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【书写两会“答卷” 北建大在行动】助力碳中和 描绘蓝天画卷 看北建大这样做!

部门:党委宣传部 供稿:任敏 审核:高蕾 发布时间:2021-03-14 阅读次数:

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2021年,“十四五”开局之年,也是碳中和目标规划蓝图的起始之年。

本次全国两会上,“碳达峰”“碳中和”等成为高频词,引发热议。在烟气余热深度利用、碳捕集、种植业温室气体排放、污水处理低碳运行等减污降碳领域,北京建筑大学部分科研团队已深耕多年,来看看他们的研究成果。


关键词:节能减排

助力碳中和  瞄准碳捕集  北京学者贡献北建大方案

让蓝天常驻,防治大气污染是根本,实现碳达峰和碳中和重要途径之一是节能减排。

针对天然气锅炉、炉窑和电厂等排烟温度高、高能耗、高成本、高排放问题,我校环境与能源工程学院教授王随林带领团队攻克了低温排烟余热深度利用中协同高效热回收与防腐国际性重大难题,研发了多领域、系列化和大型化的防腐高效小阻力低温烟气冷凝热能回收装置、装备与烟气余热深度利用工程优化技术,填补了国内外大中型低温烟气冷凝热能回收设备和应用的空白,取得了该领域国际领先水平的重大突破。该技术有助于将天然气“吃干、榨净、友好排放”,减污降碳及雾霾防控。成果已在北京等多地应用,取得显著节能减污降碳与社会经济效益。

王随林教授科研团队在新疆乌鲁木齐骑马山热力有限公司进行技术指导

2015年,团队主持完成的“防腐高效低温烟气冷凝余热深度利用技术”项目荣获国家技术发明二等奖,这是我校首次获得国家技术发明奖,在当时填补了北京市属单位5年的国家技术发明奖空白。

在此前成果基础上,团队不断提升余热深度利用技术,并拓展至余热利用协同污染治理技术的攻关,在助力氮氧化物减排、削减烟雾方面发挥更重要作用。研究成果已在北京、新疆、山东、宁夏等地应用。团队主编的国家城镇建设行业产品标准《燃气锅炉烟气冷凝热能回收装置》已于2018年由住建部对外发布。

最近五六年,团队还在工业复杂烟气余热利用协同减污降碳方面,在国家“十三五”课题的支持下,新开发出含尘高腐蚀复杂烟气的余热利用和余热利用协同减污降碳技术,已在山东工程应用,成果于2019年获得山东省滨州市科技进步一等奖。

王随林教授科研团队在新疆乌鲁木齐骑马山热力有限公司进行技术指导

针对碳达峰的远景目标,团队早已开始行动,正在推进烟气余热深度利用协同污染治理与碳捕集研究。对此,她解释,我们做的事可概括为“节能提效、减污、降碳”,其中,碳捕集方面已与清华大学合作三四年。

碳捕集、封存、利用是二氧化碳减排的最直接有效手段之一,碳捕集是二氧化碳封存、利用的必要环节。通过碳捕集、提纯,可将二氧化碳在生产过程中资源化利用。促进碳中和,碳捕集利用是手段之一,捕集之后的碳可在驱油采油、化工原料等领域进行资源化利用。

感言:

国务院总理李克强在今年的政府工作报告中指出,扎实做好碳达峰、碳中和各项工作,“十四五”期间基本消除重污染天气。

两会对科技工作者提出更高要求,需要更多创新,更优技术。节能提效是大幅度降低能源消费和排放总量的重要前提条件,是加快碳达峰,实现碳中和的现实可行与提高经济效益的重要途径。建筑用能系统的节能是重要节能环节,余热利用是直接、经济有效的节能提效减污降碳措施。

我们要面向碳达峰和碳中和最大需求,面向国际学术前沿,用更高要求提升余热深度利用研究水平,拓展余热利用协同污染治理和碳捕集利用及智能化,在能源绿色低碳智慧转型和精准实施大气污染协同治理,打好污染防治攻坚战,绿色北京建设中做出努力,助力碳中和。

——环境与能源工程学院教授、北京学者 王随林


关键词:污水处理

助力碳中和  挖掘污水的内在潜能

污水处理行业对全球温室气体的总贡献率仅占2%至5%,但亦不可小觑,同样面临着碳减排甚至碳中和的压力。

我国自2015年颁布“水十条”以来,开始整治城市黑臭水体、改善流域水环境的攻坚战,其中污水处理厂提标改造是很重要的一环。而这一切目标的实现均依赖于智力支持,即可持续污水处理技术的发展与进步。

我校环境与能源工程学院教授郝晓地主攻方向为污水中资源与能源利用与模拟技术、生态水循环技术、可持续环境生物技术。截至今年1月,郝晓地团队已在《中国给水排水》杂志发表25篇相关论文,集中探讨污水处理行业的“碳减排、碳中和”难题。

团队研制出剩余污泥转化能源瓶颈与突破技术,开展污水处理“碳中和”运行能耗赤字来源及潜能测算、微生物燃料电池处理污水并产能潜力分析,并介绍德国、美国、新加坡、荷兰等国在污水处理、碳中和运行等方面的先进经验和典型案例。

早在2014年,郝晓地教授所著《污水处理碳中和运行技术》已正式出版,这是一部系统论述污水处理低碳运行与能源消耗自给自足的技术专著。该书从污水处理与碳排放关系入手,介绍污水处理运行模拟优化技术所能带来的低碳运行效果,揭示污水处理过程耗能与产能之潜力,探讨剩余污泥转化能源关键问题与技术,并展望我国污水处理碳中和运行的未来憧憬。

北京建筑大学兼职教授、中国工程院外籍院士马克·梵·洛斯德莱特曾获2019年度北京市科学技术奖国际合作中关村奖,是北京市首届国际合作中关村奖三位获奖者之一。他在推动厌氧氨氧化技术在中国工程化应用,推进好氧颗粒污泥技术国内自主研发速度,加快反硝化除磷技术在中国工程应用等方面做出突出贡献,其在国内第一合作人即是郝晓地教授。

在二人联合推动下,2020年8月,环境研究领域国际顶级期刊《水研究》(Water Research)“中国之水”特刊正式出版,开创了中文水专业期刊与国际顶尖杂志合作出版的先例。其中,郝晓地团队在特刊中发表5篇文章,主题涵盖污水能源回收实现策略、能源资源回收的环境影响评价、污水生物除磷等水处理前沿技术热点,既有针对我国污水处理技术发展路线高屋建瓴的观点文章,也有解决污泥厌氧消化的技术性方案。

2020年马克·梵·洛斯德莱特教授被授予首届“北京市科学技术奖国际合作中关村奖”

中-荷未来污水处理技术研究中心实验基地、中试基地揭牌仪式

感言:

污水处理被认为是一个高耗能行业,节能降耗便成为当今污水处理运行的主题。污水处理要想实现碳中和,必须要以“开源”方式挖掘污水中内在潜能。

污水余温热能含量巨大,可以考虑从处理后出水处利用之。比如,通过水源热泵一次热交换,既可满足污水处理厂碳中和需要,又可将多余热量以碳交易额形式出售,获取可观经济回报。

我们认为,通过尝试种种技术,污水处理实现碳中和、甚至成为“能源工厂”之设想不是梦。我们团队也为持续推进污水处理碳减排,为污水处理行业的“碳中和”之路贡献智慧。

——北京建筑大学全职讲席教授、博士生导师 郝晓地


关键词:种养植业碳排放

攻克关键技术  量化种养植业碳减排和碳中和

2020年9月22日,国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话,向全世界郑重承诺,“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。”

我校环境科学与工程系教授马文林介绍,为了实现碳中和,不仅要求减少二氧化碳的排放,还应降低其它种类温室气体的排放;同时,还需要深入挖掘碳汇潜力,用来中和生产和生活过程产生的温室气体排放。

目前,国际国内已建立工业领域GHG 排放及减排制度,以及相应的监测、报告及核查(MRV)体系。林业碳汇也在较大程度上得到认可。种养殖业是非二氧化碳温室气体(甲烷和氧化亚氮)的主要贡献者,但我国尚未建立种养殖领域温室气体排放管理制度体系和技术体系,同时,农田土壤碳汇潜力也尚未被开发。

马文林带领团队承担了“十三五”国家重点研发计划项目课题“种养殖企业(组织)非二氧化碳温室气体排放量化及核查关键技术研究”,研制出种养殖企业(组织)温室气体排放核算和核查标准,完善了畜禽粪便沼气工程处置利用温室气体排放核算方法和土壤碳库变化核算方法,可用于量化种养殖废弃物处置利用的碳减排和农田土壤碳汇开发。

利用该课题建立的种养殖企业(组织)温室气体核算和核查技术体系,对种养殖企业开展温室气体排放核算和核查,可弄清我国种养殖企业温室气体排放明细账和具有的碳减排和碳汇空间,有助于分解和落实我国碳排放目标,对提升种养殖企业(组织)温室气体排放核算和核查能力、促进种养殖业绿色低碳发展、助力我国碳排放达峰和碳中和目标实现具有重大意义;另外,通过种养殖企业低碳技术的发展,可以促进新的就业途径,有利于社会安定团结。

马文林教授(右二)为2019种养业温室气体核算技术培训班上培训课

感言:

2021年全国两会上,3月5日提请审议的政府工作报告提出,今年要扎实做好碳达峰、碳中和各项工作,制定2030年前碳排放达峰行动方案。

应对气候变化,推动温室气体减排,对环能人而言,使命在肩。我将继续发挥北建大在气候变化领域的专业优势,带领团队深入研究种养殖废弃物处置利用温室气体排放与减排评估技术和农田土壤碳汇评估方法,为实现我国碳排放达峰和碳中和目标贡献力量。

——环境与能源工程学院教授 马文林

马文林教授在中欧低碳城市会议上发言

编辑:高蕾





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