5.25

知识分子

The Intellectual

图源：“美团青山计划”

博士论文结题的时候，王润国终于捣鼓出了200克的生物基橡胶，“能装一个小瓶子，可以毕业了”。

这是导师张立群院士在他博士入学时给的课题。那是2008年，“生物基合成橡胶”还只是一个概念，全球范围内都少有人知道怎么才能在自然界找到合适的生物基单体代替石油原料合成这种重要的化工原材料。

王润国也不知道，他尝试了各种文献中不同用途、不同特性的单体，苹果酸、月桂烯、柠檬烯等等，一个个被摆上实验台，但一直聚合不出高分子量的弹性体，王润国感受到不小的压力。后来，衣康酸酯体系慢慢有一些产出，王润国也决心坚守在这里，到2012年左右，原料、催化剂、引发剂的配方基本确定下来，终于得到了第一个“200克”。

在长达10年的时间里，王润国从实验室里的这200克出发，一点点克服产品的稳定性、规模、成本等问题，直到它变成了世界第一条年产5000吨生物基衣康酸酯橡胶的生产线，他也从一个博士生菜鸟长成了北京化工大学材料科学与工程学院教授。

他也因此获得了2021年度“青山科技奖”——由美团公司发起的、聚焦在碳中和及循环经济领域的青年科学家公益奖项，旨在鼓励更多的科研力量投身环保研究、助力绿色低碳基础科研及技术成果转化。

和很多科学类的奖励项目鼓励从0到1的创新不同，青山科技奖还致力于鼓励从“0.5到5”的突破，鼓励科学家再向前多迈一步。

传统工程类学科，尤其是服务双碳目标的这些研究要能够把实验室的基础理论突破，转化为可以被利用的技术，进而规模化产业化，最后降低成本，才能替换工业革命以来那些看似粗大笨重、实则不断精进、成本最低、最不好改的工业生产线。

换句话说，总得有科学家承接0.5到5的工作，耗费时间、精力、资金，在工业组织里真正融入，做漫长的积累。“任何一个缺点，都可能卡住一次应用和放大，你必须花时间突破它”，王润国说。

另一位青山科技奖获奖人、清华大学环境学院教授温宗国常常对同学们说，要把实验室建到企业生产线上去，科学研究就是要奔着问题去。

企业和市场实际上提供了一种很重要的反馈。任何技术都必须“见到人”，面对它最末端的使用者。比如，同样是橡胶，不同企业客户就会提出不同诉求，有的要求百分之百生物基，即使成本高一些、强度差一点也没关系；有的客户则要求不牺牲性能和价格。对于很现实的二氧化碳减排而言，往往是这些得以“见到人”的新技术、新创意才贡献了技术进步的减排收益——与石化裂解的传统工艺相比，王润国以衣康酸酯为原料构建的生物基衣康酸酯橡胶每吨可以减少约1.4吨二氧化碳排放。

2021年青山科技奖的获奖人、中国科学院大连化学物理研究所研究员李先锋团队的自主研发，则在辽宁省大连市“见到”了更多人。

依托其团队自主研发的全钒液流电池储能技术，大连建设了全钒液流电池储能调峰电站一期工程，在2022年底正式并网发电。目前，电站一期工程最多可储存40万度电，可满足20万居民一天的用电需求。

今年已经是青山科技奖的第三年，共有29名青年科学家得到这个人均百万大奖的资助。这批年轻的双碳领域的科研工作者，不仅在实验室里取得了突破，他们的成果已经或正在转化为实际应用。

双碳技术的全球军备竞赛

一个巧合是，不少青山科技奖的获奖人都是“半路出家”，有做芯片的，有做蛋白质研究的，还有做传统化工原材料的，他们为什么要转向低碳方面的研究？

清华大学材料学院副教授，北京市集成电路高精尖创新中心研究员王琛告诉《知识分子》，双碳目标，不只是保护环境，更是国家长远发展的战略，也是芯片技术赋能行业发展的新方向。

2006年，前世界银行首席经济学家尼古拉斯•斯特恩牵头撰写了关于气候变化经济学的《斯特恩报告》，呼吁全球向低碳经济转型。报告指出全球以每年GDP1%的投入，可以避免将来每年GDP5%-20%的损失。

到了2023年，牛津经济研究所发布的全球绿色经济报告估计，“到2050年，向零排放环境的过渡将为当年的全球经济带来价值10.3万亿美元的新产业。”

绿色经济产业庞大的体量对每个国家都有着巨大的诱惑，这个市场几乎对每一个参与者都是全新的，这是个跑马圈地的时代，是个全球各国争相竞逐的战场。

绿色实力将成为一个国家的经济实力，在这场全球各国纷纷入场的“绿色竞赛”中，低碳相关的研究也呈现井喷趋势，2018年，《自然》杂志正式上线了子刊，专门关注自然科学和社会科学以及工程和政策领域有关可持续发展的研究。

在这样的背景下，美团在2021年初，经过反复讨论，决定投入五个亿设立公益性的青山科技基金，与中国科协生态环境产学联合体、中国石油和化学工业联合会合作，资助“青山科技奖”和“环保科技创新示范项目”，截至目前，这项工作开展了3年，得到了来自全国上百家高校、科研院所，企业和行业机构的关注和支持，包括20多位院士在内的数百名专家参与了评审。

在德国、美国和日本都曾有过读书工作经历的陕西师范大学教授杨鹏向《知识分子》回忆到：“2006、2007年时，我在德国的马普研究所，就开始关注低碳，大约2010年开始，发展低碳经济、绿色环保的生物高分子材料体系在脑海中初步形成。”

杨鹏现在的研究领域是新型蛋白质材料，他说，蛋白质体系研究，在低碳领域最有发挥的价值。例如他目前的研究在生物农药、食品保鲜和绿色包装等多方面都得到了应用。

温宗国告诉《知识分子》，2014年的时候，在生态环境科技领域，中国和发达国家整体水平差距有10-15年，差距体现在很多方面，比如在固废领域我们科研资助范围相对更集中于末端治理，发达国家则着于从材料选择等生态设计开始考虑循环利用；比如更早支持了人工智能在环境科技领域的应用。而根据国家2019年开展的环境技术预测工作，相比于2014年这一差距缩小到5-10年。

王琛正在研究芯片和人工智能在环境科技领域的应用——综合环境感知芯片。这种小型电子设备，能够智能感知周围的环境条件，比如气体种类和含量等化学参量，温度、湿度、光线等物理参量，以及DNA，mRNA，病毒等生物参量。

王琛致力于将环境感知的“感知”环节芯片化和通用化，做一些非常规芯片做的事，比如内嵌至手机，检测有毒有害气体和病毒；比如安装在锂电池内部，为热失控提供提前预警；再比如针对新能源领域明星氢能，在产业链各个环节布置更小、更灵敏的芯片，四维“感知”氢气浓度演化，及时发现潜在的泄漏爆炸风险。

“刚刚萌芽的新产业其实非常脆弱，新技术的发展往往又伴随着不确定性，一旦出了安全事故，可能打击整个行业，这也是为什么我们必须提前搭建起一整套安全堡垒，为新能源保驾护航”，王琛说。

另一方面，低碳产业有它不断发展的产业链条与生态，王琛解释：很多低碳的相关技术“就像芯片产业一样，是迭代的技术，一旦链条完备和启动，就会像雪球一样越滚越大，技术-创新-市场也会协同攀高，通过市场的推动走向产业的高原、技术的群峰和创新的尖端”。

不仅如此，“不同以往，一个产业链再大的公司也很难独立完成，相关的上下游供应链的建立是行业壁垒的一部分”，我国整个新能源汽车产业便成了一个绿色产业的生态圈，王琛说，“链条一旦建立起来，叠加体量优势，链条只会越来越宽广，价值越来越高，直到走到产业链的顶端或者穷尽产业链的价值。”

环境效益，

不是论文里的一行数字

从某种意义上说，双碳行业不仅仅是一个全新的行业，更是对既有的传统行业的全面改造和升级。

在王琛看来，当前大部分尖端产业必须有大规模市场应用提供长期稳定的经济收益，提供大量的技术反馈和技术需求，才能够源源不断地产生原创技术和技术融合的进步。

企业驱动的创新模式在美国等发达国家已经相当成熟，如王琛此前在美国硅谷工作过的芯片巨头英特尔，常年保持投入约20%的营收用于研发，与高校合作非常紧密，培养了大批产业链公司，成果投入产业快速迭代，技术储备雄厚，贡献巨额利润，再投回新技术研发，形成良性循环。这种模式在中国正逐渐兴起，其背后的原因当前高精尖产业大多是技术驱动型，技术型企业必须盈利，拥有高附加值产品，并且规模足够大，这样才能持续迭代产品和技术，推动企业的持续发展。

被朋友笑称“工业学术两面派”的王琛更愿意将自己的科研范畴定位为“从实验室到工厂”（from lab to fab），或者说0到5，即从基础研究（0到1）到产业化前最艰难（1到5）的阶段，致力于将原创科研成果转化为实际的早期产业应用，剩余的部分交给市场去驱动和检验。

再新、再高端的技术研发出来，不用在实际的工业场景里，那它不就是实验室的一个研究吗？减排量不就只是论文里的一行数字吗？

但产业成本与生产规模密切相关。目前，王润国5000吨级橡胶产线比10万吨级的传统产线成本要高出30-50%；经过测算，当生产规模扩大到3万吨以上，成本就可以与传统方法持平，但要扩大规模，则意味着装备改造上亿的巨额投资，“这就是我们与已经非常成熟且规模巨大的传统生产工艺竞争时，实际面临的性价比挑战”，王润国说。

谁来出钱？

这就涉及市场接受度的问题。即使生物基材料的成本较高，一些企业仍然愿意购买，因为使用可持续材料可以提升品牌形象，尤其是在欧盟市场，对可持续产品的需求更高，一些高端鞋业品牌近来就采纳了他们团队的非粮路线生物基衣康酸酯橡胶材料。

此外，迈向碳中和的大背景之下，第一梯队的乘用车企业都面临向公众披露整车碳排放的压力，由此传导至上游供应商，比如轮胎企业就要拿出自己的减碳计划，拿不出就可能被踢出供应商列表。行业领先的倍耐力、米其林等企业近来纷纷承诺，到2050年，在所有轮胎中使用100%可持续材料。

杨鹏团队研发的“蛋白膜农药减量增效剂”，也在接受市场的上下检视。利用独有的蛋白质聚集技术，杨鹏团队通过大量植物提取获取成本较低的蛋白质；结合纳米成膜技术，进一步减少蛋白质用量，大幅度降低成本；从而将产品精准定位在成本优势，真正用在田间地头。

杨鹏认为，实验成果转化中最困难的一步是如何将基础研究成果放大生产，并最终变成产品。例如在实验室做出的性能卓越的材料，其关键在于能否大规模生产，并保持与实验室小规模生产相同的性能。

企业当然愿意为成熟产品买单，但谁来出支持跨越从实验室到实际工业化减排场景的鸿沟？

全国政协常委和人口资源环境委员会副主任、中国工程院院士王金南认为，美团的产业资源和资金支持，结合中国环境科学学会和联合体助力科技成果市场化转型方面的丰富经验和专业资源，可以为推动行业的绿色低碳转型进行积极的探索。

美团核心本地商业CEO王莆中也提到：“我们的目标不是追求经济回报，而是希望能够着眼未来，把这个领域研发时间长、成本高、回报慢，但产生巨大社会效益、产生巨大的长期效益的技术和研究人员甄别出来，能给予他们一些我们力所能及的帮助。”

在温宗国看来，这更是高校和研究机构，与企业的双向奔赴。

目前，温宗国团队的经费来源主要是企业、地方政府和国家资助，“国家经费在我这里大约占30%左右。将研究方向与实际问题结合，可以更多地获得社会资金资助。现在国家科技项目竞争异常激烈，一个项目有时候十几支队伍在竞争。把科技创新与企业一线的实际需求相结合，往往可以跟多地吸引社会资本支撑学科发展，反过来也可以进一步支撑国家科技创新项目的开展。”

中国目前正处于环境库茨涅茨曲线的峰值和下降的拐点，双碳目标清晰可量化、应用场景和拟解决的问题非常明确，可以倒逼产业往高质量发展，可以创造很多科技创新点。双碳目标国家有专门的科技专项，但从目前的情况来看，其体量并不是特别大，但各行各业都需要开展低碳转型及相应技创新，例如也可以借助更多的类似青山科技基金等社会资本的支持。

一个超强“外挂”

从国际惯例来说，一个与产业结合紧密的研究领域，研究经费的来源，多元性是必须的，除了国家的支持外，必须保持与企业一定的合作，才能保持From Lab to Fab创新链路的畅通。

王琛向《知识分子》解释：“我们这类工科的科研项目，很难说通过一个经费获得一个完整的技术簇的形成，而是需要不断的探索接力才能把一个技术点变成技术簇，进而通过技术融合成为工程化产品。大体来说，自然科学基金支持实验室原创，科技部支持技术工程化，工信部支持技术产业化，再由企业支持技术产业化提升和市场锚定，才有可能把一项研究从一个原始的原理变成一个样机、一个可转化的专利，然后进行产品化，并且循环往复，我们自己的项目就已经走了一个完整的循环。”

这种多元化、多阶段、循环式、稳定的经费支持对技术链和产业链的循环，尤显重要。

王琛解释：“个人感受，国家近年来不断加大对科研领域的经费投入，不断研判技术发展脉络和趋势，动态优化调节经费支持方向，精准稳定的支持新兴方向和重点方向，对高水平人才极度重视，企业和社会的研发投入也在大幅增加，科创引领产业高质量发展，原创技术带动技术革命已经成为共识，科创强国正当时”。

在这种背景下，如何更好的贴合国家战略，如何更好的瞄准科技创新的最前沿，如果把自己的技术积累和原创想法通过国家、企业和社会经费的支持变成新的技术增长点，如果在新的科技革命中抓住先机进而引领新的技术变革，几乎成了科研人员需要面对的一个共性问题，（见《知识分子》往期推送：面上项目申请数暴增，青年科研人员为何求生越来越难？）而这个问题，在青年科学家中，尤其突出。

“当你还是一个年轻老师的时候，缺钱是很正常的，我甚至拿我自己的钱往（项目）里贴过”，杨鹏回忆道。

王润国则回忆到：“企业一般不愿意投资短期看不到效益的项目，所以生物基橡胶项目前期主要靠国家项目经费支持。”

此时，一个来自民间的额外资金的注入，如同一个外挂。杨鹏描绘了一个场景：一个年轻，有独到想法希望做些大胆研究的科学家，如果有这样一笔经费的助力，还不需要马上开发出产品，而是给予一个5-10年的哺育过程，“我相信，产出一些非常意想不到的基础研究或转化成果都是可能的”。

而对于青山科技基金的提供方而言，“长期有耐心”，在整个奖项的设计之初就成了资助的宗旨。中国石油和化学工业联合会科技奖励与成果管理处处长段永鸿提到：这是考虑到我们资助的项目有些特性，“从小试到中试，最后到工业化，每一步都需要一个验证和实验，每一步的时间跨度可能都需要2~3年或3~5年，这个时间加起来，可能就需要七八年时间了……”

“长期有耐心”的另一层含义则是“着眼未来”。

在美国，自20世纪80年代起，科研经费中联邦政府的投入开始落后于工业界，但在中国，虽然已经有些大国企投资发起了一些横向项目，但这类的项目往往有明确的产出目标，探索性不强。

王琛解释：“如果只有企业导向，它就可能变成一个利益导向，对于面向未来的探索项目，企业最多支持自己的方向的延伸；而如果纯粹由高校或科研机构来主导，就变成一种学术导向，最终的成果往往停留在实验室，产品化很难推动，精力也不允许，这两种导向都有所偏颇，也是我个人从学术界走到产业界又回到学术界但是开展面向产业的基础研究的原动力。”

而青山科技基金，则有效地融合了这两种导向，“即看到未来的技术、利润，又足够坚定，坚定地按照国家战略去实施”。

一个不功利、不短视，长期有耐心的科研基金，能够推动一种新的研究生态，逐步迭代降低成本，最终把产品推广到各个行业。这一点，在西方发达国家都是有先例的，在中国，由企业发起的探索性的科研资助仍是新鲜事物，而在低碳领域，青山科技基金更是吃螃蟹的人。

来自民间的“外挂”型资助，与政府经费接力，作为来自政府的科研经费的有力补充，除此外，民间资本的灵活性也为申报这项资助的科学家们带来了一种新的体验。

杨鹏盛赞青山奖简洁的申报书，真正地做到了不让科研人员花过多精力在参评上，甚至，这位蛋白质专家觉得：“申报的过程，对我还有帮助——写青山科技奖材料也是对我工作的梳理和未来发展方向的思考，比如，我在申报书面提到了一个对于预制菜的防腐处理，现在做的水果保鲜剂的研究灵感就是源于当时的想法”。

除了申请书，青山奖令人印象深刻的特色还包括它的在线匿名评审。在青山奖的终审现场，评委们坐在一起，申请人则是采取线上答辩的方式。

进入在线评审的平台后，申请人面前所有的评委的头像都是黑色匿名的。一位申请人则评价这样的方式，“像抽盲盒一样刺激”——不知道下一个问题会来自哪里？

这样的方式，同样简洁有效地保证了评审的公平、公正性。

简洁高效的申请方式，公平公正的评审方式，长期有耐心的资助方式，共同打造了这支中国低碳领域的第一个民间科研资助基金。

正如王莆中所言：美团愿做科学研究的“铺路石”。创新不能一蹴而就，需要长期的投入和耐心的培育。美团有一句老话叫“长期有耐心”，我们也将长期支持青山科技奖，支持优秀青年科学家，让他们能够心无旁骛地投身科研事业，发挥出最大的创新潜能。我们也将与合作方、与专家委员们和在座各位一道，使青山科技奖成为真正推动绿色低碳技术和产业进步、最具影响力的社会科技奖励之一。