央广网北京11月24日消息 从穿山越海的“钢铁穿山甲”，到深藏地下的“超级充电宝”，再到将二氧化碳“捕获”的绿色魔法……“十四五”时期，中国基建悄然经历一场深刻变革：以“向智”赋能增效率，以“向新”驱动添活力，以“向绿”转型拓空间。这场系统性升级，不仅重塑着基础设施的形态，更为经济社会高质量发展锻造出强劲的新引擎。
向智——“钢铁穿山甲”装上“最强大脑”
交通网络是一个国家或地区发展的骨骼系统和血脉网络，既是经济发展的“大动脉”，又是社会民生的“连接器”。随着交通网络向纵深发展，穿越江河湖海、复杂山体的长大隧道工程成为常态，对施工安全、效率和质量提出极致要求，有“钢铁穿山甲”之称的盾构机就派上了大用场。
在正在施工的中铁隧道局崇太长江隧道项目上，我国研制的世界上最大直径高铁盾构机——“领航号”的水下掘进距离已突破9560米。“领航号”重约4000吨、刀盘直径15.4米，由中铁隧道局联合相关单位研制，是我国盾构机从“制造”到“智造”跨越的代表性成员。
依托“智能感知、智能设计、智能预制、智能掘进、智能拼装、智能构筑、智能运输、智能环控、智能管控”为一体的盾构/TBM隧道智能建造技术体系，“领航号”实现了参数自决策、操作自执行的“有人值守、无人操作”智能化施工。
“‘领航号’的‘最强大脑’主要依靠我们积累的海量历史数据和研发团队构建的各大智能模型。”中铁隧道局崇太长江隧道项目总工程师李斌向央广网记者介绍，盾构TBM大数据平台积累了容量高达200T的各种地质条件下的人工掘进历史数据、姿态调整数据、设备参数数据、地勘数据等数据，研究团队进行分类筛选、清洗后，构建出推理、控制等各类模型。
“在此基础上，研究团队构建‘云-边-端’智能掘进控制新模式，实现模型实时接收盾构机上各项传感器参数，推算出盾构机当前状态并优化控制参数，将参数推送给盾构PLC系统进行执行。与传统盾构机相比，‘领航号’可以将全系统的轮询时间由一分钟大幅降低至300毫秒，大大降低对主司机的经验依赖，更高效、更精准。”李斌表示。
央广网记者了解到，研究团队首次将航天器姿态控制技术应用于盾构纠偏，攻克11公里超长距离轴线漂移难题，成型精度实现毫米级误差控制，跻身国际顶尖水平。
在技术加持下，重达4000吨的庞然大物，也有了一颗“温柔心”。2024年4月，“领航号”穿越长江刀鲚保护区时的表现让李斌记忆犹新——智能感知系统提前40米探明复合地层，智能掘进自动下调刀盘转速、精准控推进速度，联动泥水环流系统稳压力防泥沙淤积，实现高效泥水处理、渣土分离、密闭外运，全程零污水排放，最终在3.2公里段实现刀鲚栖息地零扰动，隧道轴线偏差仅为±5毫米，有效平衡了工程与生态。
李斌表示，“领航号”的命名，既彰显其在崇太长江隧道施工中突破超深、超大直径等技术极限的引领作用，也隐喻了中国盾构技术在全球的标杆地位。
作为隧道工程领域的“大国重器”，我国盾构机的发展历程先后经历了技术依赖期、自主突破期、创新领跑期。目前中国盾构机全球占有率已经达到70%，产品远销五大洲40多个国家和地区，超大直径盾构机产业也实现了跨越式发展，已经形成全产业链产业化发展的能力。
从无到有、从有到优、从“制造”到“智造”，以“领航号”盾构机为代表的“大国重器”实现智能化升级，标志着我国高端装备制造已从“追赶”走向“引领”，正深度重塑未来基建模式。
向新——“超级充电宝”释放硬核律动
在江苏省句容市边城镇仑山深处，一座“超级充电宝”正深藏于青山绿水下。它有着相当于60层楼的高度和相当于11.5个胡夫金字塔的体积，为我国华东电网调峰、填谷、调频、调相提供着硬核动能，它就是创下3项“世界之最”的国网新源江苏句容抽水蓄能电站。
近年来，我国能源发展进入关键转型期，清洁能源在投资、装机规模和发电量上实现了迅猛增长。而随着风电、光伏等间歇性新能源装机容量激增，电网对大规模、长时段、灵活的调节资源需求日益迫切。作为当前技术最成熟、容量最大、经济性最优的储能方式之一，抽水蓄能在构建新型电力系统、促进新能源消纳中发挥着不可替代的作用。
今年10月28日，国网新源江苏句容抽水蓄能电站迎来全面投产发电。中国电建华东院句容抽水蓄能项目设计总工程师雷显阳对央广网记者介绍，该项目的“硬核”主要体现在攻克了诸多“超经验”难题，创下11项“行业之最”、12项“行业首创”。其中，还有3项“世界之最”——世界最高的抽水蓄能电站大坝、世界最高的沥青混凝土面板堆石坝、世界规模最大的大坝及库盆填筑工程。据了解，该电站坝高有182.3米，库坝填筑量达3000万立方米。
值得一提的是，国网新源江苏句容抽水蓄能电站不止于“储能”，也在“生态融合”上迈出坚实步伐。项目建设中，电站建成投运8000立方米水处理系统，实现污废水循环利用，还研究应用植被混凝土等工艺，实现工程复绿面积超67万平方米，以实际行动诠释“在保护中建设、在建设中保护”。
此外，该项目在多个环节深度应用了数字化技术。雷显阳进一步介绍，电站数字化应用以全生命周期理念为核心引领，深度融合BIM（建筑信息模型）、GIS（地理信息系统）、物联网、大数据等先进技术，实现项目从前期设计到投产运行的数字化赋能与智慧化管理规划。例如，各专业在协同管理平台同步创建BIM模型，有效规避设计错漏碰撞问题；采用无人机自动化巡检模式，大幅提升巡检效率与覆盖质量。未来，该项目将以“数据驱动、数字孪生、人机协同”为核心目标，全力打造智慧型电厂，从本质上提升电站安全运营水平与综合效能。
国网新源江苏句容抽水蓄能电站等项目成功落地，标志着我国抽水蓄能建设进入了“与环境共生、与城市共融” 的新阶段。它们不仅是电网的“超级充电宝”，更是区域生态环境的“守护者”，为构建灵活、可靠、绿色的新型电力系统提供了关键支撑。
向绿——传统煤电上演二氧化碳“捕获术”
在华能陇东能源基地，一场关于煤电的绿色变革悄然发生。当你走进华能甘肃正宁电厂，不会看到传统印象中浓烟滚滚的景象，一套精密的碳捕集系统仿佛给煤电装上了“净化器”，在这里上演“捕获”二氧化碳的绿色魔法。
“双碳”目标提出五年多来，传统产业通过前沿技术探索，寻求可持续发展之路。在此过程中，我国碳捕集、封存和利用（CCUS）技术实现了跨越性突破，迈入百万吨级碳捕捉规模的新台阶。
今年9月25日，全球规模最大的煤电碳捕集示范工程在华能甘肃正宁电厂正式投入运营，年捕集二氧化碳达150万吨。该项目是我国首个千万千瓦级多能互补综合能源基地——华能陇东能源基地的核心配套项目，创造多项“全球首次”与“国内首创”，实现了技术和装备100%国产化。该项目对华能甘肃正宁电厂1号机组脱硫后烟气开展碳捕集，捕集率超90%，捕集的二氧化碳纯度超99%。
“碳捕集规模提升至百万吨级，是我们遇到的最大工程技术挑战。”华能清能院副总工程师郜时旺向央广网记者介绍，项目研究团队经过一系列攻坚克难，解决了大规模碳捕集技术面临的再生能耗高、溶液消耗大、塔内气液分布不均、系统集成难等瓶颈难题，原创开发出富液自驱动萃取浓缩的两相型二氧化碳吸收剂，关键技术指标达到国际领先水平。与此同时，团队研发出将多种节能手段相结合的工艺流程，工艺节能效果显著提升；研制了新型复合吸收塔等塔器设备，有效减少占地、制造成本、降低系统能耗；研制出我国首台满足超临界管输需求的八级整体齿轮多轴离心二氧化碳压缩机，填补国内该领域空白。
郜时旺指出：“在‘双碳’目标下，CCUS与可再生能源并非替代关系，而是协同共进的战略组合。”从短期视角来看，CCUS承担着重要的战略过渡功能，其核心价值在于有效处理现有能源结构和工业体系中的“存量”碳排放，为能源系统有序转型创造窗口期。从长期发展视角审视，CCUS将超越其过渡属性，成为实现深度脱碳不可或缺的终极解决方案。根据国际能源署（IEA）等权威机构研究，即使在能源结构基本实现清洁化后，全社会仍将存在约15%-20%难以通过电气化手段消除的刚性碳排放，CCUS是处理这些最终排放的必要技术路径。
全球规模最大的煤电碳捕集示范工程落地甘肃庆阳，也成为推动西北地区高质量发展的重要引擎。华能正宁电厂工程部主任助理张昊昊表示，正宁电厂的百万吨级CCUS项目作为华能陇东能源基地的关键支撑，一方面通过高效清洁煤电机组为大规模风电、光伏等间歇性新能源提供灵活调峰和系统稳定保障，破解“沙戈荒”大基地电力外送的波动性难题；另一方面，应用先进碳捕集技术对燃煤机组实施深度脱碳改造，支撑传统煤电实现绿色低碳化转型发展。该项目为煤电行业应对“双碳”目标提供了可复制、可推广的现实路径——“煤电+CCUS”低碳发展模式。
华能陇东能源基地的CCUS项目不仅是技术上的突破，更是一次深刻的理念革新。郜时旺表示，该项目验证了一套大规模、工业化、全链条、国产化的CCUS技术路径，其规模化碳捕集技术的可复制性和核心装备国产化的经验，对钢铁、水泥等其他高排放行业同样具有普适意义。随着顶层设计、政策引导、市场实践、金融支持等条件形成合力，CCUS有望从一项“战略储备技术”真正转变为助力“双碳”目标实现的解决方案。
向智、向新、向绿，这三大方向的升级转变，共同塑造了“十四五”期间中国基建的新面貌。“十四五”即将圆满收官，面向“十五五”，一个更灵活高效、更聪明智能、更环境友好的现代化基础设施体系正在加速锻造，为实现中国式现代化注入动能。
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