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霸氣!中國卡歐美國家脖子的41項硬核科技!

孟晚舟未被釋放,美國還在持續打壓華為。

這件事的背后,令人憤懣和心酸,也讓我們看到這樣一個現實:一些類似芯片的關鍵技術上,中國被美國卡脖子多年。那么,美國有技術或者資源短板,同樣被中國或者其他國家卡脖子呢?

當時是有的!列舉如下!

一、華為的通訊設備

世界上能由國產設備組成自主通信網絡的國家只有中美兩國。實際上,世界大約100多個國家都使用華為的通訊設備組成的網絡。比如日本為例,日本的4G網絡設備中,華為占據相當大的份額。日本的軟銀的4G設備基本都是采購自華為。華為公司在通訊技術方面,已經逐漸從追趕愛立信、思科,到和歐美齊頭并進,到現在已經開始逐漸領先全球。

二、超級鋼技術

中國研成的超級鋼技術上達到2200MPa并已經量產,優先滿足軍工需求。中國超級鋼研制成功并規?;I生產,主要是由北京科技大學羅海文教授團隊研發完成。羅海文教授運用他在第三代汽車用錳鋼時積累的經驗,成功突破了超級鋼研制難題。

對于特種鋼,要么具有高屈服度,但延展性較弱,要么延展性優良,屈服度不強,也就是兩者優點同時兼備十分很難。北京科技大學羅海文教授最終研制成功的超級管,不但具有高屈服度,而且又具有高延展性?!犊茖W》期刊報導,中國研發出的新型特種鋼,擁有2200Mpa的和16%的均勻延伸率,獲得了極佳強度和延展性。

若拿各種船只鋼材強度來比,普通民用船只需要250Mpa超級鋼、而軍艦則需要300Mpa左右的超級鋼,能起飛重型戰斗機的大型航母則需要達到800Mpa以上,十分苛刻的潛艇要求最為嚴格,需要達到1100Mpa以上。因此,2200Mpa超級鋼材達到了美俄潛艇鋼的2倍。

為了驗證中國生產的超級鋼之真實性,美國麻省理學院科學家還專門對中國生產的超級鋼作了材料先進性表征技術驗證,驗證結果,最終證實了中國生產的超級鋼確實如羅海文教授發表在《科學》雜志上的論文所述。

中國的超級鋼具有二大優點:

一是成本低。中國的超級鋼是成分簡單的中錳鋼成分體系,其中,含有10%錳、0.47%碳、2%鋁、0.7%釩,材料都是廣泛使用的鋼材料中常見的合金元素,沒有通過大量使用昂貴的合金元素來提高強韌性;

二是容易規?;a:超級鋼是通過工業界廣泛使用的加工工藝來制備,比如熱軋、冷軋、熱處理等常規工業制備工藝,不是采用那些難以規?;I生產的特殊加工工藝來制備。因此,這種超級鋼具備在鋼鐵企業進行百噸級規模工業化生產的潛力。由于鍛制工藝上的提高,大幅提高了鋼材的性能。對潛艇的意義非常大,因為同樣質量下超級鋼強度翻倍,則意味著下潛深度更深。

三、超50%熱效率柴油機

中國著名企業濰柴動力超級發布全球首款突破50%熱效率的商業化柴油機。達到50%熱效率,其意義相當于猶如人類歷史首次百米突破10秒。

所謂熱效率,是衡量內燃機燃油利用效率的標準,熱效率越高,燃油消耗越少,節能減排的效果就越顯著。直時至今日,柴油機熱效率已從26%提升到了46%。

濰柴的內燃機,不僅向全球發布首款本體熱效率超過50%的柴油機,而且能夠輕松滿足國六/歐Ⅵ排放要求,并率先具備量產和商業化條件。重要的是柴油消耗大幅降低8%。

濰柴的內燃機公司一直聚焦發動機核心技術、前沿技術,對柴油機熱效率進行專項攻關,尤其開創了五大專有技術:協同燃燒技術、協調設計技術、排氣能量分配技術、分區潤滑技術、智能控制技術,解決了高效燃燒、低傳熱、高可靠性、低摩擦損耗、低污染物排放、智能控制等一系列世界級難題,讓柴油機本體熱效率超過50%。

如果以世界上目前46%的行業平均熱效率水平進行估算,熱效率提升至50%,柴油消耗將降低8%,二氧化碳排放將會減少8%,若按照國內目前重型柴油機市場保有量700萬臺測算,假如全部替換為50%熱效率的柴油機,每年可節約燃油約3332萬噸,減少二氧化碳排放10495萬噸,無疑為解決能源短缺和全球氣候變暖問題做出十分重大貢獻。

全球權威內燃機研發機構德國FEV首席執行官史蒂芬·皮辛格曾經認為,對于運輸行業來說,滿足50%熱效率柴油機的推出,預示著行業向低成本、高效益和環境友好又向前邁出一大步。

中國的濰柴集團建立全球唯一、年產銷百萬臺發動機的研發制造基地,成功研制全球首款重型商用車動力總成,支撐著中國自主品牌重型商用車達到世界領先的競爭優勢。值得一提的是,濰柴集團還把控了全球高端液壓、高功率密度發動機、燃料電池、高端電機控制等核心技術。

四、中國的稀土分離加工技術及專利雙第一

中國稀土專利第一:數據來自對國際稀土專利的詳盡國別檢索。時間范圍從提交第一項專利申請開始到2018年8月最后一次提交為止。

1983年,中國首次提交國際稀土專利申請,在14年之后,中國的相關專利申請量就超過美國以及其他所有國家。截至2018年8月,中國稀土專利申請量累積比美國多出2.3萬件。

從2011年以來,中國每年的稀土專利申請量都超過全球其他國家的總和。到2021年初,中國累積的稀土專利數量將超過世界其他國家的總和。值得一提的是,中國公司可以通過專利訴訟和專利封鎖等法律策略來廢除現有的非中國專利。相對于世界其他國家,中國的專利申請還在提速,特別是從2011年到2018年增加250%。

中國是稀土加工技術強國。是全球唯一一個有稀土精煉能力的國家。

1)中國化學科學家徐光憲建立了獨立自主創新的串級萃取理論,并且推導出100多個公式,成功設計出套工藝流程,實現了稀土的回流串級萃取技術。采用徐光憲的科研成果生產的單一高純稀土大量出口,中國實現了由稀土資源大國向稀土生產加工大國質的轉變。中國出口的已不是稀土,是加工過的高純度稀土。

中國在2006年生產的單一高純度稀土已占全球產量的九成以上,徹底打破美、法、日等國家對國際稀土市場的壟斷格局。由此,徐光憲被稱作“稀土界的袁隆平”。

2)孫曉琦團隊研發出新型清潔高效分離術:孫曉琦團隊開拓新型萃取體系,推動清潔高性能稀土分離技術的研發,率先開發新型清潔高效“分離術”。同傳統分離技術相比,這一新型分離技術的特征是萃取過程不使用有機溶劑,萃取—沉淀劑能夠反萃及循環使用,具有無工業廢水產生、低成本等優勢;且安全性好,萃取—沉淀速率快,所得到的稀土沉淀富集物尺寸可增大幾十倍以上,大大提高了稀土分離提純效率,具備良好的工業應用前景。孫曉琦團隊其創新性工作分別在《美國化學工程師學會會志》《美國化學會可持續化學與工程》《綠色化學》等全球期刊上發表,并入選英國化學工程師學會全球獎、中國化工學會侯德榜化工科學技術獎、中國稀土學會杰出工程師獎。

美國稀土專家詹姆斯認為:全球只有中國具備精煉能力。事實上,中國以外所有的稀土礦場都將精礦或高價值氧化物運往中國,加工成稀土金屬、合金、磁鐵和其他高價值材料。在稀土分離萃取技術上,中國擁有其他國家無法相比的優勢。

中國的稀土分離純度早已超過99.9999%。有人問:為何美國有稀土礦卻做不起來?主要是因為技術掌握在中國人手上。美國重新建設稀土產業鏈至少需要花費大約10年左右時間。

五、中國的光纖技術

中國長飛公司光纖世界第一,光纖及預制棒雙雙位居世界第一,光纜位居全球第二;長飛光纖光纜有限公司創建于1988年5月。武漢長飛是中國光纖光纜生產企業的龍頭老大,全世界生產總量排行第2名。長飛公司由郵電部、武漢市與荷蘭飛利浦公司于1988年共同創建,92年注冊資本3600萬荷蘭盾(相當于人民幣1.8億元),現與荷蘭德拉克公司共同經營管理,是當今中國產品規格最齊全、生產技術最先進、生產規模最大的光纖光纜專業制造和研究開發的企業公司。

亨通光電,是世界光纖光纜三強,亨通占據中國國內光纖通信市場份額25%、全球市場份額的15%。

早在2013年,中國和美國都有17%的消費者能夠接入光纖網絡,而到了2019年,中國光纖的滲透率大幅躍升至86%(來自工信部發布的數據顯示,光纖接入用戶占比達到92%)。而美國這個數據僅為25%。中國自2013年以來,光纖部署速度一直在穩步加快增長。時至2019年,擁有86%以上的寬帶用戶是光纖接入,而96%以上的行政村均覆蓋光纖(根據工信部發布的數據,光纖接入用戶占比達到92%;98%以上行政村覆蓋光纖)。

中國與美國完全不同,因為構成中國互聯網“骨干”的所有接入點都是國有的,對基礎設施的完全控制使得擁有便捷的部署過程及直接投入。

美國事實上有巨大的機會來擴大其光纖覆蓋范圍,并為創新應用提供良好的前景,而這些好處在于;因為光纖連接還可以幫助縮小美國農村地區的數字鴻溝,并且提高農業產量,可以刺激地方和區域經濟。

六、中國的艦艇全電推進系統(中壓直流輸電技術)、電磁彈射及電磁炮技術

有人曾美譽馬偉明堪比“當代錢學森”、“中國電磁彈射之父”,因為他和他的團隊成功研發試驗出成熟的航母全電推進系統、電磁彈射技術、并將大量安裝在各種艦艇之上。讓中國在艦艇發動機領域實現革命性進步,領先美日等發達國家。

美軍之前公開的海軍戰艦技術路線圖,明確將以中壓直流輸電技術為未來研發方向。馬偉明院士豪言稱“領先就領先美國”。

曾經有俄專家稱:在中壓直流輸電技術上,中國領先不止10年。

馬偉明教授研發的艦載電力系統,是中國艦船使用的中壓直流綜合電力系統,這一系統早在幾年前中國就已經研制成功并加以使用,重要的是,馬偉明教授研發出這一系統領先美國十多年,現在美國仍然還沒有這一系統。目前美國以及西方國家使用的中壓交流技術,唯一看見的應用這一系統的是美國“朱姆沃爾特”級驅逐艦和英國45型驅逐艦。但在實戰中,或在日常訓練中都難以形成戰力。

美國在戰艦規劃中要以中壓直流綜合電力系統作為重點發展方向,其中還擬定列裝時間為2030年,美國的規劃充分證明美國將要走馬偉明的路線。并且這一技術,中國已經成功的運用在電磁炮的電力系統上,成功突破20兆瓦艦載發電機組,因此,就艦載電磁炮技術而言,中國已全球領先。

七、中國的激光技術

激光包括戰略性激光武器(反衛星用)、戰術性激光武器(防空、空戰及陸戰用)等兩種。戰略性激光系統有神光1/2/3 。戰術性激光武器,中國已經實現小型化,據美國《大眾科學》雜志網站報道,“低空衛士II”和“沉默獵手”激光攔截系統是目前世界上最為強大的激光武器之一。

“低空衛士II”系統是安裝在激光炮塔上的一種更強大的移動式激光武器,不僅可以擊落無人機,還能防御迫擊炮和火箭彈襲擊。該系統由中國物理工程研究院和久遠高新技術裝備公司組建的合資企業研制,由保利科技公司負責銷售。其前期型號“低空衛士I”于2014年首次亮相。后者通過使用電子傳感器來瞄準無人機。其打擊范圍翻了一番,達到4千米,最大輸出功率增加300%,達到30千瓦。

美《大眾科學》認為:中國的激光技術目前已達到足夠的緊湊水平,能夠將一部功率高達30千瓦的激光器安裝到一輛輕型四輪卡車上。該系統能夠以15至50千瓦功率的激光攻擊無人機、小型艦艇和直升機。

“低空衛士II”激光攔截系統擁有一個可移動的穹頂狀保護罩,能夠在非戰斗狀態下保護該系統的光電攝像頭和有源器件,同時也有利于在運輸過程中對激光炮進行偽裝。“低空衛士II”可被安裝到中型卡車或者6x6裝甲運兵車上。在測試中成功擊落30多架無人機,實現百分之百的擊落率,而美國的同類系統還在試驗階段。

八、中國核電站壓力容器的C形密封件技術

核電站壓力容器是核電站核心關鍵部件之一,而密封件則是防止外泄的關鍵部件。

中國核電站壓力容器已經實現全國產化,其中C形密封件由中國最大的靜密封生產公司之一的浙江天生密封件公司設計制造,價格30萬左右,美國的價格超過300萬人民幣。中國國內秦山,紅河等核電站都已實現應用。

在世界上,C形密封件目前只有中國和美國能制造,盡管法國和日本都是全球核電強國,但是密封件卻不能實現自主生產,需要從美國購買昂貴的密封件,因此,在成本上根本無法和中國核電進行競爭。

中國的C形密封件研發出來且成功應用之后,美國300萬的密封件幾乎將要退出市場。比如日本核電很多部件都需要從歐美進口。

九、中國的新一代永磁電機和潛艇AIP發動機技術

十、中國的高鐵技術

中國高鐵聞名天下,其中復興號高鐵已實現350公里/小時,時速超過日德法(美國目前無高鐵技術)。

復興號動車組列車,是中國標準動車組的中文命名,由中國鐵路總公司牽頭組織研制、具有完全自主知識產權、達到世界先進水平的動車組列車,是目前世界上運營時速最高的高鐵列車。

復興號”曾經進行了60萬公里考核,比歐洲標準還多了20萬公里。最終,整車性能指標實現較大提升,“復興號”的設計壽命達到了30年,而“和諧號”是20年。

復興號列車阻力比既有CRH380系列大幅降低7.5%-12.3%,列車在350公里時速下運行,人均百公里能耗下降17%左右。列車的高度從3700毫米增高到了4050毫米。而且車廂內實現了WiFi網絡全覆蓋。

復興號設置了智能化感知系統,且具有強大的安全監測系統,全車部署了2500余項監測點,比以往監測點最多的車型還多出約500個,能夠對走行部狀態、軸承溫度、冷卻系統溫度、制動系統狀態、客室環境進行全方位實時監測。它可以采集各種車輛狀態信息1500余項,為全方位、多維度故障診斷、維修提供支持。

十一、中國的電動汽車電池

比亞迪早在2015年超過美國的特斯拉(銷出42091輛第三),日產電動(44533輛第二)以銷出50979輛的成績奪得第一。

中國的電池研發,已處于全球第一集團。中國已實現電動車電池技術突破;比如鎳碳超級電容電池:其續航里程達300公里。比如天津未來科技城研發的充放電次數可達5000次以上、一次充電即可滿足續航里程為300公里需求的高能鎳碳超級電容電池。

值得一提的,高能鎳碳超級電容電池曾是中科泰能科技發展有限公司的新能源專利項目,該新型電池在電動汽車用動力電源選擇上實現重大突破,攻克及突破了一般電動汽車安全性差、充電時間長等技術壁壘。

十二、中國的造島神器——“天鯤號”

中國自主設計制造的6600kW絞刀功率重型自航絞吸船“天鯤號”在江蘇啟東下水。由于“天鯤號”具有噸位大、爪牙鋒利、挖掘和傳輸效率高,在以后的造島工程中,將大有用武之地。正是因為“造島神器”的工作效率異常驚人。在2017年5月,我們正式發布公告:為維護國家安全,對大型挖泥船實施出口管制,未經許可任何單位和個人不得對外出口。“天鯤號”是由中國自主設計、制造的。

十三、中國的煤制油技術——單向閥

中國的煤制油技術位居于世界絕對領先地位。煤制油技術系統中有一個小部件:單向閥。全球之前只有德國一家公司生產,德國公司獲取了極高利潤,這個小小的閥門,價格竟然高達180萬人民幣,而壽命最長卻只有3個小時。折舊費用平均一分鐘達一萬元。值得一提的是,中國湖南西迪技術公司研發出單向閥后,價格只有20萬人民幣,而壽命有1年多,最終這家德國公司已徹底退出競爭。因此,世界其他任何國家想搞煤變油技術,若不購買中國的裝備,根本無法和中國競爭。

十四、中國的飛機剎車技術

全世界起飛重量最大的飛機為烏克蘭的安-225超重型運輸機,這款飛機的最大起飛重量為640噸,能夠搭載超過250噸貨物。波音737和空客320這種典型的單通道客機,起飛最大重量大概在50-80噸的范圍;而波音747這樣的四發雙通道寬體客機,起飛最大重量在300-400噸,尤其是空客380這樣的超大型客機能有500噸以上。因此,飛機的重量不但非常重,而且落地時速高達幾百公里,無疑飛機剎車技術十分關鍵。

中國在全球第一個完成了碳陶剎車盤,并且已經應用了軍用飛機的7個機型上,這項技術是源自2004年的國家科技發明一等獎的陶瓷基復合材料制備技術。

值得一提的是,由中國西北工業大學與中航工業西安航空制動科技有限公司聯合研制的碳陶剎車盤產品,已成批量裝備部隊7個飛機機型,讓我國成為全球第一個率先使用碳陶剎車盤的國家,標志著中國飛機剎車技術躋身于世界領先水平。

飛機碳陶剎車技術是在上世紀90年代在世界剛興起,發達國家均投入巨資大力研制,但最終收效甚微。該產品的研制。2004年,西北工業大學國家科技發明一等獎的陶瓷基復合材料制備技術與我國飛機碳剎車核心企業的西安制動聯手。經過12年的刻苦攻關,經過上萬次的臺架試驗,突破了三大關鍵技術,并且形成了5個重大技術發明點,獲得了19項國家授權發明專利,在國內屬首創。

碳陶剎車盤與上一代剎車盤相比,靜摩擦系數提高1—2倍,濕態摩擦性能衰減降低60%以上,磨損率降低50%以上,使用壽命提高1—2倍。生產周期降低2/3,生產成本降低1/3,能耗降低2/3,性價比提高2—3倍。價格也僅相當于國外同類產品的50%—60%,是全球唯一能在1500℃高溫環境下,各項物理性能不發生衰減的材料。推廣應用后,每年可為我國民航客機節約成本3億元左右。

剎車盤已應用在我國的民航客機,比如我國民航客機目前主要是三個型號,新舟60,ARJ21和首飛的C919。其中ARJ21在2017年2月已經成功的在成都航空公司飛行5000小時。

十五、治療帕金森的腦起搏器

中國自主研發的清華腦起搏器,打破了美國公司在神經調控產品領域的獨家壟斷歷史,為帕金森、癲癇等功能神經疾病患者提供先進的治療方法。

清華大學2014年曾經與北京品馳公司、北京天壇醫院聯合研制的清華腦起搏器,不僅打破了美國公司壟斷、而且讓中國成為世界上第二個掌握該技術的國家,且憑借質優價廉贏得醫生及患者的信任,一年多時間就推廣應用到全國40余家三甲醫院,開展臨床手術1000多例次。腦起搏器,全世界只有美國美敦力和中國品馳科技兩家能造,但品馳的產品無疑更受市場歡迎,根據統計,到2016年,全國治療帕金森手術,使用品馳腦起搏器的一年超過2000例,使用美敦力的一年只有1000例多點,且品馳的增長速度遠快于美敦力。品馳科技已快速對美國產品產生替代。

歐洲及日本依然沒有掌握植入腦部的電機設備技術,因此,做手術需要從中國和美國買。不僅如此,曾經依托清華智力資源的品馳公司還在研發治療癲癇,老年癡呆這些疾病的植入設備治療技術。

十六、基因測序儀

基因測序儀又稱DNA測序儀,是測定DNA片段的堿基順序、種類和定量的儀器。由于測序是全球蓬勃發展的大產業,作為核心裝備的基因測序儀,一臺價格高達數百萬人民幣,其設計制造目前只有美國,中國,瑞士三個國家掌握,其中美國僅有的兩家測序儀供應商Illumina和生命科技,illumina一度成為美國的大牛股,因為在過去十年時間里股價上漲了200倍,被評為全球最聰明的公司,排名甚至在特斯拉之前。中國國內目前有6款國產基因測序儀,尤其是深圳華因康和華大基因都相當不錯。

值得一提的是,國產的測序儀的價格是國外同類產品的一半,試劑耗材則只有國外同類產品的三分之一。尤其是日本德國法國英國這些國家,基因測序儀設備依然需要進口。

十七、特高壓電網

中國在特高壓輸電之高端制造領域領先世界,在世界上已處于領先水平,我國不僅僅是特高壓輸電大國,更是連歐美發達國家都承認的強國。更值得一提的是,中國是全球唯一掌握特高壓技術的國家,中國特高壓技術標準也是全球唯一的技術標準。

中國在全球率先建立了完整的特高壓交直流、智能電網技術標準體系,主導制定國際標準39項,標準建設成效顯著。截至2017年3月,中國提交并立項的ISO/IEC標準接近600項,主導編制39項國際標準。中國主導制定的特高壓、新能源接入等國際標準成為全球相關工程建設的重要規范。

輸電電壓一般分為高壓、超高壓和特高壓。國際上,高壓通常指35—220千伏的電壓,超高壓則指330千伏及以上、1000千伏以下的電壓,而特高壓則是1000千伏及以上的電壓。具體而言,特高壓輸電技術又分為特高壓交流輸電(不小于1000千伏)和特高壓直流輸電(不小于±800千伏),其中特高壓直流輸電以其更適合長距離點對點輸電成為各國競相發展的前沿技術。

十八、世界最大射電望遠鏡

中國天眼“FAST”,是口徑達到500米的球面射電望遠鏡,是中國自主設計建造的,是全世界最大的,也是性能最先進的射電望遠鏡。中國天眼主要用于尋找暗物質、暗能量和收集宇宙中的各種信號。

FAST可把中國空間測控能力由地球同步軌道延伸至太陽系外緣,將深空通訊數據下行速率提高100倍。其應用價值可以是為自主導航這一前瞻性研究制作脈沖星鐘;診斷識別微弱的空間訊號,為國家安全服務; FAST能夠提供高分辨率和高效率的地面觀測;跟蹤探測日冕物質拋射事件,服務于太空天氣預報。

即使是遠在百億光年外的射電信號,中國“天眼”也有可能捕捉到,還可能發現高紅移的巨脈澤星系,實現銀河系外第一個甲醇超脈澤的觀測突破;用于搜尋識別可能的星際通訊信號,尋找地外文明等。全世界已有多達十多個國家的天文學家來到中國,希望能夠參與到FAST的科研項目中。

十九、非線性光學晶體

非線性光學晶體是對于激光強電場顯示二次以上非線性光學效應的晶體。非線性光學晶體,是高新技術和軍事技術不可或缺的關鍵材料之一,直接影響激光技術的發展進程。1990年,中國材料學界的泰斗陳創天院士研究組研發出全球第一塊KBBF晶體,KBBF成為控制激光武器的“命門”。

KBBF晶體,是唯一一種能直接倍頻產生深紫外激光的非線性光學晶體。深紫外激光由于其波長短、加工精度高,在半導體光刻、激光光電子能譜和激光等領域有著十分重要的應用。據資料顯示,KBBF晶體是當前世界各國在太空激光武器的研發中,不能缺少的關鍵材料,它同時也可以用于測量固體電子能、應用于光電子能譜儀、超導技術、以及新興的前沿科學技術領域。

起初中國曾經向全世界開放KBBF晶體,但實踐證明這項技術實在是太重要,在2009年中國停止對外出口,從而導致美國在此領域停滯不前。盡管美國人經數年研究,美國先進光學晶體公司曾經宣布,他們用15年的時間最終研發出具有完全自主知識產權的KBBF晶體,而中國在2015年就成功研發出更加先進的LSBC晶體,再次領先美國。

二十、“啟明星2號”及熱核聚變

中國在2016年底成功進行核反應堆零功率裝置“啟明星2號”的首次臨界試驗,試驗顯示,不但可以大幅度降低核廢料的放射性危害,而且還能將核燃料的利用率提升到95%,讓核能源變成真正清潔、安全可持續性的戰略能源。

裝置是由中核集團中國原子能科學研究院和中國科學院近代物理研究所聯合研制的,核反應堆零功率裝置“啟明星Ⅱ號”實現首次臨界。這標志著中國加速器驅動次臨界系統(ADS)研究完成又一個重大節點,同時也標志著我國在核反應堆新一代零功率裝置研發領域達到全球先進水平。

加速器驅動的次臨界系統——ADS嬗變系統,可以使長壽命高放核廢料嬗變為短壽命低放核廢料,同時減小體積,對于解決“核廢料安全處置”問題具有重要意義,世界上尚未有ADS嬗變系統工程化應用的先例,該裝置將為ADS嬗變系統工程化研究提供關鍵實驗數據。

該裝置是ADS研發第二階段的重要成果。此前,零功率裝置“啟明星I號”在國家973項目支持下,于2005年7月在中國原子能科學研究院研制成功,并成為國際原子能機構開展ADS試驗研究的基準裝置?!吨袊萍紙蟆分暗奈恼?,談及ADS嬗變系統研制,稱“在很多專業人士看來,ADS嬗變系統是一個比‘兩彈一星’還要難的項目,沒有任何的經驗可學習借鑒”??梢娺@一系統的研制難度之高。

目前世界上許多國家都選擇地下深埋方式處理核廢料。比如美國在尤卡山建立的儲藏庫,耗費300億美元,將核廢料埋藏在但地表下數百米的巖層中。這些設施從選址到運行需耗費數十年,而且不能保證絕對安全。

而相應的,ADS嬗變系統,則是使用加速器產生的質子流來轟擊核廢料,使之發生嬗變反應,變為半衰期較短的核廢物,可以大大降低放射性廢物的儲量和毒性;而在這個過程中,ADS的次臨界反應堆還可以發電,等于將核廢料變成了可以用于發電的核燃料,且發電后產生的廢料可以相對安全的處理。中國則是世界上首個開展ADS系統大工程項目研制的國家。中國自主研制的大型核廢料運輸容器樣機已通過驗收,徹底解決了困擾我國多年的核廢料處理與運輸難題。

美國曾經為處理核廢料不惜斥資6400億元人民幣建造一巨型的存放核廢料基地,但截止2015年,基地內核廢料的存儲量高達75%,意味著要不了多久,其基地存儲量將達到飽和。

二十一、燃煤高效清潔利用技術

浙江大學能源工程學院高翔教授領銜,與浙江省能源集團有限公司合作的“燃煤機組超低排放關鍵技術研發及應用”項目曾經獲得國家技術發明獎一等獎。高翔團隊經過20多年的努力,在NOX、PM、SO2、Hg、SO3等多污染物高效脫除與協同控制技術研究等方面取得突破,研發高效率、高可靠、高適應、低成本的多污染物高效協同脫除超低排放系統。

這個技術解決復雜煤質和復雜工況下煙氣多污染物超低排放難題,讓燃煤變得更加清潔。成果特點:

1)發明多污染物高效協同脫除集成系統,研發燃煤機組超低排放新工藝,實現燃煤機組主要煙氣污染物排放優于天然氣發電排放標準限值要求,引領我國燃煤機組超低排放工作;

2)發明多功能脫硝催化劑配方、催化劑制備及催化劑再生改性等系列技術,解決了燃煤機組高效脫硝難題;

3)發明細顆粒物高效脫除技術,解決了顆粒物的超低排放難題。

高翔和項目團隊的重大貢獻:創造了一套超低排放系統,燃煤煙氣在短短的幾十秒內,就能在其中通過,而二氧化硫、氮氧化物、顆粒物、汞、三氧化硫等多種污染物會被過濾掉,從而徹底實現超低排放。

十分不容易的是,這套排放系統價格十分低廉,設備投資和運維成本勻攤到每度電上僅增加約1分錢,值得一提的是,此技術獲美日等授權專利34件。這一成果在全國十多個省市的1000MW、600MW、300MW等級燃煤機組和中小型熱電機組上實現了規?;瘧?,累計裝機容量超過1億千瓦,全國尚可改造6億千瓦裝機容量。

2.中國煤炭轉化技術獲突破,煤做到燒干榨盡。

低階煤分級轉化關鍵技術瓶頸已被突破。研發團隊經過36小時的連續試驗,在熱功率2MW的預熱燃燒中試裝置上,實現了神木半焦燃燒效率98.65%、NOx原始排放濃度63 mg/Nm3,氣化殘炭燃燒效率87.6%、NOx原始排放濃度83 mg/Nm3。在不降低燃燒效率的同時,NOx原始排放濃度遠低于100 mg/Nm3的國家火電大氣污染物排放標準,而這兩種燃料的干燥無灰基揮發分僅為8%和0.7%。因此,標志著該團隊研發的預熱燃燒技術一舉攻克超低揮發分碳基燃料著火穩燃、燃盡和污染物排放控制的三大難題。

中國低階煤儲量接近5000億噸,約占煤炭探明儲量的42%,并且這是一類煤化程度較低的煤。低階煤的分級轉化是指將煤炭通過熱解或氣化提取油氣,剩余的半焦或殘炭作為高品位潔凈燃料燃燒發電的煤炭利用方式,可謂將煤炭徹底吃干榨凈。

低階煤熱解或氣化的副產品半焦、殘炭,屬于“超低揮發分碳基燃料”,采用傳統燃燒技術,會有著火穩燃困難、燃盡率低、NOx排放高的難題。實現此類燃料的清潔高效燃燒利用,已成為制約我國低階煤分級轉化的關鍵技術瓶頸。

低階煤熱解的半焦產率約為原料煤的50-70%,氣化的殘炭產率約為原料煤的20-30%。隨著中國低階煤分級轉化產業的發展,煤氣化、制焦等行業每年將產生數億噸半焦、殘炭,采用預熱燃燒技術實現這些超低揮發分碳基燃料的高效清潔燃燒利用,勢必將創造巨大的經濟效益和環保效益。

二十二、“煤變油”技術

神華集團運作的煤直接液化項目是目前世界上第一個工業化示范工程。中國神華是世界領先的以煤炭為基礎的一體化能源公司。2006年中國神華煤炭儲量位居世界煤炭上市公司第二位,煤炭銷量位居第二位。也是中國最大的煤炭生產商和最大的煤炭出口生產商,并且擁有中國最大的優質煤炭儲量,中國神華擁有專用的鐵路和港口,鐵路總里程為1367公里,是中國唯一擁有由鐵路和港口組成的大規模一體化運輸網絡的煤炭公司。

二十三、量子技術

中國的光量子路線:2017年5月,中科大潘建偉宣布中國目前可以實現10個光量子糾纏,是世界上首臺可以超越早期經典計算機運算速度的原型機;

中國的超導路線,2016年底中國已經實現10個量子比特,刷新之前9個量子比特的世界記錄。

中國的量子存儲器,2015年10月,李傳鋒研究組成功實現確定性單光子的多模式固態量子存儲,一次可以存儲100個量子比特,創造了世界最高水平。

2016年5月,中國科學技術大學潘建偉、包小輝等采用冷原子系綜在國際上首次實現了百毫秒高效量子存儲器。

2017年5月,清華大學量子信息中心段路明研究組首次實現具有225個存儲單元的原子量子存儲器,將原有量子存儲器存儲容量的國際記錄(12個)提高一個數量級。

中國量子通信衛星2016年發射上天;北京到上海的1000公里級別量子通信干線已經開通,目前正在進行安全性測試。值得一提的是,中科大的郭光燦團隊已經研制成功半導體量子芯片,可以進行邏輯運算和信息處理,日本時至今日還沒有量子芯片問世,在量子計算機領域落在中國后面。

二十四、第三代核電技術

核工業是高科技戰略產業,同時也是國家安全的基石?,F在中國核電技術已發展到第三代,自主的第三代核電華龍一號機組已對外輸出到英國,阿根廷。已成為又一張"國家名片"。比日本發生事故的二代技術領先一代。

二十五、高超聲速導彈

中國被稱為“東風ZF”的高超音速導彈(俗稱“水漂彈”)等三種高超聲速武器已經多次實驗成功,最高運行速度可達13倍音速,可以突防一切反導系統。值得一提的是,美國在此方面的實驗屢次失敗,沒有進展。

二十六、暗物質探索

世界上唯一一顆暗物質探索衛星,是中國于2015年11月發射的“悟空號”,而其他國家目前依然處于實驗室探索階段。

二十七、光伏產業(太陽能發電技術)

中國光伏產業世界領先,并占有世界70%的市場份額。太陽能發電稱為“光伏產業”。中國光伏企業無論是從技術水平還是實際應用,都處于世界最前列。以至于美國等以貿易壟斷為由曾經對我國光伏產業發起雙反、201調查。

早在2016年,中國光伏發電總量已經達到4318萬千瓦,新增和累計裝機量均為全球第一,就發電量而言,中國現在已經是全球最大的太陽能發電國,并且是美國的兩倍。聯合國國際能源署的黑米.巴哈爾說:中國目前已經統治光伏發電領域,全球超過60%的太陽能電池板都是由中國生產,光伏產業以前最大的阻礙是太陽能電池板高昂的造價成本。值得一提的是,中國多晶硅產量達10萬噸,占世界總量的52%,意味著中國已經掌握降低材料生產成本的技術。中國多晶硅,薄膜技術提升,轉換率達20%的晶硅電池實現產業化。光伏組件成本下降達70%

二十八、軍民用無人機技術

全球著名民用品牌中國的大疆無人機已占領八成世界市場。是全球領先的無人飛行器控制系統及無人機解決方案的研發和生產商,客戶遍布全球100多個國家。

早在2015年2月,美國權威商業雜志《快公司》評選出2015年十大消費類電子產品創新型公司,中國的大疆創新科技有限公司是唯一一家中國本土企業,在谷歌、特斯拉之后位列第三 。2015年12月,推出一款智能農業噴灑防治無人機--大疆MG-1農業植保機,正式進入農業無人機領域。2016 年,《 TheVerge》評測大疆當推出的 Mavic Pro 并給予 9.5分,是該評分榜史上最高分的消費電子產品 。

二十九、火箭振動臺

中國擁有總推力可達70噸級的電動振動試驗系統,而中國發射的長征五號運載火箭就是通過它測試的。美國研制的最大的振動臺僅20噸,因此,美國為安全著想,美軍曾經花重金向中國購買50噸級別的。日本也曾經通過電商平臺采購中國的火箭測試設備。

三十、超級計算機

中國的神威太湖之光、天河二號,分別占據全球超算前兩名,這可是全部自主研發并有中國“芯”。從2010年開始,中國超算一直占據冠軍位置。全球超算500強中國上榜總數也超越美國,成為超算第一強國。

2016年6月20日,在法蘭克福世界超算大會上,國際TOP500組織發布的榜單顯示,"神威·太湖之光"超級計算機系統登頂榜單之首, 不僅速度比第二名"天河二號"快出近兩倍,其效率也提高3倍。

2016年11月14日,新一期全球超級計算機500強(TOP500)榜單,中國"神威·太湖之光"以較大的運算速度優勢輕松蟬聯冠軍。如果算上此前"天河二號"的六連冠,中國已連續4年占據全球超算排行榜的最高席位。

三十一、風洞技術

中國的JF12激波風洞,其試驗時間100毫秒三倍于國外,是全球最先進的高超聲速風洞,也是世界上最先進的風洞,速度達9—12馬赫,它是“飛行器”的搖籃。中國近年來在航空領域的飛速發展,正是得益于風洞技術的突破。

由中國科學院力學研究所實驗成功的“復現高超聲速飛行條件激波風洞實驗技術”(以下簡稱“JF12復現風洞”),有近300米長,是世界上最大的激波風洞,被國際同行稱為“超級巨龍”(Hyper-Dragon),是國際首座可復現高超聲速飛行條件的超大型高超聲速風洞。

中國空氣動力學學會前理事長、著名空氣動力學家張涵信院士參觀JF12激波風洞,并在留言簿上寫下感言:“創新理論,成功實踐,中國制造,世界領先”。JF12風洞的研制依據的是我國獨創的爆轟驅動方法,并進一步發展了一系列的自主創新技術,開啟了我國大型氣動實驗裝備建設由仿制到創新研制的新紀元。

三十二、移動支付

在全球范圍內,中國86%的人口使用移動支付,普及率遙遙領先,其次是泰國,普及率為67%。排名第二的泰國在普及率上落后中國大約20個百分點。

據國外媒體報道,根據普華永道會計事務所2019年全球消費者洞察力調查顯示,越南是全世界移動支付增長最快的國家,與去年相比增長了24%,61%的消費者使用這類服務。

畢竟在移動支付領域,從中國的規模而言,中國都是遙遙領先,是當之無愧的世界第一,在2018年,全國移動支付筆數更是高達605.31億筆,占到了全球總支付筆數的28%,而移動支付金額規模也更是高達277.39萬億,無論是從數字、份額來看,都是遙遙領先。

事實上,在第三方支付這個大領域,美國其實比中國先走了一大步。1998年,世界首個第三方移動支付平臺在美國誕生,之后包括AndroidPay、Apple Pay等如雨后春筍般地在購買出現。盡管起步較早,但美國的移動支付發展一直沒有大的起色。而移動支付中使用的二維碼,最早也是由日本人騰弘原發明的,當騰弘原發明出二維碼之時,他完全沒有預料到其以后在未來社會的廣泛應用。

曾經在中國有”新四大發明”之說:其中包括高鐵、網購、移動支付和共享單車”。

三十三、導彈反艦技術

中國擁有世界上唯一彈道導彈打航母技術,DF21D。

三十四、工業無水氟化氫提取技術

中國曾經成功獲得沙特最大的磷礦基地建設項目。特別是在有美日歐等發達國家的參與競標的情況下,沙特原本不看好中國企業能夠中標。但當中國企業拿出一項全球唯一的技術之后,沙特瞬間改變看法。因為這項核心技術每年能夠給沙特帶來2億美元的產值。這個核心技術就是——世界上唯一的工業無水氟化氫提取技術,只有中國掌握核心技術,全球沒有第二個國家能觸碰到這方面的核心技術。

三十五、3D打印

中國能夠生產優于美國的激光成形鈦合金構件,并成為目前世界上唯一掌握激光成形鈦合金大型主承力構件制造且付諸實用的國家。

三十六、脈沖強磁場實驗裝置

中國脈沖強磁場實驗裝置,已經躋身全球“最好”的脈沖場之列,在電源設計和磁體技術方面取得的成就位列世界頂級。

三十七、納米技術

清華大學魏飛教授團隊成功制備出單根長度達半米以上的碳納米管,創造了新世界紀錄,這也是目前全球所有一維納米材料長度的最高值。

三十八、微電子晶體管

復旦大學微電子學院張衛教授團隊研發出世界第一個半浮柵晶體管(SFGT)

三十九、催化劑技術

中國世界首創制成單原子銥催化劑,可用于衛星推進劑,能夠降低金屬用量,提高催化效率,節省催化劑成本。

四十、可燃冰開采技術

中國是世界上實現可燃冰持續開采的唯一國家。

四十一、海工裝備

中國在大型專業自動化碼頭裝卸設備制造、海工機械特種船舶、集裝箱成套設備制造技術領先全球。

此外,中國在很多項目上擁有很多世界領先的水平,比如:

中國的高產雜交水稻技術世界領先

中國的天氣實況與數據預報技術及人工干預天氣(人工降雨和驅散云團)技術處于世界領先水平。

中國的肝疫苗,流行性出血熱疫酶,sARs疫苗等研究進程處世界領先。

中國在疊合盆地油氣成藏研究領域處于世界領先地位。

中國在超導領域的研究處于世界領先。

中國在納米技術的應用方面已經處于世界領先的地位。

中國在水下深海機器人領域處于世界領先。(海斗,彩虹魚等深潛器都已下探萬米深海)

中國在礦漿電解工藝和主體設備均屬國內外首創,其技術水平處于世界領先水平。

中國在蠶生物技術,計算機在絲織,服裝加工中應用以及蠶絲多功能開發利用等高新技術領域研究處于世界領先或先進水平。

中國武漢理工大學與山東碩力機械合作研發出“船舶三維數控彎板機”,世界首次將“自動化”引入整個船體外板加工環節,在拋棄傳統人工經驗操作的同時,讓整個造船效率提高十倍以上。

中國發明6S50ME-B電控船用柴油機,屬世界首創。

中國的世界首創的潮流能CHD海洋發電站在浙江舟山建成。


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