袁浩然：变废为宝 让有机固废焕发绿色生机

文/ 卓映紫

[导语]

有机固废作为人类生活、生产、消费和其他活动中的伴生品，几乎成为无所不见的存在。对于我国这一人口大国而言，在惊异其体量之庞大外，如何有效处理有机固废更是亟须解决的一大难题。在如何高效实现有机固废清洁化、资源化的道路上，中国科学院广州能源研究所研究员袁浩然已埋首前行二十余年，他逐“绿”而行，让有机固废焕发出别样的绿色生机，为“绿色中国”打好底色。

［人物简介］

袁浩然，中国科学院广州能源研究所城乡矿山集成技术研究室副主任、研究员，国家杰出青年科学基金获得者。先后主持国家重点研发项目、广东省重点领域研发计划项目等国家和省部级科研项目20 余项。发表SCI/EI 论文 130 余篇，拥有国内发明专利授权 47件、国际发明专利 4件。2023年，获广东“最美科技工作者”称号，曾获广东省科学技术奖自然科学奖一等奖（排名第一）、广东省技术发明奖一等奖（排名第一）。

袁浩然在做试验

矢志攻坚 变废为宝

从本科到博士学习，热能工程专业一直是袁浩然的坚定选择。

走进袁浩然的办公室，墙上横挂着中国科学院原院长路甬祥题字“变废为宝”，格外引人注目。袁浩然对记者说道：“有机固废的处理与热能工程密切相关，比如我们用热处理方式可以解决有机固废带来的环境问题，并提供有效能源。”

长期以来，我国有机固体废弃物产量巨大，种类繁多、组分复杂且含有污染元素，处置不当不仅容易造成环境污染，也会产生大量的温室气体。袁浩然向记者介绍，有机固废指的是含碳的废弃物，具有能源化、资源化利用的价值。传统有机固碳通常进行填埋处理，但这并不利于国家“双碳”目标的实现。袁浩然讲到，有机固废作为废弃物，在进行科学研究时首先要关注其环境属性，通过节能高效的处理办法将其转化为资源和能量，而不是一味鼓吹有机固废的资源属性和能源属性。

热化学技术作为有机固废资源化利用的主要手段之一，旨在通过将有机固废分解为单体或其他小分子片段，再经由其他手段对目标产物进一步提质，将其转化成各类高值化学品和生物碳基材料。但有机废弃物的成分之复杂，使得有机废物在可控化处理和利用方面常处于“寸步难行”的状态。

对此，他围绕有机固废热化学反应过程中分子转化机理不清晰、热化解构同步提质过程多路径竞争、一次重构产物进阶提质方法不明等关键科学问题，耗时多年带领其团队开展深入研究。

天道酬勤，自古道皇天不负有心人。2022年4月15日，在广东省科技创新大会上，袁浩然作为第一完成人的“复杂长链有机固废热化解构与提质重构响应机制”项目获2021年度广东省科学技术奖自然科学奖一等奖。这项凝聚了袁浩然团队多年心血的研究在这一刻得到了见证和认可。

这一系列研究工作发现了有机固废通过热解气化能实现其有序重组为替代类产品，揭示了关键元素在热化解构中的演化规律，构建了以“热化解构－提质重构－进阶提升”为路径的多元固碳利用理论体系，开发了系列关键技术及装备，获得了三相产物增值增效新途径，使得原料至产物、产物再回归原料的反应路径清楚明晰并相互对照响应，成为支撑碳达峰碳中和与“无废城市”目标的重要手段之一，并在后续研究中研发了碳基调理剂、高辛烷值燃油、高纯度金属以及酯交换催化剂等系列绿色产品。

逐“绿”而行 还净海岛

细软的沙滩上散落着形状不一、颜色各异的贝壳、海螺，若是伸手没准还能从中挖出小螃蟹之类的海洋小生物……洁净而充满生机的海岛环境是我们现在出行轻易可见的光景。

但昔日的海岛，却被塑料瓶、食物包装袋等各种废弃物所占据，受困于垃圾转运及处理技术的滞后，日积月累形成大片的垃圾山。

2017年10月，广州能源研究所响应国家需求，为我国南海某地提供两套有机固废清洁热处置系统，解决当地生活垃圾等有机固废无害化与减量化难题。面对该紧急任务，袁浩然一马当先加班加点，最终用时45天完成所有设备的设计、生产及运输，并确保所有设备按期抵达项目现场。在海岛高温高湿高盐的特殊施工环境下，袁浩然率领团队每天清晨随第一缕阳光而出、夜晚伴一身盐渍而归，日均工作近15小时，仅用40天完成安装，该系统一直稳定运行至今。

袁浩然向记者介绍，我国多个海岛存在垃圾转运难、可燃固废种类复杂、尺寸均一性差、燃烧速率差异大所导致燃烧不完全、二次污染等问题。若能解决这个问题，海岛的环保建设、运行维护将得到极大的改进，对国家而言，也能节省极大的开销和人力物力。针对这一难题，袁浩然及其团队提出构建吨级可燃固废两段式热解燃烧技术与装备，并开发出可燃固废清洁热转化系统。以热解气化旋流燃烧为核心的吨级海岛可燃固废热处置技术示范项目建设完成后，经官方认可已达到国际先进水平，实现了海岛生活垃圾等可燃固废的无害化与减量化目标，排放达到GB18485－2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》要求。

创新突围 步履不停

理论需与实践结合，技术也得通过转移转化才能真正用到实处。作为中国科学院研究团队的一员，袁浩然深知作为一名科技工作者所肩负的职责和使命，在有机固废清洁化资源化利用的道路上，袁浩然的前行步伐迅速而沉稳。

作为科研团队研究骨干，袁浩然始终以科研创新为原动力，以关键技术为突破口，开发出系列针对生活垃圾、污泥、工业固废、油泥等废物清洁处置的关键技术与装备，形成了碳基调理剂、催化剂及高值化学品等系列绿色产品。

截至目前，袁浩然带领团队开发的研究成果与中国石油天然气集团有限公司、中国海洋石油集团有限公司、华润环保发展有限公司等企业合作，已建成示范工程20余座。他主导研发的热解气化旋流燃烧技术每年可节省燃煤约64.8万吨，新增收入超1.6亿元。可燃固废高效热解技术为国内多家企业降低生产成本，减轻环保压力，社会、生态、经济效益显著。同时，针对“双碳”目标下新能源快速增加的趋势，为解决光伏组件、风电机组叶片、储能系统等大宗快增的退役新能源器件循环利用问题，袁浩然提出并在广州建设集成精细智能拆解、有机废材高效热转化、废杂金属清洁回收及综合支撑4个子平台的新能源器件循环利用能力提升国家级平台与示范基地，促进我国战略性矿产资源产业实现高效、循环、绿色发展。据了解，该内容已写入国务院发布的《2030年前碳达峰行动方案》。

脚步不停，创新不止。在提及接下来的研究方向时，袁浩然表示，在有机固废清洁化资源化利用这一领域中，我们国家还面临着很多科学难题，涉及理论建设、技术改进和设备完善，未来仍要继续致力于攻克这些难题，将核心技术掌握在我们自己手里。