今天我们介绍2024年中国重大工程进展，分别为：中国南极第5站秦岭站建成开站；亚洲第一深水导管架“海基二号”出港；嫦娥六号实现世界首次月球背面采样返回；国家重大工程深中通道正式通车试运营；我国刷新水冷磁体世界纪录；我国首艘大洋钻探船“梦想”号正式入列；我国自主研制世界首台低能量强流高电荷态重离子研究装置通过验收；世界最大吨位新型“海上浮式生产储油船”交付离港；全球最大压缩空气储能电站开工；世界最长高速公路隧道天山胜利隧道顺利贯通。

       1、中国南极第5站秦岭站建成开站

       2024年2月7日，中国位于南极洲罗斯海恩克斯堡岛的秦岭站正式开站。该站是面向太平洋扇区的第一座考察站，填补了中国在南极罗斯海区域的空白，完善了南极科考布局，具有重要战略意义。

图1 中国南极考察站秦岭站开站（图片来源：央视网）

       秦岭站主体建筑面积达5120 m²，是中国现有考察站中最大的单体建筑。站内功能完备，包括指挥调度、海洋实验室、人员住宿、办公会议等，可容纳度夏考察人员80人，越冬考察人员30人。考察范围可辐射周围300~500 km区域。

       秦岭站将重点开展海洋学观测与研究，同时涉及大气科学、冰川学、地质学和空间物理学等学科。利用东邻特拉诺瓦湾冰间湖的地理优势，该站将联合各国对冰间湖生态过程、罗斯冰架-海洋相互作用等前沿科学问题进行深入研究，并将考察站建成国际合作平台（图1）。

       2、亚洲第一深水导管架“海基二号”出港

       2024年3月22日，亚洲第一深水导管架“海基二号”从珠海高栏港顺利出港，驶向中国第一个深水油田——流花11-1/4-1油田。“海基二号”总长338.5 m，总重达36430 t，刷新了亚洲在结构高度、重量和作业水深等方面的纪录，是中国在深水超大型导管架平台自主设计建造能力达到世界先进水平的标志。此次出港由10艘大马力拖轮协作完成，对通航安全保障要求极高。

图2 海事护航“海基二号”顺利出港（图片来源：人民日报网）

       “海基二号”的深海油气开发模式在国际上尚属首次，预计延长流花深水油田开采寿命30年。该项目由中国海油深圳分公司主导。“海基二号”的成功出港，提升了中国海油的品牌影响力，展现了中国在高端海洋装备制造领域的实力（图2）。

       3、嫦娥六号实现世界首次月球背面采样返回

       2024年6月25日，嫦娥六号返回器在内蒙古四子王旗预定区域实现精准着陆并稳定运行，宣告中国探月工程第6次任务取得全面成功。首次完成月球背面样本采集与返回的全球创举，为人类深化月球研究贡献了独一无二的科学资料。

图3 嫦娥六号着陆器（图片来源：央视网）

       2024年5月3日，嫦娥六号探测器升空后成功进入地月转移轨道，经轨道修正与近月制动后稳定运行于环月轨道。6月2日，着陆器降落在月球背面南极-艾特肯盆地并完成采样。6月4日，上升器携月壤样品从月背起飞，6日与环月轨道上的返回器组合体实现交会对接并转移样本。返回器最终于25日脱离轨道器重返地球。

       此次月背采样是中国航天、科技强国建设的重要成果，彰显了中国航天的技术水平和探索精神（图3）。

       4、国家重大工程深中通道正式通车试运营

       2024年6月30日，深中通道正式通车试运营，这一全球首个集“桥、岛、隧、水下互通”为一体的跨海集群工程，全长约24 km，将深圳至中山的车程从约2 h缩短至30 min，促进了珠江口东西两岸的融合发展。

图4 深中大桥整体景象（图片来源：央视网）

       深中通道的建设历时7年，创造多项世界纪录，包括：世界最大跨径全离岸海中钢箱梁悬索桥，总跨达2826 m；世界最高通航净空海中大桥，主塔高270 m，桥面距海平面91 m，通航净空76.5 m；世界最长的双向8车道海底沉管隧道，长约6.8 km；世界首例水下高速公路枢纽互通，东人工岛全岛陆域面积34.38万m²。

       深中通道的通车，不仅缩短了交通时间，更使得“深圳总部+中山制造”“深圳研发+中山转化”等产业合作新模式成为可能，助力大湾区产业升级（图4）。

       5、我国刷新水冷磁体世界纪录

       2024年9月22日，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心自主研制的水冷磁体产生了42.02 T的稳态磁场，刷新了世界纪录。该突破攻克了高功率磁体结构设计、制造工艺与系统支撑的难题（功率达32.3 MW），标志着中国跻身全球五大稳态强磁场实验室前列。

图5 水冷磁体产生42.02 T强磁场（图片来源：中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心）

       稳态强磁场是探索量子材料、超导机理等前沿领域的核心实验条件。该装置自2010年起运行，至2023年底已累计服务国内外197家科研机构超60万机时，支撑3000余项课题研究，产出一批重大成果，包括“首次发现外尔轨道导致的三维量子霍尔效应”“揭示日光照射改善学习记忆的分子及神经环路机制”等（图5）。

       6、我国首艘大洋钻探船“梦想”号正式入列

       2024年11月17日，中国首艘大洋钻探船“梦想”号在广州南沙正式建成入列，标志着中国深海探测关键技术装备取得重大突破。“梦想”号的入列，将为中国深海资源勘探、关键技术装备研发，以及全球科学家开展大洋科学钻探研究提供重大平台支撑。

图6 中国首艘大洋钻探船“梦想”号（图片来源：广州海洋地质调查局）

       “梦想”号船长179.8 m，宽32.8 m，排水量42600 t，续航力15000海里，自持力120 d，载员180人。该船具备全球海域无限航区作业能力，可在6级海况下正常作业，16级超强台风下安全生存。该船采用模块化设计理念，集成了大洋钻探、深海油气勘探等多种功能，最大钻深可达11000 m。“梦想”号还拥有超过3000 m²的九大功能实验室，可满足海洋领域全学科研究需求。

       “梦想”号瞄准莫霍面钻探等前沿科学问题，计划在未来2年内完成大洋钻探首钻（图6）。

       7、我国自主研制世界首台低能量强流高电荷态重离子研究装置通过验收

       2024年12月7日，中国自主研制的“低能量强流高电荷态重离子研究装置”通过验收，标志着中国重离子加速器技术实现重大突破。该装置由超导高电荷态电子回旋共振（ECR）离子源、连续波新型射频四极场（RFQ）重离子加速器等核心系统构成，具备3大国际领先优势：（1）全球首台45 GHz超导ECR离子源，采用铌三锡超导磁体并实现双频微波等离子体加热，创离子源流强世界纪录；（2）RFQ加速器达毫安级束流强度，实现¹⁶O⁶⁺和²⁰⁹Bi³⁵⁺离子束稳定运行；（3）全球首次实现多元素混合束加速。

图7 低能量强流高电荷态重离子研究装置（图片来源：中国科学院近代物理研究所）

       作为尖端科研平台，该装置将支撑核天体物理关键核反应截面测量、核能材料辐照损伤模拟等重大研究，其突破性技术对国际强流重离子加速器发展具有引领作用，推动高场超导磁体技术革新（图7）。

       8、世界最大吨位新型“海上浮式生产储油船”交付离港

       2024年12月16日，中国自主建造的全球最大吨位新型“海上浮式生产储油船”（M026 FPSO）在江苏启东交付启航，将赴巴西参与大型超深水石油开发项目，显著提升中国深远海资源自主开发能力。

图8 M026 FPSO在长江拖航（图片来源：新华网）

       M026 FPSO由启东中远海工建造，体长335.31 m，型宽60 m，型深33.52 m。其设计日生产18万桶石油，可处理1200万m³标准天然气，最大储存能力140万桶原油，是目前世界最大吨位、最大储油量的新型海上浮式生产储油装置，也被称为“海上移动炼油厂”。它的作业海域深达约1900 m，并能同时连接15口油井进行高效油气作业，预计服役22.5年。M026  FPSO标志着中国高端海洋工程装备制造迈入新阶段，为全球大型浮式生产装备提供中国方案，助推海洋能源产业链向高端跃迁（图8）。

       9、全球最大压缩空气储能电站开工

       2024年12月18日，华能金坛盐穴压缩空气储能发电二期项目在江苏常州金坛区正式开工建设。该项目是目前世界上单机功率最大、总容量最大、综合效率最高的压缩空气储能电站。项目规划建设2套350 MW非补燃式压缩空气储能机组，总容积达120万m³，建成后将显著提升区域电网调节能力和可再生能源消纳能力，对推动能源结构转型具有重要意义。

图9 压缩空气储能项目奠基仪式（图片来源：人民网）

       该项目由中国华能和中盐集团合作开发并负责项目建设和运维，清华大学提供技术支持。二期项目建成后，一次充电可储存电量280万kWh，满足10万辆新能源汽车的充电需求，年预计充放电约330次，年发电量将达到9.24亿度，相当于节约标准煤27万t、减少二氧化碳排放52万t。项目将实现核心装备100%的国产化（图9）。

       10、世界最长高速公路隧道天山胜利隧道顺利贯通

       2024年12月30日，世界最长高速公路隧道——天山胜利隧道全线贯通，标志着中国交通建设取得重大成就（图10）。通车后，穿越天山的时间将从3 h缩短至约20 min，乌鲁木齐至库尔勒的车程也将从7 h以上缩短至约3 h。

图10 天山胜利隧道贯通（图片来源：新华社）

       天山胜利隧道，是乌尉高速公路的“咽喉”工程，单洞长22.13 km，地质复杂，需穿越16条断裂带，岩层破碎且富含水。为应对挑战，在52个月的施工过程中，建设团队首次在国内高速公路隧道建设中应用硬岩掘进机，首创“三洞+四竖井”施工法，实现“长隧短打”快速掘进，有效缩短施工工期。

       天山胜利隧道通车将极大便利新疆居民出行，促进南北交流。预计2025年通车后，将成为新疆绝美“此生必驾”线路。此工程充分展现了中国工程实力和创新精神。

       本文作者：林润华，徐丽娇，王志敏，黄文光，祝叶华

       作者简介：林润华，《科技导报》编辑部，副编审，研究方向为电子信息期刊出版。