原标题:潜心科研30年,写“碳文章”
邢德峰团队开展了微生物电化学制氢的研究。图片由哈尔滨工业大学提供
单靠看不见的微生物,能给低碳生活的实现带来什么?近日,哈尔滨工业大学环境学院副院长邢德峰给出了“哈尔滨工业大学的答案”。
“我们利用自养细菌和藻类捕捉空气中的二氧化碳并与之发生反应,从而降低二氧化碳的含量。”邢德峰介绍,一些重工业企业在生产过程中排放大量二氧化碳或氮氧化物,而这些自己养活的小微生物可以固定温室气体,生产具有附加值的生物制品。
近年来,中国积极应对全球变暖,推动绿色低碳发展。2020年9月,中国宣布将采取更加有效的政策措施,力争到2030年实现二氧化碳排放峰值,力争到2060年实现“碳中和”。
事实上,早在中国“碳中和”战略提出之前,哈工大就已经开始了相关研究,为未来碳中和研究中心的建立奠定了基础。
20世纪80年代末,任南琪在哈尔滨建筑大学(后与哈尔滨工业大学合并)担任博士项目。在污水处理过程中,他意外发现研究人员设计的反应器中产生了大量氢气。
“有机废水处理可以产生氢气,这无疑为实现节能环保找到了新的途径。”与导师商量后,任南琪开始专注于有机废水发酵生物制氢技术的研究。
当时国际上大多数国家采用培养纯菌的方法进行生物制氢,不仅成本高,而且难以广泛应用。任南琪要做的是利用我们生活中随处可见的有机废水来生产氢气。
“东北农村有大量秸秆,在燃烧过程中会释放大量二氧化碳,造成污染。但与此同时,秸秆中含有的木质纤维素可以转化为糖。如果它们转化为氢气,产量非常大。”任南琪说。
设计设备,处理流型,建立微生物生态.经过一系列的探索性调试,任南琪的研究团队设计了一种特殊的反应堆,起初只能产生10%的氢气,然后比例逐渐增加。
1992年,任南琪的发明被授予国家发明专利,他发表的相关论文也为生物制氢技术在世界上首次提出了“新的解决方案”。后来,任南琪当选为中国工程院院士。他和团队持续深耕有机废水发酵生物制氢技术,成立环境生物技术研究中心,在发酵制氢的理论、控制技术和设备等方面取得一系列突破,形成了具有自主知识产权的绿色制氢技术。
国家提出“碳中和”战略后,哈尔滨工业大学环境研究所成立了碳中和研究中心,进一步拓宽和深化了“减碳”和“减碳”的相关研究。
“发达国家从工业化进程到二氧化碳排放达到峰值需要一两百年,而中国可能只需要50多年;从二氧化碳排放峰值到碳中和,欧盟计划用71年,美国计划用43年,日本计划用37年,中国给自己定了30年的目标。”在邢德峰看来,在现有基础上成立哈工大碳中和研究中心,是紧跟国家战略的具体实践,也是百年名校的责任和担当。
黑龙江位于我国东北地区,冬季供暖时间长达半年。哈工大结合区域特点,立足东北严寒地区城市群开展特色研究,致力于构建新一代大气污染防治体系
除了研究寒冷地区的特点,哈工大还重点研究海绵城市的建设和发展。“目前,我们正在开展城市水务行业碳足迹核算,完善以海绵城市理念为驱动的低碳城市建设和运维机制。”邢德峰介绍。
2015年,哈工大环境学院海绵城市课题组与长春、南宁等城市合作,提供智库研究服务。哈尔滨工业大学在长春建设海绵城市、治理黑臭水体时,参与了整体系统方案论证和水生态处理设施方案设计。
作为项目的核心骨干,王秀丽见证了海绵城市建设前后的变化。
yle="text-indent: 2em;"> 以长春市为例,哈尔滨工业大学针对海绵城市建设提出了“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施,不仅减少了水的收集输送和处理,还从全生命周期减少了碳的排放。“海绵城市所构建的下沉式绿地、雨水花园、生态植草沟、生态景观水体等绿色空间,不仅实现了雨水径流及源头污染的控制,减少了污染治理的能源和药剂消耗,间接减少了温室气体排放,还为城市碳汇提供了大容量的空间载体。”王秀蘅表示,该校所研究的海绵城市建设的理论和评估法,以及城市水系统与碳中和的关系,为不少城市带来了明显变化。
今年4月,长春市人民政府发布的海绵城市建设情况汇报提到,2016年到2018年,长春市经过3年海绵城市建设,生态环境得到显著提升,通过卫星航拍及分析,长春市热岛效应逐年降低,2016年到2019年地表温度平均下降3.42摄氏度。
长春市热岛效应的有效缓解,为哈尔滨工业大学海绵城市研究组带来了更多信心。(记者 韩荣)