科學閃光者

　　破解燃“煤”之急的年輕人

　　小隱隱于野，大隱隱于市。

　　在大連市沙河口區(qū)，綠樹環(huán)繞的大花壇后，立著一塊“中國科學院大連化學物理研究所”的門牌(以下簡稱“大連化物所”)，將所區(qū)與城市的喧囂隔絕開來。院內(nèi)是別有洞天，依山而行，山腳是催化基礎(chǔ)國重樓、能源基礎(chǔ)樓，山上可見化工樓、能源樓、分子反應動力學國重樓、生物技術(shù)樓等，蟬聲響徹，宿鳥幽鳴。

　　在新中國成立之初，大連化物所成功開發(fā)了水煤氣合成液體燃料技術(shù)，為我國石油工業(yè)的恢復發(fā)展作出了重要貢獻，應國家之所需，一代代科技創(chuàng)新成果從這里走出。催化科學先驅(qū)者之一的張大煜先生、化學激光的奠基人和開拓者張存浩先生，以及20多位兩院院士先后“隱居”于此。

　　新時代，我國提出了加快綠色低碳科技發(fā)展的新命題。大連化物所新一輩的科學家們，組織實施“潔凈能源關(guān)鍵技術(shù)與示范”中科院戰(zhàn)略性先導科技專項，圍繞化石能源清潔高效利用、清潔能源多能互補與規(guī)模應用和低碳化多能融合戰(zhàn)略三條主線，集合了中科院20多家能源領(lǐng)域研究所及大學優(yōu)勢研究力量，至今已突破55項關(guān)鍵技術(shù)，完成29套工業(yè)示范裝置開工建設，帶動投資1500多億元。

　　他們從方寸實驗室到萬畝工廠，以能源技術(shù)革命推動了能源革命。他們，是破解能源變革難題的新一代。

　　燃“煤”之急

　　一個人最大的幸運，莫過于在他年富力強的時候發(fā)現(xiàn)了自己的使命。

　　1999年，大連化物所研究員丁云杰在30多歲時就找到了自己的使命。那一年，他擔任了碳化學與精細化工催化研究組組長，從事合成氣轉(zhuǎn)化和精細化工催化等領(lǐng)域的研究。

　　在此之前很長一段時間，人們對我國能源的印象還停留在石油大會戰(zhàn)的盛況。以“鐵人”王進喜為代表的大慶油田工人們，喊著口號，“寧肯少活20年，拼命也要拿下大油田”。這一代人用鐵人精神，結(jié)束了“洋油”時代，基本實現(xiàn)自給。

　　“石油資源短缺，原油主要依靠進口。我國存在‘富煤、貧油、少氣’的資源結(jié)構(gòu)，形成以煤炭為主的能源消費結(jié)構(gòu)。”中國工程院院士、大連化物所所長劉中民說。

　　面對這樣的國情，新一代科技工作者要打響一場可行的煤炭清潔利用的技術(shù)革命。丁云杰團隊的“秘籍”是，掌握以鈷基催化劑和以其為核心的工藝技術(shù)，實現(xiàn)“煤變油”的科技突破。

　　攀登科學高峰，從無捷徑可走。深夜11點之后，丁云杰辦公室的燈還常常亮著。“基礎(chǔ)研究的主要意義在于從大量研究信息中鑒別真?zhèn)?，獲取和理解基礎(chǔ)理論中的概念和精華。”丁云杰感慨，雖身處宏觀世界，但要把研究視野鉆進微觀世界，從原子、分子水平上理解化學反應。

　　其中的技術(shù)難題常人難以理解。用1992出生的青年科研人員趙子昂的說法是，這是一項能源轉(zhuǎn)化研究，能夠化解國外對石油封鎖的危機。這項研究從實驗小試、中試再到工業(yè)化已歷經(jīng)20年。

　　這足以跨越一個科學家的中青年時代。

　　科學接力

　　破解燃“煤”之急的難題，需要幾代人的接力。

　　1999年，潘秀蓮赴德國弗朗和費界面工程與生物技術(shù)研究所，開展無機氧化物膜和金屬膜的制備和催化研究工作，4年后完成博士后工作，她回到大連化物所，加入包信和院士團隊。在這場能源技術(shù)革命中，他們走出了一條合成氣制烯烴的能源技術(shù)創(chuàng)新之路。

　　2007年，他們就提出采用雙功能耦合催化劑體系，探索合成氣直接轉(zhuǎn)化制低碳烯烴的構(gòu)想。這是一個讓人激動萬分的科學構(gòu)想，如果能夠?qū)崿F(xiàn)，對傳統(tǒng)工藝路線是一個顛覆性變革，對我國能源安全戰(zhàn)略也具有深遠意義。

　　這項研究，耗時近10年。

　　其間，團隊憋著勁向著最初的構(gòu)想進發(fā)，探索路上充滿各種挑戰(zhàn)和困難。在團隊不懈努力下，終于開創(chuàng)了煤基合成氣直接轉(zhuǎn)化制低碳烯烴的新途徑。就像包信和院士說的那樣：“科學研究，只要方向?qū)Γ筒慌侣吠具b遠。只要堅持，再冷的板凳也能坐熱?！?/p>

　　2016年3月，《科學》雜志發(fā)表了這一研究成果，并同時發(fā)表了一篇以“令人驚奇的選擇性”為題的專家評述文章。專家稱，這一原理上的突破“將帶來工業(yè)上的巨大競爭力”。

　　一位從事費-托制烯烴技術(shù)研究20多年的德國專家聽聞后，沮喪地說：“這個點子為什么不是我們先想到的？”

　　包信和自豪回應：“這一次也該輪到我們了?！?/p>

　　這期間，團隊在該研究方向上，除了申報多件中國發(fā)明專利和國際PCT專利外，沒有公開發(fā)表一篇相關(guān)研究的文章。

　　“功成不必在我”是難得的科研胸懷。

　　大連化物所的科學家們展開了一代代的科學接力，研究所的前輩中流傳著這樣一句話：作為“國家隊”“國家人”，心系“國家事”，肩扛“國家責”。

　　推向工業(yè)化

　　從榆林機場驅(qū)車兩個小時才能到達合作的化工廠，從2019年開始，戴著安全帽，身著灰白色工裝，潘秀蓮，這個身形瘦小的女科學家?guī)е鴪F隊往返于大連和榆林工廠之間，2020年一年之中有一半的時間住在這里，和技術(shù)人員、工人們一起“蹲守”在工廠，從催化劑裝填，到現(xiàn)場各種試驗方案，不斷討論研究。

　　2019年，全球首套煤經(jīng)合成氣直接轉(zhuǎn)化制低碳烯烴的千噸級工業(yè)試驗裝置順利建成，9月份單反應器試車一次投料成功。2020年9月完成了全流程工業(yè)試驗。

　　破解煤化工能源變革難題，就不能讓成果“躺”在實驗臺上。

　　有些年輕人不能理解，“為什么院士如此厲害了，還比年輕人更努力。”在實驗室里，他常常在深夜還能看到包信和。潘秀蓮研究員除了出差，幾乎大部分時間都在實驗室，改論文到深夜甚至凌晨是家常便飯，第二天早上又早早出現(xiàn)在實驗室。在這里，沒有“996”“007”的概念。他們一直在思考：基礎(chǔ)研究如何突破？基礎(chǔ)研究取得突破后，他們又在思考如何推向應用。

　　一處化工廠的裝備架上，高掛著一條橫幅：創(chuàng)新引領(lǐng)科教報國，產(chǎn)研融合高端發(fā)展。

　　大連化物所研究員朱何俊深有感觸，“身為國家隊，唯有瞄準難題，迎難而上，在工業(yè)化上實現(xiàn)技術(shù)突破，才能稱之為真正的國家隊。”

　　他曾帶領(lǐng)青年科研人員，前往榆林另一個化工廠展開工業(yè)化試驗。榆林的冬天，室外零下二三十攝氏度，半夜開車返回住所，車窗上結(jié)了一層冰。

　　困難在現(xiàn)實中被放大。在實驗室，他們展開試驗需要1000多個小時，當催化劑轉(zhuǎn)運到工廠，試驗時間則要延長到8000多個小時。

　　催化劑一旦達不到指標，丁云杰、朱何俊就要帶著團隊分析溫度、壓力、工藝參數(shù)。團隊四五個研究人員跟著工人們爬到裝置上，鉆到反應器里查找問題。最終，他們歷時近一年，成功實現(xiàn)催化劑放大生產(chǎn)。

　　2020年，新一代煤制油技術(shù)的炭載鈷基漿態(tài)床合成氣制油示范裝置實現(xiàn)100%負荷運行。今年5月，鑒定委員會認為，該技術(shù)創(chuàng)新性強，整體技術(shù)達到國際先進水平。

　　急國家所急

　　昔日，時任東北科學研究所大連分所副所長張大煜，在1950年時大刀闊斧地開始重組改革，面對國家的石油危機，毅然將石油研究作為研究所首要的科研方向。

　　昔日，身在美國的張存浩回國，跟隨張大煜連夜乘坐火車來到大連。當時石油稀缺，水煤氣合成燃料技術(shù)勢在必行，卻遭遇種種挑戰(zhàn)。他們歷經(jīng)3個月，從流化床小試到中試，再到工業(yè)試驗，油產(chǎn)量超過美國。此后張存浩3次轉(zhuǎn)變科研方向，他說：“國家需要什么，我就做什么?！?/p>

　　新時代有了新的能源命題。

　　《新時代的中國能源發(fā)展》白皮書指出，要全面推進能源消費方式變革，構(gòu)建多元清潔的能源供應體系，實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，不斷深化能源體制改革……

　　中科院領(lǐng)命出征：到2025年，突破化石能源、可再生能源、核能、碳匯等關(guān)鍵技術(shù)；推進重點行業(yè)低碳技術(shù)綜合示范，支撐產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展。

　　歷經(jīng)數(shù)十年的努力，劉中民院士團隊于2006年合作完成了世界首次工業(yè)性試驗，成功開發(fā)了甲醇制取低碳烯烴(DMTO)成套工業(yè)化技術(shù)，之后還實現(xiàn)了世界首次煤制烯烴工業(yè)化應用“零”的突破，為我國烯烴產(chǎn)業(yè)發(fā)展開辟了一條新的重要途徑。

　　國家所急就是科學所急。丁云杰在團隊里定下了兩項課題標準：一要做國家所急需的技術(shù)；二要做國外已有但對我國封鎖的技術(shù)。這兩條標準影響著一屆屆年輕人的科研方向。包信和也常常提醒年輕人，不要一味地追熱點，不可唯論文，要心懷“國之大者”，瞄準國家重大戰(zhàn)略需求中卡脖子難題，要有坐冷板凳的決心，肯下苦功夫，做出對國家有貢獻的代表性研究成果。

　　現(xiàn)在，一批批80后90后浸潤在此，他們在這里自由生長，努力破解煤化工能源難題。

　　進出之間，每一個人都能看到時任中科院院長郭沫若所題字的院牌——中國科學院大連化學物理研究所。另一段故事是，郭沫若曾到大連化物所考察，提筆寫下《水調(diào)歌頭》，以示嘉勉，其下闋云：出成果，驅(qū)虎豹，御熊羆。趕超任務，重擔爭挑樂莫支。攻破尖端堡壘，滿足國民經(jīng)濟，接力把山移。永蓄愚公志，長頌冬云詩。

　　半個多世紀過去了，從科教救國到科教興國，這里的科學家精神永不落幕。

　　中青報·中青網(wǎng)見習記者 楊潔 來源：中國青年報