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泉州惠安,惠東新能源產(chǎn)業(yè)園內(nèi),福耐絲(泉州)新材料公司生產(chǎn)線高速運(yùn)轉(zhuǎn)。淡黃色纖維從反應(yīng)釜到烘干機(jī)經(jīng)梳理成網(wǎng),固結(jié)成氈,即將制成煙氣凈化濾袋。“從實(shí)驗室小試到量產(chǎn)只用了兩年,以前想都不敢想。”清源創(chuàng)新實(shí)驗室研究員蔡偉龍撫摸著剛下線的“塑料黃金”,語氣里滿是感慨。這家由清源創(chuàng)新實(shí)驗室孵化的初創(chuàng)企業(yè),背后是一套貫通“技術(shù)研發(fā)—企業(yè)孵化—產(chǎn)業(yè)集聚”的全鏈條創(chuàng)新體系。
作為福建省首批建設(shè)的4家省創(chuàng)新實(shí)驗室之一,清源創(chuàng)新實(shí)驗室于2019年扎根石化重鎮(zhèn)泉州,由泉州市政府牽頭,依托福州大學(xué)與中化泉州石化共建。該實(shí)驗室直面科技成果轉(zhuǎn)化“死亡谷”,以“需求導(dǎo)向”突破技術(shù)瓶頸,在泉港、惠安、邵武建成特色產(chǎn)業(yè)孵化基地,擁有10家孵化企業(yè)和29個聯(lián)合研發(fā)中心,成功開發(fā)了19項成套技術(shù),成果應(yīng)用于省內(nèi)外100余家企業(yè),累計新增產(chǎn)值81億元。其中,實(shí)驗室通過打造“技術(shù)研發(fā)—企業(yè)孵化—產(chǎn)業(yè)集聚”全流程創(chuàng)新鏈,開發(fā)出全球領(lǐng)先的高溫低塵SCR(選擇性催化還原)脫硝一體化技術(shù),打造出“基礎(chǔ)材料—核心催化劑—環(huán)保裝備”閉環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈,催生出以協(xié)同減污降碳新材料和裝備為主營業(yè)務(wù)的產(chǎn)業(yè)集群,預(yù)計2030年該產(chǎn)業(yè)鏈總產(chǎn)值將超過30億元。
破局
直面成果轉(zhuǎn)化路上的“大山”
坐落于泉州泉港區(qū)前黃鎮(zhèn)的清源創(chuàng)新實(shí)驗室距惠東新能源產(chǎn)業(yè)園僅30分鐘車程,一幢幢紅磚建筑透著蓬勃生機(jī),在靜謐中勾勒出科技與鄉(xiāng)土交融的獨(dú)特輪廓。
清源創(chuàng)新實(shí)驗室 (受訪單位供圖)
實(shí)驗室的中試基地內(nèi),一場“材料對決”吸引了記者的目光:普通纖維遇強(qiáng)酸數(shù)秒炭化,而結(jié)構(gòu)改性聚苯硫醚纖維在同樣的液體里浸泡許久仍挺括;經(jīng)1300攝氏度火焰噴射,纖維所制面料未熔未變形無滴漏。“這就是‘塑料黃金’,做消防服、飛機(jī)座椅都安全可靠。”蔡偉龍拿起團(tuán)隊研發(fā)的改性聚苯硫醚纖維介紹。
過濾實(shí)驗臺前的一幕令人驚嘆:渾濁印染廢水經(jīng)一卷白色濾料加壓過濾后瞬間澄澈,而市面上同類濾料過濾后的水樣仍漂浮微細(xì)雜質(zhì)。“傳統(tǒng)的過濾技術(shù)要經(jīng)歷預(yù)處理、超濾、納濾多道工序,我們將超濾、納濾合二為一,實(shí)現(xiàn)多流程高效過濾。”蔡偉龍擰開閥門放出清水,“孔隙率比國外產(chǎn)品高,過濾精度更高,流程更短,節(jié)能降耗。”
這便是記者走進(jìn)清源創(chuàng)新實(shí)驗室撞見的畫面——先進(jìn)纖維材料與技術(shù)科研團(tuán)隊的“纖維革命”現(xiàn)場。
清源創(chuàng)新實(shí)驗室合作企業(yè)——福建遠(yuǎn)致集團(tuán)旗下遠(yuǎn)青新材料科技有限公司生產(chǎn)的超高溫金屬濾袋,可以耐受400℃以上高溫?zé)煔?,有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)化纖濾袋在超高溫?zé)煔猸h(huán)境應(yīng)用的短板。福建日報記者 李珂 攝
五年前,蔡偉龍組建團(tuán)隊入駐這片紅磚建筑,為踐行“雙碳”戰(zhàn)略,開啟了對高性能纖維與功能膜材料的攻堅。
彼時的清源創(chuàng)新實(shí)驗室剛成立不久,正面臨重重挑戰(zhàn)。福建作為石化產(chǎn)業(yè)大省,傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型迫在眉睫,實(shí)驗室必須從大宗石化產(chǎn)品轉(zhuǎn)向新材料、電子化學(xué)品等前沿領(lǐng)域;泉港區(qū)遠(yuǎn)離中心城市,基礎(chǔ)設(shè)施和人才吸引力的短板顯而易見。
“當(dāng)時石化產(chǎn)品已經(jīng)過剩,實(shí)驗室必須轉(zhuǎn)型,服務(wù)國家需求。”清源創(chuàng)新實(shí)驗室執(zhí)行主任、福州大學(xué)石油化工學(xué)院首任院長鮑曉軍坦言,實(shí)驗室最終鎖定化工新材料、能源轉(zhuǎn)化與儲存等方向,瞄準(zhǔn)未來5~8年的前瞻性技術(shù)。
科技成果轉(zhuǎn)化的難題接踵而至。工程化人才短缺是第一道坎。
“工程化人才短缺讓技術(shù)鏈條頻頻斷裂。”作為我國石油加工領(lǐng)域?qū)W術(shù)帶頭人之一,鮑曉軍近30年來致力于投身理論研究與技術(shù)研發(fā),他記得,團(tuán)隊曾研發(fā)出一項汽油相關(guān)技術(shù),實(shí)驗效果極佳卻遲遲無法轉(zhuǎn)化成果,“走訪多位專家都說做不成,最后還是合作企業(yè)的中石油專家指出,換種爐子就能解決,30萬元投入換來了突破”。高端材料依賴進(jìn)口、中試平臺匱乏的困境,更讓不少成果卡在“樣品”變成“產(chǎn)品”這個節(jié)骨眼上。
正是在這樣的背景下,2020年,實(shí)驗室領(lǐng)導(dǎo)多次奔赴廈門邀請蔡偉龍。這位深耕高技術(shù)纖維領(lǐng)域多年、曾在上市企業(yè)身居要職的專家,被清源創(chuàng)新實(shí)驗室“打通科技成果產(chǎn)業(yè)化最后一公里、推動產(chǎn)業(yè)變革”的使命打動。彼時泉州紡織鞋服產(chǎn)業(yè)雖完整,在高性能纖維領(lǐng)域卻存在短板,他毅然接受福州大學(xué)與清源創(chuàng)新實(shí)驗室的聯(lián)合引進(jìn),挑起了科研團(tuán)隊領(lǐng)軍重?fù)?dān)。
國家高層次人才特殊支持計劃科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才蔡偉龍研究員是清源創(chuàng)新實(shí)驗室先進(jìn)纖維材料與技術(shù)科研團(tuán)隊負(fù)責(zé)人。 福建日報記者 李珂 攝
但技術(shù)瓶頸像一道無形的墻立在他們面前,當(dāng)年,我國國產(chǎn)濾料在耐溫性、過濾效率、運(yùn)行能耗上與國外產(chǎn)品差距明顯,高端濾料不得不依賴進(jìn)口。
依托與遠(yuǎn)致集團(tuán)的深厚合作根基,蔡偉龍團(tuán)隊搭建“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同橋梁,聚焦減污降碳關(guān)鍵材料創(chuàng)新,其研發(fā)的深度原纖化PTFE(聚四氟乙烯)高通量覆膜濾料,打破美國企業(yè)在低阻型濾料領(lǐng)域的長期壟斷,相關(guān)技術(shù)入選工信部應(yīng)用示范目錄;自主建設(shè)了國內(nèi)首條百噸級中試線,加速“實(shí)驗室樣品”變身為“工廠產(chǎn)品”。
直面困境,清源創(chuàng)新實(shí)驗室目標(biāo)明確,必須打破“關(guān)起門來搞科研”的模式,讓技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)需求同頻共振。一場從“實(shí)驗室到產(chǎn)業(yè)鏈”的變革,悄然啟幕。
創(chuàng)新
鏈?zhǔn)椒趸那逶?ldquo;方案”
在惠東新能源產(chǎn)業(yè)園的福耐絲公司車間,蔡偉龍正與合作公司的技術(shù)人員站在年產(chǎn)2000噸差別化聚苯硫醚纖維生產(chǎn)線旁討論纖維改性工藝。這一由該團(tuán)隊孵化的項目,主打生產(chǎn)改性聚苯硫醚纖維。這種纖維可作為高性能濾袋、制氫隔膜、高溫紙基材料(絕緣紙、蜂窩芯)等多種產(chǎn)品的核心原材料。這般協(xié)同的場景,是清源創(chuàng)新實(shí)驗室所倡導(dǎo)的以“需求導(dǎo)向”為立項機(jī)制的生動體現(xiàn)。
國家杰青、973項目首席科學(xué)家、清源創(chuàng)新實(shí)驗室執(zhí)行主任鮑曉軍教授(右二)與實(shí)驗室科研人員討論分子篩中活性金屬的落位情況。 (受訪單位供圖)
“蔡偉龍教授來自企業(yè),提出的問題才是真問題。”鮑曉軍笑著說。
工業(yè)煙氣治理中,“高溫?zé)煔獬龎m脫硝”長期困擾企業(yè)。傳統(tǒng)工藝需兩套設(shè)備,占地大、能耗高且存在氨逃逸問題。一次學(xué)術(shù)交流中,蔡偉龍向鮑曉軍拋出“能否把除塵和脫硝做成一套設(shè)備”這個行業(yè)痛點(diǎn),鮑曉軍聽完后眼前頓時一亮并說道:“把催化劑放到纖維材料里試試看!”
鮑曉軍團(tuán)隊的分子篩基脫硝催化劑可高效分解氮氧化物,蔡偉龍團(tuán)隊的節(jié)能型覆膜濾料擅長高溫?zé)煔膺^濾。兩人一拍即合:“讓濾料既當(dāng)過濾網(wǎng)又當(dāng)‘反應(yīng)器’,就能一步完成除塵和脫硝。”
跨學(xué)科合作的火花就此點(diǎn)燃,實(shí)驗室迅速牽頭組建跨學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊,成員來自催化、材料、工程裝備等領(lǐng)域,集中力量突破關(guān)鍵共性技術(shù),讓企業(yè)從研發(fā)源頭深度參與,形成“大兵團(tuán)作戰(zhàn)”格局。
經(jīng)過數(shù)百次調(diào)試,團(tuán)隊將自主研發(fā)的分子篩基脫硝催化劑與節(jié)能型覆膜濾料技術(shù)成功耦合,突破單一技術(shù)局限,實(shí)現(xiàn)多技術(shù)融合集成,開發(fā)出全球領(lǐng)先的高溫低塵SCR脫硝一體化技術(shù)。
在實(shí)驗室模擬工況艙中,180℃含塵煙氣進(jìn)入設(shè)備后,先經(jīng)濾料過濾掉99.9%以上的粉塵,再通過催化劑層完成脫硝,最終排放的氣體完全達(dá)標(biāo)。“這套技術(shù)將除塵和脫硝兩環(huán)節(jié)合二為一,能節(jié)省30%~50%的安裝空間,尤其適合空間受限的舊裝置改造,能耗降低30%。”蔡偉龍介紹。
今年2月,這項裝備成功入選省級首臺(套)重大技術(shù)裝備名單。
實(shí)驗室與企業(yè)的深度合作,更像一場“雙向奔赴”。鮑曉軍說:“當(dāng)初選擇合作企業(yè),最看重‘理念合拍’。”參與這項裝備研發(fā)的遠(yuǎn)致集團(tuán)老總羅祥波是專業(yè)技術(shù)人才,注重創(chuàng)新,與實(shí)驗室“以市場需求為導(dǎo)向”的思路不謀而合。后來他成為實(shí)驗室的在培工程博士,團(tuán)隊中多人也跟著攻讀工程博士,從“合作方”變成了“自己人”。
這種合作對雙方都是“加分項”。羅祥波表示:“雙方成立聯(lián)合研發(fā)中心,企業(yè)省去自建實(shí)驗室的成本,借助實(shí)驗室的技術(shù)與場地快速轉(zhuǎn)化成果,搶占先機(jī)。”企業(yè)人員幫實(shí)驗室判斷技術(shù)成果的市場價值,避免資源浪費(fèi),資金支持讓研發(fā)更從容。
去年年初,實(shí)驗室團(tuán)隊開始琢磨怎么讓科研成果真正扎根產(chǎn)業(yè)。“為何選定惠安,因為這里有閑置工業(yè)園區(qū),離實(shí)驗室比較近,方便技術(shù)對接。”鮑曉軍說,更驚喜的是,因為實(shí)驗室的技術(shù)吸引力,4家企業(yè)為配套產(chǎn)業(yè)鏈,從杭州、廈門等地整體搬遷入駐,形成產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng),真正實(shí)現(xiàn)實(shí)驗室讓科研成果“全鏈條孵化”這一核心創(chuàng)新模式。
人才流動機(jī)制更打破了體制壁壘。實(shí)驗室的王巍博士每周有兩天在福耐絲公司現(xiàn)場,指導(dǎo)生產(chǎn)工藝優(yōu)化;企業(yè)的工程師則常駐實(shí)驗室,參與新材料研發(fā)。“我現(xiàn)在既能看懂X射線衍射圖譜,也能調(diào)節(jié)梳理機(jī)的牽引速度了。”王巍博士笑著說。這種“雙向奔赴”讓技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的“最后一公里”暢通無阻。
在孵化培育階段,實(shí)驗室更顯示出“精準(zhǔn)滴灌”的智慧。針對福耐絲公司這樣的初創(chuàng)企業(yè),惠安產(chǎn)業(yè)孵化基地提供從實(shí)驗室到生產(chǎn)線的全流程支持,共享中試設(shè)備、對接供應(yīng)鏈資源,公司成立兩年就實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),下游終端產(chǎn)品應(yīng)用到中鋼天澄、天齊鋰業(yè)等龍頭企業(yè)。
對杭州璽富環(huán)保這樣的成熟企業(yè),實(shí)驗室以技術(shù)為紐帶吸引其整體搬遷。“今年2月我們搬遷進(jìn)園區(qū),新產(chǎn)線已建成,7月首批樣品已產(chǎn)出。”福建璽富研發(fā)副總經(jīng)理胡波介紹,“我們生產(chǎn)的涂覆型催化劑可降低氮氧化物等排放,助力污染物處理效率提升至95%以上。”他表示,公司看中實(shí)驗室的頂級科研資源和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗,選擇深度合作。
蝶變
從技術(shù)突破到產(chǎn)業(yè)集群的生態(tài)成型
邵武綠閩新材料科技有限公司(以下簡稱“綠閩”)位于邵武市金塘工業(yè)園區(qū),在綠閩的分子篩生產(chǎn)線旁,質(zhì)檢人員正在檢測產(chǎn)品組成。“這是我們最新一代產(chǎn)品,分子篩中金屬含量控制在3%以內(nèi),填補(bǔ)國內(nèi)高溫脫硝催化劑的空白。”綠閩負(fù)責(zé)生產(chǎn)的工作人員廖勝明拿起一瓶白色粉末介紹。
分子篩是減污降碳新材料產(chǎn)業(yè)鏈的上游原材料,清源創(chuàng)新實(shí)驗室對此尤為重視,為此與綠閩合力建設(shè)專業(yè)化中試基地與產(chǎn)業(yè)孵化園區(qū),強(qiáng)化上游基礎(chǔ)材料保障,順利建成年產(chǎn)4000噸的雜原子分子篩生產(chǎn)線。
技術(shù)突破的漣漪效應(yīng)正在顯現(xiàn)。在清源創(chuàng)新實(shí)驗室?guī)酉?,邵武市形成了以分子篩、催化劑為主的原材料產(chǎn)業(yè)集群,惠安吸引福建遠(yuǎn)致環(huán)保、廈門格銳特等4家企業(yè)入駐產(chǎn)業(yè)園,承接催化濾料、脫硝除塵一體化設(shè)備等制造環(huán)節(jié),形成“基礎(chǔ)材料—核心催化劑—環(huán)保裝備”的完整、閉環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈條。兩大產(chǎn)業(yè)區(qū)遙相呼應(yīng),構(gòu)成了完整的減污降碳新材料產(chǎn)業(yè)鏈。
清源創(chuàng)新實(shí)驗室在企業(yè)常駐科研人員王巍博士(左)與遠(yuǎn)致集團(tuán)生產(chǎn)總監(jiān)劉忠良(右)討論P(yáng)32纖維濾袋成品制作細(xì)節(jié)。福建日報記者 李珂 攝
中試是成果轉(zhuǎn)化的“最后一公里”,為了讓技術(shù)順利落地,清源創(chuàng)新實(shí)驗室推出3種中試基地建設(shè)的新模式,包括非高危技術(shù)在實(shí)驗室完成中試、需要公共工程支持的安排在工業(yè)園區(qū)、涉及易燃易爆品的則進(jìn)入化工園區(qū),目前已有8項中試技術(shù)驗證落地。
在惠東新能源產(chǎn)業(yè)園的展廳里,幾大類產(chǎn)品依次排開。從毫米級的分子篩顆粒,到微米級的纖維,再到大型環(huán)保設(shè)備,直觀展現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)鏈的逐步“生長”。“這是我們的‘產(chǎn)業(yè)樹’,根系是清源創(chuàng)新實(shí)驗室的核心技術(shù),枝葉是衍生出的產(chǎn)品和企業(yè)。”蔡偉龍說。
清源創(chuàng)新實(shí)驗室在打造減污降碳新材料產(chǎn)業(yè)鏈方面取得顯著成效,已突破分子篩綠色合成等8項關(guān)鍵核心技術(shù),形成國際/國內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2項,孵化3家初創(chuàng)企業(yè),吸引4家成熟企業(yè)集聚,總投資達(dá)7.5億元,預(yù)計2030年該產(chǎn)業(yè)鏈總產(chǎn)值將超過30億元。
清源創(chuàng)新實(shí)驗室并未止步,正規(guī)劃下一代中試平臺,瞄準(zhǔn)化工新材料、電子化學(xué)品、能源轉(zhuǎn)化與儲存等前沿領(lǐng)域。“產(chǎn)業(yè)鏈孵化沒有終點(diǎn),只有不斷延伸的新起點(diǎn)。”鮑曉軍說。
夕陽下,惠東新能源產(chǎn)業(yè)園廠房內(nèi),清源創(chuàng)新實(shí)驗室的科研人員與工廠技術(shù)人員圍著新設(shè)備討論工藝,身影與生產(chǎn)線交相輝映,勾勒出“科技創(chuàng)新賦能綠色發(fā)展”的生動圖景。減污降碳新材料的故事仍在續(xù)寫,清源創(chuàng)新實(shí)驗室所探索的鏈?zhǔn)椒趸罚跒楦嗫萍汲晒D(zhuǎn)化提供有益借鑒。
記者手記
讓成果轉(zhuǎn)化的“死亡谷”變成“增長極”
研究成果產(chǎn)業(yè)化總會陷入“死亡谷”。這句在業(yè)界流傳的說法,道出了科技成果轉(zhuǎn)化的普遍困境。但在泉州惠東新能源產(chǎn)業(yè)園,福耐絲公司車間里灰白色纖維從紡絲機(jī)抽出的場景,卻藏著破局答案。從實(shí)驗室小試到量產(chǎn)僅用兩年,這背后是清源創(chuàng)新實(shí)驗室“把實(shí)驗室建在產(chǎn)業(yè)鏈上”的獨(dú)特實(shí)踐,更凸顯了科技創(chuàng)新平臺集聚創(chuàng)新要素、驅(qū)動產(chǎn)業(yè)變革的核心價值。
傳統(tǒng)模式下,科技創(chuàng)新平臺常存在產(chǎn)學(xué)研結(jié)合不緊密的短板。實(shí)驗室閉門研發(fā),企業(yè)需求懸空,工程化人才斷層讓技術(shù)鏈條斷裂。清源創(chuàng)新實(shí)驗室成立之初便直面這一痛點(diǎn),錨定“企業(yè)研發(fā)落在實(shí)驗室,實(shí)驗室建在產(chǎn)業(yè)鏈上”的新目標(biāo),在困局中開辟出生長的路徑。
“需求導(dǎo)向”是破局的起點(diǎn)。企業(yè)提出的“高溫?zé)煔獬龎m脫硝一體化”痛點(diǎn),成為科技攻關(guān)的重大命題。實(shí)驗室迅速組建跨學(xué)科“大兵團(tuán)”,其中催化專家在優(yōu)化催化劑性能,材料專家在改良濾料特性,工程裝備專家在改進(jìn)設(shè)備集成。這種“催化+材料+工程”的協(xié)同,打破了單一學(xué)科的局限,實(shí)現(xiàn)“1+1+1>3”的效應(yīng),最終誕生全球領(lǐng)先的一體化工藝,破解行業(yè)多年的難題。
產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合則強(qiáng)化了轉(zhuǎn)化韌性。上游的邵武基地筑牢分子篩等基礎(chǔ)材料根基,下游的惠東新能源產(chǎn)業(yè)園承接催化濾料、脫硝設(shè)備等制造環(huán)節(jié),從基礎(chǔ)材料到終端裝備的閉環(huán)鏈條,既降低了轉(zhuǎn)化成本,更讓技術(shù)突破有了持續(xù)生長的產(chǎn)業(yè)土壤,有效彌合了“實(shí)驗室到市場”的斷層。
“轉(zhuǎn)化共同體”的構(gòu)建,更讓產(chǎn)學(xué)研短板迎刃而解。企業(yè)投入資金與工程化人才,幫實(shí)驗室判斷成果的市場價值,避免資源空耗;實(shí)驗室開放技術(shù)與中試場地,讓企業(yè)省去自建實(shí)驗室的巨額成本,快速搶占市場先機(jī)。實(shí)驗室與企業(yè)根據(jù)知識產(chǎn)權(quán)投入比例,共享、轉(zhuǎn)化收益,這種合理的分配機(jī)制更讓雙方從“合作方”變成“同心人”,遠(yuǎn)致集團(tuán)老總羅祥波從企業(yè)家到實(shí)驗室在培博士的轉(zhuǎn)變,正是這種信任的生動注腳。
科技創(chuàng)新平臺的生命力,在于和產(chǎn)業(yè)的深度交融。清源創(chuàng)新實(shí)驗室的實(shí)踐印證了唯有扎根產(chǎn)業(yè)土壤的“科技力”才能真正轉(zhuǎn)化為“生產(chǎn)力”。而轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈的深度融合——以“全鏈條孵化”打通研發(fā)—孵化—產(chǎn)業(yè)鏈路,用“轉(zhuǎn)化共同體”激活資金、人才、技術(shù)的協(xié)同效能,方能讓成果轉(zhuǎn)化的“死亡谷”變成“增長極”,為綠色發(fā)展注入生生不息的創(chuàng)新動能。