“奔波”和“解題”是上海理工大學(xué)環(huán)境與建筑學(xué)院水污染控制與資源化創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人劉洪波教授科研人生的“主題詞”。
開拓性地打造中國(guó)微生物電化學(xué)驅(qū)動(dòng)環(huán)境污染物高效處理與資源化的技術(shù)體系,并將其應(yīng)用到資源循環(huán)型生態(tài)廁所構(gòu)建、畜禽糞污梯級(jí)資源化處理和污水深度處理中去,促進(jìn)數(shù)百個(gè)環(huán)保項(xiàng)目在全球落地并產(chǎn)生數(shù)億元的潛在經(jīng)濟(jì)效益,劉洪波帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)為中國(guó)的環(huán)保事業(yè)作出了貢獻(xiàn)。
作為國(guó)內(nèi)少有的既精通全球“碳減排”邏輯規(guī)則又擁有前沿環(huán)保技術(shù)的科研工作者,今年1月,劉洪波又被委以重任,擔(dān)任上海長(zhǎng)三角智慧城區(qū)發(fā)展研究院副院長(zhǎng)和長(zhǎng)三角智慧城區(qū)碳中和研究與產(chǎn)業(yè)促進(jìn)中心主任一職。利用在“碳減排”全球政策領(lǐng)域的研究?jī)?yōu)勢(shì)和在“碳減排”環(huán)保科研領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì),雙管齊下,劉洪波將和同事們一起開啟服務(wù)長(zhǎng)三角中小企業(yè)數(shù)字化“節(jié)能減排”的工作序幕。
“親和”和“務(wù)實(shí)”是記者見到劉洪波的第一印象,他最大的心愿就是服務(wù)更多的中小企業(yè),力促中國(guó)“碳減排”與世界接軌。
他是“京都議定書”公約的中國(guó)首批“實(shí)踐者”
1997年高考后,劉洪波選擇環(huán)境工程專業(yè)給水排水工程方向開始了本科學(xué)習(xí)。機(jī)緣巧合的是《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》的“京都議定書”于1997年12月11日簽訂。議定書采用了經(jīng)濟(jì)學(xué)家科斯提出的經(jīng)濟(jì)理論,把市場(chǎng)機(jī)制作為解決二氧化碳為代表的溫室氣體減排問題的新路徑,即把二氧化碳排放權(quán)作為一種商品,從而形成了二氧化碳排放權(quán)的交易,簡(jiǎn)稱“碳交易”。根據(jù)聯(lián)合國(guó)推出的碳減排清潔發(fā)展機(jī)制,全球國(guó)家被分為發(fā)達(dá)國(guó)家、發(fā)展中國(guó)家兩大類,發(fā)達(dá)國(guó)家可從發(fā)展中國(guó)家購(gòu)買“碳排放”指標(biāo),抵消自己生產(chǎn)的排放。這一機(jī)制旨在幫助發(fā)展中國(guó)家獲得較好的環(huán)保技術(shù),促進(jìn)節(jié)能減排。
2004年起,劉洪波在同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院攻讀博士學(xué)位,此時(shí)正值京都議定書約定的全球碳減排交易項(xiàng)目清潔發(fā)展機(jī)制(CDM)項(xiàng)目在中國(guó)發(fā)展的黃金時(shí)期。2005年,中國(guó)環(huán)保界整體技術(shù)水平比較低,對(duì)于京都議定書“碳交易”的認(rèn)識(shí)還比較模糊。因?qū)I(yè)優(yōu)勢(shì)加上語(yǔ)言優(yōu)勢(shì),劉洪波獲得了國(guó)外CDM項(xiàng)目開發(fā)單位的兼職工作,主要是幫助國(guó)際咨詢公司根據(jù)聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約(UNFCCC)所約定的方法學(xué),為發(fā)達(dá)國(guó)家的企業(yè)買家在中國(guó)開發(fā)環(huán)保領(lǐng)域碳減排項(xiàng)目。
“碳交易指數(shù)是動(dòng)態(tài)的,每天掛牌的指數(shù)不一樣,當(dāng)時(shí)歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家企業(yè)減排1噸二氧化碳的成本可高達(dá)100歐元。但是根據(jù)京都議定書所約定的溫室氣體‘共同但有區(qū)別的責(zé)任’原則,他們可以從中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家以非常低的價(jià)格(2歐元左右)購(gòu)買碳減排指標(biāo)。在開發(fā)CDM項(xiàng)目的過程中,國(guó)際買家或其委托的咨詢公司往往會(huì)從發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)更為先進(jìn)的環(huán)保技術(shù)幫助中國(guó)企業(yè)節(jié)能減排,并進(jìn)行項(xiàng)目包裝,然后在碳交易國(guó)際市場(chǎng)上交易。”劉洪波告訴記者。
對(duì)于中國(guó)企業(yè)來(lái)說,這種模式屬于“天下掉餡餅”,國(guó)外公司又提供技術(shù)改善環(huán)保工作,還可獲得經(jīng)濟(jì)收益,降低生產(chǎn)成本。對(duì)于劉洪波來(lái)說,這份兼職既可以發(fā)揮自己在專業(yè)和外語(yǔ)方面的特長(zhǎng),又可以系統(tǒng)學(xué)習(xí)聯(lián)合國(guó)碳減排方法學(xué)與碳交易機(jī)制,還可幫助很多中國(guó)企業(yè)拿到更高的“碳排放”指標(biāo)價(jià)格。但是,越深入做下去,劉洪波的疑惑越大。國(guó)際碳交易制度制定的起源在哪里?當(dāng)時(shí)的國(guó)際規(guī)則是如何制定的?他把目光投向了在環(huán)保領(lǐng)域制定大量“碳交易”方法學(xué)的德國(guó)大學(xué)。博士畢業(yè)后,他前往德國(guó)Mainz大學(xué)進(jìn)行博士后的科研工作,除了學(xué)習(xí)先進(jìn)的環(huán)保技術(shù),還進(jìn)行碳交易制度方法學(xué)的研究。
他研發(fā)的“環(huán)保廁所”讓比爾·蓋茨豎起大拇指
2009年完成博士后工作后,劉洪波擔(dān)任了城市水資源開發(fā)利用國(guó)家工程中心高級(jí)工程師一職;同時(shí)參與了中德合作項(xiàng)目,完成了多項(xiàng)提升上海飲用水水質(zhì)的科研項(xiàng)目,如上海青草沙水源水庫(kù)水質(zhì)維持與提升項(xiàng)目等。2012年,劉洪波入職上海理工大學(xué)環(huán)境與建筑學(xué)院。
2014年,“比爾·蓋茨”基金會(huì)在全球開展了“重新發(fā)明廁所”公益活動(dòng),向全球科研工作者征集科研方案。參賽者必須在沒有水、電力、化糞池的情況下,讓廁所正常運(yùn)轉(zhuǎn),且人均使用成本不超過5美分。這樣的生態(tài)廁所面向非洲等不發(fā)達(dá)地區(qū),能夠服務(wù)當(dāng)?shù)亟】敌l(wèi)生的日常如廁。
看到征集通知,劉洪波想起了自己在德國(guó)所學(xué)的微生物電化學(xué)環(huán)保技術(shù):“這個(gè)技術(shù)就是把整個(gè)污水處理廠看成是潛在的‘電池’,水就類似于‘電池’中‘電解質(zhì)’,微生物可源源不斷產(chǎn)生電能。曾有科學(xué)家認(rèn)為,如果把所有污水處理廠的‘電能’收集起來(lái),將可能成為污水‘核電站’。”設(shè)想是很好,但存在成果落地的工程困難,“事實(shí)上,水的電阻很大,很難收集到足夠的電能,這一技術(shù)只停留在理想化的理論層面。”人體少量獻(xiàn)血會(huì)促進(jìn)新陳代謝,有沒有辦法讓微生物的活動(dòng)更活躍一點(diǎn)?劉洪波想到“電刺激”模式,他把微生物產(chǎn)生的弱電又重新返回到污水中去,這樣簡(jiǎn)單的操作居然產(chǎn)生了神奇效果,微生物降解糞便效率大大增強(qiáng),產(chǎn)生了更多的電能。只要有源源不斷的糞便進(jìn)入廁所,處理裝置就可成為不斷產(chǎn)能的“永動(dòng)機(jī)”。項(xiàng)目提交后,立刻獲得比爾·蓋茨基金會(huì)的肯定。上海理工大學(xué)團(tuán)隊(duì)成為“重新發(fā)明廁所”公益活動(dòng)中國(guó)賽區(qū)優(yōu)勝的4支隊(duì)伍之一,共同獲得500萬(wàn)元美金的資助。
環(huán)保廁所的產(chǎn)業(yè)化工作也由此拉開帷幕。劉洪波和團(tuán)隊(duì)成員們研發(fā)了大量的應(yīng)用型技術(shù),環(huán)保廁所成功實(shí)現(xiàn)了糞便和尿液的高效分離,可以節(jié)水60%以上;全覆蓋的資源化處理系統(tǒng)可以同時(shí)產(chǎn)出氮磷鉀緩釋肥料、可供廁所運(yùn)行的生物弱電和深度凈化后的沖廁用水。整體設(shè)備可自動(dòng)維持12個(gè)月以上。
該成果在包括火箭海上發(fā)射平臺(tái)廁所在內(nèi)的100多個(gè)示范工程中得到應(yīng)用,還隨著一些央企漂洋過海,在非洲的中國(guó)援建工程中得到應(yīng)用。據(jù)劉洪波介紹,項(xiàng)目授權(quán)專利17項(xiàng),其中發(fā)明專利有10項(xiàng),共發(fā)表論文28篇(其中SCI論文有23篇)。團(tuán)隊(duì)成員們主編或參與了《城市公共廁所系統(tǒng)衛(wèi)生安全發(fā)展報(bào)告》《鄉(xiāng)村廁所革命實(shí)踐與指導(dǎo)》《農(nóng)村公共廁所運(yùn)行管護(hù)技術(shù)規(guī)范》等國(guó)家及行業(yè)報(bào)告/標(biāo)準(zhǔn)/專業(yè)指導(dǎo)書籍的制定。該項(xiàng)目還榮獲了2022上海市技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
在此基礎(chǔ)上,劉洪波帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)完成了“微生物弱電驅(qū)動(dòng)畜禽糞污梯級(jí)資源化關(guān)鍵技術(shù)與裝備”項(xiàng)目和“微生物電化學(xué)輔助低C/N污水深度脫氮理論與技術(shù)”項(xiàng)目。前者將微生物弱電技術(shù)應(yīng)用到畜禽類的糞便資源化管理中去,后者利用該技術(shù)進(jìn)行污水深度處理。微生物弱電技術(shù)也成為了國(guó)內(nèi)外備受關(guān)注的新型環(huán)保技術(shù)。
促進(jìn)長(zhǎng)三角節(jié)能減排是他的心愿
主持國(guó)家及省部級(jí)科研項(xiàng)目19 項(xiàng),發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文150余篇,共獲得第一發(fā)明人授權(quán)專利12項(xiàng)……在科研工作中取得累累碩果的劉洪波比過去更加忙碌。
位于長(zhǎng)沙的污水處理廠向他求救,要解決“臭味難除”的問題,他飛奔過去;位于奉賢區(qū)的污水站臭味厲害,居民投訴,作為民建黨員,他挺身而出,專門給政府提筆寫建言;江蘇省無(wú)錫市錫山區(qū)固廢處置中心原有技術(shù)落后,他專門設(shè)計(jì)一套設(shè)備,將落葉、枯萎的草皮和河道污泥統(tǒng)統(tǒng)變成優(yōu)質(zhì)肥料,返回給園林體系,各方都能得利……
上海市環(huán)境保護(hù)工業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)王康對(duì)劉洪波贊不絕口:“他在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展方面有真功夫,擁有大量‘減污降碳’方面的科研成果與前沿技術(shù),并且一心為行業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展考慮。協(xié)會(huì)與劉教授團(tuán)隊(duì)共建的環(huán)保技術(shù)評(píng)估共享實(shí)驗(yàn)室得到眾多企業(yè)歡迎,也切實(shí)在推動(dòng)環(huán)保行業(yè)技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)。”
在中國(guó)環(huán)境衛(wèi)生協(xié)會(huì)廁所革命專委會(huì)委員、上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院副總工程師黃瑾眼中,劉洪波的環(huán)保廁所不僅成果令人驚艷,其在產(chǎn)業(yè)化的突出表現(xiàn)更讓人印象深刻:“擁有強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識(shí)和清晰明確的解決問題思維,儒雅的劉洪波積極推動(dòng)構(gòu)建環(huán)保產(chǎn)業(yè)鏈上的合作伙伴關(guān)系。他組織了大量的中德技術(shù)活動(dòng),邀請(qǐng)德國(guó)知名環(huán)境專家和教授分享德國(guó)經(jīng)驗(yàn), 以及污水、污泥處理技術(shù)發(fā)展新趨勢(shì),為研究成果的落地和應(yīng)用創(chuàng)造條件。”
強(qiáng)大的團(tuán)隊(duì)實(shí)力也成為了劉洪波在科研界和產(chǎn)業(yè)界縱橫馳騁的強(qiáng)大依靠。團(tuán)隊(duì)成員徐蘇云副教授先后主持和參與多項(xiàng)國(guó)家級(jí)和省部級(jí)科研項(xiàng)目,已是環(huán)保領(lǐng)域冉冉升起的一顆新星。她坦言:“劉洪波總是傾向于從全局考慮問題,注重團(tuán)隊(duì)成員的梯隊(duì)培養(yǎng)。通過他的悉心指導(dǎo),進(jìn)入團(tuán)隊(duì)才1年多的博士后吳成陽(yáng),實(shí)踐能力大大提升。團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)的29名研究生各個(gè)都成長(zhǎng)為精兵強(qiáng)將,既有卓越工程師的應(yīng)用性思維,科研功底也是十分扎實(shí)。”目前,團(tuán)隊(duì)還在全力對(duì)微生物弱電技術(shù)的機(jī)理進(jìn)行更加細(xì)致和深入的研究。
2020年9月22日,在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上,國(guó)家主席習(xí)近平向全世界鄭重宣布:“中國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值,努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。”
“中國(guó)在2012年開始了自己的碳交易機(jī)制,建立了‘核證自愿減排量’(CCER)模式,這一模式在2017年暫停,今年又開始重啟。”劉洪波認(rèn)為,中國(guó)“碳減排”與世界接軌是大勢(shì)所趨,也是國(guó)家戰(zhàn)略。國(guó)內(nèi)重啟“碳交易”機(jī)制,有很多政策性的內(nèi)容需要制定和繼續(xù)完善,長(zhǎng)三角就是市場(chǎng)容量巨大的實(shí)驗(yàn)基地。他希望自己能為上海和長(zhǎng)三角貢獻(xiàn)智慧和力量。
“我們的目標(biāo)是對(duì)大量長(zhǎng)三角區(qū)域的企業(yè)提供融合服務(wù),助其轉(zhuǎn)型,數(shù)字化賦能加雙碳技術(shù)助力、診斷和計(jì)算結(jié)合,形成發(fā)展的閉環(huán),幫助企業(yè)在完成‘碳排放’基礎(chǔ)上降本增效和提值增銷。我們同時(shí)希望在長(zhǎng)三角范圍內(nèi)形成碳交易試點(diǎn)模式。產(chǎn)研融合中必將產(chǎn)生大量的‘訂單科研’,會(huì)有大量企業(yè)‘揭榜掛帥’,尋找優(yōu)秀的環(huán)保技術(shù)。邀請(qǐng)劉洪波教授引領(lǐng)我們的雙碳工作是因?yàn)樗诳蒲、產(chǎn)業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)制定方面均擁有強(qiáng)大能力,可滿足大量企業(yè)的實(shí)際需求。”長(zhǎng)三角智慧城區(qū)合作發(fā)展發(fā)展服務(wù)聯(lián)盟秘書長(zhǎng)、上海市長(zhǎng)三角智慧城區(qū)發(fā)展研究院執(zhí)行院長(zhǎng)黃麗銑介紹說。
堅(jiān)守促進(jìn)中國(guó)環(huán)保事業(yè)發(fā)展的立場(chǎng),踏實(shí)工作為大量中小微企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的環(huán)保技術(shù)服務(wù),同時(shí)又放眼全球,展示中國(guó)雙碳工作的技術(shù)實(shí)力和政策水平……未來(lái),劉洪波和他的團(tuán)隊(duì)注定將繼續(xù)在中國(guó)環(huán)保工作的最前沿“砥礪前行”和“奮勇爭(zhēng)先”。