

9月24日,在浦江科学大师讲坛上,中国科学院院士、复旦大学未来能源高等研究院院长包信和,讲起一个童年困惑:棒冰这么冷的东西,为什么被棉被裹着卖?他后来才慢慢想明白——这和大气层里的二氧化碳做着同一件事:阻隔能量的交换。温室效应,被他用一块棒冰讲明白了。
当天,这位2020年度国家自然科学奖一等奖获得者,聚焦能源转化与碳循环作主旨演讲,并接受解放日报记者专访。
【好奇心从哪里来】
在日前举行的浦江创新论坛“超越材料”分论坛,解放日报记者注意到,包信和作为演讲嘉宾,主动向一位院士提问;而在另一个环节,作为主持人,他又忍不住追问了主讲人。
这一持续的好奇心从何而来?“首先是自己真的感兴趣,也是对科学的敬畏感——对自己不懂的东西要想办法弄清楚。”在他看来,好奇心与批判性思维是科学精神中最重要的。
这份好奇心,包信和在各年龄段的听众身上见过不同的样子。到小学做报告,孩子们的问题最多;到中学“开始有点羞涩”;到大学“几乎不提问题”。他始终记得,一次科普活动中,几个孩子直接趴在报告厅地板上,仰着头接连向台上的他提问。说到这儿,他的语气里有欣赏,也有隐忧:教育最不该丢失的,就是好奇心和批判性思维。
【最难的是“等不起”】
在“零碳园区”“零碳工厂”成为高频词的当下,包信和提到一个概念“近零碳”,“零碳社会是我们追求的,而近零碳是其中非常重要的一步。”需要强调的不是“零排放”,而是“碳循环”——怎么把排放的碳回收、再利用。
在他看来,重构近零碳路径最大的现实困难,恰恰在新能源自身:能量密度低、供应不稳定,要靠储能等技术补课,更要等经济性跟上。
但对中国而言,最难的是“等不起”。发达经济体多在人均GDP达到2万至2.5万美元时实现碳达峰,目前我国人均GDP仅1万美元,能源消费仍处于上升通道,没有时间重复发达国家“人均能源消费先快速增长、长时间饱和、再逐渐下降”的历程。时间等不起,就只能用技术去追赶。
过去做化工催化剂,多半靠反复试错,化学反应像个看不懂的黑匣子。包信和领衔团队发现:把催化剂原子关进纳米级的微小空间,或是卡在两种材料界面上,会改变原子的电子状态,让化学反应少出废料、降低能耗。他透露,该技术已在延长石油建成国际首套千吨级装置,相比传统煤化工路线大幅降低耗水,并正在探索让二氧化碳“变废为宝”的循环路线。
【从“最先一公里”发力】
很多科研成果的转化停留在了“最后一公里”,而包信和的逻辑是在“最先一公里”发力。
早在中国科学院大连化物所工作时,他选的科研方向就瞄准企业的需求;做的过程中,企业自然愿意出钱、出力、出装置;做成了企业直接就能用。那种“先出成果、再找企业”的转化难题,在他这里几乎不存在。
成果转化有一个环节至关重要——成果熟化。实验室里做出来的是毫克级、克级的催化剂,要变成企业能用的公斤级、吨级,中间隔着“概念验证”这道坎。眼下,复旦大学未来能源高等研究院正合作共建国家级未来能源中试基地,争创多能融合绿色低碳燃料国家概念验证中心。
被问及“面向企业需求”与“自由探索”是否矛盾时,包信和认为二者并不冲突。他提到,美国1945年发布的《科学:无尽的前沿》把从基础研究到应用划成一条清晰的线性链条,而近年来美国开始反思这种范式,希望让创新研究与应用双向打通,从应用中找到创新的方向。包信和说,人们常讲“从0到1”是原始创新,其实 “从1到0”也一样——技术做出来了,再回头把它彻底弄明白,同样是重要的基础研究。
采访最后,包信和聊起化学里的哲学——化学有个概念叫“能垒”:化学反应要跨过一道能量门槛,太高跨不过去,太低没有意义,要恰到好处。做科研、做选择,何尝不是如此。
他说起学哲学的妻子王国豫。作为科技伦理学者,她常常从人文角度抛出一些问题。“有些问题是我想象不到的。”包信和说。
从棒冰到能垒,再到这些来自科学之外的提问——他的好奇心,还在生长。
