2023年终中国科技盘点，这一年我们向科学高峰进发

科技日报 2023-12-18 09:12:31

岁月不居，时节如流。转眼间，2023年已步入尾声。这一年给我们留下了太多值得铭记的精彩时刻：我国科学家成功制备并验证51个超导量子比特的真纠缠，充分展示了超导量子计算体系优异的可扩展性；墨子巡天望远镜开启巡天观测，“首秀”邂逅仙女座星系；全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验成功完成，脑机接口未来已来……

回首过往，我国科研人员勇攀高峰，创下一个又一个新纪录。展望未来，追逐前沿、崇尚创新的他们将收获更多惊喜！

实现百兆比特率量子密钥分发

成码率国际纪录提高一个数量级

基于量子力学基本原理，量子密钥分发可以实现原理上无条件安全的保密通信。我国科学家通过发展高保真度集成光子学量子态调控、高计数率超导单光子探测等关键技术，首次在国际上实现百兆比特率的实时量子密钥分发，实验结果将此前的成码率纪录提升了一个数量级。3月14日，这一成果论文在线发表于国际学术期刊《自然·光子学》。

量子密钥分发可以通俗地理解为在网络中额外加入一个环节，双方通过密码验证，确保安全后，再进行信息传输。提高成码率对量子密钥分发实用化至关重要。高码率可为更多用户提供服务，实现大数据共享、分布式存储加密等高带宽需求的应用。

此前国际上最高的实时成码率是10公里标准光纤信道下10兆比特每秒。我国科学家突破集成光子片上高速高保真度偏振态调制等技术，实现了10公里标准光纤信道下115.8兆比特每秒的密钥率，较之前纪录提高了约一个数量级。系统稳定运行超过50个小时，在传输距离328公里下码率超过200比特每秒。

实现百兆比特率的实时密钥分发，将有可能在对数据安全要求高的领域创造新的机会，推动满足高带宽通信需求和未来量子通信的大规模实际应用，使量子密钥分发技术走进现实。

室温超快氢负离子导体问世

可用于新型电池研发

4月，我国科学家提出了一种全新的材料设计研发策略，通过机械化学方法，在稀土氢化物——氢化镧晶格中故意制造大量的缺陷和纳米微晶，研发出首个室温环境下超快氢负离子导体。相关研究论文4月5日发表于《自然》。

氢负离子具有强还原性及高氧化还原电势等特点，是一种颇具潜力的氢载体和能量载体。在室温环境下表现出超离子传导的氢负离子导体材料，将为构建全新的全固态氢化物电池、燃料电池提供巨大的机遇，有望在未来实现一系列的技术革新。

早在20世纪的变色玻璃研究中，研究者就发现氢化镧具有快速的氢迁移能力，但其电子电导也很高。近几年，科研人员往氢化镧晶格中引入氧使其形成氧氢化物以抑制其电子传导，但氧的引入也同时显著阻碍了氢负离子的传导。此前报道的氢负离子导体只能在300℃左右实现超快传导，而我国科学家的创新工作实现了在温和条件下（-40℃至80℃温度范围内）的超快离子传导。此外，研究人员还首次实现了室温全固态氢负离子电池的放电，证实了这种全新的二次电池的可行性。

研究者建立的材料结构调变方法具有一定的普适性，有望为氢负离子导体的研发打开局面。《自然》审稿人评价，该工作展示了一种非常有趣且新颖的研究方法。

非人灵长类介入式试验成功

促进脑机接口从实验室迈向应用

脑机接口未来已来，人类与人工智能共生或不再遥远。5月4日，全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验在北京获得成功，该试验在猴脑内实现了介入式脑机接口脑控机械臂。介入式脑电传感器通过颈静脉，进入矢状窦，到达猴运动皮层脑区，在术后成功采集并识别非人灵长类动物介入式脑电信号。此试验实现了动物对机械臂的主动控制。

脑机接口技术是一种变革性的人机交互技术，其作用机制是绕过外周神经和肌肉，直接在大脑与外部设备之间建立一种全新的通信与控制通道。它具有监测、替代、改善/恢复受损或有障碍的自然中枢神经系统输出输入的功效。

目前，脑机接口研究大多处于基础研究阶段，也取得了一些临床成果。2022年，美国研究人员完成了全球首例双边植入脑机接口人体试验，一位瘫痪30年的受试者通过脑电信号成功地操控机械，完成了递送蛋糕和自主进食。在我国，上海瑞金医院从2020年开始通过脑机接口和脑深部电刺激方法，治疗难治性抑郁症。

此次在非人灵长类动物脑内开展的介入式脑机接口试验的研究成果，促进了介入式脑机接口从实验室前瞻性研究向临床应用迈进，对推动脑科学领域研究具有重要意义，标志着我国脑机接口技术跻身国际领先行列。未来，该技术在脑疾病医疗康复领域将具有广阔的市场前景。

他山之“猴”助解人类演化谜题

更好地认识“人何以成为人”

人类是如何起源的？社会行为是如何形成的？聪明的大脑是如何演化而来的……在解答关于人类的重要谜题时，科学家把目光投向人类的“近亲”——非人灵长类动物。6月2日，11篇关于非人灵长类动物起源和演化的论文发表在《科学》《科学·进展》《自然·生态与演化》等国际期刊，让人类离破解生命演化谜题更进一步。

这11篇论文与我国科学家主导的灵长类基因组计划密不可分。灵长类基因组计划由我国科学家发起。目前，研究取得了多项成果和新发现，包括推断出所有灵长类的最近共同祖先出现在大约6829万年至6495万年前，距离6550万年前的白垩纪末期大灭绝事件非常近，意味着“灵长类动物的演化可能受到物种大灭绝事件的影响”；揭示了灵长类前肢形态形成以及猿类尾部消失等现象的分子机制；重新解释了人类8号染色体的起源问题……

灵长类基因组计划取得的重大科学突破，将使我们更好地认识灵长类早期到现代人的整个演化历程，从而制定针对灵长类动物多样性保护的政策，开发和利用遗传资源。

刷新量子系统真纠缠比特数纪录

实现51个超导量子比特簇态制备

今年的热门科幻电影《流浪地球2》中，智能量子计算机MOSS给观众留下了深刻印象。7月，来自中国科学技术大学等单位的研究人员成功实现51个超导量子比特簇态制备和验证，刷新了所有量子系统中真纠缠比特数目的世界纪录，让科幻有望照进现实。相关研究论文7月12日在线发表于《自然》。

超导量子计算被普遍认为是最有可能率先实现实用化量子计算的方案之一。量子比特是量子计算的基本单元，不同于非“0”即“1”的经典比特，它可以同时处于“0”和“1”叠加态，即“量子相干叠加态”。当人们把量子叠加拓展到多量子比特体系，就自然导致了量子纠缠的概念。多个量子比特一旦实现了相干叠加，其代表的状态空间将会随着量子比特的数目增多而呈指数增长，从而实现量子计算加速效应。

多年以来，实现大规模的多量子比特纠缠一直是各国科学家奋力追求的目标。我国科学家在超导量子比特多体纠缠制备方面取得了一系列重要成果，自2017年起，先后完成了10比特、12比特、18比特的真纠缠态制备。

此次研究将量子系统中真纠缠比特数目的纪录由原先的24个大幅突破至51个，充分展示了超导量子计算体系优异的可扩展性。这对于研究多体量子纠缠、实现大规模量子算法以及基于测量的量子计算等具有重要意义。

大规模的多量子比特纠缠，将帮助我们更深入地洞悉量子世界的奥秘。未来，在量子信息时代，纠缠将作为一种独特的资源，为人类社会带来更安全的通信、更快速的计算、更精密的计量……

侏罗纪陆相动物群“现身”福建

弥补鸟类起源的时空链条

9月6日在线发表于《自然》的论文显示，经过近3年的野外发掘，来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所等单位的研究人员，在福建省发现了一个新的陆相生物群——政和动物群。该生物群是已知侏罗纪地理位置最靠南的、保存有鸟翼类的动物群，其年代为距今1.48亿年—1.5亿年，处于侏罗纪最晚期。

目前，学术界将“包括所有鸟类，但不包括恐爪龙类的最广义类群”定义为鸟翼类，而鸟类则指的是现代鸟类及其近亲。鸟类至少在晚侏罗世就和非鸟类兽脚类恐龙发生分化。因此，侏罗纪的鸟翼类对研究鸟类的起源、关键形态和生物学特征演化至关重要。

已知的侏罗纪鸟翼类仅有近鸟龙和其相似物种，物种数目稀少，而且地理分布单一，多分布在我国东北地区距今1.59亿年的燕辽生物群。这与之后白垩纪早期出现的大量鸟类在时间上有长达3000万年的空白。

从2021年开始，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所和福建省地质调查研究院联合，在福建省多个晚中生代盆地开展大规模野外发掘。2022年10月23日，研究团队在政和晚侏罗世地层发现了一件保存近乎完整的恐龙化石。经过8个月的修复和研究，研究团队确认该化石属于鸟翼类，并将其命名为奇异福建龙，这是福建省首次发现恐龙化石。

研究发现，奇异福建龙与近鸟龙类构成单系类群，是鸟翼类最早分异的一支。奇异福建龙的发现，增加了原始鸟翼类的生态多样性，增进了学界对于鸟类起源伊始生态习性演化的认知。

猪体内“长”出人体中期肾脏

推动解决供体器官严重短缺难题

9月7日，中国科学院广州生物医药与健康研究院研究团队在国际学术期刊《细胞·干细胞》上发表封面论文，报道了利用胚胎补偿技术在猪体内成功再造人源中肾的策略。

器官移植已成为多种终末期疾病的唯一有效治疗手段，但供体器官严重缺乏限制了这一疗法在临床上的广泛应用。基于干细胞的器官异种动物体内再生将是未来解决这一问题的理想途径。

该研究中，研究人员利用新型人诱导多能干细胞，结合优化的胚胎补偿技术体系，在肾脏缺陷猪模型体内实现了人源化中肾的异种体内再生。这是世界范围内首次报道的人源化功能性器官异种体内再生案例。

研究者称，通过该途径获得的人源化器官不仅具有更全面的细胞类型和更完善的器官结构与功能，且由于供体细胞来源于患者自体，能有效避免异种器官或同种异体器官移植中存在的免疫排斥等问题。

研究团队开展了5年多的探索，对人—猪胚胎补偿技术体系进行了全方位优化，最终确定了理想的胚胎补偿技术流程，成功实现了人源化中肾的异种体内再生。该成果首次证明了基于干细胞及胚胎补偿技术在异种大动物体内再造人源化功能性实质器官的可行性，为利用器官缺陷大动物模型进行器官异种体内再生迈出了关键的第一步，对解决供体器官严重短缺难题具有重要意义。

墨子巡天望远镜开启观测

“首秀”邂逅仙女座星系

绮梦般层层叠叠的蓝紫色尘埃云散发着柔和朦胧的光彩，这是一张“新鲜”的仙女座星系照片。它由每次30秒共计150次曝光所得到的照片叠加合成，出自墨子巡天望远镜。9月17日，中国科学技术大学—紫金山天文台大视场巡天望远镜——墨子巡天望远镜在青海冷湖天文基地正式开启巡天观测。它的“首秀”之作，邂逅了距离地球约250万光年的仙女座星系。

仙女座星系是距离银河系最近和最大的旋涡星系。它的结构特点和金属丰度与银河系相近，是探索银河系及同类星系形成与演化的理想研究对象。墨子巡天望远镜拍摄到的这张照片，揭示了仙女座星系及其周围天体的明亮至暗弱星光分布特征，可以用于细致刻画星系内部及星系间相互作用的动力学过程。

墨子巡天望远镜坐落于青海省海西蒙古族藏族自治州茫崖市冷湖镇赛什腾山，为北半球光学时域巡天能力最强设备，也是冷湖天文基地望远镜群中口径最大的望远镜。它具备强大的巡天能力，能够每3个晚上巡测整个北天球一次。它可监测移动天体和光变天体，用于高效搜寻和监测天文动态事件，有望在高能时域天文、太阳系天体普查、银河系结构和近场宇宙学等领域取得突破性原始创新成果。

巡天望仙，步履不停。未来，墨子巡天望远镜还将揭开宇宙深处的更多秘密。

高比例胚胎干细胞嵌合体猴诞生

非人灵长类疾病模型迎来新突破

曾培育出首个体细胞克隆猴的科研团队，再次迎来新突破。

历时5年攻关，由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心牵头的联合团队，在国际上首次成功构建高比例胚胎干细胞贡献的出生存活嵌合体猴。该研究成果论文于11月9日在线发表于国际期刊《细胞》。

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心学术主任蒲慕明院士评价，这一成果对于生物医药研究的重要性不亚于克隆猴技术，是构建非人灵长类疾病模型的里程碑成果。

胚胎干细胞是生命发育早期的“种子”细胞，不仅可以实现体外无限复制，还能在改变培养条件的情况下被诱导分化成不同组织的细胞。其在模式动物构建、细胞治疗、器官再生、类器官模型等方面发挥着重要作用。

之前，人们已经在小鼠和大鼠中成功构建嵌合体。但经典的人和猴的胚胎干细胞不易形成嵌合体，且灵长类的胚胎干细胞需要比小鼠更复杂的培养条件。如今，这只高比例胚胎干细胞嵌合体猴的诞生让人们对相关问题有了更清晰的认识。

学术同行认为，该研究将为基础研究和非人灵长类遗传修饰模型的产生开辟新的途径。使用嵌合体猴技术有望获得没有个体差异的批量的疾病猴。这意味着，对于单个基因突变造成的疾病，比如渐冻症，人们可以利用疾病模型猴更好地采取干预、开展新药研发。

精准测量史上最亮“宇宙烟花”

带来伽马暴余辉新认识

11月，基于高海拔宇宙线观测站“拉索”的观测数据，我国科研人员精确测量了人类目前观测到的史上最亮伽马暴GRB 221009A的高能辐射能谱。他们发现，高能伽马光子并没有像理论预言的那样，辐射强度快速减弱，而是一直维持在较高水平。相关研究论文11月16日在线发表于《科学进展》。

大约20亿年前，一颗恒星在燃烧完自身燃料后即将“熄灭”，其坍缩瞬间爆炸形成了巨大的火球。耀眼的“火光”持续了数百秒，仿佛一个巨大的宇宙烟花。位于四川省稻城县海子山上的“拉索”，目睹了这场绚烂的“宇宙烟花”——GRB 221009A。

科学家推断，如此亮的伽马暴扫过地球的概率是万年一次。人类极其幸运，因为GRB 221009A恰好落在了“拉索”的最佳观测范围内。2022年10月9日，“拉索”记录到GRB 221009A产生的伽马光子，其最高能量在10万亿电子伏特以上。

理论上，高能伽马辐射的光子能量越高，其辐射强度就衰减得越快。但“拉索”对GRB 221009A辐射能谱的精确测量却显示，伽马暴辐射并没有快速衰减，而是一直延伸到13万亿电子伏特。这一发现挑战了传统的伽马暴余辉标准模型，也揭示了宇宙背景光在红外波段的强度低于预期，开启了新物理探索之门。

对于宇宙背景光对高能伽马光子的吸收低于理论预期这一现象，研究人员给出了两种可能的解释：可能存在某种超出当前粒子物理标准模型的新物理机制，或者可能存在标准模型之外的一种新粒子轴子。不论如何，“拉索”对这场史上最亮“宇宙烟花”的观测，将促使人们重新考虑宇宙中星系的形成和演化过程。 （记者 孙 瑜）

2023年终中国科技盘点之农业科技篇：科技创新赋能希望的田野

2023年12月11日10:26   来源：人民日报海外版   

2023年，中国继续在农业科技创新和应用方面取得引人瞩目的成就。

广大农业科技工作者大力推动农业种质创新，培育出更多高产、优质的作物品种类型，研制出更多性能优良的农业机械并应用于农业生产，进一步提高了农业生产效率。

随着现代信息科技的发展，大数据、云计算和人工智能等深度融合，继续给中国农业生产全过程带来深刻变革，促进智慧农业获得长足进步。同时，中国继续致力于推动农业科技国际合作与交流，使农业创新成果更好惠及世界。

推动农业“芯片”自立自强

生物育种产业化元年将正式开启

种子是农业“芯片”，是粮食安全的关键，只有用自己的手攥紧中国种子，才能端稳中国饭碗。2023年，中国科技工作者在种源自主可控，种业科技自立自强方面取得诸多新突破。

12月1日，国际著名期刊《科学》杂志在线发表了中国华中农业大学严建兵教授团队联合美国加州大学戴维斯研究团队共同研究的论文，修正了关于玉米起源的传统认识，证明了墨西哥高原大刍草对现代玉米表型变异的重要影响。玉米是全球第一大粮食作物。该研究成果为理解人为机制对作物驯化起源的影响提供了良好范例，并为利用野生资源进行作物遗传改良奠定重要理论基础，将对玉米种质创新，为进一步提高玉米产量和品质，保障国家粮食安全和消除世界范围内的饥饿问题，作出重要贡献。

2023年是中国科学家攻克杂交水稻难关50周年。半个世纪以来，中国杂交水稻技术助力中国用不足全球9%的耕地，解决了世界近五分之一人口的吃饭问题。不仅如此，中国杂交水稻远播五大洲近70国，为这些国家的粮食增产和农业发展作出突出贡献，为解决发展中国家粮食短缺问题提供了中国方案。百尺竿头更进一步，中国杂交水稻种业创新依然是进行时，产量在今年又创新高。10月14日，在四川德昌，中国超级杂交稻单季亩产达到1200公斤，再次刷新超高产世界纪录。

10月，中国水稻研究所、海南省崖州湾种子实验室、中国农业科学院深圳农业基因组研究所等单位合作绘制了基于1万余份水稻样本的群体变异图谱，为水稻育种提供了万份级样本的“数字地图”，为进一步研究水稻基因的自然变异尤其是稀有变异提供了强有力工具。在此基础上，中国科研人员还建立了面向全球用户的在线数据库平台，为水稻研究提供了单倍型整合分析、变异图谱分析、系统发育树分析等科研服务，进一步提升了中国在水稻研究领域的地位。

在油料作物种质创新方面，11月上旬，中国农业科学院油料作物研究所宣布，依托该所管理和运行的国家油料作物种质资源中期库（武汉）安全保存油菜、花生、芝麻、向日葵、蓖麻、红花、苏子等7种油料作物种质资源共计4.43万份，包括国外引进资源8374份，该库已成为全球最大、保存油料作物种质资源数量最多、种类最齐的种质资源库，为油料作物生物育种研究提供了重要的科技支撑。

优质种质资源的价值在于产业化应用。12月7日，农业农村部发布公告，包括37个转基因玉米品种和14个转基因大豆品种经审定通过。12月1日，国务院常务会议听取生物育种产业化有关情况汇报，强调要进一步细化完善相关措施，在严格监管、严控风险前提下，稳慎有序推进相关工作。这些迹象表明，经过3年试种，中国生物育种产业化元年即将正式开启。

创新农机农保科技

先进农业装备持续提升劳动生产率

农业机械化和农机装备是转变农业发展方式、提高农村生产力的重要基础，是实施乡村振兴战略的重要支撑。2023年，中国农业机械化、智能化继续发展，助力推动农业现代化进程。

中国国际农业机械展览会是观察中国农机农保科技最新发展态势的一扇窗口，今年的展览会于10月在湖北武汉国际博览中心举行。据展会主办方介绍，今年中国农业机械化程度进一步提升，其应用从主要作物的耕种收环节向植保、秸秆处理、烘干等全过程延伸，由粮食作物向棉油糖、果蔬茶等经济作物扩展，从种植业向养殖业、初加工业、设施农业等全面发展，由平原地区向丘陵山区拓展。展览会上，一批明星农机和农机软件系统如中国一拖集团有限公司的东方红HB2204混合动力轮式拖拉机、CH2202-履带拖拉机、MH804M丘陵山地拖拉机等，博创联动科技股份有限公司基于北斗三号的农机自动驾驶系统和显控终端系统等纷纷亮相，受到参观者追捧。

年度农业机械科学技术奖评选，是观察中国农机农保科技最新发展态势的另一扇窗口。日前，该奖2023年评选结果正式公示，共评出三个等级10项创新成果。其中一等奖两项，分别是“面向复杂场景的高效能兼用型联合收获关键技术与装备”“大马力智能拖拉机关键技术及产业化”。由此可见，该奖评委会把“收割”与“耕种”环节的成果作为本年度农机科技最重大的两项创新。获得二等奖的3个项目中，也有一项与“耕种”有关，即“拖拉机整机性能智能检测关键技术与应用”。另两项则分别与水产饲料加工和耕作作业云监管有关。

采茶机器人可能是2023年最引人注目的农业装备之一。清明节前夕，它在浙江杭州一处茶园里一展身手，作为浙江理工大学农业机器人与装备创新团队的最新一代智能装备，它通过对大量图像数据的学习，实现对茶树嫩芽的自动识别并准确采下来源源不断地送入储存盒中。采茶机器人还在持续迭代中。可以预期，其规模化应用，将给中国传统茶产业带来新的变革。

近日，《自然·通讯》刊发了中国生物防控技术一项突破性成果：中国农业科学院蜜蜂研究所联合中国农业科学院植物保护研究所、江西省养蜂研究所等机构的科研人员研发了一种蜜蜂重要害虫大蜡螟的生物防治技术，防效超过93%，填补了大蜡螟高效安全绿色防控技术的空白。该研究成果为实现大蜡螟的绿色、高效治理提供了技术支持，对保护中华蜜蜂健康，维持自然生态系统的平衡起着至关重要的作用。

探索智慧农业路径

方案和场景日益丰富多元

智慧农业是集互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体的农业生产方式，与科学的管理制度相结合，让多种信息技术在农业中实现综合、全面的应用。经过近年来的探索和实践，全国涌现出丰富多元的智慧农业解决方案。

在2023年9月第六个中国农民丰收节期间，在主场系列活动举办地安徽芜湖举行了“全国智慧农业现场推进会”并安排与会嘉宾现场参观了中国智慧农业代表性案例——中联重科峨桥智慧农场。

中联重科峨桥智慧农场依托自主研发的“中联作物种植智能决策系统”，实现了从看天吃饭靠经验决策到依靠数据决策的转变。以水稻种植为例，通过该系统，把种植过程分为13个环节、49个关键节点，研发出10类算法，助力种植户捕捉最佳农时并作出最佳决策。据中联重科所属中联智慧农业股份有限公司相关人员介绍，该公司致力于大田智慧种植技术、产品和模式创新，加速物联互联、5G、人工智能等新技术在农业机械领域的应用，实现农业生产全过程的信息感知、智能决策和精准作业，打造更多智慧农业应用场景。

江西省南昌市南昌县大田农社运营着该省首个万亩智慧农场，今年种植的优质水稻喜获丰收。据大田农社相关负责人介绍，该农场面积超过1.3万亩，仅有工人26名。他们依托田间数十个5G传感器构成的智慧网络，准确收集到风力、光照、降水、温度等数据并据此进行精准研判，再通过科学调度无人旋耕机、无人植保和播种机、无人插秧机等进行田间作业，不仅劳动强度大大降低，而且经济效益有很大提升。

为及时总结推广全国智慧农业好的实践经验，农业农村部信息中心近年来每年都发布全国智慧农业建设优秀案例。今年9月，该中心发布了最新一批76个全国优秀案例，其中包括江苏省的《数字赋能智慧渔业建设》《肉鸡养殖全链条智慧化管理》，北京市的《首农翠湖工场智慧种植》《小麦种植全程无人作业技术集成示范》，山西省的《中国杂粮之都杂粮智慧园区建设》。

这些案例的内容十分丰富、富有鲜明的区域特色、涵盖智慧农业多种场景类型。这些案例表明，经过多年探索和实践，中国智慧农业正在全国各地“开花结果”。

建设农业科技共同体

农业科技国际合作迈上新台阶

2023年6月28日上午，湖南长沙万寿园陵园，一位黝黑皮肤的男士手捧鲜花，来到“世界杂交水稻之父”袁隆平墓前，庄重地献上鲜花，而后捧出一碗大米，慢慢蹲下身，恭敬地放在墓碑前，缓缓起身凝视着墓碑，久久肃立。他就是非洲马达加斯加共和国农业部原秘书长拉库托松·菲利贝尔。他此次赴湖南专程来拜谒袁隆平墓，并在墓前奉上来自他自己的祖国的特殊礼物——一碗杂交水稻大米，以此表达对这位中国科学家的崇高敬意和感激之情。受惠于中国杂交水稻良种和种植技术，马达加斯加水稻产量近年来显著提高，从之前每公顷产量不足3吨增至约10吨，不仅解决了本国粮食问题，而且还成为大米出口国。

中国一直致力于推进农业科技国际合作，特别是在联合国粮农组织南南合作框架下，与广大发展中国家建立各种形式的农业科技合作关系并提供农业技术援助。据统计，中国同140多个国家和地区建立农业合作关系，向发展中国家推广1000多项农业技术，为80多个发展中国家培训超过1.4万名杂交水稻专业技术人才，在非洲启动建设13个农业发展与减贫示范村，切实帮助发展中国家提升农业生产和粮食安全保障能力。近年来，中国有关方面创新农业科技国际合作模式并取得丰硕成果，比如中国农业大学探索出的“科技小院”模式。

“科技小院”是中国农业科技社会化服务体系的创新模式，特点是农业科学领域研究生长驻生产一线，在完成理论知识学习基础上，及时发现、研究和解决农业农村生产者特别是为小农户面临的具体问题。这一模式受到在世界银行、盖茨基金会、联合国粮农组织等机构的青睐和支持，“中非科技小院”项目应运而生。2023年11月，在非洲东南部国家马拉维，3个“科技小院”陆续揭牌，“中非科技小院”培养的数名马拉维青年入驻，着手为本地农户提供科技服务。除了马拉维之外，“中非科技小院”项目还为埃塞俄比亚、坦桑尼亚、莫桑比克等十多个非洲国家培养了一批农业科技人才。源自中国、具有当地特色“科技小院”在非洲陆续开办起来。

金秋十月，在京举行的第三届“一带一路”国际合作高峰论坛为推进中国与有关国家的农业科技合作注入强劲动力。本届论坛发布的369项务实合作项目清单中包括一批与中国有关的双边或多边农业科技项目。比如，中方与阿根廷方签署在中拉可持续粮食创新中心框架下的合作谅解备忘录。中方与埃塞俄比亚签署高级农业专家技术援助项目立项换文。中方继续在卢旺达、巴布亚新几内亚、斐济等国开展菌草技术推广合作，在乌干达等国推广多年生稻技术。中方与乌兹别克斯坦开展农业技术研究推广合作、节水灌溉研究与推广合作，在印度尼西亚建设中国—印尼棕榈园区农机化服务中心。这些项目的实施必将进一步促进农业科技共同体建设，推动中外农业科技合作迈上新台阶。

2023年终中国科技盘点之能源科技篇：能源绿色转型 澎湃发展动能

2023-12-18 09:05:27来源：人民日报海外版

能源科技持续创新，为“中国号”巨轮破浪前行提供了强劲动力。在“双碳”目标背景下，2023年，中国广大能源科技工作者不仅在煤炭、石油、天然气、核电、水电等传统能源领域科技创新取得突出成就，而且在风电、太阳能等新兴能源科技领域获得诸多新突破，进一步提高了绿色能源在整体能源结构中的比重。在推进能源生产科技和节能科技创新的同时，中国发力促进储能、能源传输和配置领域的科技创新，进一步提高能源利用效率，为中国经济社会发展提供更加澎湃的动力；同时，大力促进国际能源科技合作，倡导建设全球能源互联网，为世界能源转型贡献中国方案。

打造“大国重器”

传统能源捷报频传

煤炭、石油、天然气、核电、水电等通常被称为传统能源，中国在这些领域科技创新基础雄厚。今年，相关科技创新均取得较大突破，有些创新成果已应用于生产实践并取得良好效益。

煤炭在中国能源结构中占据主导地位，推进煤炭科技创新一直是能源领域工作的一大重点。2023年，煤炭科技创新成果集中体现在采煤硬件装备和软件平台取得的重大突破。在硬件建设方面，中国煤炭科工集团在3月初和8月下旬接连推出“大国重器”：煤科威龙”智能化矿用岩巷φ3660全断面组合式盾构掘进装备、高智能化高端采煤机MG1250/3430-WD系列采煤机。前者为全球首创、掘进速度比现有同类机械提升超过3倍，把岩巷掘进速度从月进尺100米提至300米—500米以上，减少人工作业60%以上，实现安全、高效、智能、绿色、环保掘进。后者为全球首台套最大功率采掘机械，创世界采掘机械发展新纪录，集智能感知、智能控制、智能诊断与智能通信于一体。在软件建设方面，11月中旬，煤炭科学研究总院深地科学院发布了国内首套数字岩石力学开放平台，融合了传统岩石力学理论和数字技术，能够支撑岩石力学基础研究、煤矿灾害工程防控等多个应用场景，推动煤炭行业数字化转型。

在油气勘探开发领域，11月15日，位于新疆塔里木盆地的“深地一号”跃进3-3XC井完钻井深达9432米，刷新亚洲陆上最深井纪录，为进军万米超深层提供重要技术和装备储备，探索形成超深层油气优快钻井技术体系，实现了由“打不成”到“打得快、打得准”的重大跨越。目前，“深地一号”顺北油气田基地钻探深度超过8000米的井达108口，连续6年获得油气重大突破，已落实4个亿吨级油气区。

2023年是中国核电技术创新成果应用丰收之年，中国自主第三代核电技术品牌“华龙一号”“国和一号”项目工程、第四代核电工程项目都迎来重要时间节点。3月25日，西部地区首台“华龙一号”核电机组——中国广核集团广西防城港核电站3号机组完成168小时试运行试验，正式商运。5月5日，“华龙一号”全球首堆示范工程——福建福清核电五、六号机组通过竣工验收，标志着中国已经形成了一套完整的、自主的第三代核电型号标准体系。12月6日，中国第三代核电技术另一个品牌“国和一号”的数字孪生核电站一期工程第一阶段在山东荣成正式投用，这是世界首个满足电力研究协会标准的数字孪生核电站。在同一天同一座城市，全球首座第四代核电站——荣成石岛湾高温气冷堆核电站商业示范工程圆满完成168小时连续运行考验，正式商运，标志着中国在第四代核电技术研发和应用领域达到世界领先水平。

水电科技工程领域佳音频传。9月和11月，黄河流域最大水电站即黄河拉西瓦水电站工程、世界第二大水电工程白鹤滩水电站工程，陆续完成竣工验收和竣工安全鉴定。这表明，中国水电科技工作者近年来开展的坝工科技创新、水轮机组科技创新等经受住了工程实践的严苛考验，成为认识和改造世界，造福人类的骄人成就。以此为基础和支撑，中国水电事业继续大步向前。临近年末，总装机容量2400兆瓦、雅砻江流域在建国内装机规模最大的水电站孟底沟水电项目主体工程正式开工建设。

推进绿色转型

新兴能源加速发展

风能、太阳能被认为是发展潜力巨大的新兴绿色能源，近年来在国家能源转型中扮演着日益重要的角色。2023年，中国风能、太阳能科技创新持续推进，特别是在大功率风机研制方面。

11月10日，由东方电气集团联合中国华能研制的全新一代18兆瓦海上直驱风电机组下线，这是目前已下线的全球单机容量最大、叶轮直径最大的海上直驱风电机组，可抵御超强台风。该机组在年平均每秒10米的风速下，单台机组每年可输出7200万度，可满足4万户普通家庭1年的生活用电。在此约1个月前，全球最大陆上风电机组——三一重能15兆瓦风电机组在2023北京国际风能大会上推出。在风电科技推动下，中国2023年风电装机规模将有望完成约4.3亿千瓦的目标。

风电科技创新永无止境。2023年，国家重点研发计划启动“可再生能源技术”重点专项申报，其中包括“新型高空风力发电关键技术及装备”项目，旨在探索新型高效高空风力发电实现机理，提出大功率新型高空风力发电解决方案。11月底，总投资约10亿元的“40兆瓦级风电机组电气及动力学六自由度实验平台”在广东汕头开始建设，该平台是支撑风电前沿研究的重大科研基础设施，建成后，将成为国际最大、全球领先的海上风电机组地面传动系统试验研究平台，填补业内空白。

33.9%！11月3日，由一家中国企业自主研发的晶硅—钙钛矿叠层光伏电池创下了光电转化效率新的世界纪录。就在几个月前，该企业另一款光伏电池转化效率进入世界前三。转化效率提升的同时，光伏材质也在创新。7月23日，银河航天灵犀03卫星发射入轨，其配备的“太阳翼”就带火了柔性光伏，其轻、薄、柔、可弯曲等特点决定了其拥有空前广阔的应用前景。

光伏技术创新促进光伏产品性能提升、价格下降、产业应用扩大和振兴。据统计，在光伏组件全球排名前十的企业中，中国企业占据7席。2023年，中国光伏继续快速增长，前10个月，新增装机容量达1.43亿千瓦。到6月底，光伏发电累计装机规模约4.7亿千瓦，超过水电成为中国装机规模第二大电源。据初步估算，中国光伏装机总量到今年底将超过5.5亿千瓦。

加强示范引领

储能发展蔚为大观

储能是指通过介质或设备把能量存储起来，在需要时再释放的过程。通过储能可以调节电力需求和供给的平衡，提高电力系统的稳定性和可靠性；促进新能源的大规模并网和高效消纳，降低碳排放和环境污染；支撑微电网的建设和运行，提升分布式能源的综合效益。2023年，中国储能科技应用诸多领域如电池储能、压缩空气储能、光热储能等非常活跃，大事频仍。

12月初，美国电动汽车和能源公司特斯拉在上海启动了其在海外的首座储能超级工厂建设。根据特斯拉于今年4月发布的信息，该超级工厂计划生产特斯拉超大型商用储能电池，规划储能规模约40吉瓦时，相当于4000万度电。中国企业纷纷加入或者扩大电池储能“赛道”，有超过100家在今年完成了投产，其中既包括比亚迪、鹏辉能源、亿纬锂能等一批电池储能头部企业，也有来自其他行业的新入局者。

12月1日，湖北应城300兆瓦级压缩空气储能电站示范工程全面进入调试阶段，为机组整套启动和并网发电奠定了坚实基础。该工程投产后将成为世界上首个投入商业运行的300兆瓦级非补燃压缩空气储能电站并将在非补燃压缩空气储能领域实现单机功率、储能规模、转换效率3项世界领先。值得一提的是，该项目所用的全球首套300兆瓦级压缩空气储能系列化大容量电机为中国企业自主研制。10月28日，山东泰安肥城市经济开发区10兆瓦盐穴压缩空气储能国家示范电站开始运行发电，这是继全球首座非补燃式压缩空气储能电站即江苏金坛盐穴压缩空气储能电站投产后，中国在此领域又一家投入运行的企业。此外，在山东济宁、河南平顶山等地，一些压缩空气储能电站新项目完成签约，相关项目将陆续投建，有更多采空的矿区将华丽转身为新的能源中心。

光热储能发电也被称作聚焦性太阳能热发电，即通过大量反射镜以聚焦方式将太阳能直射光聚焦起来，加热工质并产生高温高压蒸汽，以此驱动汽轮机发电。今年，中国光热储能发电技术应用获得大发展，据不完全统计，全年开工或招标项目超过10个，其中包括“输电入渝”新疆哈密410万千瓦新能源项目、中国广核集团西藏阿里雪域高原“零碳”光储热电示范项目。

提升国际合作

能源网络互联互通

2023年3月，在位于赞比亚首都卢萨卡以南约90公里的卡富埃河上， 由中国企业承建的中赞合作“一号工程”——下凯富峡水电站举行五号机组并网发电仪式，标志着下凯富峡水电站所有发电机组全部投产运行。该电站总装机容量为750兆瓦，将为赞比亚经济社会发展提供强有力支撑。

下凯富峡水电站工程是中国促进国际能源科技合作，推动能源科技创新成果“走出去”，服务国际社会的典型代表。2023年，中外能源科技和项目合作亮点频现，为促进经济增长、民生改善，应对气候变化，实现可持续发展做出了应有贡献。

在核电科技应用方面，7月14日，“华龙一号”巴基斯坦恰希玛核电站5号机组破土动工，这是中国该核电品牌在海外建设的第三台机组，中国核电技术“出海”由此迈出新步伐。在新能源科技应用方面，中国于9月推出“非洲光带”项目，利用自身的光伏产业优势，助力非洲国家实施一批小规模、聚焦民生和社区需求的“小而美”新能源合作项目。11月，中国—非盟能源伙伴关系框架下的中非能源创新合作加速器项目在深圳启动，旨在遴选和推广助力非洲能源转型的创新案例和创新技术解决方案，促进更多“小而美”能源项目落地非洲。

中方的上述努力赢得国际社会高度评价，“一带一路”绿色发展国际联盟联合主席马可·兰博蒂尼说，较小规模的基础能源合作项目对非洲及世界其他欠发达地区解决能源问题非常重要，这是“一带一路”绿色发展的一个新方向。美国环保协会负责全球气候合作的副总裁曼迪·拉姆哈萝丝认为，这些小项目可以有针对性地解决非洲国家偏远地区的实际需求，更易落地、推进和实施。

10月在北京举行的第三届“一带一路”国际合作高峰论坛，为中外能源科技合作注入新的动力，在论坛形成的务实合作项目清单中，有一批与能源有关，比如建立中国—巴基斯坦小型水电技术“一带一路”联合实验室、中国政府与乌兹别克斯坦政府签署援乌方风电站项目立项换文、在伊拉克建设750兆瓦光伏项目、在罗马尼亚建设拉特什蒂154兆瓦光伏项目。

中国一直致力于推进国际能源互联互通，打造融合智能电网、特高压电网、清洁能源等为一体的全球能源互联网，并发起成立了全球能源互联网发展合作组织。在近日举行的《联合国气候变化框架公约》第二十八次缔约方大会能源主题日上，该组织主席辛保安向与会各国代表阐释了打造全球能源互联网的重大意义。他指出，作为新型能源体系的重要组成部分，全球能源互联网将促进能源生产清洁化、能源消费电气化、能源配置广域化、能源业态数字化，有效统筹安全与转型、发展与减排、存量与增量的关系，为推动全球能源包容、公正、韧性转型提供了中国方案。这一方案引起与会联合国官员的共鸣和热烈讨论，纷纷表示，支持全球能源互联网建设，促进能源基础设施互联互通并以此加快各国清洁能源开发，降低能源服务成本，推动能源转型和节能减排。