能源清（qīng）潔利用國家重（chóng）點實驗（yàn）室的循（xún）環流化床分級轉化試驗裝置，可（kě）實現煤炭分級清潔高效轉化。

能源清潔利用國家（jiā）重點實驗室（shì）的高精（jīng）度太陽能塔式（shì）定日鏡場及智能控製試驗平台。

浙江（jiāng）大學青山湖能源研究基地，該基地是能源清潔利用國家重點實（shí）驗室的重要支（zhī）撐基地之一。 （能源（yuán）清潔利用國家重點實（shí）驗室供圖）

在這裏，新能源實現更為有效的開發：波動的太陽能可以穩定發電，綠色氫能能夠高效便（biàn）捷（jié）低碳製取（qǔ）。

在這裏，傳統化石能源得到更為清潔的利用：煤炭可實現分級（jí）清（qīng）潔高效轉化，燃（rán）煤電廠和煤化工廠等排出的二氧化碳等還可以被微藻或特殊的化學製品（pǐn）高效（xiào）“捕捉”、吸收。

在這裏，就連生活垃圾、汙泥、秸稈等，也可以（yǐ）搖身一變，成為可利用的清潔能源（yuán），如電能、熱能。　……

這裏是能源清潔利用國家重點實（shí）驗室（shì）。科研人（rén）員數年如一日，努力探尋實現能源（yuán）清潔、低碳（tàn）、高效、智能發展（zhǎn）利用的有效路（lù）徑。

記者帶您走進位於浙江大學的能（néng）源清潔利（lì）用國家重點實驗室，探訪科研人員如何通過科技創新變“廢”為寶，實（shí）現固體廢（fèi）物（wù）的能源化資源化利用。

垃圾裏的西瓜皮、菜葉、紙（zhǐ）張、塑（sù）料等都是“寶貝”，經過處（chù）理成為電能，進入千家萬戶

杭州蕭山錦江綠色能源有限（xiàn）公司三麵環水，綠樹成蔭……如果不是廠區門（mén）口顯示屏上的輪播信息，人們很難將其（qí）與垃圾（jī）焚燒發電廠聯係在一起。

在這裏，垃圾（jī）的傳（chuán）統概念被顛（diān）覆，西瓜皮、菜葉（yè）、紙張、塑料等都是“寶貝”。它們經儲存降解、焚燒處理、能量轉換等諸多複雜的環（huán）節後，成為（wéi）電能，進入千家萬戶。據了解，這一垃圾焚燒發（fā）電廠可實現（xiàn）日“吞”垃圾1700噸，年“吐”電能（néng）1.5億度。

如今，像這樣的垃圾清潔焚燒發電廠在我國並（bìng）不鮮見。垃圾清潔焚燒處置也成（chéng）為不少地方推進“無廢城市”建設的重要環節。

“焚燒發電目前被視為實現垃圾無害化、減量（liàng）化和資（zī）源化處置的重要手段。”浙江大學黨委常（cháng）委、副校長，能源清潔利用國家重點實驗室主任、固體廢物能源化清潔利用技術與裝備國家（jiā）工程研究中心主任嚴建華告訴記者。

眾所周知，人類在（zài）生產生活過程（chéng）中不可避免地會產生（shēng）垃圾。這個“垃圾”是一個廣義的概念，主要是指固體（tǐ）廢物，如生活垃圾、建築垃圾、工業垃（lā）圾（jī）、危險廢物、汙泥，等等。可以（yǐ）說，我們每個人都是垃圾的製造者。這些垃圾如果處置（zhì）不當，會給大氣、水（shuǐ）、土壤等帶來嚴重汙染。

一頭連著減汙，一頭連著降碳。如何無害化、減量化和（hé）資源化（huà）處置這些固（gù）體廢（fèi）物，是（shì）生態文（wén）明建設的重（chóng）要內容，也是能源清潔利用國家重點實驗室的重要研究方向之（zhī）一。

“垃圾是放錯地（dì）方的資源（yuán）。”這是致力於這一領域研究30餘年的嚴建華（huá）常常說的一句話。

據介紹，對於無法回收利用的垃圾而言，主（zhǔ）要有（yǒu）兩種（zhǒng）處理方式：填埋、焚（fén）燒。填（tián）埋的弊端顯而易見：隨著（zhe）城鎮化（huà）不斷發展（zhǎn），垃圾填埋量不斷（duàn）增加，“垃圾圍城”不可避免，而且填埋不當還容易產生汙染（rǎn）隱患（huàn）和安全隱患。焚燒便成了重要的垃圾處置方式。

在能源清潔利用（yòng）國家重點實驗室成員、浙江大學能源工程學院副院長（zhǎng）黃群星看來，2012年之後，我國的（de）生活垃圾焚燒處理進入了一（yī）個高速增長期。

《2020年城（chéng）鄉建設統計年鑒》顯示，2020年全國（guó）城市生活垃圾焚燒廠共有（yǒu）463座，焚燒處理能力超56萬（wàn）噸/日。當年我國垃圾焚燒處理率（lǜ）由2006年的14%提高至約60%，成為主流的垃圾處（chù）理方式。而根據國家發展改革委、住房和城（chéng）鄉建設部發布的《“十（shí）四五”城鎮生活垃圾分類和處理（lǐ）設施發展規劃（huá）》，到2025年底，全國城鎮生活垃圾焚燒處理能力將達到80萬噸/日左右，城市生活垃圾（jī）焚燒處理能力占比65%左右。

當前，我國一些城市已經實現生活垃圾（jī）“零填埋”，垃圾處理進入“焚燒時代”。如浙江，自2021年起，除應（yīng）急處置外，全省49個垃圾填埋場全（quán）麵終止作業，成為我國..實現生活垃圾總量“零增長”、處理“零填埋”的省（shěng）份。

“現在的垃圾焚燒（shāo）發電廠，早已經不是人（rén）們傳統印象裏臭氣熏天的模樣，得益於現代技術創新，有的儼然是一（yī）個現代（dài）化的智能工廠，有的則成為群眾競相打卡（kǎ）的環保公園。”能源清潔利用國家重點實（shí）驗室池湧教授說，垃圾焚燒之後不僅實現了廢物（wù）減量，而（ér）且焚燒產物還可以實現（xiàn）無（wú）害（hài）化能（néng）源化資源化利用。

突破了生活垃圾循環流化床焚燒、二噁英全過程控製及檢測、飛灰重（chóng）金屬解毒等關鍵技術

浙江大學（xué）玉泉校區圖書館的北麵，就是能源清潔利用國家重點實驗室。

環形的辦公樓中間，矗立著諸多造型各異的“大家（jiā）夥”——一台台大型實驗台架。遠遠望去，如（rú）同（tóng）一個大車間。

有用來（lái）燃（rán）燒煤粉的，有用來（lái）脫硫、去汙的，還有（yǒu）專門用來焚燒垃圾的（de）……正是在這些“大家夥”的幫助下，實驗（yàn）室研究團隊開展了各項能源清潔利用（yòng）的研究，探索出一條高效、清潔利用能源的環保之路。

“在這個實驗室，我們（men）可以實（shí）現生活垃圾、危險廢物、汙泥等不同固體（tǐ）廢物的焚燒發電全過程試驗。”黃群星告訴記者，在浙江大學玉泉校區西北方（fāng）向30多公裏處的青山湖能源研究基地，也有不（bú）少大型實驗台架和先進分析（xī）測（cè）試儀器，“那裏（lǐ）的生活垃圾焚燒（shāo）發電試（shì）驗平台更大，占地麵（miàn）積約有一個籃球場大小，可以實現每天（tiān）12噸的生活垃圾清潔焚燒。”

那麽，既然是（shì）清潔（jié）焚燒，焚燒產生的廢氣、廢水、廢渣去哪兒了，會不會造成二次汙染？令人聞（wén）之色（sè）變的燃燒產物——二噁英如何處理（lǐ）？

“這正是我們研究團隊攻克的重（chóng）點和難點。”麵對記者的（de）疑問，嚴（yán）建華解釋道（dào），垃圾焚燒處理並不難，難的是要實現環保達（dá）標、提高焚燒和發電效率。

對（duì）此，實驗室研究團隊圍繞固體廢物先（xiān）進高效熱處置（zhì）、熱能（néng）高效利用、煙氣高效淨化、二噁（wù）英解毒和（hé）重金屬穩定化、飛（fēi）灰和（hé）爐渣安全（quán）處置等方麵，開（kāi）展了技術、工（gōng）藝、裝備的研發（fā）和工程化應用，突破了生活垃圾循環流化床焚燒、汙泥脫水幹化焚燒、危險廢物回轉式多段熱解焚燒、二噁英全過程控製及（jí）檢測、飛灰重金屬（shǔ）解毒等關鍵技術。其中，生活垃圾、汙泥和危（wēi）險廢物焚燒技術先後榮獲國家（jiā）科學技術進步獎（jiǎng）等獎項。

記者（zhě）了解到，垃圾（jī）的組分複（fù）雜，不同組分間熱化學特性、水分含量等差異很大，這給高效清潔穩定焚燒提出了巨大挑戰。因此（cǐ），垃圾的（de）清潔焚燒（shāo）不是簡單地一燒了之（zhī），而（ér）是有（yǒu）一套嚴格細致的工藝流（liú）程。

以生活垃圾清潔焚燒為例。在焚燒前，生活（huó）垃圾需經堆放預處理降低含水率（lǜ），或（huò）進行破碎（suì）等處置，然後被抓取傳送至焚燒爐內焚燒，焚燒過程中產生的高溫煙氣，可以通過傳熱將水變為高溫、高（gāo）壓蒸汽，驅（qū）動汽（qì）輪機發電。與此同時，垃圾焚燒還會產生一些（xiē）汙染物，比如一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫（liú）等常規氣體汙（wū）染物，汞、鎘、鉛等重金屬，多環芳烴、二噁英等（děng）特殊有機汙染物，還（hái）有爐（lú）渣、飛灰等，“不同組分的焚（fén）燒物，生成的汙染物不同”。

“爐渣可用於製磚（zhuān），有害煙氣、飛灰等則需經尾部淨化裝置和粉塵過濾係統（tǒng）處置（zhì）達標才可排放。”據嚴（yán）建華介紹（shào），他們提出了“源頭（tóu）減量、過（guò）程阻滯、脫除降解、監測反饋（kuì）”全（quán）過程控製二噁英等汙染物生成和排（pái）放的全新理念。

研究驗（yàn）證，垃圾焚燒後的煙氣在850℃以上的高溫環境中停留兩（liǎng）秒（miǎo），二噁英就會分解。“而要實現這一點，需根據垃圾的熱值設計爐型、保障工況穩定，分解率可超99%。另外，垃圾充分燃燒（shāo）後，還會采用一些吸附或催（cuī）化降解技術來（lái）去（qù）除低溫下再生的二噁英等汙染物，從而實現無害化處置。”能源清潔利用國家重點實驗（yàn）室陸勝（shèng）勇教授介（jiè）紹，目前這些技術已經（jīng）比較成（chéng）熟。

人工智能、大數（shù）據，讓垃圾焚燒發電更加綠色高效

雖然正（zhèng）值暑期（qī），浙江大學能源工程學院博士研究生何俊捷並沒有離校。

7月28日一早，他就到了（le）實驗室（玉泉校區）。記者聯（lián）係（xì）到他（tā）時，他正借助熱重分析儀、質譜儀等設備，研（yán）究炭（tàn）黑顆粒的生成機理。

據介紹，隨著垃圾分類的不斷推進，對（duì）垃圾焚燒設備（bèi）和技術、控製條件、汙染物淨化處置係統等也提出了更加精細化的要求。

“我們（men）需要根（gēn）據（jù）不同固廢的特性，對設備和技術作出相應的調整優（yōu）化，才能更有效地減排增效。”何俊捷告訴記者，借助人工智能、大數據等手（shǒu）段，實現對給料係統、爐排（pái）運動係統、燃燒係統和煙（yān）氣淨化係統全流程（chéng）的智能診斷控製，將會大大提（tí）升設備運行的穩定性和垃圾發電的噸發電量，讓垃圾焚燒發電更（gèng）加綠色高（gāo）效。

對爐內火焰溫度場、垃圾組分、料層厚度進行在線實時測量，對爐內燃燒狀態進（jìn）行（háng）智能識別，對燃燒係統運行情況進行智（zhì）能診斷（duàn）、實時優化……一係列智能自動（dòng）控（kòng）製技術得（dé）到研發應用。

雲南昆明，每天約產生8000噸生活垃圾。其中40%以上的生活垃圾會送到浙能錦江環境昆明西山垃圾發電廠和五華垃圾發電廠處置。

850℃是生活垃圾能夠實現（xiàn）清潔焚燒（shāo）的關鍵指標。過去，為了確保燃燒溫度穩定，垃圾焚燒監（jiān）控員必須每5秒調整一次參數。如今，昆明西山生活垃（lā）圾發電廠（chǎng）給生（shēng）活垃（lā）圾焚燒係統裝上了“大腦”後，焚燒監控員的（de）雙手解放了。如果設備出（chū）現故障，係（xì）統會自動報警，這時再人工介入調整就可以了。

不僅如此，能源清潔（jié）利（lì）用國家重點實（shí）驗室科研團隊研發的“可調諧激光（guāng）光譜結合飛行時間質譜在線（xiàn）監（jiān）測二噁英的方法”，在國際上..獲得垃圾焚燒爐（lú）168小時二噁英排放的（de）連續檢（jiǎn）測圖，解決了二噁（wù）英實時在線快速（sù）測量的世界性難題（tí）。

“係統可以（yǐ）在一定周期內無間隙獲（huò）取二噁英實時檢測數據，通過數據積累與分析，不斷反饋優化焚燒運（yùn）行及（jí）清（qīng）潔生產，提升垃圾焚燒發（fā）電係統的運行水平。”嚴建華告訴記者（zhě），該方法剛剛獲得了第二十三屆中國..金獎。

目前，該..技術已在浙江、山東、重慶等多（duō）地垃圾焚燒處理項目中得到應用。