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第2094期(总第2094期) 2018年1月5日   本期八版  上一期  下一期  更多期次  
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让城市健康“代谢”

环境学院教授李金惠等完成的“城市循环经济发展共性技术开发与应用研究”项目获2016年度国家科技进步奖二等奖



作者:学生记者 郭雪岩 刘晓彤 罗坤丞




●学生记者 郭雪岩 刘晓彤 罗坤丞
项目名称:城市循环经济发展共性技术开发与应用研究
主要完成人:李金惠、温宗国、金宜英、张进锋、林翎、吴静、聂永丰、张天柱、兰永辉、康俊峰
项目简介:该项目立足于当前发展循环经济的重大战略,在系统集成规划、智能分类回收、废物清洁再生、管理政策支撑等方面创新性地提出分析方法、开发关键技术,形成了城市循环经济共性技术发展模式。核心成果应用于国际、国家和城市循环经济推动工作,是41项国家重大政策和标准的核心科技支撑,引领了我国城市循环经济模式的推广和实施。近3年新增销售额24.85亿,新增利润2.79亿,环境、社会效益显著,受到国内外高度关注和广泛认可。
  我们生活的城市,每天都会产生大量的生活残余和废弃物,同时又需要大量的资源和能源来进行城市建设;正如人类个体,每天都需要摄入食物和水,呼吸新鲜空气,同时通过顺畅的新陈代谢来完成机体的自我更新。让城市做到健康“代谢”,无疑是保证城市健康发展的重中之重。从“十一五”规划中明确提出并用一整章阐述“循环经济”理念起,中国便在相关领域开始了不断的探索。
  经过孜孜不倦的努力,清华大学环境学院循环经济研究团队终于在城市循环经济发展问题的研究中取得突破。他们以城市物质代谢为理论、物质流调控为手段,以量大面广的典型物质循环的共性和关键技术为突破,创造性地研发出区域物质代谢归一化核算及调控分析方法、高含水有机废物湿热水解及多组分资源化新技术、难处理残余物协同处置利用制备建材关键技术等,填补了中国在该领域的多项技术和理论空白,为循环经济的发展提供了坚实的理论和技术基础。2017年1月,“城市循环经济发展共性技术开发与应用研究”项目获2016年度国家科技进步奖二等奖。
  
缘起苏州 困难重重
在项目推行的2006年~2007年,苏州市GDP在全国各大城市中的排名紧跟上海、北京、广州、深圳,位列全国第五,经济发展甚至好于许多的直辖市和省会城市。彼时的苏州拥有许多大工业园区,以制造业为主的发展模式极大地推动了苏州市的经济发展,但随之而来的是资源供应、产品运输和废物处理等各个方面的问题,尤其是在废物处理方面。作为发达城市的典型样例,循环经济项目以苏州市为模板展开运作,旨在通过该项目达到有效减少外部资源输入、提高资源单位利用率、实现可持续发展的目的。
  但由于当时人们的环保意识普遍不足,企业也往往不重视环境效益,加之环保企业大多规模较小,导致了成本较低的非正规处理方式的流行,带来了一系列的社会问题。李金惠团队所做的工作,则是化非正规处理为正规处理。“比如餐饮废物,传统的炼油回桌危害很大,我们选择转化为饲料和生物柴油。对废旧轮胎,一般是热解油之后用作燃料,但会造成很大的污染;我们则将其转化为胶粉,再去制作比如操场塑胶等其他材料。”李金惠说,“再比如对电子废物,之前的处理方法大都是简单拆解过后进行非法的冶炼提取,这样会造成较严重的环境污染;而我们采用机械装配、人工分离的方式,避免有害物质流入下一级或环境中。”
  作为一个开创性的新项目,城市循环经济项目的推行还有一个难点———可以借鉴的国外经验非常少。这主要是因为国内外污染情况差异很大。就餐饮废物而言,欧美的餐饮废物大多出现在生产加工环节,属于工业的残余废物,相对完整和单一;而国内的餐厨垃圾大多是人们所浪费的粮食,因而中国的食品废物成分更为复杂。再比如电子废物,由于国外人工成本比较高,往往会把废物收集起来,依靠大机器破碎分解,再进行进一步的回收利用。但是,如果在我国这么做,不仅成本非常高,而且资源回收率也比较低(会产生难以分离的混合物)。李金惠介绍说,他们考虑的做法是先把电子废物人工拆解到一定程度,再进行进一步利用。可是这个“拆”的过程,需要专业的设备和先进的技术;而在没有任何国外经验可以借鉴的情况下,所有这些都需要自行研发。
  
勇于创新 独辟蹊径
路是靠自己走出来的。李金惠团队凭借不断地钻研和努力,实现了循环经济研究的新突破。团队以城市物质代谢为理论,物质流调控为手段、以量大面广的典型物质循环的共性和关键技术为突破,形成了“系统集成规划、智能分类回收、废物清洁再生、管理政策支撑”等为特征的城市循环经济共性技术发展模式,从理论方法到关键节点技术再到整体应用推广,全方位多层次地丰富了循环经济研究。
  在理论方法层面,传统城市代谢核算与调控规划理论是个“黑箱”,偏重量型物质流分析宏观核算,忽略物质品位和代谢过程;团队提出区域物质代谢归一化核算及调控分析方法,建立混合型投入产出与分析规划模型,并创立国家首个循环经济评价指标。这些成为该领域近十五年来的重要突破,有效指导了后续的技术、政策和应用创新。
  在技术层面,再生资源智慧化回收平台技术、城市矿产资源高值化开发技术、有机质废物多组分资源化技术和残余物工业窑炉协同处置技术是支撑循环经济的四大支柱。这些技术的发展,大多源于实践的需要和对时下热点的关注。例如引领工业领域“互联网+”潮流,建立区域废物交易平台,形成线上信息匹配、线下物质交易的回收系统,解决了海量信息匹配速度慢和准确度低的问题。
  “我们经常说‘twoworlds,twosolutions’,发达国家是一个solution,发展中国家是另一个solution。我们的项目成果,正是为了在循环经济领域探索发展中国家的solution。”李金惠说。
  
展望未来 任重道远
除了突破技术难题之外,在宏观层面上,循环经济框架要系统化地建立起来并且达成共识,是一个非常艰苦的过程。循环经济理念在21世纪初就被引入了中国;2008年,国家又出台了《循环经济促进法》。但是,循环经济到底怎么搞,社会上和业界并没有特别清晰一致的认识。因此团队的的另一部分工作,是用循环经济理论来支持立法,建立循环经济的理论框架。“很多人认为这就是个经济活动,但实际上循环经济的理念创新还需要被更多人所理解和接受。”李金惠说。
  循环经济项目的推行,离不开政府的合理规划和相关的政策支持。例如,针对非正规回收成本较低的特点,政府可以合理运用经济杠杆来收集难以回收的资源;研究团队在项目过程中也可以与政府保持沟通,加强大方向的规划引领,从而实现城市层次的循环经济。再比如,电子废物原来以非正规处理为主,而通过项目的技术支撑和国家有资金的支持,成功促进了“以旧换新”政策的推行。
  李金惠还谈到,十八大提出、十九大继续强调的循环发展是循环经济的一种升华。如果说循环经济主要是解决环境和资源问题,那么循环发展就是通过这种新型的发展模式来支撑一座城市,提高发展效率和效果。“城市就好比人,而循环经济就好比调节代谢的过程。”李金惠说。
  为了使项目的推行更加顺利,团队还积极与地方政府、环保企业合作,借助多方力量,推动产业发展。
  谈到这个项目的未来,李金惠颇有感慨。他说,中国的循环经济从无到有,经过多年的摸爬滚打,已经探索出了不少相关政策和技术。但是,政策需要发展,技术也需要不断创新。团队一直在探索能耗更低、附加值更高的产品,为城市的新陈代谢注入新的活力。
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