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2011年8月的一天,中国科学院电气工程研究所(以下简称“电气工程研究所”)的会议室座无虚席。“冒险总是需要勇气和一点疯狂的性爱。只有通过疯狂,我们才能找到天才的基因。对你的梦想有信心,随时准备捍卫你的理想!”站在讲台上的电气工程研究所所长肖立业,在向研究所工作人员推荐《思考》一书时,激动得多次举起双臂。
第一次接触到科研人员固有印象的肖立业,平头,金丝眼镜,白衬衫扎牛仔裤,还不足以回答记者的疑问:34岁的中年男子,刚刚在演讲中激情褪去,舒服地靠在黑色皮转椅上,成为国家863计划高温超导限流器研究项目的首席科学家。也是他和一个平均年龄为35岁的团队站在了世界高温超导技术研究的前沿。是什么让他和这个团队?
是对理想和创新的“渴望”。“这与你在研发上花了多少钱无关,而是一些谨慎的改变是否能让你兴奋。”他轻描淡写地证明了记者的这一判断,他的眼神中有一种不容忽视的坚持。
超导“先锋”
2011年4月8日,在电工办公室完成了日常工作的肖立业,在办公室里静静地坐了很久。后来,他告诉记者,“那天的心情有点特别。”
100年前的今天,荷兰莱顿大学的物理学家昂纳斯教授在一项实验中观察到,当液态氦冷却到绝对温度4.2摄氏度(-269摄氏度)时,液态氦中汞的电阻突然消失,从而发现了超导性。
这也是肖立业在高温超导领域研究的第22个年头。
20世纪80年代末,氧化铜化合物的超导性被发现,氧化铜化合物的临界温度突破了液氮温度区,这在世界范围内掀起了一股更大的超导研究热潮。加深对超导的理解,实现超导材料的创新应用,是当时许多科学家的梦想。
“我隐约觉得这是一个充满挑战和创新的新领域,它将是电气工程的前沿。”当时,肖立业是重庆大学电力系统自动化专业的学生。他对超导的浓厚兴趣让他有了做相关研究的想法。之后,肖立业选择了高温超导磁体技术作为自己进一步的研究方向。
20多年来,高温超导材料的发现鼓舞了科学界和工业界。许多国家将超导技术视为21世纪具有经济战略意义的高新技术,并加快超导电力技术的应用研究和开发。然而,高温超导材料一般是机械性能较差的陶瓷材料,而第一代高温超导材料如铋系,电磁性能较差且价格昂贵,因此其应用受到很大限制。
“近半个世纪以来,由于发现了新的超导材料,每个人对超导材料在电力方面的应用研究的热情经常高涨,而经常被挫折所熄灭。这种热情一直延续到今天。”萧立业并不回避近年来超导研究的波折,虽然他感到无奈,但这并不妨碍他对高温超导电力技术的热情。
1998年,肖立业选择回国发展,积极开展中国超导电力技术研究。
当时,美国、日本、英国等发达国家在高温超导电力的研发上投入了巨大的精力。2000年,美国超导公司的低温超导储能系统甚至已经投入工业应用,并在重要的负荷和配电网中得到实际应用。这对中国刚刚起步的超导研究无疑是一个巨大的挑战。
回到中国后,肖立业开始在电气工程学院组织超导电力的研究工作。“开始时,它只是一个小原型和一个小实验。许多研究工作需要重新组织。”
随着近年来超导技术研发的日益重视,肖立业和他的团队逐渐缩小了与国外的研发差距。他们主持了10多个项目,包括国家863工程、973工程、国家自然科学基金项目、中国科学院知识创新方向项目和北京市重大科技项目。项目研究涉及高温超导电力应用、高温超导限流器、高温超导变压器、高温超导电缆、高温超导储能系统等基础和关键技术。
在科学研究的道路上,我们注定要忍受孤独。在无数次失败之后,肖立业和他的团队终于迎来了他们在超导领域研究的第22个年头的“盛会”。去年4月19日,就在超导发现100周年的第11天,中国第一个由电气工程研究所承担的超导变电站在甘肃省白银市投入电网示范运行。
"这是中国第一个超导变电站,也是世界上第一个超导变电站."肖立业的眼里充满了自豪和满足,“标志着中国是世界上第一个实现完整超导变电站系统运行的国家。”
记者在采访中了解到,在该超导变电站使用的四项超导技术中,超导储能系统是世界上第一套运行的高温超导储能系统;超导限流器是我国第一台高温超导限流器,世界第四台。超导变压器是中国第一台、世界第二台高温超导变压器。三相交流高温超导电缆是世界上最长的三相交流高温超导电缆...“白银超导变电站汇集了近十年来中国超导电力技术最新、最先进的研发成果,拥有近70项完全自主知识产权。”肖立业向记者介绍了这个项目像几件珍品。
今天,被两所科学院院士评选为“2011年中国十大科技进步奖”的全超导变电站示范系统仍在运行。“我们将密切监控变电站的运行数据,并优化和改善出现的问题。这也将是我们今后努力的方向。”
探索未知的领域就像走进黑夜的荒野,不知道路在哪里。“一旦你找到了正确的方法,所有的结果都会得到证实,并且会有一种豁然开朗的感觉。这是科学研究带给我们的最大快乐。”在萧立业的身上,记者可以轻易地捕捉到由兴趣而生的专注和由激情而生的快乐。
这种专注和快乐也成为支持他和他的团队前进的动力。他希望在高温超导领域建立一个“更清晰的发展模式”。在萧立业看来,这更像是超导电力设备产业化的前夜。仍有必要进一步提高超导体的临界温度,开发具有良好机械和电磁性能的超导线材,大幅度提高制冷系统的效率和使用寿命,进一步扩大应用示范规模。
“很难预测进入大规模实际应用阶段需要多长时间。然而,目前我国超导电力的研究和示范处于世界前列。尽管困难重重,一旦超导电力成为现实,它将是电力和能源行业的革命性变化。值得期待。”
DC传输革命
或许还有更多值得期待的。
从某种程度上说,肖立业不仅是从事高温超导技术研究的科研人员,也是引领电气行业技术发展方向的科研机构的领导者。如果说企业家最基本的使命是带领企业生存,那么萧立业显然需要看到更多。
“未来,中国的电气行业将面临重大变革。最重要的驱动力是能源结构的调整,特别是新能源的应用。”小丽叶的话是肯定的。
近年来,在政策的大力支持下,中国新能源发展极为迅速,在能源中所占比重越来越大,主要产品产量大幅增加,产业规模已经走在世界前列。虽然“大而不强”、缺乏核心技术、政策不到位等因素仍严重困扰着行业的健康发展,但从长远来看,以可再生能源为主发展新能源,替代常规能源是必然趋势。
“由于可再生能源的资源特性和发电方式与常规能源有很大不同,这将对未来电网的发展带来革命性的挑战,这就要求我们重新思考未来电网的运行方式。”萧立业强调。
他生动地告诉记者:“这就像一个企业,必须采用合理的组织结构和健康的运行机制,才能实现良性、高效的发展。未来可再生能源的大规模发展还需要依靠安全高效的电网结构和新的运行模式。”
追溯历史,人类最初的传播方式是DC传播。三相交流发电机和变压器相继发明,因为它们不能直接提升直流电。此后,交流输电普遍取代了DC输电,确立了交流输电的主体地位,从而形成了今天广泛使用的交流电网。
然而,电力系统的快速扩张使得交流电网的安全性和稳定性日益突出。未来,能源结构的调整将使电网规模与当前相比呈指数级增长。“如果通信模式仍然占主导地位,电网的不可预测性和安全稳定性将变得更加突出。”萧立业对此很担心。
为了探索输电模式回归DC输电的可能性,肖立业自2009年初开始带领团队对中国DC电网建设的合理性、网络架构、广域可再生能源互补利用模式以及超导DC输电技术进行研究。他们甚至从气象局购买了大量的天气数据,以证明可再生能源本身具有良好的时间空互补性,以及可再生能源在整个电网。
"未来输配电网和分布式电网将逐步向DC为主的运行模式方向发展!"肖立业认为,“如果采用通信方式,广域电网中的可再生能源就无法有效整合。DC电网对电网的影响非常小,不存在其他风险。未来电网向DC运营模式的革命性转变也将催生大量科技创新机遇和战略性新兴产业,但这需要技术上的重大突破。”
事实上,除了DC电网,它将对电力行业提出新的挑战,而能源改革和节能减排带来的能源需求变化也将对现有电网和输配电设备提出更高的要求。
“智能电网的概念现在非常热门,但关键是如何将传统电气设备转变为智能设备,并在整个电网中实现统一协调控制。”肖立业表示,未来的智能电网需要许多通信和信息手段,但最终电网将由许多智能设备组成。“就像企业不仅需要领导者有敏锐的判断力,还需要下面的员工有良好的执行力。智能电网的建设也要求每台设备都具有智能功能,特别是要重视DC输配电技术和设备、新型电力电子器件和设备、超导DC输电技术、分布式DC电网技术以及DC电网的高性能电力传感器。高性能电动汽车动力电池和分布式储能技术的研究、开发和应用示范将是对传统电力行业的巨大挑战。”
作为一名行业专家,肖立业深知它将带来的巨大变化。“如果所有设备都具有智能功能,并且整个电网都具有良好的通信功能和条件,经过大量的‘云’计算,就可以尽快判断电网。出现什么问题,制定应急计划,找到有效的解决方案,这是智能电网的精髓所在。”
迎接“知识爆炸”的时代
“这条路必须用自己的脚走,它必须是同行的人一起走的路。”这是电气工程研究所一名科学研究员的微博签名。
现在,对于萧立业来说,他的责任远不是个人成就那么简单。更重要的是把整个电工研究所引向更高的方向,因为在这条科研道路上,他们每个人都是自己的同事。
“我们现在正准备推进‘云研究平台’的建设,以共享电气工程研究所研究人员的智力资源。事实上,一个如此小规模的研究所不能谈论所谓的“云”,但我们可以采用“云”的模式。近年来,肖立业希望整合所有人的智慧,探索一条不同的科学研究之路。
作为一群经历过“知识爆炸”和“信息爆炸”时代的科研工作者,“未来会是一个什么样的‘爆炸’时代?”这是一个经常萦绕在萧立业心头的问题。
在他近年来对“云”计算知识的研究和探索中,答案似乎逐渐清晰。“如今,‘智能地球’、‘物联网’和‘智能电网’已经成为人们关注的焦点。实现这些概念的关键是建立一个覆盖面广、采用统一标准的开放共享平台。我们谈论的“云计算”只是一种处理信息的手段,但实际上我们可以通过“云计算”平台,以软件和数据为载体,开放和共享智力资源。每个人都可以直接将其他人贡献的所有智力资源称之为执行自己任务的程序中的“云”,就像在个人计算机中调用自己的程序和数据一样。”
有了这种发展,任何人都可以通过“云计算”平台轻松完成复杂的任务,并不断产生一系列新的研究成果。“这相当于智力的数倍扩张。我们即将进入一个‘情报爆炸’的新时代!”肖利叶调整了一下坐姿,略带兴奋的提高了音量。
但不可避免的问题是,所谓的“智力爆炸”有一个先决条件,即参与其中的每个人都愿意以某种方式开放和共享自己创造的智力资源,否则所谓的“智力爆炸”就无从谈起。
如何确保其他人愿意以这种方式开放和分享他们的智力资源?在许多情况下,这似乎是一个理想的状态。
记者还没问完,肖立业就急忙回答。看来这些问题已经在他心里反复考虑过了。“这需要机制和系统的护卫。知识经济将是未来社会的发展形式。迫切需要围绕这一点改进顶层设计。”
肖立业认为,如果“云科研平台”建设成功,该平台可以将所有科研机构的所有计算机和设备连接到该平台,并通过该平台共享所有科研人员的各种智力资源,那么跨学科研究就可以通过该平台轻松实现,许多复杂的问题也可以通过该平台轻松解决,创新成果和产出速度也可以大大提高。
展望未来,严谨而不刻板,是记者对萧立业的感受。在闲聊中,记者经常模糊自己的判断,这可能是由于他在近两个小时的采访中无意中透露出的领导和经理气质,因为他反复说明电网的运行类似于企业管理。
采访期间,他接到了两个电话。虽然具体内容不明,但反复强调“重视科研人员的作用,听取他们的意见”,显示了他对团队建设的重视。
“研究团队必须能够保持创新热情。激情也许不能使我们免于挫折,但当激情遇到人才时,也许我们就有机会实现超越。”在采访中,记者了解到,目前,电气工程学院已经制定了“创新2020”发展规划。“我希望未来的电气工程研究所能够促进工业和社会在关键技术研究方面的发展,并为基础科学研究中人类知识的增长作出贡献。”言外之意,充分展示了萧立业对未来发展的期待和激情。
标题:肖立业:打造非同凡‘想’的创新力量
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