2014年度国家科技奖励获奖项目亮点解读（上）

他们铸就大写的“国”

2014年度国家科技奖励获奖项目亮点解读（上）

　　重型柴油车污染排放控制高效SCR技术研发及产业化

　　高端容错计算机系统关键技术与应用

　　10Gbps

　　99.999%

　　项目组自主研发的核心芯片接口速度达到10Gbps，系统可用度达到99.999%

　　特厚煤层大采高综放开采关键技术及装备

　　1000

　　多万吨

　　这项研究成果先在大同塔山煤矿实验成功，年采，在全世界首次实现了14米以上煤层的高效开采

　　1000

　　多万吨

　　基于环境约束和多空间分析的机器人操作理论研究

　　在珠三角地区，机器人使用的年增速已达到30%到60%，不少制造企业掀起了一股机器人使用热潮。

　　CO2和O2原地浸出采铀工艺技术研究与工程应用

　　饲料用酶技术体系创新及重点产品创制

　　高速路上，风驰电掣的重型车辆不再喷黑烟；生产车间里，“心灵手巧”的机器人替代了以往繁重的人工作业；高端容错计算机，为金融、电力、通信提供了自主、安全的主机系统；手腕粗细的抽液管，颠覆了传统的铀矿开采模式……

　　从生产到运输，从山沟里的矿井到繁华都市的银行机房，在关系国家经济发展的关键行业和重点领域，国家科技奖励大会的获奖项目不会缺席。

　　神奇催化 让柴油车吐出白烟

　　大街上、港口边，一辆辆重型柴油车川流不息，为当地经济繁荣立下了汗马功劳。然而，这些车辆对港口和周边地区的空气污染同样不容小觑。有数据表明，重型柴油车仅占我国汽车保有量的5%，但排放的氮氧化物（NOx）却占机动车排放总量的50%，颗粒物占60%多。

　　在欧洲，重型柴油车排放控制已发展到了欧Ⅵ阶段。而在我国，重型柴油车以民族品牌为主，从2000年起我国快速追赶欧洲立法的脚步，但燃油品质与法规并不同步，缺乏与国产发动机和我国燃油含硫高相匹配的后处理技术。

　　“开发适合我国国情的重型柴油车排放控制后处理技术，满足国内标准升级的市场需求，并为今后参与国际竞争做好技术储备。”这正是中国科学院生态环境研究中心研究员贺泓多年的梦想。由他领衔研制的“重型柴油车污染排放控制高效SCR技术研发及产业化”相关成果也获得此次国家科技进步奖二等奖。

　　“柴油车排放的两种主要污染物NOx和颗粒物存在着跷跷板的关系。也就是说，通过机内调整降低某一种污染物的同时，会造成另一污染物排放的升高。”项目组成员、中科院生态环境研究中心研究员余运波介绍，正因如此，柴油车污染物排放控制国Ⅳ和国Ⅴ达标存在着两条不同的技术路线：即以氮氧化物选择性催化还原为主的SCR技术路线和以颗粒物捕集技术为主的DPF技术路线。

　　柴油车污染物排放控制是燃油品质、内燃机技术与后处理技术的整合。2007年以前，贺泓团队就提出，根据我国燃油品质和内燃机技术水平现状，满足国Ⅳ标准的重型柴油车排放控制应采用SCR技术路线。“即通过发动机内部调整控制PM排放，通过SCR后处理系统控制NOx排放。”余运波说。

　　SCR催化剂是重型柴油车尾气后处理系统的核心。在我国柴油含硫量较高的国情下，抗硫性能优越的钒基SCR催化剂成为首选。但是，钒基催化剂也存在一些问题，如在温度较低的条件下对NOx的净化效率有待提高；同时高温稳定性较差。项目组经过大量实验室研究，通过制备方法与技术的创新，增加了催化剂中活性位点的数量，显著提升了低温活性。

　　“还原剂尿素的精确供给是SCR技术高效净化NOx的保障，早期的还原剂供给产品几乎由博世等国外公司垄断。”余运波说，针对研发过程中排气管尿素结晶、泵磨损老化等问题，我们自主创新研制了智能尿素箱，使还原剂供给更精确。

　　技术革新带来的是效益的显著提升。自2011年至2013年，项目技术产品的销售额累计超过26.8亿元。与同类进口产品相比，SCR系统价格从2万多元/套下降到约1万元/套。