来自民间的科研“外挂”：这支科技基金致力助力中国的低碳未来

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知识分子

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来源:“美团青山工程”

博士论文结束时，王润国终于粗制滥造出了200克生物基橡胶，这种橡胶“可以装一个小瓶，然后毕业”。

这是导师张立群院士在攻读博士学位时提出的一个课题。那是在2008年，“生物基合成橡胶”还只是一个概念。世界上很少有人知道如何在自然界中找到合适的生物基单体来代替石油原料来合成这种重要的化学原料。

王润国并不知道他在各种文献中尝试了不同用途和特性的单体，如苹果酸、月桂烯、柠檬烯等。，并将它们一个接一个地放在实验平台上，但它们始终无法聚合高分子量弹性体。王润国感到了很大的压力。后来，衣康酸酯体系逐渐有了一些产出，王润国决心坚持下去。到了2012年左右，原料、催化剂和引发剂的配方基本确定，最终得到了第一个“200克”。

10年间，王润国从实验室里的200克起步，一点点攻克产品稳定性、规模化、成本等难题，直至成为世界上第一条年产5000吨生物基衣康酸酯橡胶生产线，而他也从一名博士菜鸟成长为北京化工大学材料科学与工程学院教授。

因此，他获得了2021年“青山科技奖”——这是美团公司发起的一项针对青年科学家的公益奖项，聚焦碳中和和循环经济，旨在鼓励更多科研力量参与环保研究，助力绿色低碳基础科学研究和技术成果转化。

与许多鼓励从0到1创新的科学奖项不同，青山科技奖还致力于鼓励从0.5到5的突破，并鼓励科学家多走一步。

传统的工程学科，特别是以服务双碳为目标的研究，应该能够突破实验室的基础理论，将其转化为可以使用的技术，然后将其大规模产业化，并最终降低成本，以取代那些看似笨重和繁琐，但正在不断改进的工业生产线，成本最低，也是工业革命以来最难改变的。线程池拒绝策略有几种

换句话说，必须有科学家承担0.5到5份工作，花费时间、精力和金钱，真正融入产业组织，并进行长期积累。王润国说:“任何缺点都可能卡在应用和放大中，你必须花时间来突破它。”

另一位青山科技奖获得者、清华大学环境研究所教授温宗国经常对同学们说，要把实验室建成企业的生产线，科研就是带着问题跑。

企业和市场实际上提供了一个非常重要的反馈。任何技术都必须“与人见面”，并面对其最终用户。比如同样的橡胶，不同的企业客户会提出不同的诉求，有的要求100%生物基，即使成本更高而强度几乎相同；一些客户要求不要牺牲性能和价格。对于现实的二氧化碳减排而言，促成技术进步减排效益的，往往是这些能“遇人”的新技术、新理念。与石化裂解的传统工艺相比，王润国以衣康酯为原料构建的生物基衣康酯橡胶每吨可减少二氧化碳排放约1.4吨。

2021年青山科学技术奖获得者、中国科学院大连化学物理研究所研究员李宪峰自主研发，在辽宁大连“认识”了更多人。

依托其团队自主研发的全钒液流电池储能技术，大连建成一期全钒液流电池储能调峰电站，于2022年底正式并网发电。目前，电站一期可储存多达40万千瓦时的电力，可满足20万居民的日常用电需求。

今年是青山科技奖设立的第三年。共有29名青年科学家获得了这一人均百万美元的资助。这些二氧化碳领域的年轻研究人员不仅在实验室中取得了突破，而且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

巧合的是，青山科技奖的许多获奖者都是“半路出家”，其中一些人从事芯片制造、蛋白质研究和传统化学原料领域。他们为什么转向低碳研究？

清华大学材料研究所副教授、北京集成电路先进创新中心研究员王晨告诉《知识分子》记者，双碳的目标不仅是为了保护环境，也是国家的长期发展战略和芯片技术赋能产业发展的新方向。

2006年，世界银行前首席经济学家尼古拉斯·斯特恩领导撰写了关于气候变化经济学的《斯特恩评论》，呼吁全球向低碳经济转型。报告指出，全球每年1%的GDP投资可以避免未来每年5%-20%的GDP损失。

到2023年，牛津经济研究院发布的《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。”

绿色经济产业的巨大体量对每个国家都有着巨大的诱惑，而这个市场对几乎每个参与者来说都是全新的。这是一个全世界赛车的时代，也是世界各国竞相争夺的战场。

绿色实力将成为一个国家的经济实力。在这场世界各国纷纷入场的“绿色竞赛”中，低碳相关研究也呈现井喷之势。2018年，《自然》杂志正式推出子刊，关注自然科学和社会科学，以及工程和政策领域的可持续发展研究。先科属于什么档次

在此背景下，2021年初，经过反复讨论，美团决定出资5亿元设立公益性青山科技基金，并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，此项工作已开展三年，得到了包括20家在内的全国数百家高校、科研院所、企业和行业机构的关注和支持。

曾在德国、美国和日本工作过的陕西师范大学教授杨鹏向知识分子回忆说:“2006年和2007年，我在德国马普研究所开始关注低碳，大约在2010年，一个低碳经济和绿色生物高分子材料体系在我脑海中初步形成。”

杨鹏目前的研究领域是新的蛋白质材料。他说，蛋白质系统研究在低碳领域最有价值。例如，他目前的研究已应用于生物农药、食品保鲜和绿色包装。

文宗国告诉知识分子，2014年，在生态环境科技领域，中国与发达国家的整体水平差距为10-15年，差距体现在多个方面。例如，在固体废物领域，我们的研究资助范围相对更侧重于终端处理，而发达国家则开始从材料选择等生态设计方面考虑回收利用；例如，较早支持人工智能在环境科技领域的应用。根据2019年全国环境技术预测工作，与2014年相比，这一差距已缩小到5-10年。

王晨正在研究芯片和人工智能在环境科技领域的应用——集成环境感知芯片。这种小型电子设备可以智能感知周围的环境条件，例如气体类型和含量等化学参数，温度、湿度和光线等物理参数以及DNA、mRNA和病毒等生物参数。

王晨致力于环境感知“感知”环节的芯片化和普遍化，并做一些非常规芯片做的事情，比如将其嵌入手机以检测有毒有害气体和病毒；例如，它安装在锂电池内部，为热失控提供预警；例如，针对新能源领域的明星氢能，在产业链各环节布置更小、更灵敏的芯片，在四维度上“感知”氢气浓度的演变，及时发现潜在的泄漏和爆炸风险。

“刚刚萌芽的新产业实际上非常脆弱，新技术的发展往往伴随着不确定性。一旦发生安全事故，可能会打击整个行业，这就是为什么我们必须提前建立一套安全堡垒，为新能源保驾护航，”王晨说。

另一方面，低碳产业有其发展中的产业链和生态。王晨解释说:许多低碳相关技术“就像芯片行业一样，是迭代技术。这个链条一旦完成并启动，就会像滚雪球一样越滚越大，技术-创新-市场也将一起攀升，并通过市场的推动，走向行业的高原、技术的高峰和创新的前沿”。

不仅如此，“与过去不同的是，拥有庞大产业链的公司很难独立完成，相关上下游供应链的建立是行业壁垒的一部分。”王晨说，中国整个新能源汽车产业已经成为一个绿色产业生态圈。“链条一旦建立，体量优势就会叠加，链条只会越来越宽、价值越来越高，直至达到产业链顶端或穷尽产业链价值。”

环境效益，

报纸上没有一行数字

从某种意义上说，双碳产业既是一个全新的产业，也是对现有传统产业的全面转型升级。

在王晨看来，目前大多数前沿产业必须有大规模的市场应用才能提供长期稳定的经济效益并提供大量的技术反馈和技术需求，从而不断产生原创技术和技术集成的进步。

企业驱动的创新模式在美国等发达国家已经相当成熟。例如，王晨在美国硅谷工作过的芯片巨头英特尔，常年将20%左右的收入投资在R&D，与大学密切合作，培育了一大批产业链公司。成果在行业内快速迭代，技术储备雄厚，贡献巨额利润，再投入新技术研发，形成良性循环。这种模式正在中国逐渐兴起。其背后的原因是，大多数高科技行业都是技术驱动的，而技术型企业必须盈利，拥有高附加值的产品并足够大，才能不断迭代产品和技术，促进企业的可持续发展。

被朋友们嘲笑为“工业学术两面派”的王晨更喜欢将自己的科研定义为“从实验室到晶圆厂”，即0到5，即从基础研究（0到1）到工业化前最困难的阶段（1到5），并致力于将原创科研成果转化为实际的早期工业应用，剩下的交给市场驱动和测试。

无论多新多高端的技术被开发出来，都不需要在实际的工业场景中。不就是实验室里的研究吗？减排不就是纸上的一行数字吗？

但工业成本与生产规模密切相关。目前，王润国5000吨橡胶生产线的成本比10万吨传统生产线高出30-50%。经过计算，当生产规模扩大到3万吨以上时，成本可以与传统方法相同，但扩大规模意味着数亿设备改造的巨额投资。王润国说:“这是我们在与已经成熟和庞大的传统生产技术竞争时实际面临的成本效益挑战。

谁来买单？

这就涉及到市场接受度的问题。即使生物基材料的成本很高，一些企业仍然愿意购买它们，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。一些高端鞋品牌最近采用了他们团队的非食品路线生物基衣康酸酯橡胶材料。

此外，在碳中和的背景下，第一梯队的乘用车企业面临向公众披露整车碳排放的压力，这将传导至上游供应商，如轮胎企业，这些企业将不得不拿出自己的减碳计划，否则可能被踢出供应商名单。倍耐力和米其林等行业领先公司最近承诺，到2050年，所有轮胎都将使用100%可持续材料。

杨鹏团队开发的“蛋白膜农药减少增效剂”也在市场审查中。利用独特的蛋白质聚集技术，杨鹏团队通过大量植物提取物低成本获得蛋白质；结合纳米成膜技术，蛋白用量进一步减少，成本大幅降低；因此，该产品以成本优势准确定位并真正用于田间地头。

杨鹏认为，实验成果转化中最困难的一步是如何扩大基础研究成果的生产并最终将其转化为产品。例如，在实验室中制造的性能优异的材料的关键是能否大规模生产并保持与实验室中小规模生产相同的性能。

企业当然愿意为成熟的产品买单，但从实验室到实际工业减排场景的差距谁来支撑？

全国政协常委、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及联合体在助力科技成果市场化转化方面的丰富经验和专业资源，可以积极探索行业绿色低碳转型。

美团核心本地业务CEO王蒲忠也提到:“我们的目标不是追求经济回报，而是放眼未来，发现在这个领域研发时间长、成本高、回报慢，但具有巨大社会效益和长期效益，并能在力所能及的范围内给予他们一些帮助的技术和研究人员。”

在文宗国看来，这是高校与研究机构、企业之间的双向之旅。autocad2006

目前，文宗国团队的经费来源主要是企业、地方政府和国家拨款。“在我的办公室里，国家拨款约占30%。将研究方向与实际问题相结合，可以获得更多的社会资金。目前国家科技项目的竞争异常激烈，有时十几个团队都在竞争一个项目。将科技创新与企业一线的实际需求相结合，往往可以吸引社会资本支持学科发展，反过来又可以进一步支持国家科技创新项目的发展。”

中国目前正处于环境库兹涅茨曲线的峰值和下降拐点。双碳目标明确且可量化，应用场景和要解决的问题非常清晰，可以倒逼行业向高质量发展，创造许多科技创新成果。双碳目标的国家都有专门的科技项目，但从目前的情况来看，它们的体量并不是特别大，但各行各业都需要进行低碳转型和相应的技术创新，例如它们也可以像青山科技基金一样依靠更多的社会资本支持。

超级插件

从国际实践来看，一个与产业紧密结合的研究领域，研究经费的来源和多样性是必要的。除了国家的支持，我们还必须与企业保持一定的合作，以保持从实验室到晶圆厂的创新链路畅通。

王晨向《知识分子》解释说:“我们的工程研究项目很难说可以通过单个基金形成一个完整的技术集群，但需要不断探索和接力，将一个技术点变成技术集群，然后通过技术集成成为工程产品。一般来说，自然科学基金支持实验室原创，科技部支持技术工程，工信部支持技术产业化，然后企业支持技术产业化推广和市场锚定，这样才有可能把一个研究从一个原创性的原理变成一个原型、一个可转化的专利，然后再产品化，来来回回，我们自己的项目就已经走完了一个完整的周期。”

这种多元化、多阶段、循环稳定的金融支持对技术链和产业链的流通尤为重要。

王晨解释说:“个人认为，近年来国家不断加大科研投入，不断研判技术发展脉络和趋势，动态优化调整资金支持方向，精准稳定支持新兴和重点方向，高度重视高层次人才，企业和社会对R&D的投资也大幅增加。科技创新引领产业高质量发展，原创技术驱动技术革命已成为共识，科技强国正当其时。”

在此背景下，如何更好地契合国家战略，如何更好地瞄准科技创新前沿，如何通过国家、企业和社会资金的支持，将自身的技术积累和原创思想转化为新的技术增长点，如何在新科技革命中抓住机遇，引领新的技术变革，几乎成为科研人员需要面对的共同问题（参见前几期《知识分子》:一般项目申请数量激增，年轻科研人员何以生存？）而这个问题在年轻科学家中尤为突出。

“当你还是一名年轻教师时，缺钱是正常的。我甚至把自己的钱投入到这个项目中，”杨鹏回忆道。

王润国回忆说:“企业一般不愿意投资短期内看不到效益的项目，所以生物基橡胶项目前期主要靠国家项目资金支持。”

在这一点上，来自人民的额外资金注入就像一个插件。杨鹏描述了一个场景:一位年轻的科学家有独到的见解，想做一些大胆的研究。在这样一笔资金的帮助下，他不需要立即开发产品，而是给他5-10年的培育过程。“我相信有可能产生一些非常出乎意料的基础研究或转化成果。”

对于青山科技基金的提供方来说，“长期耐心”成为整个奖项设计之初的资助宗旨。中国石油和化学工业联合会科技奖励与成果管理办公室主任段永红提到:这是由于我们资助的项目有一些特点。“从小试到中试，最后到产业化，每一步都需要一个验证和实验，每一步的时间跨度可能需要2~3年，也可能需要3~5年。这个时间加起来，可能要七八年……”

“长期耐心”的另一个含义是“展望未来”。

在美国，自20世纪80年代以来，联邦政府对科学研究的投资开始落后于工业投资。然而，在中国，尽管一些大型国有企业投资了一些横向项目，但这类项目往往有明确的产出目标，不具有探索性。

王晨解释说:“如果只有企业导向，它可能会变成利益导向。对于面向未来的勘探项目，企业最多可以支持自身方向的延伸；如果由大学或科研机构主导，它将成为一种学术取向，最终结果往往停留在实验室。产品化推进难，精力不允许。这两种导向是有偏差的，也是我个人从学术界走向产业界，回归学术界但开展面向产业界的基础研究的动力。”

青山科技基金有效地结合了这两个导向，“即要看到未来的技术和利润，也要足够坚定地按照国家战略坚定地执行。”

一个不功利、不短视的长期、有耐心的研究基金可以推动一个新的研究生态，一步步降低成本，最终将产品推广到各个行业。这在西方发达国家是有先例的。在中国，由企业发起的探索性科研资助仍是新鲜事物，而在低碳领域，青山科技基金是一个吃螃蟹的人。

来自民间的“外挂”经费是政府科研经费的有力补充。此外，私人资本的灵活性也给申请这项资助的科学家带来了全新的体验。

杨鹏称赞“青山奖”申报表格简洁明了，确实避免了科研人员花费太多精力参与评审。甚至，这位蛋白质专家觉得:“申报的过程对我还是有帮助的——写青山科技奖的材料，也是对自己工作和未来发展方向的反思。例如，我在申报表中提到了一种预制蔬菜的防腐处理方法，我现在正在做的水果保鲜剂的研究灵感就来自当时的想法。”

除了申请之外，青山奖令人印象深刻的特点还包括其在线匿名评估。在青山奖的决赛现场，评委们坐在一起，报名者在线回应。

进入在线评估平台后，申请人面前的所有评委头像均为黑色且匿名。一位申请人评论说，这种方法“就像画盲盒一样令人兴奋”——我想知道下一个问题将来自哪里？

这样，评价的公平和公正性也得到了简单有效的保证。

简洁高效的申请方式、公平公正的评审方式和长期耐心的资助方式，共同打造了中国低碳领域首个民间科研资助基金。

正如王所说:美团愿意做科研的“铺路石”。创新不可能一蹴而就，需要长期投入和耐心培育。美团有句老话叫“长期耐心”，我们也会长期支持青山科技奖和优秀青年科学家，让他们潜心科研，发挥最大的创新潜力。我们也将与合作伙伴、专家和成员以及在场的每一个人一起努力，将青山科技奖打造成真正推动绿色低碳技术和产业进步的最具影响力的社会科技奖之一。

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