文/ 卓映紫

[導(dǎo)語]

有機固廢作為人類生活、生產(chǎn)、消費和其他活動中的伴生品，幾乎成為無所不見的存在。對于我國這一人口大國而言，在驚異其體量之龐大外，如何有效處理有機固廢更是亟須解決的一大難題。在如何高效實現(xiàn)有機固廢清潔化、資源化的道路上，中國科學(xué)院廣州能源研究所研究員袁浩然已埋首前行二十余年，他逐“綠”而行，讓有機固廢煥發(fā)出別樣的綠色生機，為“綠色中國”打好底色。

［人物簡介］

袁浩然，中國科學(xué)院廣州能源研究所城鄉(xiāng)礦山集成技術(shù)研究室副主任、研究員，國家杰出青年科學(xué)基金獲得者。先后主持國家重點研發(fā)項目、廣東省重點領(lǐng)域研發(fā)計劃項目等國家和省部級科研項目20 余項。發(fā)表SCI/EI 論文 130 余篇，擁有國內(nèi)發(fā)明專利授權(quán) 47件、國際發(fā)明專利 4件。2023年，獲廣東“最美科技工作者”稱號，曾獲廣東省科學(xué)技術(shù)獎自然科學(xué)獎一等獎（排名第一）、廣東省技術(shù)發(fā)明獎一等獎（排名第一）。

袁浩然在做試驗

矢志攻堅 變廢為寶

從本科到博士學(xué)習(xí)，熱能工程專業(yè)一直是袁浩然的堅定選擇。

走進袁浩然的辦公室，墻上橫掛著中國科學(xué)院原院長路甬祥題字“變廢為寶”，格外引人注目。袁浩然對記者說道：“有機固廢的處理與熱能工程密切相關(guān)，比如我們用熱處理方式可以解決有機固廢帶來的環(huán)境問題，并提供有效能源。”

長期以來，我國有機固體廢棄物產(chǎn)量巨大，種類繁多、組分復(fù)雜且含有污染元素，處置不當(dāng)不僅容易造成環(huán)境污染，也會產(chǎn)生大量的溫室氣體。袁浩然向記者介紹，有機固廢指的是含碳的廢棄物，具有能源化、資源化利用的價值。傳統(tǒng)有機固碳通常進行填埋處理，但這并不利于國家“雙碳”目標的實現(xiàn)。袁浩然講到，有機固廢作為廢棄物，在進行科學(xué)研究時首先要關(guān)注其環(huán)境屬性，通過節(jié)能高效的處理辦法將其轉(zhuǎn)化為資源和能量，而不是一味鼓吹有機固廢的資源屬性和能源屬性。

熱化學(xué)技術(shù)作為有機固廢資源化利用的主要手段之一，旨在通過將有機固廢分解為單體或其他小分子片段，再經(jīng)由其他手段對目標產(chǎn)物進一步提質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化成各類高值化學(xué)品和生物碳基材料。但有機廢棄物的成分之復(fù)雜，使得有機廢物在可控化處理和利用方面常處于“寸步難行”的狀態(tài)。

對此，他圍繞有機固廢熱化學(xué)反應(yīng)過程中分子轉(zhuǎn)化機理不清晰、熱化解構(gòu)同步提質(zhì)過程多路徑競爭、一次重構(gòu)產(chǎn)物進階提質(zhì)方法不明等關(guān)鍵科學(xué)問題，耗時多年帶領(lǐng)其團隊開展深入研究。

天道酬勤，自古道皇天不負有心人。2022年4月15日，在廣東省科技創(chuàng)新大會上，袁浩然作為第一完成人的“復(fù)雜長鏈有機固廢熱化解構(gòu)與提質(zhì)重構(gòu)響應(yīng)機制”項目獲2021年度廣東省科學(xué)技術(shù)獎自然科學(xué)獎一等獎。這項凝聚了袁浩然團隊多年心血的研究在這一刻得到了見證和認可。

這一系列研究工作發(fā)現(xiàn)了有機固廢通過熱解氣化能實現(xiàn)其有序重組為替代類產(chǎn)品，揭示了關(guān)鍵元素在熱化解構(gòu)中的演化規(guī)律，構(gòu)建了以“熱化解構(gòu)－提質(zhì)重構(gòu)－進階提升”為路徑的多元固碳利用理論體系，開發(fā)了系列關(guān)鍵技術(shù)及裝備，獲得了三相產(chǎn)物增值增效新途徑，使得原料至產(chǎn)物、產(chǎn)物再回歸原料的反應(yīng)路徑清楚明晰并相互對照響應(yīng)，成為支撐碳達峰碳中和與“無廢城市”目標的重要手段之一，并在后續(xù)研究中研發(fā)了碳基調(diào)理劑、高辛烷值燃油、高純度金屬以及酯交換催化劑等系列綠色產(chǎn)品。

逐“綠”而行 還凈海島

細軟的沙灘上散落著形狀不一、顏色各異的貝殼、海螺，若是伸手沒準還能從中挖出小螃蟹之類的海洋小生物……潔凈而充滿生機的海島環(huán)境是我們現(xiàn)在出行輕易可見的光景。

但昔日的海島，卻被塑料瓶、食物包裝袋等各種廢棄物所占據(jù)，受困于垃圾轉(zhuǎn)運及處理技術(shù)的滯后，日積月累形成大片的垃圾山。

2017年10月，廣州能源研究所響應(yīng)國家需求，為我國南海某地提供兩套有機固廢清潔熱處置系統(tǒng)，解決當(dāng)?shù)厣罾扔袡C固廢無害化與減量化難題。面對該緊急任務(wù)，袁浩然一馬當(dāng)先加班加點，最終用時45天完成所有設(shè)備的設(shè)計、生產(chǎn)及運輸，并確保所有設(shè)備按期抵達項目現(xiàn)場。在海島高溫高濕高鹽的特殊施工環(huán)境下，袁浩然率領(lǐng)團隊每天清晨隨第一縷陽光而出、夜晚伴一身鹽漬而歸，日均工作近15小時，僅用40天完成安裝，該系統(tǒng)一直穩(wěn)定運行至今。

袁浩然向記者介紹，我國多個海島存在垃圾轉(zhuǎn)運難、可燃固廢種類復(fù)雜、尺寸均一性差、燃燒速率差異大所導(dǎo)致燃燒不完全、二次污染等問題。若能解決這個問題，海島的環(huán)保建設(shè)、運行維護將得到極大的改進，對國家而言，也能節(jié)省極大的開銷和人力物力。針對這一難題，袁浩然及其團隊提出構(gòu)建噸級可燃固廢兩段式熱解燃燒技術(shù)與裝備，并開發(fā)出可燃固廢清潔熱轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。以熱解氣化旋流燃燒為核心的噸級海島可燃固廢熱處置技術(shù)示范項目建設(shè)完成后，經(jīng)官方認可已達到國際先進水平，實現(xiàn)了海島生活垃圾等可燃固廢的無害化與減量化目標，排放達到GB18485－2014《生活垃圾焚燒污染控制標準》要求。

創(chuàng)新突圍 步履不停

理論需與實踐結(jié)合，技術(shù)也得通過轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化才能真正用到實處。作為中國科學(xué)院研究團隊的一員，袁浩然深知作為一名科技工作者所肩負的職責(zé)和使命，在有機固廢清潔化資源化利用的道路上，袁浩然的前行步伐迅速而沉穩(wěn)。

作為科研團隊研究骨干，袁浩然始終以科研創(chuàng)新為原動力，以關(guān)鍵技術(shù)為突破口，開發(fā)出系列針對生活垃圾、污泥、工業(yè)固廢、油泥等廢物清潔處置的關(guān)鍵技術(shù)與裝備，形成了碳基調(diào)理劑、催化劑及高值化學(xué)品等系列綠色產(chǎn)品。

截至目前，袁浩然帶領(lǐng)團隊開發(fā)的研究成果與中國石油天然氣集團有限公司、中國海洋石油集團有限公司、華潤環(huán)保發(fā)展有限公司等企業(yè)合作，已建成示范工程20余座。他主導(dǎo)研發(fā)的熱解氣化旋流燃燒技術(shù)每年可節(jié)省燃煤約64.8萬噸，新增收入超1.6億元?？扇脊虖U高效熱解技術(shù)為國內(nèi)多家企業(yè)降低生產(chǎn)成本，減輕環(huán)保壓力，社會、生態(tài)、經(jīng)濟效益顯著。同時，針對“雙碳”目標下新能源快速增加的趨勢，為解決光伏組件、風(fēng)電機組葉片、儲能系統(tǒng)等大宗快增的退役新能源器件循環(huán)利用問題，袁浩然提出并在廣州建設(shè)集成精細智能拆解、有機廢材高效熱轉(zhuǎn)化、廢雜金屬清潔回收及綜合支撐4個子平臺的新能源器件循環(huán)利用能力提升國家級平臺與示范基地，促進我國戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高效、循環(huán)、綠色發(fā)展。據(jù)了解，該內(nèi)容已寫入國務(wù)院發(fā)布的《2030年前碳達峰行動方案》。

腳步不停，創(chuàng)新不止。在提及接下來的研究方向時，袁浩然表示，在有機固廢清潔化資源化利用這一領(lǐng)域中，我們國家還面臨著很多科學(xué)難題，涉及理論建設(shè)、技術(shù)改進和設(shè)備完善，未來仍要繼續(xù)致力于攻克這些難題，將核心技術(shù)掌握在我們自己手里。