上海市建设具有全球影响力的科技创新中心“十四五”规划:加快建设数字智慧城市、安全韧性城市、绿色低碳城市和健康活力城市

2021年9月,国家发改委发布批复的《上海市建设具有全球影响力的科技创新中心“十四五”规划》,规划提出上海要坚持创新在现代化建设全局中的核心地位,牢牢把握新一轮科技革命和产业变革趋势,全面引领经济社会高质量发展,要在打造国家战略科技力量上下更大功夫,加快推进国家实验室建设并努力承接更多国家战略任务,要在关键核心技术突破上下更大功夫,抓“风口”、抓“自主”、抓“绿色”,抢占全球产业链、创新链、价值链制高点,要在体制机制创新和人才引育上下更大功夫,尊重科学研究的客观规律,聚合“政产学研金服用”七要素,促进源头创新,并大力吸引海内外人才,优化人才培养和评价机制。

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“十四五”时期具有全球影响力的科技创新中心建设面临的新形势、新使命

“十四五”时期,世界百年未有之大变局深刻演化,我国进入迈向创新型国家前列的关键期,上海科技创新中心建设正处于从形成基本框架体系向实现功能全面升级的关键阶段。与“十三五”期间相比,上海面临内外部风险挑战和发展需求交织叠加,创新发展“危”“机”并存的发展形势。主要体现为:

“一个重大趋势”:新一轮科技革命带来的创新机遇和激烈竞争前所未有。科学探索不断向宏观拓展、向微观深入,交叉边缘学科和应用基础研究有望产生重大突破,催生新的重大科学思想和科学理论。全球技术变轨加速,前沿技术交叉融合与快速迭代正重塑工业体系并催生“引爆点”,创造出更丰富的未来场景和创新价值。新科技赋能、新产业融合带来新机遇,使得上海强化科技创新策源功能更为紧迫,上海亟需对标习近平总书记提出的“四个新”“四个第一”“两个一批”的新要求,抢占全球科技制高点,在育新机、开新局中牢牢把握未来发展主动权。

“两大主要风险”:大国博弈和全球疫情影响两大风险带来的严峻挑战前所未有。科技创新成为重塑国际格局的关键力量,掌握关键核心技术、新兴技术、底层技术成为大国博弈的关键砝码。与此同时,新冠疫情全球大流行,带来更多不确定、不可控、非传统的外部风险因素,可能会影响产业链供应链安全稳定。面对两大主要风险,建设具有全球影响力的科技创新中心,迫切需要依靠科技自立自强实现更高质量发展,亟需在更加开放的条件下打造国内大循环的中心节点和国内国际双循环的战略链接,更加聚焦重点领域强化战略导向的科技攻坚突破,加快探索关键核心技术攻关新型举国体制,有效应对各类风险挑战,维护国家战略安全。

“三大创新需求”:长三角区域一体化城市能级提升和人民对美好生活的追求对高水平创新供给的迫切需求前所未有。长三角区域高质量一体化发展,迫切需要加快建设长三角科技创新共同体,充分发挥科技创新中心的辐射引领作用,率先形成新发展格局。上海城市能级提升,迫切需要依赖科技创新加快重塑竞争新优势,全面推进城市数字化转型,促进创新型经济发展,加快推动产业新旧动能接续转换。建设新时代人民城市,迫切需要科技创新支撑超大城市现代化治理、可持续发展和高质量公共服务供给,提供更多的创新创业机遇成就每个人,以更优的科技创新成果满足人民对美好生活的向往。

面对新形势、新使命,对标全球最高标准、最好水平,上海建设具有全球影响力的科技创新中心仍然面临一些问题和不足,如尚未形成高水平创新供给的能力优势,基础科学、关键核心技术、基础工艺和软件等方面仍有短板,城市高质量发展动力缺乏后劲。尚未形成产业需求对科技创新的牵引优势,产业创新主体在创新实力、资源配置、提出创新需求等方面能力和动力不足,创新链产业链融合有待提升。尚未形成全球合作的开放优势,开放创新的广度和深度有待拓展,协同创新的新机制新模式亟待完善,鼓励创新、宽容失败的环境氛围仍需优化。

总体要求

(一)指导思想

以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神和习近平总书记重要讲话精神,坚持科技自立自强,按照“四个面向”“四个新”“四个第一”的新要求,以“强化科技创新策源功能,提升城市核心竞争力”为主线,以提升基础研究能力和突破关键核心技术为主攻方向,以自主创新与开放协同为推进路径,以深化科技体制机制改革为根本动力,加快构筑新阶段上海创新发展的战略优势,加快实现具有全球影响力的科技创新中心功能全面升级,为我国进入创新型国家前列提供坚实支撑。

(二)基本原则

——使命导向。以国家重大战略需求为牵引,加强对关系根本和全局的重大科学问题的研究和部署,强化重要领域和关键环节任务部署,集合优势力量,力争自主创新取得重大突破。

——策源驱动。以优化科技创新资源投入和配置为关键,持续加大基础研究投入力度,稳步提升基础研究和应用基础研究能力,加快实现从无到有的基础性、理论性科学突破,为科技创新提供高质量的源头理论支撑。

——赋能发展。以科技创新践行新发展理念、催生新发展动能,强化科技创新对城市能级和核心竞争力提升的支撑引领作用,实现城市高质量发展和满足人民对美好生活的向往。

——开放融通。以更加开放的胸怀和视野积极融入全球创新网络,强化全球创新资源配置功能,促进更高水平的开放融通,着力推动制度型开放,打造全球科技创新重要枢纽,增创国际合作和竞争新优势。

(三)主要目标

锚定2035年远景目标,围绕科技创新中心建设需求,立足全市发展实际,到2025年,上海科技创新策源功能明显增强,努力成为科学新发现、技术新发明、产业新方向、发展新理念的重要策源地,科技创新全面赋能高质量发展、高品质生活、高效能治理,为2030年形成具有全球影响力的科技创新中心城市的核心功能奠定坚实基础,为提升上海“五个中心”能级和城市核心竞争力提供重要支撑。

——原始创新水平不断提高。在前沿优势领域加快形成一批基础研究和应用基础研究的原创性成果,在若干重要基础研究领域争取成为世界领跑者,加速形成科学发现新高地。到2025年,全社会研发经费支出相当于全市生产总值(GDP)的比例达到4.5%左右,其中基础研究经费支出占全社会研发(R&D)经费支出比例达到12%左右。

——技术创新能级明显提升。重大技术创新持续涌现,攻克关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术的能力显著提升,在若干战略必争领域和优势领域掌握一批关键核心技术。聚焦集成电路、生物医药、人工智能等重点领域,加快迈向全球创新链、产业链、价值链高端。到2025年,全市PCT专利年度申请量达到5000件左右,每万人口高价值发明专利拥有量达到30件左右。

——产业发展动力持续增强。高附加值的现代产业体系加快构建,新产业新业态新模式持续显现,创新型经济发展活跃,涌现一批具有国际竞争力的创新型企业。到2025年,全市高新技术企业数量突破2.6万家,战略性新兴产业增加值占GDP比重达到20%左右,技术合同成交额占GDP比重达到6%左右。

——体制机制改革深入推进。科技体制机制改革取得突破,科技创新治理体系和治理能力现代化水平显著提高,创新生态持续优化,高端创新资源规模性集聚,创新空间布局更趋合理,创新环境的吸引力和竞争力不断提升。到2025年,外资研发中心累计达到560家左右,公民科学素质水平保持全国领先。

 

表1     “十四五”时期上海科技创新中心主要指标

 

序号 指标(预期性) 2025年目标值
1 全社会研发(R&D)经费支出相当于全市生产总值

(GDP)比例(%)

4.5左右
2 基础研究经费支出占全社会R&D经费支出比例(%) 12左右
3 高新技术企业数量(万家) 2.6
4 通过《专利合作条约》(PCT)途径提交的国际专利

年度申请量(件)

5000左右
5 每万人口高价值发明专利拥有量(件) 30左右
6 战略性新兴产业增加值占GDP比重(%) 20左右
7 技术合同成交额占GDP比重(%) 6左右
8 外资研发中心(家) 累计560左右

 

报告的主要内容

报告从7个方面展开:

一、加快基础研究原创突破,提升原始创新能力
(一)加快提升张江综合性国家科学中心的集中度和显示度
(二)加快打造高水平基础研究力量
(三)深化高校创新能力建设
(四)加强基础研究前瞻布局,包括:1、脑科学与类脑人工智能;2、量子科技 ;3、纳米科学与变革性材料;4、合成科学与生命创制; 5、干细胞与再生医学 ;6、核心算法与未来计算;7、生命过程调控与设计8、物质科学;9、数学科学 ;10、空间科学;
(五)组织实施基础前沿重大战略项目
四、提升关键核心技术竞争力,打造产业高质量发展新动能 25
(一)加快三大重点领域核心技术攻关
1、集成电路;2、生物医药;3、人工智能
(二)支撑引领重点产业发展
1、新材料 ;2、新型信息基础设施 ;3、基础软件 ;4、智能网联汽车与新能源汽车 ;5、智能制造与机器人 ;6、航空航天 ;7、能源装备 ;8、海洋科技与工程装备 ;
(三)强化战略前沿技术突破 41
1、脑机接口;2、类脑光子芯片;3、自主智能无人系统 ;4、第六代移动通信(6G) ;5、区块链技术;6、扩展现实 ;7、超限制造;8、纤微机器人;9、智能仿生 ;10、毫米波雷达系统 ;11、深水探测、通信与深远海开发技术;12、氢能技术 ;13、生物3D打印 ;14、细胞电子混合系统 ;15、新型抗耐药菌抗生素
二、科技增进民生福祉,践行人民城市建设理念
(一)数字智慧城市
1、城市智慧运行数字化支撑平台
2、可持续的建筑与基础设施
3、自主协同的智能交通系统
(二)安全韧性城市
1、精准智能的城市运行风险感知
2、敏捷智控的城市突发事件应急处置
3、多维综合的城市韧性
(三)绿色低碳城市
1、绿色智慧的城市能源系统
2、优美宜居的城市生态环境
3、智能高效的城市规划建设
(四)健康活力城市
1、优质高效的主动健康
2、精准防控的公共卫生体系
3、活力迸发的文化体育
三、优化科技创新人才体系,促进人的全面发展
(一)打造引领发展的科技创新人才队伍
1、集聚世界一流高层次科技创新人才
2、培育杰出青年科技创新人才
3、打造基础前沿科技创新团队
4、强化重点产业领域科技人才支撑
5、发展科技创业人才队伍
6、强化科技服务人才队伍
(二)完善激发科技创新人才活力的体制机制
1、实施更具吸引力的海外人才政策举措
2、完善有利于人尽其才的使用和激励机制
3、完善激发人才活力的评价和流动机制
(三)营造开放包容的科技创新人才环境
1、发挥重点区域的人才承载功能
2、强化以人为本的人才服务保障
3、培育一批人才类活动品牌
4、塑造城市科技创新文化
四、聚焦张江,推进科技创新中心承载区建设 
(一)全力打造世界一流的张江科学城
1、打造科技创新核心引擎
2、建设全球开放创新枢纽
3、形成创新制度供给高地
(二)全面强化张江国家自主创新示范区核心载体功能
1、培育产业集聚高地
2、优化产业空间布局
3、营造一流创新创业生态
4、打造改革创新与政策先行区
(三)加快构建各具特色的科技创新中心重要承载区
1、优化承载区功能布局
2、推进临港新片区成为国际创新协同重要基地
3、加快推进大学科技园高质量发展
五、营造开放协同的创新空间,构建更高水平的全球创新网络 
(一)开启国内科技合作新局面
1、高质量推进区域间交流合作与跨区域协同创新
2、强化科技创新引领推动国内大循环
3、深化科技合作朋友圈
(二)引领长三角一体化发展
1、共同打造科技创新主引擎
2、共同培育创新创业生态活力源
3、共同打造产业创新发展协同圈
4、共同构建制度改革和政策创新“试验田”
(三)构建高水平国际创新网络
1、提升全球创新资源配置能力
2、深度融入全球创新网络
3、构建多元化国际合作网络
4、完善全球创新服务网络
六、构建城市科学文化,打造全国科普高质量发展标杆 
(一)发展科学教育
1、完善学校科学教育
2、健全社会科学教育
(二)加强科学传播
1、强化优质内容创制
2、提升科学传播效能
(三)强化保障支撑
1、完善制度保障
2、夯实发展基础
3、优化资源供给
七、构建更具活力的创新生态,推进创新治理体系和治理能力现代化 
(一)强化企业技术创新主体地位
(二)推动科技与金融深度融合
(三)促进科技成果转化
(四)提升科技创新治理能力
(五)强化科技创新应急体系能力
(六)加强科研诚信和科技伦理建设
(七)加强组织保障

以下为重点从城市能级角度构建科创中心城市的规划:

科技增进民生福祉,践行人民城市建设理念

秉持“人民城市人民建,人民城市为人民”的核心理念,加快建设数字智慧城市、安全韧性城市、绿色低碳城市和健康活力城市,促进科技充分惠及民生,使城市让生活更美好。

(一)数字智慧城市

发挥上海数字化优势,运用前沿信息技术,构建数据驱动的数字城市基本框架,以数字底座为支撑,打造一流数字基础设施,建立城市运行生命体征指标体系,推动超大城市经济、生活、治理数字化转型,提高城市现代化治理效能。

1、城市智慧运行数字化支撑平台

针对数字时代城市智慧建筑、基础设施和智能化交通等运行管理特点和需求,建立深度融合人工智能、5G等前沿信息技术的数字城市基础设施,打造多领域集成的城市智慧运行数字化支撑与协同平台,构建数字应用场景开发的基础。

重点方向:

(1)超大型数字城市底座。研究动态城市信息模型与数字孪生技术框架,城市运行多领域统一语义体系、建模工作导则和数据标准,海量多源多模态数据处理与融合工具集,多源异构空间数据统一编码方法和原则,基于区块链等技术的安全可信信息交换与协作物联网,实现复杂城市信息模型与海量动态实体对象的大规模集群可靠、高效管理。

(2)城市运行生命体征指标体系。研究基于城市发展和运行安全的生命体征技术框架,不同应用场景下的指标精细度与敏感度分析技术,城市生命体征运行的监测和预测评估技术,城市生命体征运行平台数据交换标准,实现城市精细化管理。

(3)城市运行的多领域协同与智慧管理。研究城市多维情景及运行态势感知技术、隐私保护技术,基于城市运行管理的多领域系统集成技术,基于人工智能的城市运行仿真与推演技术,城市运行问题定位、精准服务投放通用模型与算法,基于群体智能的城市运行决策技术体系,实现城市运行多领域动态实时感知与协同支撑。

2、可持续的建筑与基础设施

以建筑—社区——城市基础设施等点面线为载体,构建智慧化的建筑与基础设施信息化运维技术体系,借助数字化手段实现城市运行的精准感知、智能评估、分类响应、快速投放和高效管理,显著提升城市建筑与基础设施的运行质量和使用寿命。

重点方向:

(1)城市建筑绿色智慧运行。研究高品质的建筑能耗环境智能监测与绿色运行自主优化系统,建筑群运营风险自动识别与精准响应技术,大型复杂结构与老旧建筑群使用状态精准监测技术与智能评估方法,基于高性能材料的建筑结构快速修复加固技术。

(2)智慧社区运行管理。研究基于多维数据的智慧园区安全节能运行系统,健康社区规划设计及健康干预关键技术,面向社区居家养老服务的环境智能监测预警系统,高层和超高层建筑群外围护系统风智能化诊断与预测响应技术,既有社区综合性能评估与高效运维保障技术。

(3)基础设施全生命周期精细运维。研发面向用户的交通基础设施全生命周期舒适度评价与提升技术,道路、桥梁、隧道和地下管线等市政工程服役性能精细化感知、智能决策与寿命提升技术,非正常运营状态下基础设施运营安全风险自动识别、预警及智能化管控技术。

3、自主协同的智能交通系统

围绕未来先进技术与交通运输系统的深度融合,打造高品质交通基础设施、高效能运输服务、智能化指挥控制体系与自动驾驶车路协同系统,建立超大城市自主协同的弹性交通系统。

重点方向:

(1)区域一体化立体交通系统。

依托人工智能、大数据、区块链等技术赋能多模式交通出行的供需平衡管理,研究构建面向全市和长三角地区一体化的“出行即服务”技术体系,提升居民出行品质。发展城市共享交通的管理机制和关键技术,完善公共交通、道路交通、轨道交通等交通设施资源的优化配置和绿色高效利用,降低出行碳排放。解决大型枢纽客流一体化服务和高效能运输服务等关键技术问题,有效提升居民区域出行及物流服务水平。

(2)城市综合交通精细化管控。研究超大城市快速路网高频实时数据融合、拓扑动态构建与更新、数据驱动的精准管控系统架构设计,支撑新型融合交通基础设施在城市快速路网的实施,实现立体快速道路交通网络协同控制、节点时空动态协同控制、区域动静平衡控制,推动城市智能化指挥控制和应急管理关键技术发展。

(3)自动驾驶车路协同系统。研发人—车—路系统多粒度交互感知技术、智能决策控制技术和信息物理系统架构,完善“跨芯片模组、跨终端、跨整车、跨安全平台”一体化感知通信装备的研发和产业链搭建,构建支撑自动驾驶与智能网联的区域道路交通5G运行环境,解决人工驾驶与自动驾驶的混行难题,促进自动驾驶车路协同测试标准和技术规范的构建及推广。

重大平台:

城市运行全息感知与智能管理大数据平台。基于城市信息模型与数字孪生技术、城市级可信信息交换与协作网络、城市情境感知、大数据与人工智能等关键支撑技术研发,构建覆盖城市建筑、社区、基础设施、交通系统等的综合运行全息感知和智能管理大数据平台,从全局视角整合、调度、优化城市资源,实现城市运行的总体部署、融合决策和科学治理。

超大城市数字化综合智慧管理示范

以建筑、社区、基础设施和交通系统的智慧便捷、健康舒适及绿色可持续发展为目标,实现数字化转型,构建面向建筑、交通、服务和治理等未来社区重点场景的示范应用,实现超大城市运行多场景状态快速诊断、分类处置与智能管理,有效提高超大城市运行管理决策精准性和服务效能。

主要任务:(1)构建基于5G基站、综合杆等建设的融合型感知基础设施网络,研究基于物联网、互联网的全域多维城市运行状态感知,数据驱动的城市管理精准决策、监管与评价体系,构建超大城市综合运行管理与协同平台。(2)建立城市级交通全息感知与研判系统,实现交通设施与运行安全的智能监管与决策优化,推动城市交通智能应急管理和调度关键技术。(3)研究基于多源数据融合的基础设施、大型复杂结构和老旧建筑群使用状态与服役性能综合诊断评价技术,基于“材料—构件—结构—建筑群”多尺度、预制装配等多元融合的城市快速更新、修复与提升技术,不断提升城市建筑与基础设施品质。

(二)安全韧性城市

构建城市综合防控和性能提升的技术体系,实现现代化超大城市安全综合风险的自主识别、动态评估、智能研判和主动预警,打造基于数据驱动的城市运行安全与应急响应的精准决策系统,提升超大城市安全运行的风险防控能力及安全韧性。

1、精准智能的城市运行风险感知

针对城市工程基础设施、人口密度、灾害风险水平的特殊性和超大城市系统的复杂性,构建科学有效的韧性城市安全管理体系,建立城市安全运行智能识别预警系统,实现超大韧性城市数字化智慧运行。

重点方向:

(1)超大城市安全韧性管理框架。研究适应上海特点的多维度城市韧性评价体系和分析模型,基于大数据的城市安全韧性要素,城市安全韧性空间管制及布局优化技术,灾后主动自恢复和被动修复综合韧性城市体系构成、韧性评估模型及资源优化配比方法。

(2)城市安全综合风险智能感知预警。研究城市立体监测、数据融合和韧性态势感知体系,城市安全多维风险情境推演技术,城市多元安全风险动态识别、评估与预警技术。

(3)城市运行状态综合分析决策。研究基于大数据挖掘的城市安全运行管理的精准决策、监管与后评估体系,构建城市安全运行仿真与推演系统,打造面向城市网格与社区共建共管共治的城市韧性安全防控应用系统,构建新型城市安全运行管理与协同平台。

2、敏捷智控的城市突发事件应急处置

发展立体、敏捷、智能的安全防范和应急处置与救援技术,形成稳定高效的综合防灾救灾能力,显著提升城市建筑、基础设施、市政交通与生命线的安全韧性,实现超大城市的安全可控,确保城市运行有序。

重点方向:

(1)灾场立体智能感知与智慧应急调度指挥。研发立体化的灾害事故现场态势智能感知技术与装备,基于知识推理的智慧应急辅助决策系统,基于数字孪生城市“一张图”的应急调度指挥平台。

(2)城市建筑与基础设施应急响应与处置修复。研发多种灾害下建筑与基础设施实时动态评估与快速响应技术,灾害事故下城市建筑的抗灾韧性,市政交通与生命线工程安全冗余与自恢复技术,燃气管网泄漏对相邻地下空间的影响监测与韧性增强技术,智能化、无人化的快速处置修复技术。

(3)高效综合的应急处置、消防救援与防护。研制智能化的医学救援保障技术与轻型一体化急救和防护装备,针对城市地下空间、超高层建筑、超大型综合体和化学工业园区特殊消防救援现场的高效精准应急处置技术与设备,适用于高危灾害现场的自主无人应急救援机器人与无人机装备。

3、多维综合的城市韧性

针对超大城市多元空间尺度的灾害问题,基于受灾机理和主动响应式防灾策略研究,研发韧性视角下的建筑结构和基础设施防灾能力提升技术,实现具有自动调节功能的韧性建筑与基础设施。

重点方向:

(1)可恢复功能建筑结构。研究具有自动调节功能的响应式防灾装置与建筑结构设计方法,可恢复功能抗震结构配套装置和结构体系,历史建筑抗震韧性评估框架与韧性提升策略,基于大数据、深度学习的社区建筑群防灾韧性评估。

(2)城市基础设施韧性优化。研究城市防汛设施和城市生命线系统安全风险发生机理及级联作用规律,城市基础设施运行多维度综合风险分析模型和评估体系,韧性导向的城市基础设施系统规划,多种灾害下城市基础设施防灾性能提升技术。

重大平台:

1、大型多重灾害模拟平台。建设多重灾害多场模拟子系统(力场、热场、流场、环境场)、全息测试子系统及融合控制子系统等核心试验系统及相关辅助设施,为建立全方位、立体化、智能型安全韧性城市提供关键科技支撑平台。

2、亚太台风研究中心。在联合国亚太经社会(ESCAP)/世界气象组织(WMO)台风委员会框架下,打造世界一流的台风科技创新策源高地,开展台风预报预测关键技术国际联合攻关及成果转化应用,发起并牵头组织台风外场观测大科学计划,建设台风大数据国际云平台,完善国际化台风科技人才交流与培训网络,实现上海及中国台风预报准确率和有效预警提前量全球领先,建成长三角一体化台风全灾害链预警体系,为超大城市群及区域重大气象多灾种预警防御协调机制建设提供示范。

超大韧性城市安全综合风险感知

充分利用广泛部署的物联网感知设施,实现超大城市安全综合风险的精准映射与精确感知。依托城市“一网统管”平台,建设市区联动、部门互通的防灾减灾救灾综合智能应用系统,围绕多灾害耦合风险,强化灾害信息汇集共享、风险预警研判、应急处置救援形成监测预警“一张图”、指挥协同“一体化”,提升上海智慧应急和防灾减灾救灾能力。

主要任务:(1)研究安全韧性城市空间规划与构建技术,超大城市综合风险识别与评估技术,城市区域多灾种安全韧性影响评估技术。(2)研究城市基础设施安全韧性提升技术,可恢复功能抗震结构设计及优化方法,城市安全韧性空间管制及布局优化技术。(3研发重特大灾害事故区域智能化、无人化的快速处置修复设备与关键技术,研制全息化、智能化、协同化的应急调度平台,构建智慧应急辅助决策系统。

(三)绿色低碳城市

着力推进城市能源清洁化利用、能源互联网关键技术及能源系统技术集成与应用,加快构建碳达峰碳中和及其他碳减排关联技术体系,持续研发生态环境质量稳定改善和生态环境风险精准防控的技术支撑体系,实现绿色低碳城市精细化建设与高效管理。

1、绿色智慧的城市能源系统

以构建互联互保的长三角一体化主干能源互联网和因地制宜多能互补的智慧能源微网为目标,研发能源清洁化利用关键技术、城市能源互联网关键技术和城市能源系统集成技术,支撑能源清洁化、低碳化、高效化和智能化的可持续安全供应,研发碳中和的技术、产品和模式,整体提升城市能源技术研发、装备制造和应用水平。

重点方向:

(1)能源利用绿色化。研发清洁智慧火电等煤炭清洁高效利用关键技术和装备,深远海漂浮式风电场成套关键技术和装备,新型高效太阳电池技术和核心装备,有机废弃物清洁化多元化能源利用技术和核心装备,基于可再生能源的高效低成本耦合制氢技术及氢能应用技术,工业装备和新型工业流程与系统再造的共性节能技术,以及超低能耗建筑节能技术,降低碳排放。

(2)能源系统智慧化。研发城市能源互联网关键技术和装备,包括柔性交直流输配、先进超导、智能量测等智能电网关键技术和装备,能源路由器、能源交换机等核心装备,新型储能材料、新型储能装备和储能协同控制技术,能源大数据、人工智能、物联网和数字孪生等能源领域的先进信息通信应用技术,提升减碳效率。

(3)能源技术模块化。针对不同场景的示范应用,研发可模块化复制推广的综合集成技术,包括构建多能互补优化协同的低碳园区综合能源系统,可再生能源一体化发储用高效集成利用的零碳建筑,氢电油气网智能协同的新能源交通,以及民众广泛参与并灵活交易的虚拟电厂。

重大平台:

1、碳捕集利用封存技术研究中心。围绕二氧化碳捕集、利用和封存全链条的核心技术进行研发部署,努力建成碳捕集利用封存领域原始创新策源地、先进技术孵化器、产业发展助推器。建设全谱系气源—全流程监控—全尺度设施—全方位评价的碳捕集利用封存技术中试—工试—集群规模测试平台,发展行业信息数据库与产业战略分析工具,形成企业—知识产权—技术—人才—标准—大数据平台,助力上海区域碳达峰和碳中和,为我国掌握碳中和托底技术奠定基础。

2、低碳冶金技术创新中心。围绕钢铁工业绿色低碳发展需求,瞄准从采矿到产品的钢铁制造全流程新工艺、新技术研发,建立包含实验室、中试机组、扩大实验基地和工业示范线,涵盖从基础研究、实验室实验到中试验证、工业试验的研发全过程的研究装备,推进原燃料绿色化预处理、高炉炼铁革新工艺、熔融还原、直接还原、氢冶金、低碳短流程铸轧、极致能效及二氧化碳产品化资源化利用等工艺技术全生命周期的关键技术攻关。

多元融合、高效智慧的城市能源微网示范

聚焦临港新片区,建设具有“能源清洁高效利用、系统韧性自治、全息数字孪生、生态开放共享”的智慧城市能源微网示范工程,孵化“源网荷储”融合互动的智慧能源微网关键技术,形成可模块化复制推广的综合应用新模式,探索能源交易新业态。

主要任务:

(1)围绕临港滨海特征和智能制造等用能需求,结合海上风电和氢能耦合应用,构建高比例可再生能源供能与智能化高效用能相结合的园区智慧能源微网。

(2)围绕临港供能高可靠性需求,构建交直流混合的坚强配电网,运用电力电子与先进储能技术提高能源网架自调节能力,实现柔性控制体系。

(3)围绕临港智慧城市管理需求,运用“大云物移智链”先进信息技术,建设信息基础设施、全息孪生电网和能源大脑深度融合的智慧型数字化能源配置平台。

(4)围绕临港开放共享特征,构建能源微网+虚拟电厂的价值创造服务网络,形成政企社会共建共治共享的“能源+交通+信息”的能源生态圈。

2、优美宜居的城市生态环境

以提供超大城市及区域一体化重大环境问题系统性解决技术方案、环保技术和碳增汇技术体系为目标,加大生态环境及生态系统领域关键核心技术攻关和转化应用力度,形成源头控制、清洁生产及碳增汇潜力的成套环境技术,不断提高城市生态系统保护修复与管理的系统化、科学化、精细化、信息化和智慧化水平,持续增强上海的碳汇能力。

重点方向:

(1)稳定改善生态环境质量。加强大气污染形成机理、污染源追踪与解析关键技术研究,完善大气复合污染原位控制及协同治理技术体系。加强重要水体、水源地和饮用水安全风险控制,废水近零排放、农村分散污水及污泥资源化利用关键技术研究。构建复杂水环境、水资源、水生态系统治理与智慧管理技术体系。加快城市垃圾等固体废物全过程减量化、高质化利用关键技术、工艺和设备研发制造,推进“无废城市”建设。完善土壤和地下水污染风险监测、预警、评估和绿色精准修复等关键技术。

(2)精准防控生态环境风险。研发生态系统保护与修复、监测与预警技术,开发环境健康风险评估与管理技术,研究化学品风险控制和替代技术,开发生态环境大数据应用技术,构建生态环境智慧监管和防控技术支撑体系。开展新型污染物对生态环境和人体健康风险研究,研发基于污染源—暴露途径—受体多层次控制与削减的生态环境和人体健康风险防控技术。

(3)全面提升生态服务和碳增汇功能。

建立超大城市生态空间格局优化、复合高效生态系统调控管理、重要生态空间生态保育、退化生态系统快速修复、生态安全、优美生态环境构建及促进碳汇以应对碳达峰、碳中和目标的城市生态系统治理等关键技术保障体系。

推动碳中和为目标导向的行政、市场、社会协同机制和政策创新,打通创新链、产业链及资金链,发展应对气候变化投融资,促进先进绿色技术推广应用。推动形成长三角区域生态环境保护系统协同创新共同体,实现陆海统筹、流域协同和区域一体化生态系统服务的协同管理。

重大平台:生态环境科技研发与转化功能型平台。

以服务人民城市建设,持续稳定改善城市生态环境质量,促进生态环境科技创新与碳增汇产业发展为核心任务,建设服务于本市及长三角区域生态环境质量持续改善和绿色低碳发展的科技联合攻关平台、管理决策支撑平台、科技成果转化和推广平台、科技人才交流和技术信息共享平台,提升生态环境科技创新能力,促进相关产业发展。

生态环境智慧监管与生态风险精准防控

综合运用超级计算机、大数据、云计算、人工智能等多元化、多模式、跨领域新技术,构建生态环境智慧监测、预警与生态风险精准防控技术体系,以更精细和动态的方式实现环境管理和智慧决策目标,支撑构建超大城市的信息共享、资源整合、综合决策的高水平生态环境智慧监管体系。

主要任务:
(1)建立环境多源数据动态采集、远程传输、融合分析与数据管理技术体系。
(2)构建城市复合污染精细化监测技术体系,研发精准高效的大气、地表水、土壤、地下水、生态等全要素集成测量技术和高精度生态环境质量监测分析仪器及设备。
(3)构建融合城市和区域环境质量及生态过程的“监测—预警—防控”全过程环境管理与服务信息化技术平台。
(4)研发环境应急风险的信息综合分析、损害评估及管控等技术,开发建立生态系统累积风险识别技术体系,建立风险源过程和影响的综合评估模型。
(5)开展绿色低碳城市中绿、林、湿地的基础研究,聚焦生物、土壤到生态环境和服务功能的能力提升,形成服务生态环境智慧监管与生态风险精准防控的技术支撑。

 

崇明世界级生态岛碳中和示范区

针对崇明岛生态优势,通过多源技术耦合与示范,充分利用生态要素优化配置及其质量功能协同提升关键技术,将崇明岛打造成世界级生态岛碳中和示范区,为上海2060年前实现碳中和目标做出重要贡献,也为我国碳中和提供典型范例。

主要任务:开展崇明区中观尺度温室气体排放统计核算体系构建研究、多元化清洁能源供应体系及数字化供储能系统示范、绿色交通运输系统全生命周期碳排放量化评估模型构建及应用示范,以及基于生态空间管控的碳汇能力提升及格局优化示范。

 

长三角一体化碳达峰碳中和示范区

聚焦长三角生态绿色一体化发展示范区的生态绿色发展战略,促进碳达峰碳中和引领区域生态绿色高质量发展,率先探索将生态优势转化为经济社会发展优势的新理念、新技术和新机制。

主要任务:开展区域碳达峰碳中和实施路径和目标量化分析关键支撑技术研究、清洁低碳能源系统集成优化关键技术研发和示范绿色交通运输系统低碳监测及多元评估模型研究、绿色建筑低碳建造及运营全过程关键技术研发和示范、长三角区域污染物和温室气体排放协同管控研究、基于大数据的跨区域绿碳蓝碳碳汇能力提升优化研究,以及基于区块链的跨区域碳交易及碳普惠耦合模式研究。

3、智能高效的城市规划建设

面向超大城市的大体量、高精度、多元化的建设需求,以先进城市建设理论和人工智能科技赋能传统规划、建造及更新改造技术,显著提升城市建筑和基础设施的建设质量和能效,实现城市功能提升与空间高效利用,成为超大城市智能高效建设典范。

重点方向:

(1)绿色生态城市规划。研发基于城市信息模型的绿色生态城区规划技术,多层次城市地下空间竖向规划技术,人工智能辅助规划和决策算法,零碳建筑及直流园区规划建设关键技术,城市生命线等城市信息模型应用情景推演技术,碳中和导向的高性能建筑群规划建设关键技术,以及绿色生态城区评估技术。

(2)可持续智能建造。研发基于人工智能算法的参数式和生成式设计及优化技术,人机协作高精度成套施工建造技术工艺,全域感知和数字孪生工地建模技术,施工现场时空推演和风险预警管控技术,以及一体化智能建造管理系统。

(3)城市功能提升与有机更新。研究多功能地下空间的生态智慧化规划,复杂环境下地下空间微创施工技术及装备,城市规模与人口分布预测模型,城市功能空间弹性调整机制,基于全生命周期信息化管控的城市绿色单元,历史建筑精细化保护、智慧化管理和数字化传承技术,以公共交通使用最大化为导向下城市既有建筑集约复合使用策略与改造技术,以及老旧住宅(区)建筑安全风险快速识别与管控技术和智能化更新技术。

重大平台:智能建造技术研究中心。

将传统建造和人工智能学科中具有重要应用前景的科研成果进行系统化、配套化和工程化研发,在算法驱动设计、人机协同建造、智能集成管控等核心技术能力上实现突破,形成可影响工程建造技术变革的成熟配套工艺和装备。

超大城市建设的可持续智能建造示范

推进建造技术从“状态感知—作业替代—全面智慧”的有序发展,打造可持续智能建造研发平台,形成智能建造关键技术体系和配套机械设备,以典型工程集成示范应用夯实技术成果。

主要任务:
(1)研究基于人工智能算法的参数式和生成式设计及优化技术,面向“建筑—工程—施工”一体化协同设计理论方法,集成研发智能协同设计软件与平台。

(2)研发新型建筑工业化智能柔性生产线,工程级核心装备零部件和多场景制造、建造及安装机器人,人机协作和多智能体协同建造技术,形成人机协同高精度建造施工成套技术、装备和工艺。

(3)研究基于5G和物联网的施工全域多维多源感知技术和基于信息物理系统的建造现场数字孪生建模技术,工程现场施工时空推演全景分析技术,基于机器视觉和深度学习的施工全要素风险预警管控技术,施工现场一体化智能建造管理系统。

(四)健康活力城市

针对超大城市人口老龄化、公共卫生防控和文化体育事业发展等带来的健康活力城市建设需求,推动科技引领的主动健康、公共卫生体系建设,以及文体科教融合创新,全方位提升城市活力和市民生活品质。

1、优质高效的主动健康

以“防控全方位、生命全周期、健康全过程、服务全链条”的需求为导向,加速生物技术、信息技术、人工智能在健康领域的融合,实现重大慢性疾病的个性化诊疗和居民营养健康能级提升,促进“被动健康”向“主动健康”转变,树立全球健康城市典范。

重点方向:

(1)重大慢病防控。围绕肿瘤、心血管疾病、代谢性疾病和呼吸系统疾病等重大慢性疾病的防控,通过技术交叉融合创新,实现健康失衡状态的动态辨识、健康风险评估与健康自主管理,建立链接个体、家庭、社区、体检机构,以及各级医疗机构的健康自主管理连续服务平台。

(2)老龄健康。面向老龄人群健康需求,系统创制符合国情和大都市特点的衰老及老年健康标准、指标和评定方法,开发养老服务照护机器人,建立面向老年人的分级分类服务技术体系,构建智能化的移动医疗和远程医疗服务系统,引领老年健康促进技术的研发应用。

(3)膳食营养。聚焦孕产妇、婴幼儿、青少年、老年人、残疾人、患者人群和特定作业人群等各类人群的精准营养需求,提升“药食同源”的营养食品科学开发能力,建立集科学配方、营养评价、临床试验等于一体的膳食营养产品开发体系。

重大平台:临床研究创新基地和平台。

加快建设复旦大学附属中山医院上海国际医学科创中心、上海科技大学上海临床研究中心和上海交通大学附属仁济医院上海市免疫治疗创新研究院,支持上海交通大学附属瑞金医院转化医学国家重大科技基础设施加快发展。聚焦临床医学、生物技术、医学工程、人工智能等学科的创新前沿,打造医疗新装备、新器械、新材料、新药物等创新产品以及临床指南、疾病诊治规范和标准的创新策源地。

精准智能诊疗

面向复杂疾病的诊治,集成基因组、蛋白质组、代谢组、免疫组、微生物组等多组学技术,发现重大慢病防控所需的系列生物标志物,实现生物技术、信息技术和纳米技术等多种技术在健康领域的应用融合,构建国际一流的临床研究能力体系,全面推动诊疗技术的精准化、智能化、个性化发展。

主要任务:

(1)突破人体健康状态量化分层、健康信息的连续动态采集、健康大数据融合分析等关键技术,开发智能化的新型诊疗等解决方案,构建多学科交叉融合的移动医疗和远程医疗服务系。

(2)开发面向老年人群、残疾人和慢性高发疾病监测监护和管理的新型低功耗生物医学传感器,以及基于大数据的智能化康复、治疗、疾病预防、行为与认知干预技术、器械及系统。

2、精准防控的公共卫生体系

把握全球公共卫生发展方向,对标国际最高标准、最好水平,提升疾病预防控制机构现场调查处置能力、信息分析能力、检验检测能力和科学研究能力,完善救治网络和应急医疗救治能力储备,形成统一高效、响应迅速、科学精准、联防联控、多元参与的公共卫生管理体系,力争成为全球公共卫生最安全城市之一。

重点方向:(1)重大公共卫生事件应急响应。面向重大公共卫生事件的提前预防、筛查检测、诊断治疗、应急处置、分诊管控,构建规范、高效、智能的病原微生物资源库、预警和应对平台,开发应急预案和疫苗药物产品。(2)常态化公共卫生防控与救治。开发快速、大规模检测鉴定和高效监测预警技术,构建集生物设计、虚拟筛选、动物实验、临床研究于一体的疫苗和药物开发系统支持

平台,提升大规模高质量的重大疫苗、药物高效研发和药物快速供给能力(3)食品安全。构建完善食品安全的全过程追溯、全覆盖监管技术支撑体系。集成生物、信息、纳米技术,开发便携、普惠、智能的食品安全成分检测终端,研发精准动态的食品安全全程追溯技术,构建食品安全危害成分全覆盖的数据支撑系统,完善食品安全综合评价技术。

重大平台:重大传染病与生物安全研究院。建立覆盖病原学、临床、药物、公共卫生、大数据、公共管理等多学科,集前沿技术攻关、科技成果转化、专业人才培养、公共政策研究于一体的政产学研用全链条开放平台。

食品安全

构建食品安全的全过程追溯、全覆盖监管技术支撑体系。

主要任务:

(1)探明主要的新食品原料基本特性,开发高风险物质的快速识别和关键控制点体系,构建食品成分的风险评估及功能评价体系;

(2)开发基于高光谱、化学及生物传感等技术的便携式、智能化食品安全快速检测新设备,研发化学危害因子和微生物污染的适用于非定向筛查技术。

3、活力迸发的文化体育

推动科技和文化体育融合成为文体高质量发展的重要引擎,打造上海文体科研发展核心竞争力,为提升城市活力注入科研动力。重点方向:(1)文体共性关键技术研发。以国家战略引领科

技和文体融合创新,推动类人视觉、听觉、语言、思维等智能技术在文体领域的创新应用。(2)提升文体装备技术水平。瞄准文体领域关键核心技术产品与装备,实现文体领域重要软件系统和重大装备自主研发和安全可控,提升文体装备制造水平。完善文体大数据基础设施和应用设施的装备配备,加快文体装备关键技术、重要工艺、应用模式等方面的标准规范制定与推广。(3)推进文体场馆智慧互联。推动物联网、大数据等新技术在文体场地的深度应用,打造文旅场所数字化转型的典型场景应用,提升全市范围内文旅服务供给效率。(4)促进智能体育创新发展。大力发展体育智能制造、体育新材料产业,支持智能运动装备的研发。大力培育数字体育新业态,推动智能体育与线上社交、健身休闲、康复护理融合发展,创新生产方式、服务方式和商业模式。

重点工程:全民健康与健身深度融合工程

以“健康中国”和“健康上海”战略为引领,以提高市民体质和健康水平、提升科学健身素养为研究和工作目标,推动全民健身和全民健康深度融合。

主要任务:

(1)制定相关政策、标准,推动健身设施等智慧化改造,打造智慧体育公园、智慧健身步道等,并结合智慧健康驿站建设,构建市、区、社区三级体质监测及健康服务网络,开展体质监测和健康指导工作,满足市民不断增长的科学健身指导需求。(

2)开展体医融合、体养融合研究,探索适于复制推广的健康服务模式和适宜技术,积极推进老年人体适能水平对健康的效应研究。

(3)完善国民体质监测信息平台,加强国民体质监测数据研究利用,为提升群众体质健康水平提供基础数据支撑。

来源:发改委高新司《上海市建设具有全球影响力的科技创新中心“十四五”规划

全文下载:上海市建设具有全球影响力的科技创新中心“十四五”规划

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