全球首座第四代核電站華能石島灣高溫氣冷堆核電站運(yùn)行投產(chǎn)，全球首列碳纖維地鐵列車投入商運(yùn)，12英寸碳化硅襯底、超大尺寸鈮酸鋰晶體全球首發(fā)，全球運(yùn)力最強(qiáng)固體火箭“引力一號(hào)”點(diǎn)火升空，柴油機(jī)熱效率四次刷新世界紀(jì)錄……

“十四五”以來，一系列領(lǐng)先科技成果從齊魯大地誕生，走向世界。

鈣鈦礦里挖出“綠電”

鈣鈦礦是一種天然氧化物礦物，其光吸收能力高于硅基材料，且成本低廉，是第三代太陽能電池的主要原料。山東很早便積極部署相關(guān)研發(fā)項(xiàng)目，但電池耐高溫等關(guān)鍵技術(shù)仍一度面臨瓶頸。

經(jīng)過艱苦攻關(guān)，山東能源研究院研究員逄淑平團(tuán)隊(duì)在這一領(lǐng)域取得了成果。逄淑平介紹，鈣鈦礦電池就是在玻璃上鍍很多層膜，而每層膜所用材料的壽命都會(huì)決定電池的壽命。現(xiàn)有鈣鈦礦電池最上面的那層膜熱穩(wěn)定性最差。“為了替代這一層材料，我們計(jì)劃打造新無極氧化物漿料，但這需要多支研發(fā)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合攻關(guān)，課題組并無足夠的人手。”逄淑平說。

關(guān)鍵時(shí)刻，山東發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)鈣鈦礦太陽能電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)施方案》。山東能源研究院被確立為推動(dòng)鈣鈦礦太陽能電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要牽頭單位，其主要任務(wù)即研發(fā)能夠代替現(xiàn)有鈣鈦礦電池頂層材料的新型漿料。

在協(xié)同創(chuàng)新的推動(dòng)下，新型漿料的研發(fā)進(jìn)展順利。然而，如何進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)整片鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化？這時(shí)候，鈣鈦礦太陽能電池科技示范工程出現(xiàn)了。

參與鈣鈦礦太陽能電池科技示范工程的單位組成了一個(gè)博采眾長(zhǎng)、聯(lián)合研發(fā)的“大家庭”。經(jīng)過規(guī)劃部署，山東能源研究院與國(guó)家電投集團(tuán)、山東能源集團(tuán)被列入示范工程共建單位，并分別承擔(dān)從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)化的任務(wù)。經(jīng)過一年多反復(fù)實(shí)驗(yàn)，山東百兆瓦鈣鈦礦太陽能電池中試產(chǎn)線面世。

山東能源集團(tuán)鈣鈦礦太陽能電池項(xiàng)目實(shí)施負(fù)責(zé)人姜京福介紹，這是長(zhǎng)江以北第一條，也是唯一的百兆瓦級(jí)鈣鈦礦太陽能電池產(chǎn)線。

當(dāng)前，山東已經(jīng)基本形成了單節(jié)鈣鈦礦太陽能電池的設(shè)計(jì)研發(fā)和生產(chǎn)工藝體系。山東省科技廳重大專項(xiàng)辦公室相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，從原材料研發(fā)、溶液配方研發(fā)、工藝研發(fā)，再到后期的示范應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化，山東鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)集群正在朝全鏈條高質(zhì)量發(fā)展邁進(jìn)。到2027年，山東省將力爭(zhēng)建立涵蓋鈣鈦礦太陽能電池材料、設(shè)備、電池等各環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)鏈，支撐山東能源產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

“磨刀石”里采出石油

地下石油并非像河流一樣自由流動(dòng)，有些低滲透油藏儲(chǔ)存在地下數(shù)千米深的巖石縫隙中。這些儲(chǔ)層巖石像磨刀石一樣致密、堅(jiān)硬，開采難度大。中國(guó)石化勝利油田CCUS（二氧化碳捕集、利用與封存）油藏開發(fā)研究高級(jí)專家張傳寶心中一直有一個(gè)疑問——到底怎樣才能把油從“磨刀石”里擠出來？

幾十年來，張傳寶和同事一直試圖啃下低滲透油藏這一“硬骨頭”。他們希望借助二氧化碳解決這一難題。張傳寶說：“超臨界二氧化碳獨(dú)特的性能，使其能夠更容易地進(jìn)入低滲巖石的孔隙中。如果讓它與原油混相為一種液體，原油的流動(dòng)性就可以得到提升，繼而有望提高油田的原油產(chǎn)量。”

經(jīng)過努力，2022年，我國(guó)首個(gè)百萬噸級(jí)CCUS項(xiàng)目中國(guó)石化“齊魯石化—?jiǎng)倮吞锇偃f噸級(jí)CCUS項(xiàng)目”正式注氣運(yùn)行。該項(xiàng)目每年可減排二氧化碳約100萬噸，產(chǎn)生的效果相當(dāng)于植樹近900萬棵。

在齊魯石化第二化肥廠，兩個(gè)容積為4000立方米的巨型儲(chǔ)罐靜靜矗立。據(jù)介紹，經(jīng)過提純處理的液態(tài)二氧化碳從這里出發(fā)，搭乘我國(guó)最長(zhǎng)的二氧化碳輸送管道一路向北，抵達(dá)109公里之外的勝利油田正理莊油田生產(chǎn)區(qū)。這些二氧化碳將被注入地下油藏封存，驅(qū)動(dòng)更多石油產(chǎn)出。

勝利油田CCUS項(xiàng)目部經(jīng)理于法珍介紹，該項(xiàng)目先后攻克低溫計(jì)量、分壓分注、高壓混相驅(qū)油等多項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)。經(jīng)過3年多的平穩(wěn)運(yùn)行，項(xiàng)目已累計(jì)注入二氧化碳超200萬噸，區(qū)塊日產(chǎn)油量由注氣前220噸上升至450噸，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量翻番。

據(jù)估算，我國(guó)適宜二氧化碳驅(qū)油的石油地質(zhì)儲(chǔ)量約200億噸。運(yùn)用CCUS技術(shù)，有望增加可采儲(chǔ)量約40億噸、封存二氧化碳約100億噸，碳減排效益巨大。

今年6月，在山東省科技大會(huì)上，中國(guó)石化“齊魯石化—?jiǎng)倮吞锇偃f噸級(jí)CCUS項(xiàng)目”獲山東省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。“這離不開省、市各級(jí)管理部門營(yíng)造的良好環(huán)境、提供的政策支持。”該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司總經(jīng)理?xiàng)钣抡f，在相關(guān)部門的支持下，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)個(gè)技術(shù)突破，為我國(guó)低滲透油藏高效動(dòng)用、能源行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展蹚出了路子、積累了經(jīng)驗(yàn)。

氫產(chǎn)業(yè)里涌現(xiàn)“首創(chuàng)”

在山東港口青島港，一艘外表“小巧”，卻可輕易拖動(dòng)巨輪的拖輪——“氫電拖1”引人注目。這是全國(guó)首艘氫電拖輪，也是全國(guó)馬力最大、鋰電池容量最大的港作拖輪。其創(chuàng)新搭載“氫燃料電池+液冷鋰電池”混動(dòng)系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)了零碳排放。

全國(guó)首艘氫電拖輪，是在“氫進(jìn)萬家”科技示范工程（以下簡(jiǎn)稱“‘氫進(jìn)萬家’”）加速推進(jìn)的背景下誕生的。

2021年，科技部與山東省政府簽署“氫進(jìn)萬家”科技示范工程框架協(xié)議。由此，山東成為“氫進(jìn)萬家”建設(shè)的先行者。該工程由山東省科技廳指導(dǎo)，國(guó)家燃料電池技術(shù)創(chuàng)新中心（以下簡(jiǎn)稱“國(guó)創(chuàng)中心”）牽頭實(shí)施。資料顯示，4年來，圍繞“制—儲(chǔ)—輸—加—用”五大環(huán)節(jié)，山東聚集氫能企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)超270家，成為國(guó)內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)鏈最完整的省份之一。

從質(zhì)子交換膜、催化劑等關(guān)鍵材料，到膜電極、雙極板、電堆、空壓機(jī)等燃料電池關(guān)鍵部件，再到50千瓦、110千瓦、200千瓦燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)……國(guó)創(chuàng)中心的展廳從不缺乏“明星產(chǎn)品”。

山東海化集團(tuán)建成工業(yè)副產(chǎn)氫高效純化項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)純氫供應(yīng)超6噸/天；華電濰坊發(fā)電有限公司建成國(guó)內(nèi)首個(gè)火電廠調(diào)峰電解水制氫項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)純氫供應(yīng)超10噸/天；濰坊市建成了國(guó)內(nèi)首條按照城鎮(zhèn)燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的5.2公里次高壓城鎮(zhèn)輸氫管道，開發(fā)了高精度天然氣摻氫裝備……山東省科技廳重大專項(xiàng)辦公室有關(guān)負(fù)責(zé)人向記者透露，剛剛通過中期檢查的“氫進(jìn)萬家”二期項(xiàng)目，已打造了眾多國(guó)內(nèi)領(lǐng)先和“中國(guó)首創(chuàng)”。

手握科技“硬成果”，才能挺起高質(zhì)量發(fā)展“硬脊梁”——這是山東省科技系統(tǒng)強(qiáng)化關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，增加高質(zhì)量科技供給的內(nèi)在邏輯。如今，山東正肩負(fù)“走在前、挑大梁”的使命擔(dān)當(dāng)，堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，全力打造在全國(guó)有重要影響力的科技創(chuàng)新中心和創(chuàng)新策源地，不斷塑造發(fā)展新動(dòng)能、新優(yōu)勢(shì)。