服務創新驅動 助力轉型綜改主場論壇掀起頭腦風暴

“‘介科學’是什么科學？”“我們的白酒要有文化自信，我們沒有必要用Chineseliquor，完全可以用Baijiu來代表白酒。Baijiu應該是一個獨立的詞。”“在新的發展形勢下，必須深刻理解‘生態’的內涵”“綠水青山就是金山銀山，并不意味著經濟發展與環保水火不容”……9月28日，在2017年山西省科協年會主場活動上，3位院士、1位世界五百強企業董事總經理掀起了一場頭腦風暴——

中國科學院院士 李靜海：

介科學展望——兼談能源科技的未來

當人們研究科學、工程和社會中的復雜系統時，一般總是先了解其宏（系統）尺度行為，然后再逐步深入其微（單元）尺度的機制，并逐步試圖建立這兩者之間的關聯。然而，直接建立這種關聯是十分困難的，原因似乎是在這兩者之間缺少了什么共同的原理。研究逐步表明，在介于單元尺度和系統尺度之間的介尺度上可能存在一個普適的主導原理，即：不同控制機制在競爭中的協調。為此，提出了介科學這一跨學科的概念。

復雜世界呈現多層次的特征，每一層次是多尺度的，而復雜性往往出現在每一層次的介尺度上。這種復雜性來源于共存的兩種（或多種）主導機制之間的競爭與協調。隨給定條件的變化，不同機制的相對主導作用隨之發生變化，以兩種主導機制為例，可以依次出現三個區域：A機制主導、A機制與B機制協調、B機制主導。復雜性就出現在A機制與B機制相互協調（共存）的區域，稱為介區域。就是說，當操作條件處于兩個極端區域之間的介區域時，共存的不同主導機制之間的競爭與協調往往在介尺度上導致復雜性。因而，將闡釋這種復雜性的科學稱為介科學，兼具介尺度和介區域的內涵。揭示主導機制及其協調關系時還要特別注意介尺度問題的層次性特征。將多個層次的介尺度問題混雜在一起是容易誤入的歧途，此時難以找出介尺度結構的穩定性條件。

科學的概念產生于對化學工程中若干復雜系統的研究。首先是氣-固流態化系統，隨后是湍管流，近幾年又在多相催化、蛋白質折疊等實例中得到進一步證實。由于介尺度問題的復雜性和多樣性，介科學的普適性仍需進一步驗證。通過對各類復雜系統中不同介尺度問題的研究，從具體問題中歸納共同規律，尋找進一步的實證，是進一步發展介科學的有效途徑。解決目前已經認識到的一些共性科學問題也同樣重要。就是說，可以采用具體實證研究與共性問題探討齊頭并進、相互比對、互相促進的發展策略。

介科學目前還處于萌芽階段，其發展前景完全取決于各學科交叉和合作的深度。當然，反過來，介科學的發展也將極大地提升不同學科解決復雜問題的能力。

那么，什么是介尺度呢？英文單詞前綴“meso”源自古希臘的單詞mésos，意思是“中間”或“之間”。研究問題或過程的時候，我們通常將大量“單元”的群體當作“系統”。系統還受到其與環境之間的邊界的影響。這里的“介尺度”不是指絕對的物理尺寸，而是個相對的概念，指的是任何介于單元尺度與系統尺度之間的尺度范圍。這種介尺度可以存在于不同的層次，因而具體尺寸可以十分多樣。

從20世紀80年代，我國化工界開始研究反應器層次的介尺度問題，從氣固系統中的顆粒聚團現象入手，認為介尺度聚團的形成來源于氣體和顆粒的各自運動趨勢在競爭中的協調，從而建立了介尺度聚團結構的穩定性條件，EMMS模型解決了飛均勻氣固系統定量模擬的問題，顯著提升了氣固兩相計算流體力學的預測性能和解決實際問題的能力，之后又將該模型的原理推廣應用到其他多相系統，我們認為，所有這些系統中的介尺度結構的形成，物理上都歸因于不同控制機制在競爭中的協調，數學上都可表達為多目標變分。可以預測，這一原理可向更小尺度和更大尺度的介尺度問題擴展，探索形成對所有介尺度問題有效的介尺度科學的可能性，但進一步的發展十分困難，需要多學科交叉才有望取得新的突破。為此，我國化工界經過若干年的多次研討，2009年正式向國家自然科學基金委員會提出設立介尺度科學重大研究計劃的建議書，并于2012得到批準，希望不同領域的專家積極參與。一方面，這一重大研究計劃的順利實施，將進一步明確介尺度問題的共性規律，推動介尺度科學的建立，促成各學科領域的進一步交叉和融合。另一方面，關聯微觀和宏觀或單元行為和系統特性是長久以來人們夢寐以求的目標，我們希望這一重大研究計劃得到各個學科的積極響應和支持，并歡迎各種意見和建議，畢竟現代科學的進步需要集成各方面的智才能取得突破。

中國工程院院士 曹福亮：

生態文明內涵與林業生態建設

生態文明是人類文明的一種新形態。以尊重和保護自然為前提，以人與人、人與自然、人與社會和諧共生為宗旨，以建立可持續發展的生產方式和生活方式為內涵，引導人們走持續、和諧發展的道路。其特征主要體現在——實踐性與反思性的有機統一、系統性與和諧性的有機統一、持續性與高效性的有機統一、規律性與創造性的有機統一四個方面。

我國生態文明理論研究始于1984年，生態學者葉謙吉最早使用了生態文明的概念。之后，理論界開始廣泛研究，尤其是“十八大”以后。至2013年，以“生態文明”為題的期刊論文、學位論文、會議論文及報刊文章累計達2萬多篇。

生態文明建設是中國特色社會主義事業的重要內容，關系人民福祉，關乎民族未來。黨中央、國務院高度重視生態文明建設，先后出臺了一系列重大決策部署。黨的十八大將生態文明建設納入“五位一體”中國特色社會主義總體布局，并要求“把生態文明建設放在突出地位，融入經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設各方面和全過程”。黨的十八屆五中全會將生態文明建設作為“十三五”規劃的重要任務，并進行了系統部署。在新的發展形勢下，必須深刻理解“生態”的內涵。“生態”不僅僅指“自然生態”，也包含了“社會生態”和“人文生態”等。然而當前，國內外發展形勢復雜多變，新的矛盾和問題不斷涌現，生態文明建設面臨新的挑戰。

資源約束趨緊。我國擁有的淡水資源總量為28000億立方米，居世界第6位。按照2011年公布的第6次人口普查的數據計算，我國人均水資源占有量2119立方米，不足世界平均水平的1/3。全國年平均缺水量500多億立方米，2/3的城市缺水。另外，水資源利用方式粗放與浪費嚴重，也使得水資源過度開發，也導致水資源匱乏。

我國土地面積144億畝，但人均占有量很低。世界人均耕地0.37公頃，中國人均僅0.1公頃，人均草地世界平均為0.76公頃，中國為0.35公頃。另外，中國非農業用地逐年增加，人均耕地將逐年減少，土地的人口壓力將愈來愈大。

中國的能源蘊藏量位居世界前列，同時也是世界第二大能源生產國與消費國。但是，人均能源資源占有量和消費量遠低于世界平均水平。中國已成為世界上能源浪費最嚴重的國家之一。

環境污染嚴重。PM2.5由一次和二次顆粒物組成，其中吸濕性成分在氣象條件合適時，會吸濕長大造成灰霾。中國工程院鐘南山院士就曾表示，PM2.5每立方米增加10個微克，呼吸系統疾病的住院率可以增加到3.1%。要是灰霾從25個微克增加到200微克，日均的病死率可以增加到11%。灰霾不光是對呼吸系統，對心血管、腦血管、神經系統都有影響，但是首當其沖的還是呼吸系統。

另外，近年來，嚴重的水體污染，使得中國近海海洋生態系統持續退化，中國沿海海域赤潮等發生面積、頻次和強度持續增加，主要河口的污染持續加重、污染呈現多樣化局面。還有土壤污染、固體廢棄物及垃圾污染，都像一顆顆“化學定時炸彈”，亟待開展風險評估與修復治理。

面對資源約束趨緊、環境污染嚴重、生態系統退化的嚴峻形勢，必須樹立尊重自然、順應自然、保護自然的生態文明理念，把生態文明建設放在突出地位，著力構建國土生態空間規劃體系，著力構建重大生態修復工程建設體系，著力構建生態文明建設的政策支持體系，著力構建維護生態安全的法制體系，著力構建生態文化體系，將生態文明建設融入經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設各方面和全過程，全面促進資源節約，加大自然生態系統和環境保護力度，努力建設美麗中國，實現中華民族永續發展。

中國工程院院士 孫寶國：

健康白酒產業的發展趨勢

山西是中國白酒的鼻祖、汾酒的故鄉。山西白酒文化源遠流長，中國人都知道杜牧的詩句——牧童遙指杏花村，指的就是山西的汾酒。今天，主要跟大家談幾個問題：第一，喝白酒到底好不好？第二，如果好，為什么好？第三，簡單談談喝白酒怎么喝才好？最后一個問題，談一談我們怎么把白酒做得更好。

首先簡單談一談中國釀酒的歷史。中國釀酒歷史悠久，文化底蘊深厚。世界啤酒的歷史有8000多年，而中國啤酒歷史則有5000多年，中國黃酒歷史有6000多年，這是中國釀酒史最早的，中國白酒的歷史有2000多年。

下面我要談一談白酒好不好的問題。首先要談談白酒的發展方向——我們說美味、健康、實惠是白酒發展的方向。美味是人生的一種享受；健康是人民的追求，白酒要有益健康；白酒就是一種食品，實惠是食品的基本要求。白酒研發、生產要堅持風味、健康雙導向，既要好喝又要有益健康。

適量飲酒有益健康，這句話在中國有著廣泛的群眾基礎。提示我們酒不能喝多。《黃帝內經》中提到，酒類，用以治病。事實上，我們的祖先在發明漢字的時候就給過我們暗示，最早的繁體的“醫”，是有“巫”的醫——“毉”；有了酒以后，祖先又發明了有“酉”的“醫”——“醫”，所以酒是百藥之酒，酒藥同源，這是祖先留給我們的。

今年山東大學公共衛生學院一位老師發表的一篇論文，作者在開篇中提到，每周飲3～4次酒，有助于降低糖尿病的風險。文章中還提到，“輕度-中度飲酒能夠降低全因死亡風險和心血管疾病死亡風險；重度飲酒會顯著增加全因死亡風險和癌癥死亡風險。”可以說這一研究，給“酒類有益健康“提供了非常有力的科學論證。我們常說，喝紅酒有益健康，其實喝白酒有益健康的科學基礎更扎實。我們在兩年之前總結的全世界文獻當中，白酒成分超過1737種，其中有益人體健康的成分超過100種，其中，白酒中的標志性成分——乙酸乙酯具有消炎擴張血管功能，己酸乙酯具有降肺火、穩定心肺功能，乳酸乙酯具有消炎、擴張血管功能；環己六醇，它本身用于治療肝硬化、肝炎、脂肪肝、膽固醇高等疾病。另外，白酒當中的酚類成分——4-甲基愈創木酚具有促進血液循環、抗衰老功效，4-乙基愈創木酚具有預防疾病、抗衰老功效。白酒中還有很多酸類成分，如蘋果酸具有止咳平喘功效。白酒當中的中藥成分有阿魏酸，它具有抗血小板聚集、增強前列腺素活性、鎮痛、緩解血管痙攣等作用。白酒當中還有很多氨基酸，如纈氨酸，可以有效調節神經系統紊亂，使神經功能維持正常；可作為肝昏迷病人的治療藥物；是加快創傷愈合的治療劑。

總之，白酒富含健康因子，這是白酒有益健康的物質基礎，適量增加白酒健康因子的數量和含量，可以提高白酒的健康水平。那么，白酒當中健康因子的含量在多少才是健康的？研究發現，健康因子含量在百萬分之幾或百萬分之零點幾的時候，恰恰是保健的量。所以，如何增加白酒健康因子的數量和含量，是健康白酒研究的重點。

最后，來談談如何依靠創新來驅動健康白酒產業發展。首先要講，我們傳統的白酒是通過固態發酵、固態蒸餾或者甑桶蒸餾、陶壇儲存，這是全世界獨有的。伴隨著傳統工藝的改進，發酵過程“從順其自然走向智能調控”，從人工上甑到機器人上甑，從“水封到機械密封”，從常壓蒸餾走向“先常壓蒸餾，后減壓蒸餾”。可以說，白酒的現代化是方方面面的。另外，還要簡單提一下，我們白酒要有文化自信，我們沒有必要用Chineseliquor，完全可以用Baijiu來代表白酒。因為中國傳統的白酒，我們就是講的固態發酵、固態蒸餾或者甑桶蒸餾、陶壇儲存，這是全世界獨有的，只有這個才叫Baijiu，所以Baijiu就是一個獨立的一個詞。我認為完全可以通過這個，把中國Baijiu這個詞推向世界。

世界五百強企業威立雅集團中國區副總裁 黃曉軍：

環保技術助力經濟轉型發展

近年來，中國經濟增速放緩。新常態下，中國對發展的理解正在發生轉變，從過去追求規模和速度的增長，轉變為重視增長的質量和增長過程中對資源的使用效率。

作為煤炭資源大省，山西的轉型發展本質上是要轉變傳統的資源型經濟發展模式，告別過度依賴煤炭資源的粗獷模式，實現經濟結構調整與升級，吐故而納新。日前國務院印發的《關于支持山西省進一步深化改革促進資源型經濟轉型發展的意見》提出，山西要打造能源革命排頭兵，促進產業轉型升級和新舊動能接續轉換。因此，優化能源結構，減少污染排放，突破自然資源和社會資源的限制，解決經濟發展與環境治理之間的矛盾，是山西面臨的主要挑戰。

提高煤化工能源效益。在替代能源發展有限的情況下，提高化石能源的使用效率有助于實現節能減排，降低對煤炭的依賴程度。同時，借助先進的處理技術，采礦行業的尾礦及礦渣也可以重新處理利用，不僅降低污染風險，還可打造新的環保節能建材產業，帶來新的收益。捷克共和國是歐洲煤炭的主要產區之一。OKD是捷克共和國最大的采礦企業。2010年起，威立雅為其一處煤礦機型現代化改造，通過安裝三聯產裝置，威立雅運行的設施可以同時產出暖氣、電力及壓縮空氣，同時還可為1300米深的礦井提供空調，生產過程完全符合采礦的嚴格要求。該項目每年發電9.43億度，每年生產壓縮空氣16億立方米，冷卻功率達到10兆瓦。

解決工業發展水資源匱乏。在天津，威立雅負責為天津堿廠負責運營管理所有工業用水和污水處理設施，配套提供廠區所需的淡水循環水、海水循環水、除鹽水，并同時處理回用生產生活污水。在短短數年之間，通過提高設備的使用效率，威立雅使30%的污水得到了循環利用，污水經處理后被用作工業冷卻水。相比原有設計，威立雅幫助廠區節約了20%的自來水用量，減少了60%的污水排放，為天津這座缺水城市節約了可貴的水資源

廢水可變為能源和資源。威立雅在香港設計、建設運營的T·PARK源·區污泥處理項目是世界最大的污泥焚燒項目之一，負責接收香港11個污水處理廠的污泥，每天能夠處理2000噸。污泥焚燒可以使污泥減量90%，產生的熱能既可以為項目設施供電，也可以輸出當地電網，供給當地居民使用。廠區建設有海水淡化單元，可為廠區每天提供600平方米淡化水。同時，該廠區排放的廢水可以實現循環再利用，最終達到零排放。該項目由于理念超前且獨具特色，在本地和國際上獲得廣泛認可，榮獲全球水獎2016“年度污水工程項目”卓越級獎項，2016DFA亞洲最具影響力設計獎等多項業內大獎。

“綠水青山就是金山銀山”，并不意味著經濟發展與環保水火不容。在工業領域，通過對工業廢棄物（廢水、廢氣、廢渣）進行二次資源的循環再利用，環保可以在實現治污的同時創造新的利潤增長點。既看得見綠水青山，也摸得到金山銀山。在威立雅負責運營的北京燕山石化的水處理設施項目中，威立雅對該基地進行了全面的水循環優化管理，每天可以處理60000立方米工業廢水，以及2932立方米市政污水。其中，63%的工業廢水得到循環利用，為客戶降低生產成本。

2007年開始，威立雅在哈爾濱運營及拓展一個高性能、實時監控的暖氣管網，該項目的重要目標之一是減少煤電廠的污染，并將溫室氣體排放量減半。為此，威立雅開發出了一套先進的排放管理系統，使得能源效率提高了44%。以2014年為例，該項目減少5179.5噸氮氧化物減排，減少1.04萬噸二氧化硫減排，減少2.72萬噸二氧化碳，節約標煤10.6萬噸。

威立雅成立于1853年，是世界五百強中為數不多的以資源和環保為主業的公司，其業務涵蓋水務、廢棄物管理和能源管理三大領域，為不同國家和地區的市政和工業客戶量身定制資源環境解決方案。