2019北京世園會演藝中心景觀照明工程
鑽井平臺在海上實施鑽探工作
控制在環模擬調試實驗室
特异性分子印迹固相萃取產品
科研人員在晨鳴25萬噸BCTMP線做現場指導
受訪者供圖
2019年，新中國成立70周年，科技創新的力量讓我們的生活煥然一新。
這一年，科技創新成果收穫頗豐——渤海灣找到千億方大氣田、青藏地區電力供應難題得以解决、高得率制漿科技推動造紙產業可持續發展……
這些成果，有的是領先國際的發明；有的是科技手段的創新；有的是世界性難題的攻克。它們帶動了經濟發展，點亮了智慧生活。
1月10日的人民大會堂，格外星光璀璨，一年一度的科技界盛會——國家科學技術獎勵大會如約而至。
此次獲獎的“大明星”，有的解决了世界性難題，有的填補了國內空白，有的達到了國際領先水準。它們服務於國計民生，將顛覆和超越進行到底，用智慧點綴我們的生活，讓我們把目光投向這些智慧與汗水的結晶，一同感受科技帶來的魅力之光。
新型制漿科技
砍更少的樹造更多的紙
“與40年前相比，目前我國紙和紙板產量提高了25倍，人均消費量提高了13倍。自2009年首次超越美國後，我國連續9年成為全球最大的造紙生產國和消費國。”中國林業科學研究院林產化學工業研究所二級研究員房桂幹介紹說。上世紀80年代，黨和國家審時度勢，提出了“林紙一體化戰畧”，全面高度重視發展工業原料人工林，為造紙工業發展奠定了良好的纖維原料基礎。然而，我國生態基礎十分脆弱，隨著生保工程的實施，全面禁止生態林採伐，進一步加劇了纖維資源供應短缺的問題。
房桂幹項目組歷經20多年的科技攻關，系統研究揭示了木片藥液滲透與均質軟化、纖維低溫定向解離、高效漂白等機理和基礎理論問題；針對我國速生混合資料性特徵，創制了變壓浸漬軟化、節能磨漿、紙漿清潔漂白和生產廢水處理回用等系列產業化關鍵技術；創制了多級差速揉搓變壓浸漬、功能分區高能效磨漿、雙功效軟化漂白和高效廢水處理等覈心裝備。積極開展了創新技術的產業化應用和推廣工作，設計建成混合材高得率制漿生產線16條，升級改造進口高得率漿生產線32條，技術成果覆蓋我國高得率制漿產能的70%以上。
高得率制漿科技和裝備的自主化打破了核心技術與裝備被國外長期壟斷的局面，實現了低質原料高值化利用的目標，整體提升了我國高得率制漿科技和裝備水准，推動造紙產業向資源節約、環境友好、產品結構合理的可持續發展管道轉變，產生了顯著經濟、社會和生態效益。
1月10日，“混合材高得率清潔制漿關鍵技術及產業化”項目獲得了2019年度國家科學技術進步獎二等獎。
精准測控養殖
高科技加持蝦肥魚美
我國是世界第一水產養殖大國，但不是水產養殖強國。與挪威等已開發國家相比，我國水產養殖裝備數位化程度低，實时精准測控科技缺乏，國外同類科技不適用我國實際需求，導致勞動生產率和資源利用率低、勞動強度大、養殖風險高，嚴重制約了我國水產養殖業的可持續發展。
針對以上科技瓶頸，中國農業大學國家數位漁業創新中心主任李道亮帶領團隊在“863”計畫等課題資助下，經10餘年產學研聯合攻關，創建了具有自主知識產權的集約化水產養殖精准測控科技體系。
1月10日，“水產集約化養殖精准測控關鍵技術與裝備”項目獲得2019年度國家科學技術進步獎二等獎。
李道亮介紹，該項目創新了溶解氧、葉綠素原位線上測量方法，突破了實时補償校正與智慧變送科技，創制了9種水質線上量測感測器，打破了國外技術壟斷；解析了複雜養殖條件下無線網路通道多徑衰落自我調整機理，突破了複雜場景下相容Zigbee、NB-IoT、2G/3G/4G和北斗等協定的跨網多設備動態適配科技，研製了5種養殖環境資訊採集器和2種無線控制器，填補了國內產品空白；揭示了溶解氧對氣象變化、增氧、投餌工作等外界因素的響應機理，構建了溶解氧優化調控與智慧投喂決策模型，研發了精准測控云計算平臺和移動終端服務系統，引領了產業發展方向；創制了數位化陸基工廠迴圈水處理成套裝備，構建了集感測器、採集器、控制器、養殖裝備和云計算平臺於一體水產養殖精准測控科技體系，帶動了行業技術進步，促進了我國水產養殖可持續性發展和轉型陞級。
此前，該項目已先後獲得天津市科技進步獎一等獎、山東省科技進步獎一等獎。
打破識別瓶頸
農產品檢測准、快、多
“民以食為天，食以安為先”。中國農科院農業品質標準與檢測技術研究所二級教授王靜經10餘年系統研究，以檢得准、檢得快、檢得多為目標，在分子印迹設計、覈心識別資料創制、免疫檢測增敏等核心技術上取得了重大突破。現時，該團隊研發的系列快速檢測產品與確證檢測方法已在農產品風險排查與管控、快速應急處置等方面發揮了重要作用，研發的化學污染物精准識別、檢測科技與產品在國內外廣泛應用。
特异性“抓取”科技是實現精准檢測的有效手段。10年來，王靜團隊先後成功研製了14類覆蓋109種化學污染物的分子印迹固相萃取柱。這些產品彌補和解决了農產品樣品前處理不能精准特异性選取的科技瓶頸，其系列專利群已實現了技術轉移和成果轉化。
判斷農產品中有沒有農藥殘留是否也可以通過快速檢測科技實現呢？王靜介紹，其團隊成功製備了對硫磷、毒死蜱、克百威、三唑磷等親和性好、抗干擾能力强的44個化學污染物抗體，研製了56個化學發光、螢光、酶標記等快速檢測產品，這些快速檢測產品先後被用於多項重大活動的科技保障中，部分重點產品已經走進市場，實現了快檢產品的普及應用。
從2007年開始，王靜團隊研發了複合共淨化科技，率先高效分離了富集農產品中系列高風險農藥助劑及代謝物，解决了原本無檢測方法的難題；獲得了近十萬個殘留檢測數據，首次評估了農藥助劑及其代謝物的安全風險，推動了我國高風險農藥助劑監管政策、辦法及農藥助劑禁限用名單的出臺。
1月10日，“農產品中典型化學污染物精准識別與檢測關鍵技術”項目獲得了2019年度國家科技發明獎二等獎。
另辟勘探思路
渤海灣找到千億方氣田
渤海灣盆地石油儲量和產量占全國約40%，是保障國家能源安全的“壓艙石”。渤海灣盆地的石油資源探明程度已高達50%，雖然海底石油和瓦斯是一對“孿生兄弟”，但我國在渤海灣盆地未發現大氣田，世界類似盆地也沒有發現大氣田。
渤海灣盆地能不能找到大氣田？既是一個科學難題，也是一個技術難題。
歷經8年協同攻關，中國海洋石油集團有限公司的研究人員取得重要理論創新與科技突破。“在項目研究中，項目團隊創立了深層變質岩潜山大型凝析氣田成藏理論，首次揭示了渤海灣盆地晚期快速沉降控制大面積爆發式生氣機理，首次揭示了應力主導的深層變質岩潜山‘優勢礦物—多期應力—雙向流體’三元共控成儲機理，首創了晚期構造强烈活動區超壓動力封閉的瓦斯富集成藏模式。”中國海洋石油集團有限公司總地質師謝玉洪說。
與此同時，該項目還開發了深層潜山勘探關鍵技術，創新了海上小纜距高密度潜山地震勘探一體化科技，潜山內幕地震成像品質顯著改善，儲層預測吻合度由65%提高至95%；突破了深層潜山高效鑽井關鍵技術，將5000米當量井深平均鑽井週期由119天降至最短45天，創造了我國海上最短鑽井週期紀錄。
1月10日，“渤海灣盆地深層大型整裝凝析氣田勘探理論科技與重大發現”項目獲得2019年度國家科學技術進步獎一等獎。
在該項目形成的勘探理論技術指導下，項目團隊發現了氣柱高度1569米的深層大型整裝凝析氣田。在渤海灣盆地發現千億方大型凝析氣田，這是渤海深層瓦斯勘探首獲領域性突破，實現了超級油型盆地找大氣田的歷史性跨越，有望成為渤海灣盆地新的油氣增長極，對保障國家油氣安全、緩解瓦斯供給壓力有重大的意義。
創新成礦理論
開闢找銅新天地
當前，銅被廣泛地應用於機械製造、建築工業、國防工業等領域，是維持我們經濟穩健發展的關鍵大宗金屬之一。然而，我國銅資源保有儲量卻極大短缺，急需通過成礦理論創新，獲得銅礦勘查突破。
現時，全球銅主要來自一種被稱為“斑岩型”的銅礦床類型。國際礦床學界歷經數十年研究建立的經典成礦理論認為，斑岩銅礦主要產於岩漿弧環境，其形成與大洋俯衝有關。但是，該項目前期研究發現，大型斑岩銅礦也大量產出於碰撞帶環境，這對經典成礦理論提出了挑戰。
中國地質科學院地質研究所研究員、中國科學院院士侯增謙研究團隊充分利用我國地域優勢，在青藏高原這一最年輕、最典型的大陸碰撞造山帶潜心研究十餘年，取得了一系列重大突破。研究證明了斑岩銅礦可形成於大陸碰撞全過程；證實了碰撞型成礦斑岩起源於加厚新生下地殼而非楔形地幔；發現成礦物質主體來自新生下地殼而非俯衝洋殼；查明成礦流體來自新生下地殼角閃石分解與幔源岩漿水注入。“我們通過全球對比研究，最終建立了一套完整、系統的碰撞斑岩銅礦成礦理論。”侯增謙說。
1月10日，“碰撞型斑岩銅礦成礦理論”項目獲得2019年度國家自然科學獎二等獎。
該理論回答了在缺少活動大洋俯衝的碰撞環境下斑岩銅礦特徵及形成機制問題，大幅度發展和完善了經典斑岩銅礦理論，極大拓寬了全球斑岩銅礦的勘探區域，並被西藏等地系列找銅新突破所證實。
改進半導體照明
讓光源高光效長壽命
照明科技發展史是人類文明進步史的縮影。1879年，愛迪生發明了白熾燈之後，人類進入了電力照明時代，這是人類照明史上的第一次照明革命。
隨著技術進步，在白熾燈之後又發展出水銀燈、鹵素燈、鈉燈、螢光燈等多種照明光源，但這些傳統照明光源都存在電光轉換效率低的問題。如果能在照明領域發展出更高光效的光源，將會節省更多能源，進而對環境保護、可持續發展作出巨大貢獻。
LED就是一個不錯的選擇。它的中文名叫電晶體發光二極體，具有高光效、長壽命的特點。LED節能效果顯著，其電光轉換效率是螢光燈的5倍，白熾燈的20倍。
為此，我國啟動了“高光效長壽命半導體照明關鍵技術與產業化”項目。項目團隊面向國家的重大需求，承擔起技術攻關的重任，通過基礎研究、科技突破、規模應用和產業推動，形成具有自主知識產權的高光效、長壽命半導體照明成套技術，關鍵名額達國際領先水平，實現了全球最大規模的LED晶片產業化。
1月10日，“高光效長壽命半導體照明關鍵技術與產業化”項目獲得了2019年度國家科學技術進步獎一等獎。
“現時，我國已有近50%的傳統光源被LED產品所取代，每年累計實現節電約2800億度，相當於3個三峽水利工程全年的發電量，超過澳大利亞全年用電量。”該專案負責人、中國科學院電晶體研究所研究員李晋閩說。
該項目的實施帶動了我國半導體照明產業迅速發展，專案成果實現大規模產業化推廣，實現年產4英寸外延晶片1000萬片，LED晶片市場份額居全球首位。專案成果在北京奧運會、十城萬盞示範工程、人民大會堂照明系統節能改造工程、APEC峰會、俄羅斯世界盃等重大工程實現示範應用，節能減排效果顯著，引領了全球半導體照明科技的發展。
解决供電難題
青藏地區用上可再生能源
青藏地區電力供應是保障邊疆發展的基礎，由於地廣人稀、生態脆弱，無法全部依靠大電網供電。由中國電力科學研究院有限公司牽頭的“青藏地區可再生能源獨立供電系統關鍵技術及工程應用”項目通過協同攻關取得了系列創新成果。
該項目發明了風/光/水/儲多類電源分區間、多拐點有功—頻率/無功—電壓協調控制科技，攻克了控制頻寬覆蓋5個數量級的獨立供電系統頻率/電壓控制難題，顯著提高了電能品質；發明了基於暫態量識別的故障準確定位和快速隔離科技，發明了供電系統狀態自識別的穩定控制策略和多電源協同電壓/頻率恢復科技，實現了100%變流器型電源供電系統的故障準確隔離與電壓/頻率快速恢復，故障定位和隔離時間≤30毫秒，解决了短路電流小、電網殘壓低帶來的系統抗擾性差的難題；提出了上層協調優化與底層源荷自治運行的兩級能量管理方法，發明了儲能/光伏電壓源狀態自識別的一鍵式黑啟動科技，研製了基於智慧雲的全景視覺化運維平臺，實現了供電系統的智能化自主運行，减少了能量管理系統故障、黑啟動過程複雜、專業運維人員缺乏對供電可靠性的影響，供電可靠性達到藏中電網同等水准；發明了光伏變流器/儲能系統高耐候、緊湊式模組化設計與便捷施工方法，解决了現場可達性低、建設週期長帶來的難題，關鍵電氣設備占地面積降低20%以上，系統建設工期由原來的180天左右縮短為100天以內。
中國電力科學研究院有限公司新能源研究中心主任王偉勝介紹，該專案成果得到規模化應用，解决了我國供電難度最大的青藏地區措勤、尼瑪等7個州縣，近50萬平方公里、50多萬人口的用電問題，年供電小時數由不足3000提高到8700以上，供電可靠性達到藏中電網同等水准。
1月10日，“青藏地區可再生能源獨立供電系統關鍵技術及工程應用”項目獲得2019年度國家科學技術進步獎二等獎。