“两山”理念落地生根:一位科研人用科技书写绿色答卷
发布时间:2025-09-20 13:24 浏览量:2
在安徽省昊丰新能源科技有限公司的生产车间里,5公分见方的新鲜竹片送入炭化炉,半小时后,乌黑光亮的竹炭便带着特有的芳香流淌而出。这一颠覆千年制炭传统的场景,背后站着一位深耕能源环保领域二十余载的科研人——合肥工业大学教授、合肥综合性国家科学中心环境研究院副院长邢献军。
当“两山”理念指引中国迈向生态优先、绿色发展之路,当“双碳”目标推动传统能源转型进入深水区,邢献军带领团队以科技为刃,在生物质能源领域劈开一条从“污染治理”到“资源创造”的新路径。他研发的生物质催化转化制备生物炭技术,将生物质亿万年自然炭化的过程缩短至半小时,炭转化率从传统技术的35%跃升至80%,不仅破解了农林废弃物处理难题,更为后化石能源时代储备了可循环的“绿色资源”。
一场学术会议点燃的“能源焦虑”
2009年的一场国际能源学术会议上,“后化石能源时代人类如何应对”的议题,像一颗石子投入邢献军的内心。彼时,他已在能源领域深耕十余年,从中国科学技术大学工学博士到安徽皖能集团高管,见证了传统能源发展的辉煌与瓶颈。
当时学界共识是,生物质能源是最具潜力的替代方案,但那时的利用方式多是焚烧发电,不仅效率低,还会造成二次污染。邢献军看着广袤田野里被焚烧的秸秆、山林中堆积的枯枝,他萌生了一个念头,不能让这些“宝贝”白白烧掉,要让它们变成真正的资源。这一想法正契合了“两山”理念的早期实践探索——让曾经造成污染的农林“废弃物”,通过技术转化成为可利用的“资源”,为“绿水青山”向“金山银山”转变寻找技术突破口。
彼时,国内外生物质资源化利用技术几乎一片空白。传统制炭技术沿用了千年,以高温热解、低温烘焙为主,得炭率仅35%左右,还伴随着大量烟尘污染。“卖炭翁,伐薪烧炭南山中”的古老场景,在工业时代早已难以为继。邢献军带着团队查阅海量文献,反复推演实验方案,一个大胆的设想逐渐清晰:能否通过催化转化技术,让生物质在更短时间内高效炭化,同时实现零排放?
2011年,为了专心科研,邢献军辞去了企业高管职务,来到合肥工业大学牵头组建先进能源技术与装备研究院。创业初期的艰难远超想象:资金短缺,他拿出全部积蓄;团队人手不足,他又几度登门,找来昔日课题组同事;没有实验场地,他悄然在当地一家化工厂建起临时实验室。
不久,在合肥中盐红四方化工厂的简陋反应炉里,世界上首次通过催化转化技术制备的500克生物炭出炉。捧着这捧乌黑的炭粒,邢献军兴奋地向大家宣告:这不仅是500克炭,更是生物质资源化利用的希望,是让“绿水青山”转化为“金山银山”的第一步。
万次实验破解“时间与效率”难题
科研不是一蹴而就,每一步都要脚踏实地。邢献军将“踏实”的理念融入团队。从实验室的500克到产业化的5万吨,他们走过了一条布满荆棘的道路。
首要难题是提高炭转化率。团队研发出“固溶分压技术”,将反应中产生的含碳气体重新压回生物炭分子内部,让生物质中的碳元素几乎全部转化为炭,转化率能提升至60%。但邢献军并不满足:要实现产业化,还得解决时间问题。传统制炭需要7天,若能缩短时间,就能大幅降低能耗、提升效益。更快的转化效率意味着单位时间内可处理更多农林废弃物,既能减少环境污染、保护“绿水青山”,又能产出更多高价值生物炭产品,为地方创造经济收益,进一步夯实“两山”理念的实践基础。
2013年,团队着手建设年产5000吨生物炭中试示范项目时,新的挑战出现了:实验室规模下品质稳定的生物炭,在大型炭化炉中却因传热不均、催化剂分布失衡,出现“夹生炭”,炭化时间也难以控制。
团队人员介绍,那段时间,邢献军教授带领大家几乎每天泡在车间,几百次调整工艺参数,上千次优化设备结构。为了找到生物质炭化的“临界能量点”,他们用实验与数值模拟相结合的方法,逐一排查影响炭化效率的因素。无数个深夜,实验室的灯光常亮不灭;无数次失败又重新出发。
科研途中的波折与坚守
2017年6月18日,周日的厂房里,机器轰鸣。为了掌握第一手数据、确保安全,邢献军独自爬上平台检查振动的设备。就在俯身的瞬间,左臂不慎被卷入机械,剧痛袭来。他在十秒内冷静抽手,却已是血肉模糊——从手掌到肘关节被划开,小臂与关节骨折。紧急赶到医院,多家医院建议截肢,邢献军坚定拒绝了,连夜又辗转至无锡手外科医院。医生历时近9小时,为他接回手臂。此后多次功能修复,均由无锡知名专家芮永军亲自主刀,一次次将他的手功能从“失去”的边缘拉回。这场绝处逢生的经历后,邢献军依旧乐观,笑着说:“感谢老天把手还给我,我还能继续做科研。”
从7天到1天,从12小时到1小时,再到42分钟……当炭化时间最终定格在30分钟时,整个团队都沸腾了。2019年底,世界首台日产100吨以上生物质炭的炭化炉定型下线,实现了年产5万吨生物炭的目标。该技术生产的生物炭及衍生产品,能广泛替代煤炭、石油等化石燃料用于工业供热、发电、煤化工、石油化工等场景,减少化石能源消耗与碳排放;同时,生物炭在土壤改良中可实现碳封存,为我国实现“双碳”目标提供了兼具经济性与生态性的技术方案,成为“两山”理念从理论到实践的生动注脚。
业内人士认为,这一突破让生物质制炭产业具备了规模化、低成本的优势,一方面可吸纳大量农林废弃物,守护农村生态环境的“绿水青山”;另一方面,规模化生产的生物炭可加工成储能材料、土壤改良剂等高附加值产品,带动上下游产业链发展,让“金山银山”的效益惠及更多地区与群众。
更令人振奋的是,这项技术不仅高效,还实现了“变废为宝”。水稻秸秆、小麦秸秆、油菜秸秆、玉米秸秆、棉花秸秆、毛竹、杂木,甚至城市污泥,在邢献军团队的技术加持下,都能转化为高价值的生物炭。“这些曾经的废弃物,现在是身价百倍的‘黑金’。”邢献军指着实验室里的生物炭样品介绍,基于生物炭研发的储能材料、高品质活性炭、石墨烯、土壤改良剂、固碳材料等,部分已进入产业化生产阶段。例如,生物炭制成的土壤改良剂可提升耕地质量,助力农业增产增收,既保护了土地生态这一“绿水青山”,又为农民带来了实实在在的经济收益;而高品质活性炭用于工业废水处理,既能降低污染、守护水环境,又能为企业节约治污成本,实现生态效益与经济效益的双赢,让“两山”理念落地见效。
让科技成果扎根大地
“‘两山’理念不是抽象的,它需要具体的科技成果来支撑,需要让生态效益转化为经济效益、社会效益。”在邢献军看来,科研成果不能锁在实验室里,要真正走进田间地头、工厂车间,让每一项技术都成为连接“绿水青山”与“金山银山”的桥梁。
如今,项目成果在安徽、云南、广西等多个省市得到广泛推广应用。在安徽黄山、六安,四川绵阳,浙江安吉等市县,拟建设多条年产10万吨以上生产线,实现大规模产业化和可持续生物质资源高效高质利用。这些生产线的建设,将直接带动当地农林废弃物回收、加工产业发展,创造大量就业岗位;同时,生物炭产品的输出将为地方带来持续的经济收入,让曾经的生态资源转化为经济发展动力,让“绿水青山”源源不断地孕育“金山银山”,具有巨大的市场应用前景和竞争力,经济效益、社会效益、环境效益高度统一。
除了生物质能源领域,邢献军在高温清洁超焓燃烧技术领域同样成果斐然。他创新性提出的高温清洁超焓燃烧技术,解决了传统燃烧技术炉膛温度不均、容积热负荷低、燃烧效率低、污染物排放高的难题,其研发的“城市生活垃圾自维持高温清洁燃烧关键技术与装备”,获得2021年安徽省科学技术发明一等奖。该技术可有效处理城市生活垃圾,减少垃圾填埋带来的土壤、水源污染,守护城市及周边的“绿水青山”;同时,垃圾燃烧产生的热能可用于发电、供热,为城市提供清洁能源,创造经济价值,进一步丰富了“两山”理念的实践场景。
在邢献军看来,无论是生物质制炭,还是清洁燃烧,核心都是让能源利用更高效、更环保,让每一份资源都能发挥最大价值。
如今,邢献军依然奔波在科研一线。作为国家863专家、国家科学技术奖评审专家,享受国务院政府特殊津贴的他,身上还肩负着合肥综合性国家科学中心环境研究院副院长、合肥工业大学先进能源技术与装备研究院院长等多个职务。但无论身份如何变化,他“把论文写在产品上,把研究做在工厂里,把成果转化到市场中”的初心从未改变,始终以科技为笔,书写着“两山”理念落地生根的绿色答卷。
央广财经记者 傅天明
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