原标题:【清华产业创新密码】五大节能环保项目 产学研成就产业“中坚力量”
创新,是清华产业发展之本、精神之魂。改革与创新,造就了清华产业近些年的高速发展。
为弘扬科学技术创新精神、传播科学技术创新文化、营造鼓励创新氛围,清华控股联合新华社中国经济信息社北京中心主办、紫光集团承办“清华产业2016年度十大创新项目”评选活动,结果已于2017年4月底揭晓。现重磅推出“清华产业创新密码”栏目,揭开项目的创新密码,挖掘项目的创新价值,讲述项目的背后故事。
华电国际十里泉发电厂“上大压小”2×600MW级超超临界机组工程脱硫系统(同方环境)
华电国际十里泉发电厂“上大压小”2×600MW级超超临界机组工程脱硫系统(同方环境)
用“黑科技”改变世界,为我们大家带来更美好的生活环境,这已不再是科学的幻想。
在武汉市,曾经有一座占地约40万平米的金口垃圾填埋场。从1989年开始启用,2005年关闭,经过长达16年的运行,金口一度成为武汉市最大的垃圾填埋场,垃圾堆体占地约600亩,垃圾总量约503万立方,其容量比5个水立方还大。
金口垃圾填埋场属于简易垃圾填埋场,经年累月的垃圾掩埋,由于填埋气和渗滤液均未做处理,导致大量垃圾被雨水冲蚀,地表,让周边的空气和水都充斥着酸腐的味道,臭味熏人、蚊蝇满天,逐渐变成影响整个武汉城市环境的污染源头。
能否把臭气熏天的垃圾场,改造成鸟语花香的园博园?2012年5月,武汉申办园博会时,提出这一极富创意的想法,并获得委员会全部9名评委的赞成支持。
问题随之而来:这么大规模的垃圾堆体,如果自然降解,至少需要30年,如果全部挖出,成本更高达10亿元。而从申办成功,到园博会开园,要将这片地变“废”为“宝”,成为合格的建设用地,武汉市只有3年时间。
这一工程是迄今为止,全球顶级规模的老旧垃圾填埋场好氧生态修复项目,而且修复工艺难度之大,修复效果要求之高,在同类项目里非常罕见。加上紧迫的时间要求,这在当时甚至被很多人认为是“不可能完成的任务”。
但这个难题,最终被中国公司攻克,他们只用了不到2年的时间,就将不可能变成了现实。
如今,金口已经摇身一变,成为“看得见山、望得见水”的城市绿肺。武汉市也借此从巴黎捧回了“C40城市气候领袖奖”的“最佳固态废料治理奖”,成为武汉市在应对气候变化领域获得的第一个国际奖项。
这个工程的幕后英雄之一,就是清华控股成员企业国环清华。他们使用先进的好氧生态修复技术治理属于污染严重的非稳定区,让金口垃圾填埋场摇身一变,成为了绿树如茵、花团锦簇的武汉园博园。
这样的例子,在清华产业中只是冰山一角。在环保产业的各个细致划分领域,几乎都留下了清华产业的身影,而且其中不乏行业翘楚。
大气污染、水环境污染、垃圾处理是中国的三大环境问题,又因为和我们的生活息息相关,所以格外受到关注。
在清华产业中,不仅有能够化腐朽为神奇的国环清华,可以在极短的时间内利用最适宜的技术,让大面积的垃圾填埋场摇身一变成为“城市名片”的园林景观,同样,也有在治理大气污染和水环境污染中有着不菲表现的企业。
比如诚志宝龙,他们的产品就像“火眼金睛”,能够用不到一秒的速度,“抓住”行驶中的尾气排放超标的机动车,对于大气污染的治理功不可没。
这家2004年成立的公司,多年来一门心思扑在机动车尾气遥感检测上,如今已成为该领域的领头羊,是国家行业标准的制定者,拥有多项核心技术和专利技术。
2016年,诚志宝龙又成功研发了机动车尾气立式遥测设备,填补了国内乃至全球立式遥测技术的空白,以一己之力提升了我国机动车尾气检测技术的水平。
在此之前,这个检验测试的项目主要是通过固定式水平遥测设备和水平移动遥测设备做,虽然一天可以捕捉2000多辆车,是传统路检20倍,但要么占据车道,影响交通流量,要么受限于不能一起进行多车道检测,始终存在令人头疼的不足。
而立式遥测设备则完美解决了这个难题,它将光源与主机接收单元都安装在龙门架上,地面上铺设回归反射材料,可以对行驶中的机动车进行实时检测,不占用车道,不影响交通,设备的维护成本也大大降低。
除了超标排放的汽车尾气,煤炭在燃烧时释放开来的有害化学气体,也是大气污染的重要元凶之一。而在清华产业中,有两家公司,用不同的方式,有效改善了煤炭燃烧带来的污染。
同方环境自主研发的多效耦合双塔双循环烟气脱硫系统,不但可以实现高效烟气脱硫,还可以有效脱除烟气中的PM2.5等细颗粒物,并且相对于传统技术可节能33%。高效脱硫及协同除尘装置安装在烟气入口和第一层喷淋层之间,优化流场,设备表面会形成持液层,夹带粉尘的烟气通过持液层后,有效去除粉尘和二氧化硫,使整套吸收系统的脱硫效率大于99%,除尘效率大于90%,实现烟气的超低排放。
华电国际十里泉发电厂“上大压小”2×600MW级超超临界机组工程脱硫系统
该技术应用于华电国际十里泉发电厂“上大压小”2×600MW级超超临界机组工程,二氧化硫排放浓度小于35mg/Nm³ ,烟尘排放浓度小于5 mg/Nm³,实现年减排二氧化硫和烟尘排放量分别为152424吨、491吨,节约能源的效果显著,整体效果明显。
截至目前,同方环境累计承建燃煤电厂超低排放工程69个,合计140台套,工程业绩位于行业前列,为我国燃煤污染治理、电厂节能减排做出了重要贡献。
而作为热泵领域的先行者,同方人环则用20多年的研究成果积累,在节能减排方面做出了不俗的成绩,为国家提出的“电力替代燃煤,改善区域空气质量”,提供了有力可靠的技术支撑。
比如,在北京地区400个村的农村“煤改电”清洁能源改造工作中,同方人环就成为2016年度中标最多的企业,一共有近13000台热泵机组投入到正常的使用中,为10000余户居民提供冬季供暖保障。经过一个冬季的使用,从村民使用效果,到系统的节能、减排效果均超过预期。
在水环境安全方面,清华产业也有另外一双“火眼金睛”:辰安科技的“水环境安全溯源网”不但可以检测到水质异常,还能够精准定位到超标排放企业。
不同企业的污水都有不同的“水质特征指纹”,只要事先对不同企业的污水进行采样,建立水质特征指纹数据库,当在污水排放检测口发现水质指标异常时,就可通过水质特征指纹识别技术,和数据库中的水质指纹作对比,判断水体受到了哪种污水的污染,乃至锁定超标排放企业。
除了定位偷排企业,“水环境安全溯源网”还可实现多尺度溯源。帮助环保部门判断出造成当前水污染的到底是生活垃圾污水还是工业污水,污染来自哪个区域、哪个单位,是从哪个途径进入水体的,面源贡献有多大等等,为管理者提供污染治理的关键信息和决策依据,从而帮助环保部门,进行更有效、更有明确的目的性的监管治理。
对此,一位环保部门负责人曾感慨道,在没有“水环境安全溯源网”之前,环保部门跟水污染的斗争只有“小米加步枪”,现在终于有了自己的“大炮”。
有的项目是庞杂的系统性工程,涉及环节多,专业面广。比如国环清华的金口垃圾填埋场生态修复工程和辰安科技的“水环境安全溯源网”面临的都是这样的难题。
国环清华的“好氧生态修复技术”,利用鼓风机把新鲜空气注入垃圾堆体深处,使垃圾中的有机物与氧气产生反应后加快降解速度,都是地底下的反应,技术本来就有难度,加之,金口垃圾填埋场修复工程需要在修复治理的同时进行园博园建设的上层作业,还要接待游客参观,所有管线和监测探头都埋在地下,这些都极大地增加了设计和修复的难度。
为了保证修复治理万无一失,科研技术人员长期守在项目现场,以随时解决治理过程中出现的很多问题,仅用了不到2年时间就完成了修复治理,达到预期效果,消除了环境污染,使得垃圾填埋场实现了稳定化,成功作为园博园建设用地。
而辰安科技的“水环境安全溯源网”除了需要引进三维荧光水质指纹技术外,还需要各种相关新监测技术产品做集成创新,还必须联合当地最熟悉情况的专业技术人员、管理部门,共同会诊把脉制定方案,发挥合力务实落地。
有的项目是首创,过去没有先例,全世界都没有可以借鉴的成功经验,只能自己摸索。
比如诚志宝龙的机动车尾气立式遥感设备,需要攻关的一个最大难题,就是它需要找到符合微弱信号的探测器。这个器件极其关键,决定了整个项目成功与否,但没任何现成的标准器件能够正常的使用,应用电路、滤光片等等也要重新设计。
2015年,整个团队为了能找到比较合适的探测器,同可接触的每一家器件公司都取得了联系,从国内到美国、德国、西班牙、荷兰等国家,行业内知名的公司全部都找遍了,却依然没有进展。虽然有些公司一开始愿意根据诚志宝龙的需求,对原有的探测器做修改,但评估后发现持续研发投入非常大,最后都选择了放弃,导致项目再度陷入僵局。
直到2016年初,“山穷水尽疑无路”时,在诚志股份的支持与协调下,宝龙才与一家供应商共同合作深入研发,最终突破难关。
在行业内,很多人都在思考的一个问题是,为什么清华产业中的环保工程和产品能做到技术创新层出不穷,成为环保产业的中坚力量呢?
这些公司能不断开出创新之果,除了各自的特殊性之外,还存在一些普遍的共性。
企业多年的技术积累,以及自身对技术的热情和专注,与大学的产学研合作模式,以及国家出台的一系列环保相关的重磅政策,这些都不断助推清华控股环保产业迅猛发展。
不论是辰安科技、国环清华,还是诚志宝龙、同方人环、同方环境,其项目成功不能离开多年的技术积累,即使在垂直领域内已经领先,依旧在研发技术上不敢懈怠。
项目的过程中,无一不是经历了无数次的讨论,一轮又一轮的方案设计尝试,整个团队齐心协力,没日没夜地研究,这些才让不有几率会成为了可能。
“我们和清华大学的产学研合作已经进行了十多年,整一个流程已经走得很顺利了”,辰安科技市场总监彭辉说。
不只是辰安科技,对于同方人环等等是相同,他们走过的历程,是产学研一体化发展模式的成功案例。这样一套在实践中摸索出来的模式,把创新链与产业链紧紧融合在一起,实现了从实验室到“经济主战场”的快速转化。
因为环保行业的特殊性,如果要真正发展,走出实验室,离不开政策的支持和政府部门的协调,比如辰安科技的“水环境安全溯源网”作为系统性的工程,除了需要政策上的支持外,还得依靠各个政府部门共同协助。
近几年,国家对环保产业重视程度正不断的提高。据不完全统计,2016年12月《“十三五”生态环境保护规划》发布以来,国务院和各部委印发的完善环境保护顶层设计的文件多达40余个,涉及健全法律和标准体系、监督管理机制改革等各方面。在此前,更有“大气十条”、“水十条”、“土十条”等环保政策接踵出台。
这一系列的环保政策,让清华控股的环保产业能够借着政策的东风,打通一条条从实验室到市场的通路,让技术成果转化顺利落地。