《科技導報》自2004年第3期刊登“2003年中國重大科學、技術和工程進展”以來，至今已連續21年遴選發佈中國年度重大科學、技術和工程進展。爲盤點2024年中國重大科學、技術和工程進展，《科技導報》編輯部從國內外重要科技期刊和科技新聞媒體2024年1月1日至12月31日間發表、公佈或報道的中國科技成果中，遴選、推薦22項重大科學進展、20項重大技術進展、20項重大工程進展候選條目，由《科技導報》編委、審稿人等專家評選，參考每項進展的得票情況，推選出2024年中國重大科學進展10項、重大技術進展10項、重大工程進展10項，以下按發表、公佈及報道的時間先後逐一介紹。
今天我們介紹2024年中國重大工程進展，分別爲：中國南極第5站秦嶺站建成開站；亞洲第一深水導管架“海基二號”出港；嫦娥六號實現世界首次月球背面採樣返回；國家重大工程深中通道正式通車試運營；我國刷新水冷磁體世界紀錄；我國首艘大洋鑽探船“夢想”號正式入列；我國自主研製世界首臺低能量強流高電荷態重離子研究裝置通過驗收；世界最大噸位新型“海上浮式生產儲油船”交付離港；全球最大壓縮空氣儲能電站開工；世界最長高速公路隧道天山勝利隧道順利貫通。2024年2月7日，中國位於南極洲羅斯海恩克斯堡島的秦嶺站正式開站。該站是面向太平洋扇區的第一座考察站，填補了中國在南極羅斯海區域的空白，完善了南極科考佈局，具有重要戰略意義。圖1 中國南極考察站秦嶺站開站
秦嶺站主體建築面積達5120 m2，是中國現有考察站中最大的單體建築。站內功能完備，包括指揮調度、海洋實驗室、人員住宿、辦公會議等，可容納度夏考察人員80人，越冬考察人員30人。考察範圍可輻射周圍300~500 km區域。
秦嶺站將重點開展海洋學觀測與研究，同時涉及大氣科學、冰川學、地質學和空間物理學等學科。利用東鄰特拉諾瓦灣冰間湖的地理優勢，該站將聯合各國對冰間湖生態過程、羅斯冰架-海洋相互作用等前沿科學問題進行深入研究，並將考察站建成國際合作平臺（圖1）。2024年3月22日，亞洲第一深水導管架“海基二號”從珠海高欄港順利出港，駛向中國第一個深水油田——流花11-1/4-1油田。“海基二號”總長338.5 m，總重達36430 t，刷新了亞洲在結構高度、重量和作業水深等方面的紀錄，是中國在深水超大型導管架平臺自主設計建造能力達到世界先進水平的標誌。此次出港由10艘大馬力拖輪協作完成，對通航安全保障要求極高。圖2 海事護航“海基二號”順利出港
“海基二號”的深海油氣開發模式在國際上尚屬首次，預計延長流花深水油田開採壽命30年。該項目由中國海油深圳分公司主導。“海基二號”的成功出港，提升了中國海油的品牌影響力，展現了中國在高端海洋裝備製造領域的實力（圖2）。2024年6月25日，嫦娥六號返回器在內蒙古四子王旗預定區域實現精準着陸並穩定運行，宣告中國探月工程第6次任務取得全面成功。首次完成月球背面樣本採集與返回的全球創舉，爲人類深化月球研究貢獻了獨一無二的科學資料。
圖3 嫦娥六號着陸器
2024年5月3日，嫦娥六號探測器升空後成功進入地月轉移軌道，經軌道修正與近月制動後穩定運行於環月軌道。6月2日，着陸器降落在月球背面南極-艾特肯盆地並完成採樣。6月4日，上升器攜月壤樣品從月背起飛，6日與環月軌道上的返回器組合體實現交會對接並轉移樣本。返回器最終於25日脫離軌道器重返地球。
此次月背採樣是中國航天、科技強國建設的重要成果，彰顯了中國航天的技術水平和探索精神（圖3）。2024年6月30日，深中通道正式通車試運營，這一全球首個集“橋、島、隧、水下互通”爲一體的跨海集羣工程，全長約24 km，將深圳至中山的車程從約2 h縮短至30 min，促進了珠江口東西兩岸的融合發展。
深中通道的建設歷時7年，創造多項世界紀錄，包括：世界最大跨徑全離岸海中鋼箱梁懸索橋，總跨達2826 m；世界最高通航淨空海中大橋，主塔高270 m，橋面距海平面91 m，通航淨空76.5 m；世界最長的雙向8車道海底沉管隧道，長約6.8 km；世界首例水下高速公路樞紐互通，東人工島全島陸域面積34.38萬m2。
深中通道的通車，不僅縮短了交通時間，更使得“深圳總部+中山製造”“深圳研發+中山轉化”等產業合作新模式成爲可能，助力大灣區產業升級（圖4）。2024年9月22日，中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心自主研製的水冷磁體產生了42.02 T的穩態磁場，刷新了世界紀錄。該突破攻克了高功率磁體結構設計、製造工藝與系統支撐的難題（功率達32.3 MW），標誌着中國躋身全球五大穩態強磁場實驗室前列。圖5 水冷磁體產生42.02 T強磁場
（圖片來源：中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心）穩態強磁場是探索量子材料、超導機理等前沿領域的核心實驗條件。該裝置自2010年起運行，至2023年底已累計服務國內外197家科研機構超60萬機時，支撐3000餘項課題研究，產出一批重大成果，包括“首次發現外爾軌道導致的三維量子霍爾效應”“揭示日光照射改善學習記憶的分子及神經環路機制”等（圖5）。2024年11月17日，中國首艘大洋鑽探船“夢想”號在廣州南沙正式建成入列，標誌着中國深海探測關鍵技術裝備取得重大突破。“夢想”號的入列，將爲中國深海資源勘探、關鍵技術裝備研發，以及全球科學家開展大洋科學鑽探研究提供重大平臺支撐。
圖6 中國首艘大洋鑽探船“夢想”號
“夢想”號船長179.8 m，寬32.8 m，排水量42600 t，續航力15000海里，自持力120 d，載員180人。該船具備全球海域無限航區作業能力，可在6級海況下正常作業，16級超強颱風下安全生存。該船採用模塊化設計理念，集成了大洋鑽探、深海油氣勘探等多種功能，最大鑽深可達11000 m。“夢想”號還擁有超過3000 m2的九大功能實驗室，可滿足海洋領域全學科研究需求。
“夢想”號瞄準莫霍面鑽探等前沿科學問題，計劃在未來2年內完成大洋鑽探首鑽（圖6）。7 我國自主研製世界首臺低能量強流高電荷態重離子研究裝置通過驗收2024年12月7日，中國自主研製的“低能量強流高電荷態重離子研究裝置”通過驗收，標誌着中國重離子加速器技術實現重大突破。該裝置由超導高電荷態電子迴旋共振（ECR）離子源、連續波新型射頻四極場（RFQ）重離子加速器等核心系統構成，具備3大國際領先優勢：（1）全球首臺45 GHz超導ECR離子源，採用鈮三錫超導磁體並實現雙頻微波等離子體加熱，創離子源流強世界紀錄；（2）RFQ加速器達毫安級束流強度，實現16O6+和209Bi35+離子束穩定運行；（3）全球首次實現多元素混合束加速。圖7 低能量強流高電荷態重離子研究裝置
作爲尖端科研平臺，該裝置將支撐核天體物理關鍵核反應截面測量、核能材料輻照損傷模擬等重大研究，其突破性技術對國際強流重離子加速器發展具有引領作用，推動高場超導磁體技術革新（圖7）。8 世界最大噸位新型“海上浮式生產儲油船”交付離港2024年12月16日，中國自主建造的全球最大噸位新型“海上浮式生產儲油船”（M026 FPSO）在江蘇啓東交付啓航，將赴巴西參與大型超深水石油開發項目，顯著提升中國深遠海資源自主開發能力。
圖8 M026 FPSO在長江拖航
M026 FPSO由啓東中遠海工建造，體長335.31 m，型寬60 m，型深33.52 m。其設計日生產18萬桶石油，可處理1200萬m3標準天然氣，最大儲存能力140萬桶原油，是目前世界最大噸位、最大儲油量的新型海上浮式生產儲油裝置，也被稱爲“海上移動煉油廠”。它的作業海域深達約1900 m，並能同時連接15口油井進行高效油氣作業，預計服役22.5年。M026 FPSO標誌着中國高端海洋工程裝備製造邁入新階段，爲全球大型浮式生產裝備提供中國方案，助推海洋能源產業鏈向高端躍遷（圖8）。2024年12月18日，華能金壇鹽穴壓縮空氣儲能發電二期項目在江蘇常州金壇區正式開工建設。該項目是目前世界上單機功率最大、總容量最大、綜合效率最高的壓縮空氣儲能電站。項目規劃建設2套350 MW非補燃式壓縮空氣儲能機組，總容積達120萬m3，建成後將顯著提升區域電網調節能力和可再生能源消納能力，對推動能源結構轉型具有重要意義。圖9 壓縮空氣儲能項目奠基儀式
該項目由中國華能和中鹽集團合作開發並負責項目建設和運維，清華大學提供技術支持。二期項目建成後，一次充電可儲存電量280萬kWh，滿足10萬輛新能源汽車的充電需求，年預計充放電約330次，年發電量將達到9.24億度，相當於節約標準煤27萬t、減少二氧化碳排放52萬t。項目將實現核心裝備100%的國產化（圖9）。2024年12月30日，世界最長高速公路隧道——天山勝利隧道全線貫通，標誌着中國交通建設取得重大成就（圖10）。通車後，穿越天山的時間將從3 h縮短至約20 min，烏魯木齊至庫爾勒的車程也將從7 h以上縮短至約3 h。圖10 天山勝利隧道貫通
天山勝利隧道，是烏尉高速公路的“咽喉”工程，單洞長22.13 km，地質複雜，需穿越16條斷裂帶，岩層破碎且富含水。爲應對挑戰，在52個月的施工過程中，建設團隊首次在國內高速公路隧道建設中應用硬巖掘進機，首創“三洞+四豎井”施工法，實現“長隧短打”快速掘進，有效縮短施工工期。
天山勝利隧道通車將極大便利新疆居民出行，促進南北交流。預計2025年通車後，將成爲新疆絕美“此生必駕”線路。此工程充分展現了中國工程實力和創新精神。
作者簡介：林潤華，《科技導報》編輯部，副編審，研究方向爲電子信息期刊出版。原文發表於《科技導報》2025年第3期，歡迎訂閱查看。
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