1月9日，黨中央國務(wù)院在北京人民大會堂隆重舉行2014年國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會，又一批在科技創(chuàng)新中做出突出貢獻(xiàn)的科技工作者登上國家最高科技領(lǐng)獎臺。

　　2014年國家科技獎共授獎318項成果，包括自然科學(xué)獎、技術(shù)發(fā)明獎、科技進(jìn)步獎三大類。無論是揭示自然奧秘的自然科學(xué)獎，還是創(chuàng)造新手段的技術(shù)發(fā)明獎、促進(jìn)生產(chǎn)力提升的科技進(jìn)步獎，每項獲獎成果從立項到結(jié)題平均歷時10年以上，凝聚著科學(xué)家潛心探索、奮勇攀登的智慧和汗水。

　　國家科技進(jìn)步特等獎“超深水鉆井平臺”石油開采走向深海

　　按照國際慣例，一般將水深超過300米海域的油氣資源定義為深水油氣，1500米水深以上稱為超深水。超深水半潛式鉆井平臺出現(xiàn)之前，我國海洋石油工業(yè)勘探開發(fā)的海上油田水深普遍小于300米，它的應(yīng)用一舉將我國油氣資源開采提升到3000米?！俺钏霛撌姐@井平臺研發(fā)與應(yīng)用”，因其實現(xiàn)了我國海洋石油工業(yè)從淺水走向深水的歷史性跨越，獲得2014年國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步特等獎。

　我國南海是世界四大海洋油氣聚集中心之一，占我國油氣總資源量的1/3，但其中70%蘊藏在深水區(qū)。深水油氣勘探高投入、高風(fēng)險，加上沒有超深水鉆井的一系列核心技術(shù)，使我們面對這塊財富，只能望而卻步。

　　為盡快開發(fā)南海油氣資源，中國海洋石油總公司（以下簡稱“中海油”）決定研制自己的超深水鉆井平臺。從2006年起，中海油先后組織了國內(nèi)百余家單位5000余人進(jìn)行研究、設(shè)計、建造、調(diào)試和運營。近6年的攻關(guān)，研究團(tuán)隊成功研制了具有世界先進(jìn)水平超深水半潛式鉆井平臺，我國成為繼美國、挪威之后第三個具備超深水半潛式鉆井平臺設(shè)計、建造、調(diào)試、使用一體化綜合能力的國家。

　　這是我國首座自主設(shè)計、整合全球一流設(shè)計理念和一流裝備的超深水半潛式鉆井平臺。該平臺最大作業(yè)水深3000米，鉆井深度可達(dá)萬米，瞄準(zhǔn)了油氣資源豐富而勘探難度高的深水海域；平臺自重超過3萬噸，自動化水平極高，超越其他同類平臺標(biāo)準(zhǔn)；平臺可變載荷9000噸，為全球同類平臺最大的可變載荷，大大提高了平臺的遠(yuǎn)海作業(yè)能力，解決了平臺在深海區(qū)作業(yè)遠(yuǎn)離陸地的補給困難。

　　超深水鉆井平臺和淺水的技術(shù)點完全不一樣。雖然我國在淺水石油開采技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平，但該平臺啟動研制之時，研究團(tuán)隊沒有任何經(jīng)驗借鑒。更大的困難是南海的自然環(huán)境。南海是世界上臺風(fēng)繁多的地區(qū)之一，惡劣的自然環(huán)境對鉆井平臺提出苛刻的要求，很多設(shè)計都需要為南海海況“量身定做”。比如，為抗擊南海海況，研究團(tuán)隊就研制世界上強(qiáng)度最高的R5級海洋工程系泊鏈，強(qiáng)度較R4級提高了16%。

　　該平臺創(chuàng)造了多個世界首次：首次采用南海200年一遇的環(huán)境參數(shù)作為設(shè)計條件、首次采用3000米水深范圍DP3動力定位和1500米水深范圍錨泊定位的組合定位系統(tǒng)、首次突破半潛式平臺可變載荷9000噸，為世界半潛式平臺之最……平臺的建成，不僅標(biāo)志著我國在海洋工程裝備領(lǐng)域具備了自主研發(fā)能力和國際競爭能力，也帶動了海洋工程、船舶、機(jī)電制造業(yè)等行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級。

　　編輯點評

　　海油人對此或許記憶猶新：去年8月18日，中海油在南海陵水17—2測試獲得高產(chǎn)油氣流，創(chuàng)造了我國海油自營氣井測試日產(chǎn)量最高紀(jì)錄。陵水17—2氣田平均作業(yè)水深達(dá)1500米，能在南海如此深的海域勘探氣田，我國首座超深水半潛式鉆井平臺可謂功不可沒。

　　海洋油氣資源非常豐富，約占全部油氣儲量的34％。近年來，全球獲得的重大勘探發(fā)現(xiàn)中，一半來自海洋，且主要在深水海域。業(yè)界普遍認(rèn)為，深海將成為全球油氣勘探開發(fā)的重要接替區(qū)域。我國南海蘊含著豐富的海洋油氣資源，但長期以來，深水石油勘探開采技術(shù)，僅為少數(shù)國家掌握。我們不能依賴別人的技術(shù)開采自己的資源，該鉆井平臺的建成，將深海石油勘探的自主權(quán)掌握在我們自己手中。

　　平臺投入兩年來，鉆井17口、完井4口。在取得經(jīng)濟(jì)效益的同時，一個更長遠(yuǎn)的意義是提高了我國海洋工程裝備能力。裝備制造是進(jìn)軍海洋的重要支撐，相信這些在平臺建設(shè)中誕生的技術(shù)將在我國未來海洋工程裝備制造上大顯身手。

　　國家科技進(jìn)步特等獎“天河一號”站上世界超算之巔

　　冬日的陽光下，在位于天津濱海新區(qū)的國家超級計算天津中心，由國防科技大學(xué)計算機(jī)學(xué)院研制的我國首臺千萬億次超級計算機(jī)系統(tǒng)——天河一號正在高速運轉(zhuǎn)，指示燈頻頻閃爍，發(fā)出繁忙運算的蜂鳴聲。

　　“天河一號應(yīng)用水平已經(jīng)進(jìn)入世界先進(jìn)行列?！敝行闹魅蝿⒐饷髡f，天河一號目前有重點用戶600多家，每天有1000多個計算任務(wù)在天河一號上運行，平均利用率達(dá)到82%。

　　2007年，這個項目才剛起步——國防科大計算機(jī)學(xué)院成功申報了“千萬億次高效能計算機(jī)系統(tǒng)研制”國家“863”計劃重大項目。經(jīng)科技部批復(fù)，國防科大與天津濱海新區(qū)達(dá)成科技合作協(xié)議，聯(lián)合建設(shè)以千萬億次計算機(jī)為業(yè)務(wù)主機(jī)的國家超級計算天津中心。國防科大積極展開千萬億次級超級計算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究與技術(shù)攻關(guān)，相繼突破了一系列核心關(guān)鍵技術(shù)。2009年10月，天河一號橫空出世，比預(yù)計時間提前了一年。它的研制成功，實現(xiàn)了我國自主研制超級計算機(jī)能力從百萬億次到千萬億次的跨越，使我國成為繼美國之后世界上第二個能夠研制千萬億次超級計算機(jī)系統(tǒng)的國家。

　　2010年11月17日，落戶國家超級計算天津中心的天河一號，以優(yōu)異的計算性能在第三十六屆國際超級計算機(jī)500強(qiáng)排行榜上位居世界第一，這是我國高性能計算機(jī)首次登上世界超算之巔，標(biāo)志著我國高性能計算機(jī)研制技術(shù)跨入了國際領(lǐng)先行列。

　　支撐這一“中國速度”的是中國創(chuàng)造。天河一號在國際上首創(chuàng)“CPU+GPU”相結(jié)合的異構(gòu)融合計算體系結(jié)構(gòu)，部分采用了該校自主研制的“飛騰—1000”芯片，在體系結(jié)構(gòu)、互連通信、并行操作系統(tǒng)和高性能微處理器等多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了一系列關(guān)鍵技術(shù)突破。

　　天河一號研制成功后，迅速在國家超級計算天津中心、長沙中心和廣州中心投入運行，廣泛應(yīng)用于大科學(xué)、大工程以及產(chǎn)業(yè)升級和信息化建設(shè)，在石油勘探、生命基因、腦科學(xué)、新材料、高端裝備制造、互聯(lián)網(wǎng)金融等20多個領(lǐng)域獲得成功應(yīng)用，取得顯著經(jīng)濟(jì)和社會效益。中石油東方物探公司在天河一號成功進(jìn)行了世界領(lǐng)先的高密度勘探數(shù)據(jù)處理，極大提升了我國石油勘探企業(yè)生產(chǎn)效率，提高了“找油找氣”能力；中科院上海藥物研究所在天河一號實現(xiàn)了微秒尺度的大規(guī)模分子動力學(xué)模擬，有力支撐了我國藥物研究和醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)由仿制為主到創(chuàng)制為主的轉(zhuǎn)變；北京大學(xué)牽頭的研究團(tuán)隊運用天河一號進(jìn)行高壓、低溫條件下的全量子化計算模擬，在國際上首次驗證高壓低溫量子液態(tài)氫這一奇特物質(zhì)的存在。天津超算中心與有關(guān)部門合作，在天河一號上構(gòu)建的霧霾預(yù)警業(yè)務(wù)系統(tǒng)，已形成了72小時霧霾預(yù)警預(yù)報能力。

　　去年8月28日，我國首個以超級計算機(jī)為平臺，集建筑規(guī)劃、三維設(shè)計、造價精算、模擬分析、施工管理、運行維護(hù)等于一體的建筑信息模型（BIM）產(chǎn)業(yè)園，在國家超級計算天津中心揭牌，天河建筑信息云平臺同時發(fā)布，此舉對提升建筑行業(yè)信息化水平、促進(jìn)智慧城市建設(shè)具有變革性的重要作用，標(biāo)志著天河超級計算機(jī)推廣應(yīng)用邁上一個新臺階。

　　編輯點評

　　“天河一號”創(chuàng)造的不僅僅是速度，還創(chuàng)造了超算領(lǐng)域的融合創(chuàng)新樣本。軍民融合式的發(fā)展創(chuàng)新模式促進(jìn)了研發(fā)與應(yīng)用的融合，該模式的成功也體現(xiàn)在天河二號的研制上。截至目前，天河二號已構(gòu)建了六大應(yīng)用服務(wù)平臺，為國內(nèi)外220多家用戶提供了高性能計算和云計算服務(wù)。

　　計算速度并不是超級計算機(jī)的唯一追求。雖然融合創(chuàng)新模式推動了天河一號的實際應(yīng)用，但是與世界最先進(jìn)超級計算機(jī)相比，真正的差距在于缺少應(yīng)用需求。畢竟，超級計算機(jī)在中國的發(fā)展歷程不長，國內(nèi)科學(xué)界和工業(yè)界尚未具備成熟運用超級計算機(jī)的能力。過去20年，中國高性能計算實現(xiàn)了從無到有、從有到優(yōu)的巨大跨越，以這樣的發(fā)展速度，人們有理由相信：隨著應(yīng)用需求的日漸龐大和細(xì)分，未來20年我國超級計算機(jī)將能解開更多應(yīng)用的實際命題。

　　國家技術(shù)發(fā)明一等獎“甲醇制烯烴”煤炭高效利用探新途

　　“為實現(xiàn)DMTO的技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化，大連化物所的四代人整整干了30多年，黑發(fā)人干成了白發(fā)人?！泵鎸τ浾?，中科院大連化學(xué)物理研究所研究員劉中民忍不住感慨。

　　DMTO是大連化物所自主研發(fā)的甲醇制烯烴技術(shù)，是煤制烯烴的核心步驟。烯烴是化學(xué)工業(yè)中最重要的基礎(chǔ)原料，之前一直從石油中提煉。上世紀(jì)70年代石油危機(jī)爆發(fā)后，發(fā)達(dá)國家相繼啟動了煤代油攻關(guān)計劃，先用煤制甲醇，然后用甲醇制取烯烴。

　　1981年，甲醇制取低碳烯烴被列為中國科學(xué)院的重點課題，大連化物所臨危受命，成立了以陳國權(quán)、梁娟為正副組長的研究小組。經(jīng)過幾年努力，該小組在國內(nèi)首先合成了ZSM—5型沸石分子篩，并對其合成規(guī)律、反應(yīng)性能調(diào)變、改性及表征等進(jìn)行了系統(tǒng)研究，為我國實現(xiàn)以煤代油的戰(zhàn)略目標(biāo)邁出了第一步。

　　之后，大連化物所的研究人員乘勝前進(jìn)，先后完成了3噸/年規(guī)模沸石放大合成、4—5噸/年規(guī)模的催化劑放大設(shè)備，以及日處理量1噸甲醇規(guī)模的MTO（甲醇制烯烴）固定床反應(yīng)系統(tǒng)和全部外圍設(shè)備，并在1991年4月完成了中試。

　進(jìn)入20世紀(jì)90年代，以蔡光宇研究員為組長的團(tuán)隊繼續(xù)創(chuàng)新，提出了采用新型分子篩的甲醇制烯烴流化床工藝。新一代學(xué)術(shù)帶頭人劉中民帶領(lǐng)研究組，對甲醇制取低碳烯烴開展更加深入的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的整套技術(shù)。1995年，他們完成了流化床MTO過程的中試運轉(zhuǎn)，被業(yè)內(nèi)專家評為國際先進(jìn)水平。1996年，這一成果獲得了中科院的科技進(jìn)步獎特等獎。

　　“那年我們申請的是一等獎，中科院卻給我們頒發(fā)了特等獎。這在以往的科技評獎中是不多見的，足見評委們對我們成果的高度認(rèn)可。”劉中民告訴記者，“我27歲擔(dān)任研究組副組長，成為研究組長時31歲，獲獎時也只有32歲?！?/font>