训练才能拍好照片,后来有了数码相机,到现在谁都能拍照。而元宇宙,大家谁都有创作的能力,来进行内容的更新、内容的推陈出新,使得创作能够升级。基于人工智能的创作将成为一个主导的产业,通过低代码甚至0 代码自动化的生成内容,大大降低创作的门槛和创作的成本,原来通过专业的人士才能使用的工具,到元宇宙世界的时候,我们普通人都可以使用来创造出他所希望的场景、内容。

趋势二:计算升级。由元宇宙来创造资源,形成海量的需求,能够让内容体验更加逼真,增强现实的技术应用更加广泛,建立起虚拟世界和真实世界的连接交互,需要大量的传感器、大量的物联网的终端,去实时采集和处理数据,这就需要算力的进一步提升。元宇宙还要处理大量的图像,使得AR/VR 的图像能够在元宇宙中轻松的实现变换,以CPU 为核心的传感器就要发展到以云计算、边缘计算为主要手段来实现元宇宙发展的需要,这将是计算升级的主要趋势。

趋势三:体验升级。元宇宙是五官的一个数字化,包括视觉的数字化、听觉的数字化、触觉的数字化、味觉的数字化、感觉的数字化,信息的维度大大增加,使得数字的内容不但比真实世界的感官体验具有更强的感知,同时人机交互也从间接交互到真实交互、再到自然交互。通过手势、声音、体感、肢体运动、眼球动作、面部表情等能够更加接近自然的直接交互,并且随着脑机接口来理解我们所需要做出的动作、所需要表达的意思,可实现直接用脑电波控制机器,这就是脑控。总之,我们的体会越来越真实,越来越智能,越来越逼真。

趋势四:决策升级。人通过感官主要来形成判断能力和决策能力,现在元宇宙就要通过人工智能来促进人们的决策更精准,建构在可预测性、预警性的基础上,能够更加高效地指导我们的生产过程、指导我们的生活方式,等等。

趋势五:商业升级。元宇宙本质是互联网、物联网的提升,但是我们知道人与人、人与信息、人与商品、人与服务的连接将是互联网商业化的基础,我们从PC机互联网到移动互联网,到元宇宙,人与人、人与信息、人与商品、人与服务的关系也发生了深刻的改变,带来了场景的革命。

全国政协委员、中国工程院院士 单杨 加强科技创新,打造海南预制菜品牌

2023年中央一号文件首次提出“培育发展预制菜产业”。当前,我国食品产业正处于快速变革时期。预制菜作为一种既传统又新型的餐饮业态,以其高效便捷赢得广大消费者的青睐。但是,伴随的挑战则是如何在保障安全和品质的同时,实现标准化规模化的生产和快速高效的冷链配送。

海南拥有丰富的食用农产品资源,具有发展预制菜产业的良好基础和独特旅游优势。党的二十大报告强调,必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力。希望海南省委省政府立足自身条件、借鉴外部经验,尽快出台支持预制菜产业发展的政策措施,加快建设预制菜产业园,创出海南预制菜品牌,抢占行业发展制高点,为我国预制菜产业的高质量发展贡献海南力量、提供海南方案。

就海南预制菜产业的发展,我谈几点个人想法:一是要加强科技创新,不断提升预制菜的品质和营养。深入研究食材的加工特性,不断创新加工技术、贮藏锁鲜技术,研发新型绿色包装材料,不断改进优化预制菜的制作方法,更好保留食材的营养成分,为消费者提供更健康、更美味、更营养的预制食品。二是要强化产业链协同融合发展,实现从种养、加工到销售的全程可追溯。预制菜产业园应该与原材料生产基地、食品加工企业和销售渠道形成紧密合作,实现从农田到餐桌的全链条管理,确保食品的质量安全和全程可追溯。三是要注重人才培养,打造高素质的创新团队。培养一支专业的创新团队,是实现海南预制菜产业可持续发展的关键。为更好推动海南预制菜产业的创新发展,如果海南省政府愿意支持,我愿意联合国内外食品产业科技、人才与金融资源,在海南预制菜产业园区组建产业研究院。该产业研究院是一个集研发、转化、培训、合作为一体的创新平台,致力于开展海南预制菜前沿技术的研究应用,推动生产技术与产业应用的革新升级,为“美食海南、美味天下”的发展和进步提供强有力的科技支撑。

中国工程院院士、北京交通大学教授 张宏 科研发新型网络,助力科技强国

我国是网络大国,但必须清楚认知,我们是网络应用大国,亟需系统性、原创性的网络体系和技术突破,我们要以过去吸收引进消化为主,采取“两腿走路”战略,更注重系统性、基础性的创新,避免“碎片式创新”。

从行业发展角度来看,近年来我国信息网络技术发展已经取得巨大的成功,不过也面临着特殊行业应用带来的新挑战。具体来说,我国在信息网络领域主要存在两个问题。首先,随着通信网络的发展,多形态网络相互连接已成为行业趋势,但现阶段由于网络深度融合受限、跨网资源调度困难,造成网络利用率和传输效率较低。举例来说,在手机联网前,我们要选择网络运营商,但选择是具有排他性的,选运营商A 就选不了运营商B。这在一定程度上造成了网络资源的浪费,相关服务质量也受到限制。而造成该问题的主要原因是,现有网络未被深度融合起来,无法实现跨网资源的调度。其次,我国正进入数字经济快速发展时期,用户对智能化网络需求迫切,但现在网络智能化水平仍有待提升。比如,一些工业制造领域的企业希望网络能够实现低时延甚至超低时延,以满足生产需要。而经常观看超高清视频(4K/8K)的用户,他们则需要网络能具有高带宽。另外,金融领域的一些企业,需要网络具备较高的安全性。怎么能够使网络同时满足如此多的需求呢?这就需要让网络变得更智能化,也就是更灵活多变,以符合不同用户对于网络的期待。

网络体系是整个网络的核心与基础,就好比一栋房子的钢架结构,其作用非常重要。在原来的网络体系中,用户只能被动地适应网络,即有什么样的网络就用什么样的网络,而这难以满足当前用户愈发多样的网络使用需求。我们要建立核心技术自主可控、兼容替代、功能性能领先国际的新型网络,打造出原创性的设计、创建、验证一个全新的网络(新型基础设施)系统。推动新型基础设施“从无到有、从有到好”,突破功能、性能领先国际水平的挑战和难题。国内外针对信息网络体系与技术创新已经开展了许多研究,但尚未形成较为完善、实用的新型网络体系。我们要把握住这一时机,在建设新型网络体系的过程中,实现相关技术的自主可控。我和团队成员多年来致力于研发的新型网络体系,正是为了解决上面提到的问题。这种新型网络相当于给原有网络增加了一个“大脑”,其可以智能、统一地调度各种网络资源,即让网络按需适应用户,用户有什么需求,网络就主动去满足什么需求,实现网络资源的按需分配。

澳大利亚工程院院士、佛山仙湖实验室战略科学家 程一兵 打造新能源循环量产基地,推动粤琼两省相向高质量发展

海南省拥有丰富的优质海上风电资源,为制备绿色氢、氨、醇提供充足的绿电供应支撑。可以此为依托,打造绿电-绿氢- 绿氨(醇)的新能源循环量产基地,为粤琼两省发电及高温制造业提供零碳燃料,实施绿色能源制-储-用全链条示范应用项目,推动粤琼两省相向高质量发展。

明阳智慧能源集团股份公司是全球领先的新能源领军企业,已推出全球最大的18.8MW 海上风电机组、全球容量最大且重量最轻的30MW 双转子漂浮式海上风电平台、全球最大单体2500Nm3/h 碱性水电解制氢系统等先进装备,可为海南省实现绿色氢氨醇战略提供基本保障。佛山仙湖实验室是国家级氨氢新能源技术研发平台,已开发出全球首创零碳氨燃料烧制陶瓷新技术,并已开展火力发电等高温制造业氨气零碳燃烧技术研发和产业合作,为国家实现“双碳”目标探明了一条切实可行的技术路径。

海南省离岸100 公里以内的海域即可建设近50GW风力电厂,可形成年产能350 万吨绿氢、1900 万吨绿氨的规模。海南省昌江、东方、乐东一线50 ~100 公里海域可开发1000 万千瓦,结合明阳智能的离岸孤网海水制氢技术,所制氢气通过海底管道运送至陆地制氨制醇,1000 万千瓦海上风电可生产380 万吨绿氨、350万吨甲醇。

我国发电及高温制造业主要使用化石能源燃料,其碳排放量占比超过总量的70%以上。氨气燃烧不排放二氧化碳,高温制造业采用掺氨混烧可实现碳达峰,采用纯氨燃烧可实现碳中和目标。发电及高温制造业对氨燃料的需求量巨大。

建议海南加大对风电技术、绿氢/绿氨(醇)制备技术、氨氢零碳燃烧技术的科研攻关投入,开展粤琼两省发电、陶瓷等高温制造业的氨氢零碳燃烧技术应用示范;开展50 ~100 公里中远海GW 级海上风电制氢、制氨(醇)一体化开发项目;探索液氨(醇)国际输出路径,建设粤琼两地的大型液氨(醇)储存接收站点;积极制定涉氨基础设施建设的安规、监管等政策文件,实施示范阶段的企业用氨(醇)差价补贴政策。

该项目可实现以下两方面引领效应:一是引领远洋货轮、大型重卡实现零碳氨、醇能源驱动,率先形成交通装备零碳燃料应用的产业先行区;二是引领绿色能源出口,率先打造绿色能源输出新业态。

俄罗斯工程院外籍院士、前瞻产业研究院院长 徐文强 推动海南建设“清洁能源岛”,为经济发展增添新动能

新能源是国家加快培育和发展的战略性新兴产业之一。作为拥有丰富“风光”资源的热带岛屿,海南具备发展新能源的天然优势,且随着海南自由贸易港建设的蹄疾步稳,“清洁能源岛建设”已成为海南高质量发展的必选项。2022年,海南全省统调装机总容量1164.8 万千瓦,清洁能源装机占比(含气电)76.3%,实现了新能源电力的全额消纳,高于全国平均水平,能源转型走在全国前列。

结合海南自身情况及新能源技术发展,我就推动海南建设“清洁能源岛”提出两点建议:

一是推进深海风电场建设。目前风电是全球重点发展的能源,相较于陆地风电,海上风电更丰富。但由于设计局限,固定式海上风电场必须建在浅海区,而浅海空间有限,近八成的海上风力资源处于深海区域。浮动海上风电技术将支撑基础改为漂浮式,使得海上风电允许在海上几乎任何地方部署风力涡轮机,可最大限度地利用海上风能潜力,是未来深远海上风电开发的主要技术。而海南海岸线悠长、海域辽阔、海上风能资源丰富。依托良好的资源禀赋,海南可以将海上风电向深远海进发,结合海洋牧场、海上制氢等配套产业形成完整的海上能源集群,加快清洁能源岛建设。

同时值得注意的是,新能源发电具有波动性、间歇性和随机性,由此会造成电网的不稳定。这需要发挥长时储能系统作用,确保风力发电稳定。长时储能可凭借长周期、大容量特性,在更长时间维度上调节新能源发电波动,在清洁能源过剩时避免电网拥堵,负荷高峰时增加清洁能源消纳。与目前抽水蓄能、锂离子电池等当前主流储能系统相比,热岩、铁空气电池等新型长时储能具有容量边际成本优势,且不受地理位置及资源限制。

二是加快“芦竹”碳捕获、碳利用、碳封存应用突破。芦竹是理想的碳捕获植物,也是优质能源植物。芦竹具有多年生、产量高、无需化肥和农药、环境适应能力强等特性。芦竹适合边际土壤生长的优势最为突出,其燃烧释放的二氧化碳等于它生长过程中吸收的二氧化碳。芦竹纤维含量高达50%~70%,可广泛应用于燃烧、发电、化工、冶金、肥料等领域,还可用于土壤及水体修复。

坐拥“我国唯一热带省份”得天独厚的优势,海南在种业振兴、智慧农业等农业科技方面取得了长足发展。依托强大的农业科研平台,海南可以加快对芦竹的应用突破并加大对芦竹的核心技术攻关,培育出更加优良的品种,提升芦竹在碳捕获、碳利用及碳封存等方面的功效,从而探索出一条实现碳中和的最佳路径。同时,由此衍生出来的化石能源替代、炭基肥、制浆造纸、青贮饲料等多个万亿级的下游支柱产业,将进一步夯实海南“芦竹”产业链,为经济发展增添新动能。

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