制图:李芸
能源清洁利用国家重点实验室的循环流化床分级转化试验装置,可实现煤炭分级清洁高效转化。
能源清洁利用国家重点实验室的高精度太阳能塔式定日镜场及智能控制试验平台。
浙江大学青山湖能源研究基地,该基地是能源清洁利用国家重点实验室的重要支撑基地之一。 (能源清洁利用国家重点实验室供图)
在这里,新能源实现更为有效的开发:波动的太阳能可以稳定发电,绿色氢能能够高效便捷低碳制取。
在这里,传统化石能源得到更为清洁的利用:煤炭可实现分级清洁高效转化,燃煤电厂和煤化工厂等排出的二氧化碳等还可以被微藻或特殊的化学制品高效“捕捉”、吸收。
在这里,就连生活垃圾、污泥、秸秆等,也可以摇身一变,成为可利用的清洁能源,如电能、热能。
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这里是能源清洁利用国家重点实验室。科研人员数年如一日,努力探寻实现能源清洁、低碳、高效、智能发展利用的有效路径。
记者带您走进位于浙江大学的能源清洁利用国家重点实验室,探访科研人员如何通过科技创新变“废”为宝,实现固体废物的能源化资源化利用。
垃圾里的西瓜皮、菜叶、纸张、塑料等都是“宝贝”,经过处理成为电能,进入千家万户
杭州萧山锦江绿色能源有限公司三面环水,绿树成荫……如果不是厂区门口显示屏上的轮播信息,人们很难将其与垃圾焚烧发电厂联系在一起。
在这里,垃圾的传统概念被颠覆,西瓜皮、菜叶、纸张、塑料等都是“宝贝”。它们经储存降解、焚烧处理、能量转换等诸多复杂的环节后,成为电能,进入千家万户。据了解,这一垃圾焚烧发电厂可实现日“吞”垃圾1700吨,年“吐”电能1.5亿度。
如今,像这样的垃圾清洁焚烧发电厂在我国并不鲜见。垃圾清洁焚烧处置也成为不少地方推进“无废城市”建设的重要环节。
“焚烧发电目前被视为实现垃圾无害化、减量化和资源化处置的重要手段。”浙江大学党委常委、副校长,能源清洁利用国家重点实验室主任、固体废物能源化清洁利用技术与装备国家工程研究中心主任严建华告诉记者。
众所周知,人类在生产生活过程中不可避免地会产生垃圾。这个“垃圾”是一个广义的概念,主要是指固体废物,如生活垃圾、建筑垃圾、工业垃圾、危险废物、污泥,等等。可以说,我们每个人都是垃圾的制造者。这些垃圾如果处置不当,会给大气、水、土壤等带来严重污染。
一头连着减污,一头连着降碳。如何无害化、减量化和资源化处置这些固体废物,是生态文明建设的重要内容,也是能源清洁利用国家重点实验室的重要研究方向之一。
“垃圾是放错地方的资源。”这是致力于这一领域研究30余年的严建华常常说的一句话。
据介绍,对于无法回收利用的垃圾而言,主要有两种处理方式:填埋、焚烧。填埋的弊端显而易见:随着城镇化不断发展,垃圾填埋量不断增加,“垃圾围城”不可避免,而且填埋不当还容易产生污染隐患和安全隐患。焚烧便成了重要的垃圾处置方式。
在能源清洁利用国家重点实验室成员、浙江大学能源工程学院副院长黄群星看来,2012年之后,我国的生活垃圾焚烧处理进入了一个高速增长期。
《2020年城乡建设统计年鉴》显示,2020年全国城市生活垃圾焚烧厂共有463座,焚烧处理能力超56万吨/日。当年我国垃圾焚烧处理率由2006年的14%提高至约60%,成为主流的垃圾处理方式。而根据国家发展改革委、住房和城乡建设部发布的《“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》,到2025年底,全国城镇生活垃圾焚烧处理能力将达到80万吨/日左右,城市生活垃圾焚烧处理能力占比65%左右。
当前,我国一些城市已经实现生活垃圾“零填埋”,垃圾处理进入“焚烧时代”。如浙江,自2021年起,除应急处置外,全省49个垃圾填埋场全面终止作业,成为我国首个实现生活垃圾总量“零增长”、处理“零填埋”的省份。
“现在的垃圾焚烧发电厂,早已经不是人们传统印象里臭气熏天的模样,得益于现代技术创新,有的俨然是一个现代化的智能工厂,有的则成为群众竞相打卡的环保公园。”能源清洁利用国家重点实验室池涌教授说,垃圾焚烧之后不仅实现了废物减量,而且焚烧产物还可以实现无害化能源化资源化利用。
突破了生活垃圾循环流化床焚烧、二噁英全过程控制及检测、飞灰重金属解毒等关键技术
浙江大学玉泉校区图书馆的北面,就是能源清洁利用国家重点实验室。
环形的办公楼中间,矗立着诸多造型各异的“大家伙”——一台台大型实验台架。远远望去,如同一个大车间。
有用来燃烧煤粉的,有用来脱硫、去污的,还有专门用来焚烧垃圾的……正是在这些“大家伙”的帮助下,实验室研究团队开展了各项能源清洁利用的研究,探索出一条高效、清洁利用能源的环保之路。
“在这个实验室,我们可以实现生活垃圾、危险废物、污泥等不同固体废物的焚烧发电全过程试验。”黄群星告诉记者,在浙江大学玉泉校区西北方向30多公里处的青山湖能源研究基地,也有不少大型实验台架和先进分析测试仪器,“那里的生活垃圾焚烧发电试验平台更大,占地面积约有一个篮球场大小,可以实现每天12吨的生活垃圾清洁焚烧。”