操秀英　陳瑜

“科技冬奧”不僅僅是科字口組織的，而是在各部門和地方支持下，廣大科研機(jī)構(gòu)、高校和企業(yè)的科研工作人員共同努力的結(jié)果。500多家單位、超過萬名科研人員參與研發(fā)的200多項(xiàng)技術(shù)成果在測試賽、運(yùn)動員訓(xùn)練、正式比賽中開展了示范應(yīng)用，為北京冬奧會高質(zhì)量辦賽和高水平參賽提供了有力支撐。

34秒32，快到很多人還沒反應(yīng)過來的一瞬，讓高亭宇成為北京冬奧會速度滑冰男子500米冠軍，創(chuàng)造冬奧會新的歷史。

在“冰絲帶”“最快的冰”上滑出最棒的成績，高亭宇的這一滑，是對“科技冬奧”的極致詮釋。

1月4日，習(xí)近平總書記在北京考察2022年冬奧會、冬殘奧會籌辦備賽工作時強(qiáng)調(diào)，當(dāng)今世界，科技在競技體育中的作用越來越突出。建設(shè)體育強(qiáng)國，必須實(shí)現(xiàn)高水平的體育科技自立自強(qiáng)。要綜合多學(xué)科、跨學(xué)科的力量，統(tǒng)籌推進(jìn)技術(shù)研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化，為我國競技體育實(shí)現(xiàn)更大突破提供有力支撐。

從申辦到籌辦，“科技”成為北京冬奧會的一大底色。

開幕式上，超高清地面顯示系統(tǒng)呈現(xiàn)出令人嘆為觀止的視覺效果;比賽場館內(nèi)，“最快的冰”讓運(yùn)動員們感受到速度與激情的快樂;賽場外的屏幕前，5G+8K轉(zhuǎn)播給觀眾帶來了視覺盛宴……一系列新技術(shù)、新應(yīng)用在冬奧會中落地，也讓“科技冬奧”從愿景走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。

科技感、未來感十足的北京冬奧會，讓國際奧委會主席巴赫感慨：“科技的潛力令人驚嘆，北京冬奧會在奧運(yùn)會歷史上第一次真正挖掘了這種潛力?！?/p>

“從申辦冬奧成功伊始，‘科技冬奧’就成為冬奧籌辦工作的關(guān)鍵詞之一?！痹诖饲芭e行的北京冬奧組委科技冬奧發(fā)布會上，北京冬奧組委技術(shù)部部長喻紅總結(jié)過去幾年的“科技冬奧”工作“有規(guī)劃，有成效，有期待”。

這的確是一場準(zhǔn)備充分的戰(zhàn)役。

時間回到2015年7月31日，馬來西亞吉隆坡，2022年冬奧會舉辦權(quán)進(jìn)入最后角逐環(huán)節(jié)。習(xí)近平主席的聲音傳遍世界：“我相信，如果各位選擇北京，中國人民一定能在北京為世界奉獻(xiàn)一屆精彩、非凡、卓越的冬奧會！”

當(dāng)巴赫念出“北京”那一刻，神州歡騰，世界矚目。

自此，“雙奧之城”如何續(xù)寫奧運(yùn)輝煌，成為北京和中國的大課題。

在北京獲得2022年冬奧會舉辦權(quán)后不久，科技部在總結(jié)服務(wù)2008年北京奧運(yùn)會、2010年上海世博會和2010年廣州亞運(yùn)會做法的基礎(chǔ)上，認(rèn)真分析冬奧會的特點(diǎn)和需求，提出“科技冬奧”的初步設(shè)想，報中央領(lǐng)導(dǎo)同意。

次年，科技部會同有關(guān)部門和地方精心策劃，研究制定了“科技冬奧（2022）行動計(jì)劃”。

其必要性不言而喻。我國冬季運(yùn)動項(xiàng)目整體實(shí)力與世界水平存在差距，亟須借助科技的力量在短期內(nèi)補(bǔ)短板、強(qiáng)能力;長期以來冬季運(yùn)動裝備特別是競技用高端裝備一直被西方發(fā)達(dá)國家壟斷，我國亟須攻克相關(guān)核心技術(shù)，培育人才和產(chǎn)業(yè);奧運(yùn)會是展示國家形象和創(chuàng)新實(shí)力的重要載體，也是助推高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要契機(jī)……

計(jì)劃有了，機(jī)構(gòu)有了，要如何具體推進(jìn)，以什么為抓手？

2017年春天，清華大學(xué)公共安全研究院院長、中國工程院院士范維澄接到一個任務(wù)，上述問題有了答案。

“科技部的同志找我談，說準(zhǔn)備在‘十三五’重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃里設(shè)立一個‘科技冬奧’重點(diǎn)專項(xiàng)，詢問我是否能擔(dān)任這個專項(xiàng)的專家組組長。”范維澄回憶。

作為火災(zāi)科學(xué)與安全工程領(lǐng)域?qū)＜?，范維澄開始有點(diǎn)懵：“我雖然還算熱愛運(yùn)動，但并不是體育方面的行家?！?/p>

“他們跟我解釋，冬奧賽事涉及的面太寬了，需要多領(lǐng)域、多學(xué)科交叉的融合協(xié)同。”范維澄說。

要辦好冬奧會，為它提供科技支撐，需要一個統(tǒng)籌領(lǐng)導(dǎo)過多領(lǐng)域、多學(xué)科、多部門，有應(yīng)對復(fù)雜局面經(jīng)驗(yàn)的專家領(lǐng)銜。從這個角度看，范維澄無疑是合適人選。他所在的公共安全領(lǐng)域本身跨度就非常大，自然災(zāi)害、安全生產(chǎn)、公共衛(wèi)生等領(lǐng)域的項(xiàng)目構(gòu)思和立項(xiàng)，他都參與過。

“反正簡單地說就是‘科技冬奧’這個領(lǐng)域沒有內(nèi)行，都是外行，大家從外行里邊把我找著了，那我就努力做?！狈毒S澄笑著說。

“科技冬奧”千頭萬緒，專項(xiàng)從哪兒切入，怎么才能抓住重點(diǎn)？

“‘科技冬奧’專項(xiàng)的實(shí)施框架是根據(jù)總書記對冬奧會的指示來制定的。”范維澄說。

除了“精彩、非凡、卓越”的承諾，2015年8月20日，習(xí)近平總書記主持召開中共中央政治局常委會會議，作出堅(jiān)持綠色辦奧、共享辦奧、開放辦奧、廉潔辦奧的重要指示，為如何籌辦冬奧會提供了根本遵循，亦為“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)的實(shí)施指明方向。

根據(jù)總書記的指示，科技部會同有關(guān)部門、地方提出，圍繞零排供能、綠色出行、5G共享、智慧觀賽、運(yùn)動科技、清潔環(huán)境、安全辦賽、國際合作8個方面統(tǒng)籌設(shè)計(jì)重點(diǎn)任務(wù)。

在此基礎(chǔ)上，最終專項(xiàng)確定了科學(xué)辦賽、運(yùn)動科技、智慧觀賽、安全保障、綠色智慧示范5個大方向。

2018年初，第一批“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)指南發(fā)布。

發(fā)令槍響起，一場時間緊、任務(wù)重的科研大攻關(guān)開啟。

有了2008年“科技奧運(yùn)”的實(shí)踐，有諸多目標(biāo)導(dǎo)向明確的科研攻關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對中國科技界來說，“科技冬奧”難度系數(shù)應(yīng)該不算高？

其實(shí)不然。

最大的難點(diǎn)是各方對冰雪運(yùn)動了解太少。

“由于寒冷氣候地域分布的原因，我國冰雪運(yùn)動的基礎(chǔ)相對薄弱，冬奧參賽項(xiàng)目不全，大型冬季項(xiàng)目競賽體系及備戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)相對缺乏，備戰(zhàn)冬奧的全面訓(xùn)練參賽體系更是需要重新構(gòu)建，科研與科技服務(wù)成為冬奧備戰(zhàn)直接的需求且挑戰(zhàn)巨大?！薄翱萍级瑠W”重點(diǎn)專項(xiàng)總體專家組成員、廣東省體育局教授李捷分析。

正因底子薄、基礎(chǔ)差，科技之于北京冬奧會的意義更大。實(shí)際上，科研攻關(guān)本身同樣面臨巨大挑戰(zhàn)。

作為國家體育總局奧運(yùn)專家組成員，李捷在夏季奧運(yùn)項(xiàng)目訓(xùn)練方面有著豐富經(jīng)驗(yàn)，有關(guān)冬奧項(xiàng)目的積累則少得多。中國體育界和科研界的大部分人員亦如此。

李捷分析，以運(yùn)動科技為例，因?yàn)槎瑠W項(xiàng)目的特殊性，如何通過科技輔助提升運(yùn)動員競賽表現(xiàn)水平，在中國乃至世界范圍，都是全新的課題和科學(xué)挑戰(zhàn)。

解難題，需要各方的通力協(xié)作。努力和行動始于政府部門。

為加快推進(jìn)“科技冬奧（2022）行動計(jì)劃”，2019年，科技部會同北京市、河北省政府及國家體育總局等部門，成立了以科技部部長王志剛為組長的“科技冬奧”領(lǐng)導(dǎo)小組。

與此同時，北京市、河北省一方面組織本地科技力量承接國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，另一方面設(shè)立了省級“科技冬奧”專項(xiàng)。北京冬奧組委制定了《科技冬奧重點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)施方案》，圍繞冬奧會籌辦的重點(diǎn)場景全面推動項(xiàng)目成果落地應(yīng)用。

2018年12月，科技部和國家體育總局簽訂“科體協(xié)議”，建立“科體協(xié)同”工作機(jī)制，重點(diǎn)圍繞“辦賽精彩，參賽也要出彩”的目標(biāo)，開展冰雪運(yùn)動科技、冰雪運(yùn)動裝備和器材等領(lǐng)域的科技攻關(guān)。國家體育總局研究提出參賽等方面科技需求，并積極推動項(xiàng)目成果在國家隊(duì)訓(xùn)練和比賽中落地應(yīng)用。

為直接、準(zhǔn)確對接需求，“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)創(chuàng)新實(shí)施機(jī)制，由科技部會同北京冬奧組委、體育總局等用戶部門和北京市、河北省等屬地單位，按照“三個共同”，即共同凝練科技需求、共同設(shè)計(jì)研發(fā)任務(wù)、共同組織項(xiàng)目實(shí)施，保障任務(wù)可落地、可實(shí)施、能應(yīng)用。

在此基礎(chǔ)上，精準(zhǔn)部署研發(fā)任務(wù)，創(chuàng)新項(xiàng)目形成機(jī)制。例如，對冬奧場館類任務(wù)，直接由業(yè)主單位作為項(xiàng)目主體，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目研發(fā)和工程建設(shè)的深度融合;對火炬研發(fā)任務(wù)，實(shí)行“揭榜掛帥”機(jī)制，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目研發(fā)與最終用戶北京冬奧組委的精準(zhǔn)對接。

“‘科技冬奧’重點(diǎn)專項(xiàng)確實(shí)解決了很多關(guān)鍵性的技術(shù)難題，而且成果最終都應(yīng)用得很好，這與專項(xiàng)立項(xiàng)時就緊扣需求，緊緊圍繞為冬奧會服務(wù)分不開?！庇骷t告訴科技日報記者。

范維澄認(rèn)為，專項(xiàng)面向北京冬奧會重大需求提供創(chuàng)新供給，目標(biāo)任務(wù)的實(shí)現(xiàn)體現(xiàn)在“應(yīng)用”和“帶動”效應(yīng)上，突出科技創(chuàng)新成果的集成、示范。

基于此，專項(xiàng)在實(shí)施過程中強(qiáng)調(diào)邊研發(fā)邊應(yīng)用。

“專項(xiàng)采取項(xiàng)目群管理機(jī)制，圍繞任務(wù)目標(biāo)和重點(diǎn)問題，加強(qiáng)同類項(xiàng)目的集成和信息共享，以項(xiàng)目群為單元組織做好技術(shù)成果落地，利用測試賽推動項(xiàng)目技術(shù)成果的集成應(yīng)用、測試和全面展示?！笨萍疾可绨l(fā)司司長祝學(xué)華表示。

李捷補(bǔ)充說：“還有一點(diǎn)特別好的是，項(xiàng)目管理專業(yè)機(jī)構(gòu)——中國21世紀(jì)議程管理中心建立了定期調(diào)度工作機(jī)制，組織項(xiàng)目承擔(dān)單位與用戶單位定期召開調(diào)度會，及時研究解決項(xiàng)目實(shí)施中遇到的實(shí)際問題?！?/p>

2021年10月份，科技部部長王志剛、副部長李萌會同北京冬奧組委、國家體育總局、北京市、河北省有關(guān)負(fù)責(zé)同志調(diào)研“科技冬奧”工作并召開專題座談會，部署推動倒計(jì)時100天“科技冬奧”沖刺任務(wù)。

在北京冬奧組委賽時指揮體系的領(lǐng)導(dǎo)下，“科技冬奧”領(lǐng)導(dǎo)小組還成立了賽時臨時工作專班，全面跟蹤“科技冬奧”技術(shù)成果在賽時應(yīng)用情況，與項(xiàng)目承擔(dān)單位現(xiàn)場保障人員、賽區(qū)場館業(yè)主、屬地管理部門等保持密切溝通，及時了解并協(xié)助解決項(xiàng)目成果在冬奧會賽時應(yīng)用中遇到的困難，確保各項(xiàng)新技術(shù)用得上、用得好。

最終，圍繞場館、運(yùn)行、指揮、安保、醫(yī)療、氣象、交通、轉(zhuǎn)播、觀賽等關(guān)鍵場景，500多家單位、超過萬名科研人員參與研發(fā)的200多項(xiàng)技術(shù)成果在測試賽、運(yùn)動員訓(xùn)練、正式比賽中開展了示范應(yīng)用，為北京冬奧會高質(zhì)量辦賽和高水平參賽提供了有力支撐。

“北京冬奧會開幕以來，中國體育代表團(tuán)整體表現(xiàn)出色，我們實(shí)現(xiàn)了全項(xiàng)目參賽，多個項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)歷史性突破。這些成績的取得，離不開科技對訓(xùn)練的強(qiáng)有力支撐。”國家體育總局科教司副司長李志全評價。

在祝學(xué)華看來，“科技冬奧”不僅僅是科字口組織的，而是在各部門和地方支持下，廣大科研機(jī)構(gòu)、高校和企業(yè)的科研工作人員共同努力，在工作中滲透“科技冬奧”的理念，實(shí)施科技研發(fā)項(xiàng)目，集成應(yīng)用我國多年來在相關(guān)領(lǐng)域的科技成果，為更好辦賽、參賽、觀賽提供了科技支撐。為子任務(wù)，目標(biāo)是“進(jìn)一步推動鈉離子電池的規(guī)?；⒌统杀净?，提升綜合性能”。

李志全不吝對“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)的贊美：“科技冬奧”項(xiàng)目為國家隊(duì)跨界跨項(xiàng)選材和科學(xué)化訓(xùn)練方案選擇提供了支持;為國家隊(duì)設(shè)計(jì)了模擬訓(xùn)練系統(tǒng);用科技搶時間;為國家隊(duì)提供了高性能器材裝備。

林波榮是科技部城鎮(zhèn)化領(lǐng)域的專家，也是冬奧組委可持續(xù)委員會專家。在重點(diǎn)專項(xiàng)啟動前，他已對冬奧會場館建設(shè)有了充分了解，因而成為專項(xiàng)辦賽部分的總體組專家。

“我記得第一批項(xiàng)目啟動時，專家們從早上八點(diǎn)半討論到下午，一致認(rèn)為要提煉這些場館建設(shè)中的共性關(guān)鍵技術(shù)難題，讓場館建設(shè)的業(yè)主單位、設(shè)計(jì)單位、建造單位聯(lián)合攻關(guān)，而不是一個場館一個場館地支持?！绷植s說，最后確定了在場館建設(shè)方面先行啟動“復(fù)雜山地條件下冬奧雪上場館設(shè)計(jì)建造運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)”和“人工剖面賽道類場館新型建造、維護(hù)與運(yùn)營技術(shù)”兩個項(xiàng)目。

承擔(dān)“人工剖面賽道類場館新型建造、維護(hù)與運(yùn)營技術(shù)”項(xiàng)目的正是北京冬奧會張家口賽區(qū)總規(guī)劃師、清華大學(xué)建筑學(xué)院院長張利。

此前我國從未有過符合國際標(biāo)準(zhǔn)的人工剖面賽道類場館。為實(shí)現(xiàn)賽道曲線的精準(zhǔn)表達(dá)、山地賽區(qū)的生態(tài)可持續(xù)、競賽場館的賽后長期利用，張利團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地運(yùn)用人因技術(shù)，結(jié)合賽后利用，進(jìn)行場館可持續(xù)設(shè)計(jì)。比如，“雪飛天”實(shí)現(xiàn)世界首例單板大跳臺與空中技巧的賽道剖面轉(zhuǎn)換。團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了一整套人工剖面賽道類場館的設(shè)計(jì)建造與檢測監(jiān)測技術(shù)。

挪威自由式滑雪運(yùn)動員、自由式滑雪男子大跳臺冠軍比爾克·魯?shù)略u價，場館十分驚艷，在這里比賽令人著迷。美國運(yùn)動員亞歷山大·霍爾說：“這個場館創(chuàng)造了歷史，有這么好的場館，技術(shù)提高是自然的事?！?/p>

“正是在‘科技冬奧’重點(diǎn)專項(xiàng)的支持下，我們攻堅(jiān)克難，為北京冬奧會的舉辦、冬奧健兒的競技實(shí)力發(fā)揮提供科技支撐?！睆埨f。

這正是“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)的意義和價值。

“有人可能會問，有沒有專項(xiàng)支持，冬奧場館不都得建？專項(xiàng)到底起到什么樣的作用？”在林波榮看來，“專項(xiàng)的作用是針對場館建設(shè)中的共性技術(shù)難題，聚集全國優(yōu)勢力量來解決，而不是簡單地給一筆經(jīng)費(fèi)，讓大家還是做原來的事情?！?/p>

以場館建設(shè)為例，立項(xiàng)時就必須回答：設(shè)計(jì)建造運(yùn)維有沒有解決國外有、國內(nèi)沒有的技術(shù)，國內(nèi)有沒有更好的替代方案，有沒有解決冬奧會場館建設(shè)史上碰到的獨(dú)一無二的難題。

“必須很好地滿足上述一條或多條標(biāo)準(zhǔn)，才有可能立項(xiàng)。”林波榮說。

從立項(xiàng)開始就科學(xué)布局，最終的成績有目共睹。在冬奧重點(diǎn)場館建設(shè)方面，賽道設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)建造、關(guān)鍵用材等方面多項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)新突破，例如，毫米級混凝土噴射成型技術(shù)首次被用于國家跳臺滑雪中心和雪車雪橇中心等場館建設(shè)，打破國外技術(shù)壟斷;在賽事保障方面，自主研發(fā)“百米級、分鐘級”高精度氣象預(yù)報系統(tǒng)，填補(bǔ)國內(nèi)復(fù)雜地形短臨預(yù)報領(lǐng)域的空白;創(chuàng)新研發(fā)的我國首輛國產(chǎn)雙人雪車，風(fēng)阻系數(shù)較國際同類產(chǎn)品降低8%，滿足國家雪車隊(duì)的需求……

科技部提供的數(shù)據(jù)顯示，源自“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)的212項(xiàng)技術(shù)成果在北京冬奧會應(yīng)用和展示。

市場給力、政策助力的背后，藏著鈉離子電池“天使與魔鬼”的雙重身份。

市場對鈉電池寄予厚望，更多看到的是其“天使”的一面。王朝陽提及“鋰資源儲量足夠”的話雖不假，但其分布不均，70%分布在南美洲，尤其中國鋰礦資源與新能源發(fā)展所需并不相稱。據(jù)國際能源署最新數(shù)據(jù)顯示，到2030年，僅靠現(xiàn)有和在建的鋰礦生產(chǎn)項(xiàng)目，全球?qū)⒊霈F(xiàn)約50%的鋰需求缺口。

鈉電池“天使”的一面也正在于此：鈉元素是地殼中儲量第六豐富的元素，是地殼中鋰資源的上千倍，且地理分布均勻，成本低廉;同時，鈉離子化合物容易獲取、價格穩(wěn)定且低廉;再者，在低電壓下鈉、鋁不會合金化，因此鈉電池負(fù)極可使用更便宜的鋁集流體，從而可進(jìn)一步降低電池的成本和重量。此外，鈉、鋰屬同族元素，二者物理化學(xué)特性及儲存機(jī)制相似，前者不僅可兼容鋰電現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備，還具有相對穩(wěn)定的電化學(xué)特性和安全性，這也讓鈉電池?fù)碛斜蠕囯姵馗嗟南胂罂臻g。

政策希望推動鈉電池產(chǎn)業(yè)，是因?yàn)槠淠壳叭蕴幱谘邪l(fā)之中，尚未形成生產(chǎn)規(guī)模、缺乏供應(yīng)鏈。

鈉離子電池坐擁許多優(yōu)點(diǎn)，為何多年枯坐冷板凳？這就是其“魔鬼”的一面：相比鋰離子，鈉離子半徑更大，在充放電過程中正極材料更易崩塌。這要求正極材料必須有更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)、有較高的氧化還原電位，才不至于在鈉離子脫嵌過程中發(fā)生結(jié)構(gòu)坍塌。目前，已發(fā)現(xiàn)普魯士白和層狀氧化物兩類物質(zhì)能滿足其要求且相對有商業(yè)價值。

負(fù)極材料同樣棘手。常用的石墨雖然便宜好用，但其與鈉離子性相不合，鈉離子嵌入后易失去電化學(xué)活性。此外，在進(jìn)一步規(guī)?；矫妫c電池也對制備工藝和環(huán)境友好有著更高要求。

寧德時代的鈉離子電池方案中，采用了與石墨同屬碳基材料的硬碳作為負(fù)極，將正極材料換成鈉化合物，并使用特定技術(shù)手段處理電解液，初步實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)。只是這些技術(shù)與材料的成本，尚須在規(guī)?；筮M(jìn)一步觀察。

中科院物理所研究員、中科海鈉創(chuàng)始人胡勇勝說，鈉離子電池幾乎與鋰離子電池同時（20世紀(jì)70年代末）開展研究，但在多種原因之下鈉離子電池研究一度停滯，直至2010年后才迎來轉(zhuǎn)折與復(fù)興。而隨著研究的不斷深入，研究者發(fā)現(xiàn)鈉電池不僅具有上述多種優(yōu)勢，還具有較好的功率特性、寬溫度范圍適應(yīng)性、安全性能和無過放電問題等優(yōu)點(diǎn)。

基于當(dāng)前技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化水平，鈉離子電池正對污染嚴(yán)重的鉛酸電池形成替代之勢。

胡勇勝還介紹說，借助于正負(fù)極均可采用鋁箔集流體構(gòu)造雙極性電池這一特點(diǎn)，可進(jìn)一步提升鈉離子電池的能量密度，可使鈉離子電池向著低成本、長壽命、高比能和高安全的方向邁進(jìn)。