中國(guó)科學(xué)院工程熱物理所副所長(zhǎng)陳海生在2019硬科技生態(tài)戰(zhàn)略發(fā)布會(huì)上的講話，以下內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)速記整理。


組委會(huì)讓我講一講跨越從科研到產(chǎn)業(yè)化的“死亡之谷”，實(shí)際上這個(gè)題目很大，我只能從自身的理解和我們所經(jīng)歷的一種儲(chǔ)能技術(shù)——壓縮空氣儲(chǔ)能，跟大家分享一下我的體會(huì)。

從科研到產(chǎn)業(yè)化的“死亡之谷”▲▲▲

首先我們來(lái)了解一下什么是科研到產(chǎn)業(yè)化的“死亡之谷”。我們以科學(xué)和技術(shù)來(lái)開始。我們經(jīng)常講科技，科技實(shí)際上是由科學(xué)和技術(shù)組成，但科學(xué)和技術(shù)是兩個(gè)不同的概念。

科學(xué)是關(guān)于自然界、人類社會(huì)和人自身的規(guī)律的事實(shí)、原理、方法和觀念的知識(shí)體系以及創(chuàng)建這個(gè)知識(shí)體系的社會(huì)活動(dòng)?？茖W(xué)的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)規(guī)律，提出理論，認(rèn)識(shí)世界，解釋世界。

技術(shù)是根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐或科學(xué)原理而發(fā)展成的各種工藝操作方法和技能，以及相應(yīng)的材料、設(shè)備、工藝流程等等。技術(shù)的任務(wù)是發(fā)展或開發(fā)出新的方法、手段、措施或途徑。

所以根據(jù)科學(xué)和技術(shù)的不同，我們的科研工作一般分成三類。一是基礎(chǔ)研究，它沒(méi)有特定的商業(yè)目標(biāo),是一種以探索規(guī)律,發(fā)展原理,提出理論為目的的科學(xué)發(fā)現(xiàn)活動(dòng)；二是技術(shù)研究，是把科研成果應(yīng)用到生產(chǎn)上、工程上的技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)；三是應(yīng)用研究，是以工程為目標(biāo),探索新知識(shí)新技術(shù)的應(yīng)用。

現(xiàn)在科研工作的評(píng)價(jià)機(jī)制的關(guān)注點(diǎn)往往是文章、專利、獲獎(jiǎng)、項(xiàng)目和經(jīng)費(fèi)，但是科研工作的目的根本不是這些。

文章和專利是科研工作的副產(chǎn)品，項(xiàng)目和經(jīng)費(fèi)是對(duì)科研工作的投入，榮譽(yù)和獲獎(jiǎng)是科研工作的品牌，這些都不是科研工作的目的。


基礎(chǔ)研究的目的是，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、總結(jié)新規(guī)律、提出新理論；技術(shù)研究的目的是，發(fā)明創(chuàng)造、在國(guó)家重大需求和重要產(chǎn)業(yè)中得到應(yīng)用；應(yīng)用研究的目的是，實(shí)現(xiàn)技術(shù)推廣和產(chǎn)業(yè)化，創(chuàng)造生產(chǎn)力。

接下來(lái)，我們來(lái)了解一下產(chǎn)業(yè)化工作是什么。產(chǎn)業(yè)化主要指科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，是為提高生產(chǎn)力水平而對(duì)科技成果所進(jìn)行的后續(xù)試驗(yàn)、開發(fā)、應(yīng)用、推廣直至形成新技術(shù)、新工藝、新材料、新產(chǎn)品，發(fā)展新產(chǎn)業(yè)等活動(dòng)。所以，產(chǎn)業(yè)化是將科技成果轉(zhuǎn)化為實(shí)體產(chǎn)業(yè)，最終要生產(chǎn)出產(chǎn)品，體現(xiàn)科技成果的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

我們思考科研跟產(chǎn)業(yè)化之間存在的根本區(qū)別，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一是目的不同?？蒲泄ぷ鞯哪康氖前l(fā)現(xiàn)、發(fā)明，產(chǎn)業(yè)化的目的是創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

第二是對(duì)象不同?？蒲泄ぷ鞯膶?duì)象是面向“思場(chǎng)”，要得出新理論和新技術(shù)，但是產(chǎn)業(yè)化面向的是“市場(chǎng)”?？梢哉f(shuō)“思場(chǎng)”比“市場(chǎng)”要簡(jiǎn)單，而“市場(chǎng)”更為復(fù)雜，它要面對(duì)政策、金融、產(chǎn)業(yè)等等，當(dāng)然也包括科技。

第三是風(fēng)險(xiǎn)不同。科研工作如果有1%的可能，就可以付出100%的努力去探索；而產(chǎn)業(yè)化只有經(jīng)過(guò)100%的論證，才可以投入實(shí)施，所以兩者對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的要求不同。

第四是投入不同?？蒲泄ぷ魍度氲氖墙?jīng)費(fèi)，而產(chǎn)業(yè)化投入的是投資?？蒲薪?jīng)費(fèi)投入之后，完成目的和任務(wù)就可以了，甚至是可以寬容失敗的；但是產(chǎn)業(yè)化的目的是要?jiǎng)?chuàng)造效益，它有投資回報(bào)的要求。

第五是產(chǎn)出不同?？蒲泄ぷ鞯漠a(chǎn)出是新理論、新技術(shù)，不一定賺錢，也不一定是成熟的產(chǎn)品；產(chǎn)業(yè)化要求必須產(chǎn)出產(chǎn)品，以產(chǎn)品作為載體，為投資產(chǎn)生效益。

所以從某種意義上講，產(chǎn)業(yè)化更難，成熟度要求更高，面向的對(duì)象更加復(fù)雜，對(duì)管控風(fēng)險(xiǎn)的要求更高。


科研到產(chǎn)業(yè)化的“死亡之谷”，講的就是科學(xué)技術(shù)通向產(chǎn)業(yè)化的過(guò)程當(dāng)中，它們之間存在難以逾越的鴻溝。新的科研成果如果不能跨越這個(gè)鴻溝，就無(wú)法走向市場(chǎng)，無(wú)法轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。特別是硬科技，需要長(zhǎng)期投入，而且一般會(huì)經(jīng)歷一個(gè)較長(zhǎng)期的投入多于產(chǎn)出的階段。而只有過(guò)了死亡之谷，到達(dá)收益快速增長(zhǎng)階段，才能成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

而且科研要跨越產(chǎn)業(yè)化的“死亡之谷”，不僅需要轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，而且還需要提升和跨越。科研相對(duì)產(chǎn)業(yè)化來(lái)講，面向的環(huán)境相對(duì)簡(jiǎn)單，這就是為什么大部分的技術(shù)無(wú)法跨越這個(gè)死亡之谷，而僅僅停留在科研成果的層面，不能成為產(chǎn)業(yè)。

那么我們?yōu)槭裁匆欢ㄒプ霎a(chǎn)業(yè)化呢？這是因?yàn)?，產(chǎn)業(yè)化是科學(xué)研究到應(yīng)用推廣過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，也是促進(jìn)國(guó)家科技發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的有效手段。中科院提出的“三個(gè)面向”，不光面向國(guó)家重大需求和面向科技前沿，同時(shí)要面向國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)，這是我們中科院和研究所的重要發(fā)展方針。而且通過(guò)產(chǎn)業(yè)化，可以反哺科研，成為團(tuán)隊(duì)科研工作可持續(xù)發(fā)展有效保障；還可以提高科研人員的收入，為最終實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)自由提供有效的途徑。

跨越“死亡之谷”:壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展路徑▲▲▲

下面我以我們團(tuán)隊(duì)的壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展過(guò)程為例，同大家分享我們的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)歷。儲(chǔ)能行業(yè)大家都比較熟悉，它被稱為第三次工業(yè)革命的支撐技術(shù)，最近十年呈爆發(fā)性增長(zhǎng)，要?dú)w因于三大驅(qū)動(dòng)力。

第一是移動(dòng)電子設(shè)備大規(guī)模的應(yīng)用，以前使用的都是固定終端，如PC，現(xiàn)在我們都是使用移動(dòng)終端，如手機(jī)、pad，原來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展為現(xiàn)在的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，這些變化導(dǎo)致對(duì)移動(dòng)能源的需求大幅度增加；

第二，交通電氣化的發(fā)展，電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車等，引發(fā)了驅(qū)動(dòng)能源儲(chǔ)能的需求大幅度增長(zhǎng)；

第三，固定式或者是規(guī)?；膬?chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，這也是我們團(tuán)隊(duì)主要研究的領(lǐng)域。大力發(fā)展可再生能源是國(guó)家的重大需求，但由于可再生能源具有間歇性、不穩(wěn)定性，迫切需要把這種不可控的能源，變成可控能源，對(duì)儲(chǔ)能提出了巨大的市場(chǎng)需求。

在里夫金的《第三次工業(yè)革命》這本書中，作者提出了第三次工業(yè)革命的五大支柱產(chǎn)業(yè)，在這五大支柱產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，儲(chǔ)能都是他們的關(guān)鍵支撐技術(shù)，因此儲(chǔ)能被稱為能源革命的支撐技術(shù)。儲(chǔ)能也被列入了我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的十三五規(guī)劃，是國(guó)家的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是典型的硬科技。在過(guò)去的十年，全球除抽水蓄能外的新型儲(chǔ)能技術(shù)的裝機(jī)增長(zhǎng)了55倍。根據(jù)國(guó)際能源署的預(yù)測(cè)，到2050年，儲(chǔ)能裝機(jī)數(shù)量上還要再增長(zhǎng)10倍。市場(chǎng)需求巨大而迫切。

我們研究的壓縮空氣儲(chǔ)能，是一種適合大規(guī)模應(yīng)用的儲(chǔ)能技術(shù)。在用電低谷時(shí)，把高壓空氣存儲(chǔ)在儲(chǔ)能裝置當(dāng)中；在用電高峰時(shí)，再將高壓空氣釋放，驅(qū)動(dòng)透平做功發(fā)電。壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)具有規(guī)模大、建設(shè)成本低、壽命長(zhǎng)、儲(chǔ)能條件不受限制的優(yōu)勢(shì)。

傳統(tǒng)的壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)存在三個(gè)技術(shù)瓶頸，第一是依賴大型的儲(chǔ)能洞穴，受地理?xiàng)l件限制；第二是效率相對(duì)較低；第三是依賴化石燃料。

我們研究的新型壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)通過(guò)高效壓縮、膨脹、蓄熱、換熱、集成優(yōu)化等方法來(lái)提高系統(tǒng)的效率；將空氣以液態(tài)或者高壓氣態(tài)進(jìn)行儲(chǔ)存，擺脫對(duì)大型儲(chǔ)氣洞穴的依賴；通過(guò)壓縮熱回收再利用，擺脫對(duì)化石燃料的依賴。

壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)復(fù)雜，牽扯到多個(gè)行業(yè)，甚至受政府政策的影響，是一個(gè)典型的需要長(zhǎng)期投入的硬科技，其通過(guò)死亡之谷的難度非常大。

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我們要跨越科研到產(chǎn)業(yè)化的死亡之谷，首先要跨越技術(shù)成熟度的難題。從提出新型壓縮空氣儲(chǔ)能概念到完成基礎(chǔ)研究，再完成關(guān)鍵技術(shù)突破，最后通過(guò)示范，一步一步跨越死亡之谷。壓縮空氣儲(chǔ)能是一個(gè)多學(xué)科交叉的系統(tǒng)工程，我們針對(duì)壓縮空氣儲(chǔ)能整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性，重點(diǎn)開展了三個(gè)關(guān)鍵科研問(wèn)題研究：首先是壓縮機(jī)和膨脹機(jī)內(nèi)部流動(dòng)的問(wèn)題，第二是超臨界蓄熱蓄冷技術(shù)，最后是全工況的系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)。

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跨越了技術(shù)成熟度的難題，面對(duì)產(chǎn)業(yè)化復(fù)雜的環(huán)境，同時(shí)也需要多方面的投入。我們要建立規(guī)模相對(duì)比較大的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，要有團(tuán)隊(duì)、平臺(tái)和投資來(lái)支撐科技成果的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。首先我們建立了100余人的壓縮空氣儲(chǔ)能專業(yè)團(tuán)隊(duì)，這也是目前國(guó)際最大的壓縮空氣儲(chǔ)能團(tuán)隊(duì)，真正承擔(dān)起發(fā)展壓縮空氣儲(chǔ)能這個(gè)相對(duì)復(fù)雜的硬科技的重?fù)?dān)。第二是建立平臺(tái)，建立完整的研發(fā)體系。我們建成了針對(duì)各種部件的測(cè)試平臺(tái)和集成驗(yàn)證平臺(tái)，成為國(guó)際上唯一具備10-100MW級(jí)的部件實(shí)驗(yàn)和系統(tǒng)集成測(cè)試能力的研發(fā)平臺(tái)。第三是吸引投資。不僅獲得經(jīng)費(fèi)支持，我們還通過(guò)與投資人之間的相互學(xué)習(xí)、促進(jìn)，能夠更加貼近產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)，促進(jìn)技術(shù)研發(fā)。

03

最后，我們還需要降低科研到產(chǎn)業(yè)化的風(fēng)險(xiǎn)，要保證從勝利走向勝利。我們從小到大，一步一步來(lái)做。我們先做1.5MW，再到10MW，最后到100MW。通過(guò)不斷的跨越，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。通過(guò)不斷的跨越，性能也不斷的提高，規(guī)模提高2個(gè)量級(jí)，效率提高了20%，成本大幅度下降。為我們產(chǎn)業(yè)化提供了更好的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和性能指標(biāo)。

這是我們2013年建成的1.5MW示范系統(tǒng)和2016年建成的10MW壓縮空氣儲(chǔ)能示范系統(tǒng)。我們從2017年初啟動(dòng)了100MW壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)和示范工作。

回顧我們的發(fā)展歷程，基本上走過(guò)了基礎(chǔ)研究到關(guān)鍵技術(shù)再到產(chǎn)業(yè)化到應(yīng)用的過(guò)程。我們過(guò)程中的感受和體會(huì)是，一是在做產(chǎn)業(yè)化的過(guò)程中，可以進(jìn)一步明確科研工作的方向——面向應(yīng)用的科學(xué)與技術(shù)研究；二是科研和產(chǎn)業(yè)化可以相互促進(jìn)，不僅科研可以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化，我們實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的過(guò)程當(dāng)中，我們也建立了壓縮空氣儲(chǔ)能的新理論，在壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)表的論文數(shù)量在全球是第一名，申請(qǐng)的壓縮空氣儲(chǔ)能專利數(shù)量也達(dá)到全球第一。

下一步我們將繼續(xù)堅(jiān)定研發(fā)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)，不斷地推進(jìn)技術(shù)成熟和產(chǎn)業(yè)化，為壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，乃至中國(guó)的儲(chǔ)能事業(yè)和能源革命，貢獻(xiàn)我們綿薄之力。這是我們的夢(mèng)想，我們的使命，也是我們的責(zé)任。