綠色發(fā)展是高質(zhì)量發(fā)展的底色。2023年12月，華能石島灣高溫氣冷堆核電站完成168小時(shí)連續(xù)運(yùn)行考驗(yàn)，正式投入商業(yè)運(yùn)行，每年可帶來(lái)14億千瓦時(shí)的發(fā)電量，預(yù)計(jì)每年減少二氧化碳排放90萬(wàn)噸。

這是我國(guó)國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng)標(biāo)志性成果之一，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，標(biāo)志著我國(guó)在第四代核電技術(shù)領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平。“在空間跨度上，該核電站集聚了關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、設(shè)計(jì)驗(yàn)證、設(shè)備制造、工程建設(shè)、調(diào)試運(yùn)行等產(chǎn)業(yè)鏈上下游500余家單位。在時(shí)間跨度上，高溫氣冷堆核能技術(shù)從實(shí)驗(yàn)堆到商業(yè)運(yùn)行已經(jīng)走過(guò)了20年。”清華大學(xué)核研院副院長(zhǎng)、高溫氣冷堆核電站重大專(zhuān)項(xiàng)副總師董玉杰在接受中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào)記者采訪時(shí)表示。

安全性是核能發(fā)展的生命線，上世紀(jì)80年代，作為被業(yè)界公認(rèn)為具有固有安全特性核能技術(shù)的優(yōu)選堆型，高溫氣冷堆技術(shù)吸引了世界多國(guó)研究人員的目光。在中國(guó)科學(xué)院院士王大中帶領(lǐng)下，清華大學(xué)勇闖“無(wú)人區(qū)”，開(kāi)展先進(jìn)核能技術(shù)研發(fā)。在國(guó)家“863計(jì)劃”支持下，清華大學(xué)攻克了球形燃料元件、球床流動(dòng)特性等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，并于2000年建成10兆瓦高溫氣冷實(shí)驗(yàn)堆，2003年并網(wǎng)發(fā)電。

“這個(gè)實(shí)驗(yàn)堆相當(dāng)于一個(gè)大型的驗(yàn)證系統(tǒng)，驗(yàn)證了我們技術(shù)的可行性，相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)了“從0到1”的突破，從科學(xué)研究角度看很有意義，但從應(yīng)用層面看還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。”董玉杰告訴記者，2003年，清華大學(xué)開(kāi)始了“從實(shí)驗(yàn)堆到商業(yè)規(guī)模電站”的探索，與中核集團(tuán)聯(lián)合成立中核能源科技有限公司，共同設(shè)計(jì)研發(fā)高溫氣冷堆核能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方案。在此基礎(chǔ)上，2006年“高溫氣冷堆核電站”被列入國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)，清華大學(xué)成為當(dāng)時(shí)唯一牽頭實(shí)施國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)的高等學(xué)校。

從技術(shù)到產(chǎn)品，需要再研發(fā)再設(shè)計(jì)。用董玉杰的話說(shuō)，當(dāng)中的很多歷程非常艱難。“這條路此前沒(méi)有人走過(guò)，需要有前瞻性的布局。”根據(jù)高溫氣冷堆能夠達(dá)到其他堆型達(dá)不到的冷卻劑出口溫度這一特性，清華大學(xué)核能團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的這項(xiàng)技術(shù)將不只用于高效發(fā)電，還將發(fā)展核能的非電應(yīng)用，包括工業(yè)用高溫蒸汽和核能制氫等領(lǐng)域。沿著這一產(chǎn)業(yè)化方向，團(tuán)隊(duì)成功突破大型反應(yīng)堆高溫氦氣冷卻與密封、高溫核級(jí)系統(tǒng)、一系列首臺(tái)套設(shè)備研制等重大技術(shù)挑戰(zhàn)，研發(fā)出國(guó)際上性能最優(yōu)的核燃料元件，開(kāi)發(fā)出產(chǎn)能最大的生產(chǎn)工藝和設(shè)備技術(shù)體系等。

“技術(shù)是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，知識(shí)產(chǎn)權(quán)則是產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)勢(shì)所在。”董玉杰表示。自2006年起，清華大學(xué)圍繞高溫氣冷堆核能技術(shù)持續(xù)進(jìn)行知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局。多年來(lái)，清華大學(xué)逐步形成專(zhuān)利、軟件著作權(quán)、技術(shù)秘密等各類(lèi)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)形式相互配合，覆蓋模塊式反應(yīng)堆設(shè)計(jì)、耐高溫全陶瓷包覆顆粒球形核燃料元件、反應(yīng)堆不停堆在線換料等核心及相關(guān)配套技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系。同時(shí)，清華大學(xué)還通過(guò)《專(zhuān)利合作條約》（PCT）途徑等在10余個(gè)國(guó)家和地區(qū)提交國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)，密織知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)網(wǎng)。

2020年10月，清華大學(xué)以131件專(zhuān)利、4件軟件著作權(quán)及相關(guān)專(zhuān)有技術(shù)增資入股中核能源科技有限公司，中核集團(tuán)同步注入5億元資金，共同推動(dòng)后續(xù)60萬(wàn)千瓦級(jí)高溫氣冷堆產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目落地。清華大學(xué)以知識(shí)產(chǎn)權(quán)打包增資入股新公司方式推動(dòng)高溫氣冷堆核電站運(yùn)行，加速能源綠色化轉(zhuǎn)型，入選國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局發(fā)布的專(zhuān)利產(chǎn)業(yè)化十大典型案例。

這一方式加強(qiáng)了清華大學(xué)和中核集團(tuán)的集中研發(fā)力度。“我們選取了一部分與此次產(chǎn)業(yè)化方向相契合且易于轉(zhuǎn)化的知識(shí)產(chǎn)權(quán)進(jìn)行增資入股，同時(shí)選派專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員根據(jù)需求入駐企業(yè)，隨時(shí)解決產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)中遇到的具體問(wèn)題。目前項(xiàng)目進(jìn)展良好。隨著項(xiàng)目的進(jìn)展，新技術(shù)不斷產(chǎn)生，并陸續(xù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。”董玉杰說(shuō)。

在“雙碳”背景下，社會(huì)對(duì)清潔能源的需求更為迫切，經(jīng)過(guò)20年技術(shù)供需的深度融合，過(guò)去實(shí)驗(yàn)室里的技術(shù)逐漸走向市場(chǎng)，成為推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的新質(zhì)生產(chǎn)力。談及未來(lái)高溫氣冷堆核能的運(yùn)用，董玉杰滿懷憧憬：“現(xiàn)階段這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了小批量的推廣應(yīng)用，在高溫堆工藝熱應(yīng)用、核能制氫等方面的研發(fā)運(yùn)用也在持續(xù)推進(jìn)。我們期待這一技術(shù)能夠在更大范圍實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)用，為全球綠色發(fā)展注入更多生機(jī)活力。”（記者　吳珂）

（文章來(lái)源：中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào) 原標(biāo)題：清華大學(xué)推動(dòng)高溫氣冷堆核能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化落地——廿載求索，從實(shí)驗(yàn)堆到商業(yè)運(yùn)行）