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江同文:中国石油加强基础研究打造原创技术策源地的思考与建议

信息来源:石油科技论坛杂志 发布时间:2024-07-03 浏览量:62
摘 要:基础研究是整个科学体系的源头,其深度和广度决定着原始创新的动力和活力。加强基础研究是以习近平同志为核心的党中央作出的重大战略部署。中国石油作为国有重要骨干企业,始终坚持事业发展科技先行,把科技创新放到“国之大者”中去思考、谋划和推进,取得了阶段性进展。战略布局总体形成,基础研究条件平台体系基本完善,创新合作持续深化,已在超深层天然气、陆相页岩油、深层煤层气地质理论与勘探开发技术等方面取得一批重大标志性成果。但与原创技术策源地建设和公司高质量发展需求相比,存在基础研究内涵不够清晰、战略方向不够明确、科技体制机制尚不完善、基础研究顶尖人才和团队较少、创新生态有待进一步优化等短板,导致公司具有革命性和影响力的原创成果缺乏,对原创技术策源地建设支撑力量不足。建议围绕国家战略需求,进一步明确公司基础研究内涵,完善以原创技术策源地建设为统领、以国家级基础研究平台为依托、以基础性前瞻性科技项目为抓手、以各类基金为补充、以体制机制创新为保障的基础研究研发体系,致力在公司愿景和未来业务方向上创造新知识、储备新技术,从源头和底层解决制约公司高质量发展的关键问题,服务原创技术策源地建设和科技高水平自立自强。关键词:中国石油;基础研究;研发体系;体制机制;原创技术策源地


“原创技术策源地”是面向国家战略需求,通过策划、组织、研发与实施原创技术而形成关键创新资源与创新主体集聚并高效配置的具有持续性原创性活力的地方。原创技术强调“从0 到1”的原始突破,其形成依赖于科学领域的重大发现,也依赖于基础技术领域的重大创新。加强基础研究是打造原创技术策源地的根本保障。基础研究处于从研究到应用、再到生产的科研链条起始端,是整个科学体系的源头,基础研究的深度和广度决定着原始创新的动力和活力。地基打得牢,科技事业大厦才能建得高。加强基础研究是以习近平同志为核心的党中央作出的重大战略部署,国家科技部2022 年已制定下发《基础研究十年规划》。中共中央政治局于2023 年2 月21 日就加强基础研究进行第三次集体学习,要求各级党委和政府要把加强基础研究纳入科技工作重要日程,加强统筹协调,加大政策支持,推动基础研究实现高质量发展。中国石油天然气集团有限公司(简称中国石油) 作为国有重要骨干企业,肩负保障国家能源安全和绿色低碳发展的历史重任。加强基础研究,打造能源与化工创新高地,勇当原创技术“策源地”、现代产链“链长”,是公司高质量发展的必然选择,更是建设世界一流创新型企业的必然要求。


1 基础研究工作现状

中国石油高度重视基础研究工作,始终坚持事业发展科技先行,把创新作为公司的第一发展战略放在发展全局的核心位置,系统优化基础研究布局,加大投入力度,基础研究能力和水平有效提升。2021 年科学技术委员会会议上,戴厚良董事长强调“要牢牢把握增储上产、降本增效重大业务需求,优化公司重大科技项目布局,布局加强基础研究和应用基础研究”,为公司开展基础研究指明了方向。2021 年中国石油科技与信息化创新大会上,侯启军总经理指出“加强前瞻性基础性战略性技术研究,提升公司原始创新能力”,强调了加强基础研究的必要性。加快推进基础研究工作,是中国石油落实党中央决策部署的重大任务,是建设基业长青的世界一流企业的内在需求,也是公司建设原创技术策源地、能源与化工创新高地的重要支撑。


1.1 战略布局总体形成

中国石油围绕陆上油气勘探开发、化工新材料两大原创技术策源地建设,瞄准未来战略目标,结合国际科技发展趋势,以培育重大理论、重大创新方法、关键核心技术,抢占国际与行业前沿领域的制高点为目标,制定公司中长期科技发展规划和首个重大基础研究十年行动方案。重点围绕油气增储上产、工程利剑打造、绿色低碳发展、油品高效转化、炼化绿色低碳等12 个方面,布局51 个方向,初步描绘了公司基础研究的“施工图”和“路线图”,以期在公司最具优势、最有基础、最有可能突破的方向加快形成先发优势。中国石油设立首批基础性前瞻性科技重大专项,力争在提高油气采收率、非常规油气、深层油气、石油化工、新能源等战略领域实现一批前瞻性、基础性、引领性原始创新突破,全面提升公司基础研究能力和水平。


1.2 基础研究条件平台体系相对完备

中国石油于1998 年启动重点实验室建设工作,集团公司牵头建设国家级实验平台22 个,包括3 个全国重点实验室、1 个国家重点实验室、2 个国家工程技术研究中心、2 个国家野外科学观测研究站、4 个国家工程研究中心、1 个国家工程实验室、7 个国家能源研发中心和2 个国家市场监管重点实验室。公司级实验平台79 个(其中高校牵头2 个),包括重点实验室37 个、试验基地19 个、技术研发中心23 个。各级各类重点实验室作为国家和公司科技创新体系的重要组成部分,是组织高水平基础研究、聚集培养优秀科学家、开展高层次学术交流、制修订国际国家标准的重要基地。经过多年建设发展,重点实验室已从概念提出、原理设计、基础试验等维度,创新研发了烃源岩形成理论和评价方法、粒子冲击钻井破岩机理等系列前沿理论和技术,引领推动陆上常规油气勘探开发、非常规油气勘探开发、石油工程与装备、化石能源清洁低碳高效开发利用、能源产业数字化转型升级等领域的技术进步。根据近5 年相关数据统计,重点实验室支撑了中国石油全部基础研究一等奖、50% 的技术发明一等奖的获得。重点实验室的研究方向、数量、支持机制与布局定位等一直在动态调整之中,以调整存量和做优增量等方式,集中、定向、稳定支持优势和新兴领域,提升公司科技创新综合实力。


1.3 科研基金撬动作用进一步发挥

以“面向国家需求,引导多元投入,推动资源共享,促进多方合作”为宗旨,2011 年率先与国家自然科学基金委设立我国第一支石油化工联合基金,积极发挥企业“出题人”“答题人”“阅卷人”的作用,重点围绕石油、石化领域战略发展面临的重大技术难题和关键科学问题,开展基础性、前瞻性、创新性和应用导向性研究,促进知识与技术、院所与企业的协同创新。1993 年,设立中国石油科技创新基金,成为中国石油履行“加强基础研究多元化投入”社会责任的窗口,以及面向社会的科研品牌之一。通过资助40 岁以下的优秀青年人才,搭建了与全国300 多所高等院校、科研机构全方位成体系的合作平台。2017 年,中国石油设立直属院所基础科学研究和战略储备技术研究基金,按照公司“项目自主立项、过程自主管理、经费自主支配”的要求,由各直属院所自主管理,激励直属院所中青年科技人才围绕重大基础理论、应用基础研究或战略储备技术、关键实验技术,开展探索性、创新性学术活动,已在非常规、超深层油气勘探开发、人工智能等领域取得了一批理论新认识和技术新进展,建立了一批实验评价新方法,提升了公司自主创新能力。


1.4 创新合作持续深化

积极推动建设企业主导的产业技术联盟和创新联合体,以产业应用带动基础研究发展。先后与中国石油化工集团有限公司(简称中国石化)、中国海洋石油集团有限公司(简称中国海油) 签署战略合作框架协议,全面深化油气勘探开发等领域的战略合作。与北京大学、中国石油大学(北京) 和中国石油大学(华东) 等签署战略合作协议,与华东理工大学、西南石油大学、常州大学等构建创新联合体,深入进行校企融合、科教融合、学科融合,着力打造产业链、创新链高度融合的油气创新生态系统。


1.5 科技体制机制不断完善

持续优化科技战略决策机制。成立中国石油科技工作领导小组,统筹科技创新工作,制订发展战略和重大政策措施。完善科学技术委员会设置,聘请内外部院士、专家作为委员,突出学术把关和战略咨询作用,建立专项研究制度,使科学技术委员会真正成为学术机构。强化三级科技创新管理协同,突出直属科研院所研发中心定位,增强在基础前沿和关键核心技术研发中的骨干引领作用。突出科研自主权、改革探索 “特区”定位,建设运营深圳新能源研究院等4 个新设研究院。优化科研项目管理与成果管理工作,完善科技成果评价奖励办法,出台知识产权工作高质量发展实施方案。


2 基础研究面临的挑战

与国家能源战略需求、原创技术策源地建设需求、中国石油高质量发展及高水平科技自立自强的新要求、新任务相比,中国石油基础研究仍面临诸多问题和挑战。对基础研究与基础工作理解存在误区,基础研究周期长、见效慢等特性,使公司的科技部署偏重于“短平快”的应用性技术,“从0 到1”的原创性的科学技术成果不多。以应用性技术研发为主体的管理惯性和思维惯性,使公司在开展基础研究体系建设时,存在基础研究战略方向不够明确、内涵不够清晰、支持基础研究的体制机制尚不完善、基础研究顶尖人才和团队较少、创新生态有待于进一步优化等短板。


2.1 新时代新格局下基础研究的内涵、特征认识不够清晰

1962 年,经济合作与发展组织(OECD) 对基础研究的定义是“为了获得现象和可观察事实的新知识而进行的不以任何应用和使用为目的的试验性和理论性的工作”。1997 年,“巴斯德象限”理论提出了以应用为导向的基础研究,在线性模型的基础上,将单向、线性的概念扩展到二维空间,使之成为区别于以往纯基础研究的新类型。1998 年,澳大利亚提出战略性基础研究是“以特定应用为目的而获取新知识的实验性和理论性的工作,它能够为已辨别的实践问题提供一种更为广泛的知识”。随着基础研究学科前沿不断突破,学科范围不断扩大,“纯基础研究”“纯科学”“战略性基础研究”“应用基础研究”“探索性基础研究”等多种概念相互交织,由此带来对基础研究认识的多样性,不同概念偏重强调某一方面,出现厚此薄彼的现象。由于普遍认为基础研究是大学和科学院的主责主业,导致公司基础科学和基础技术投入不足,原创研究力量较为薄弱。


2.2 基础研究战略方向不够明确

注重战略性、前瞻性、系统规划是欧美日等发达国家基础研究科技政策、资助布局与科技管理的显著特点。如美国出台《无尽的前沿法案》等一揽子政策,明确提出基础研究的资助布局和资助比例,并加强对基础研究服务国家战略需求的引导,加快形成国家竞争优势。中国石油已编制原创技术策源地建设实施方案,但在发挥新型举国体制优势,统筹科学、技术、市场一体化规划基础研究领域任务布局,协同实施“自上而下”战略性基础研究、“自下而上”前沿探索性基础研究、“上下结合”应用性基础研究,推进原始创新、集成创新、开放创新的一体化设计、有效贯通等方面路线不够明确,导致基础研究活动与其他科研活动之间相对独立运行,研发链与转化链、人才链等融合不够。


2.3 支持基础研究的科技体制机制尚不完善

基础研究具有战略前瞻性、非共识性、长周期性、不确定性、高风险性等特点。从体制上看,中国石油已建立11 家直属研究院,但直属研究院内部普遍按业务设置组织机构,科研活动以集团业务短期应用需求为中心,由于没有专门开展基础研究的机构,基础科学研究力量较为分散。从机制上看,科研项目作为基础研究创新活动的核心载体之一,存在重大科学问题解构、遴选、凝练机制不明确,项目形成机制不够健全,项目管理不够科学等问题。表现为:项目产生和组织方式单一,现行项目立项评审主要依靠专家评审,非共识项目难以通过;项目过程管理计划性、确定性强,科研人员自由度小,缺乏门径管理机制;竞争性科技计划项目周期较短,导致科研人员以短期产出为目标,缺乏开展战略性、前沿性基础研究的动力和条件;对于研究时间长、后果不确定的科研活动,传统的绩效评价模式并不适合,制约了基础研究在整个创新链条中的定位。


2.4 基础研究顶尖人才和团队较少

公司虽然培养和聚集了一批科研力量,但是具有国际影响的高水平科学家严重不足,从事基础科学研究人员偏少,各类科研人员混同管理。由于应用性技术易出成果、见效快,大多数科研人员不愿意专心去搞基础研究,人才发展总体水平不能满足现阶段加强基础研究的需要。主要表现为基础研究的人才队伍结构不尽合理、人才发展环境不够优化、人才评价机制不够健全。在青年人才培养方面,政策力度不够大,多元人才培养机制不完善,存在人才断档风险。特别是人才评价机制,受以往“四唯”导向影响,基础研究人才评价标准成了“数数”(如统计论文数量及发表刊物等级、基金、头衔等),“数数内卷陷阱”使基础研究人才趋于功利化,难以潜心开展研究。


2.5 基础研究创新生态有待进一步优化

先进生产力产生于科技创新实践和先进的科学文化氛围,成长于公众理解和支持科学的社会环境中。科学成就离不开精神支撑,以“爱国、创新、求实、奉献、协同、育人”为主旨的从事基础研究的科学家精神弘扬不够。现有科技资源共享服务不到位,科研人员获取已有科研成果难,科技资源浪费,科技效率不高。基础研究成果产出周期长、失败风险高,科研人员职业晋升、荣誉获得难度大,保障不到位,缺乏长期从事基础研究的勇气和决心。


3 加强基础研究打造原创技术策源地的建议

开展基础研究是一项长期性、战略性工程。建议重点围绕国家战略需求,围绕原创技术策源地建设需要,明确公司基础研究的内涵,强化顶层设计,建立健全适应基础研究的体制机制,加快构建高水平的基础研究人才培养平台与创新生态,推动一批“从0 到1”的原创性理论技术突破,为原创技术策源地建设注入“源头活水”,进一步夯实公司科技自立自强根基。

3.1 进一步明确公司基础研究的定义和内涵

强大的基础研究是公司成为国家可靠战略科技力量的基石, 也是打造原创技术策源地的关键要素。公司的使命担当,决定了基础研究主要是面向国家重大需求的战略性应用基础研究,它不是简单的求知范畴,体现了基础研究和应用研究的动态关联性和交错融合性,基础研究首先通过初级的应用研究进入技术开发阶段,技术开发反过来促进应用研究,并进一步推动基础研究发展,呈现螺旋迭代上升态势(图1)。公司基础研究注重服务国家、公司战略,注重引领产业发展,注重科技成果的转化落地,注重从根本上解决科研生产“两张皮”的问题。其目的是解决工程创新中的基本原理、基本规律、方法模型等科学问题,更多地解决生产实践遇到的科学问题,属于超越巴斯德象限的三维象限范畴和典型的工程科学。


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图1 基础研究演化发展模型


3.2 以原创技术策源地建设为统领加强基础研究顶层设计

中央办公厅、国务院办公厅2022 年印发的《关于推进国有企业打造原创技术策源地的指导意见》,要求国有企业要充分发挥社会主义市场经济条件下新型举国体制优势,完善创新体系、增强创新能力、激发创新活力,促进产业链创新链深度融合,加快打造国有企业原创技术策源地。中国石油作为首批“重点支持类”策源地企业,按照国资委统一部署及相关工作要求,加强组织领导和工作协同,聚焦技术突破和能力提升“双目标”,将优化油气资源勘探开发(陆上)、化工新材料原创技术策源地实施方案,作为原创技术策源地的建设蓝图和施工图。已策划、组织、部署一批基础性、紧迫性、前沿性、颠覆性“四性”技术,培育研发创造能力、创新资源汇聚能力、成果转化能力、未来引领能力四种能力,着眼“构思一代、研发一代、试制一代、生产一代、应用一代”五阶段技术迭代路线,统筹项目、人才、资金、实验室平台、政策、创新联合体等关键创新资源与创新主体集聚并高效配置,使原创策源地成为强化基础研究、催生原创成果、彰显公司影响的科技中心和创新高地,带动公司整体创新能力全面提升。


3.3 进一步优化基础研究管理模式

公司基础性前瞻性科技专项是战略性基础研究的主阵地。一是攻关目标要瞄准突破现有重大基础理论的“天花板”,推动颠覆性思想和原理的产生,重构理论和技术体系。要深刻认识到从“0 到1”决胜未来,从“1 到10”决定当前。以华为为例,通过探索新一代MIMO 和无线AI 等理论与技术,逼近香农极限;同时研究语义通信等新理论,尝试超越香农极限,为通信打开更为广阔的发展空间。二是从第一性原理出发,透过科研生产的复杂表象发现最本质的科学问题,建立解决根问题的新思路和新方法。以深层页岩气为例,以效益建产为目标,深入研究复杂构造区储层地质力学机理和断裂地质力学机理,探索不同地区深层页岩气开发规律,配套适应地应力复杂、天然裂缝发育等地质特点的开发工程技术体系。三是要重视交叉创新。学科交叉是创新思想的主要来源或方式,一些跨学科和交叉领域可能有更多的意外之喜。交叉学科以现实中重要实践问题解决为出发点,融合不同学科的范式,构建以“问题解决”为中心的研究模式,推动以往被专业学科所忽视的研究领域。如20世纪的标志性新兴研究学科——认知科学,主要研究“在认识过程中信息是如何传递的”,就是以哲学、心理学、语言学、人类学、计算机科学和神经科学六大学科为基础构成的交叉学科群。国家及公司基金是前沿探索性基础研究的孵化池。一是充分利用国家自然基金联合基金等项目,集聚国内外优秀科学家智慧,助力公司基础研究高质量发展。二是重塑中国石油创新基金运行模式,发挥国家重点实验室等试验平台源头创新作用,设立以战略科学家或重点战略领域命名的创新基金 ,建立“实验室出题、科技界答题”的项目形成机制,探索实验室“主审制”等运行管理模式,构建强核心、大开放、大协作的创新格局。三是借鉴华为公司“黄大年茶思屋”的理念,建立线上线下交流平台,探索“难题揭榜”科研攻关模式,通过“出题、领题、破题、结题”四步走,聚合高校、企业、研究机构最强大脑,开展技术合作,寻求科研解决方案,从为我所知,变为我所用,到为我所有。在项目管理方面,建立特色柔性管理模式。一是从业务发展、工程实践、科学前沿、交叉学科方向,系统梳理重大科学问题、关键技术问题和工程创新问题,建立重大科学问题和重大技术需求凝练机制、预测机制和问题清单,完善基础研究选题机制。二是建立符合基础研究规律的项目形成机制和特色管理模式,实施分类管理、分级资助,建立非共识项目预研机制,推动科研范式变革。三是推进完全项目制管理,赋予项目经理人财物的自主支配权、技术决策权和外协单位选择权。四是探索“门径式”动态管理及淘汰机制,对阶段任务、进阶路径进行合理论证,对通关标准、许可条件进行科学确认,发挥好“阶段”的引导作用和“关口”的“漏斗”作用,强化精种精收。


3.4 构建高水平基础研究人才培养平台

加强基础研究,归根结底要靠人才。一是依托重大科技任务创新平台,实施基础研究科学家培养计划,遴选勘探开发及石油化工优势学科、前沿交叉学科带头人,创建一批大师工作室,实行“大师培养计划”。二是树立以质量、贡献、绩效为核心的人才评价导向,实现实验人员、基础研究人员、关键技术人员、支撑管理人员分类管理,建立与岗位职责和任务需求相适应的评价方式,有效发挥人才激励政策。三是创新青年科技工作者的培养模式,打造“无人区”计划,鼓励青年科技工作者勇闯科研 “无人区”,推行导师制、项目托举制等,健全与青年人才岗位、能力、贡献相适应的激励机制和岗位晋升机制让更多基础研究人才竞相涌现

3.5 塑造有利于基础研究的创新生态

真正的创新具有非共识、不确定性和反复性等特点。一是建立健全鼓励创新、宽容失败的容错免责和回溯机制,鼓励科研人员大胆探索、挑战未知。二是要突出国家级科研平台的基础研究中心定位,持续发挥院士、首席专家等科技领军人才的示范带头作用,优化公司重点实验室布局,建立实验室激励与退出机制,推动科研仪器及实验数据共享,构建与基础科研任务深度融合的科技平台网络。三是构建“以奋斗者为本”的激励体系,对取得具有重大国际影响力的科学发现、重大原创性的科技发明实施即时奖励,营造“板凳甘坐十年冷”的科研氛围。四是加强科研诚信管理,充分信任和依靠项目经理和项目团队的自主管理,对科研不端行为实行零容忍。五是厚植献身科学氛围,弘扬科学家精神,营造追求真理、崇尚创新、鼓励探索、勇攀高峰的良好学术氛围,引导科研人员充分理解“做学问没有深度,就谈不上真正的广度”。六是鼓励青年科技骨干在基础研究事业中实现人生价值,让广大科研人员心无旁骛地投入基础研究工作筑牢基础研究高质量发展的基石

江同文.中国石油加强基础研究打造原创技术策源地的思考与建议[J]. 石油科技论坛, 2024, 43(2):1-7.

Jiang Tongwen,Thoughts and Suggestions on Strengthening Basic Research and CreatingOriginal Technology Sources for CNPC[J]. Petroleum Science and Technology Forum, 2024, 43(2)1-7.