5月，四川阿坝藏族羌族自治州的若尔盖草原上绿草如茵，牛羊遍地。这里不仅是多种珍稀鸟类的栖息地，也是黄河上游最重要的水源涵养地和生态功能区，被称为“中华水塔”。在距离县城5公里外的山坳里，巍然耸立着一大片钢架结构，这是全国首个县域垃圾热解气化发电项目，采用同济大学机械学院陈德珍团队研发的技术、由上海环境卫生工程设计院设计。
近日，上海科技获悉该项目的整体建设已经基本完成，正处于调试运行中，即将交付。项目建成后，其日处理垃圾为每天为80-100吨，该项目不仅解决整个县城垃圾处理的“燃眉之急”，更是为全国超2000多个县域垃圾处理提供全新解决方案，其意义不言而喻。
若尔盖草原垃圾热解气化项目
“热解气化技术能够先在无氧条件下，使有机物直接受热分解成油、气、炭，再将部分产物在有氧条件下气化，最终得到高值化的产品。该技术清洁化资源化程度高、碳排放低，是固废热化学处理技术的新方向。在过程中还可以利用产生的燃气发电，满足项目本身和周边设施的用电需求。”陈德珍说。
深耕固废领域研究30余年
陈德珍是同济大学机械与能源工程学院热能与环境工程研究所教授、博士生导师、原所长，是国际固废领域最有影响力的SCI期刊《Waste Management》 副主编、《环境卫生工程》编委。1988年，恰逢我国第一座现代化生活垃圾焚烧厂在深圳建成运营，陈德珍的导师正好是项目顾问。“我当时参与了关于垃圾焚烧污染控制的研究课题，之后就一直从事垃圾处理这个方向的研究，这一干就是30多年。”
越是深入研究，越感责任重大，尤其在我国垃圾焚烧解决完“大”问题，开始补齐“小”短板之际。“城市里一般建设大型焚烧厂，通过焚烧发电的方式处理生活垃圾，并满足用电需求，但县域垃圾量少，建设焚烧厂及烟气净化系统，不仅成本高昂，其回收发电的利用率也很低，会对县财政造成巨大负担。”
如何对县域规模的垃圾进行资源化、无害化处理，成了陈德珍的心结。从70年代开始，热解气化技术进入了研究视野，日本和德国科学家开展了一系列研发应用，但由于传统热解气化温度过高容易对设备产生损坏、热解后得到的可燃气、焦油、炭等物质需要进行二次加工等诸多问题，因此该类技术在全世界范围内较少应用、并受到经济效益制约。
看到了热解气化技术的优势，陈德珍和团队扎进了相关研究之中。在国家系列课题的支持下，经过十二年坚持不懈的攻关以及技术的迭代改进，终于研发出了规模可控、反应条件温和、兼具资源化和清洁化热解气化技术，并设计开发了相应的核心装备。
“这项技术突破了固废处理的二次污染以及热解产物品质低的难题，相对于传统垃圾焚烧，本技术生产过程中二恶英排放均实现达标，并且不产生焚烧飞灰等二次污染物。”陈德珍介绍说。得益于技术的领先优势和应用前景，“热裂解生产技术与装备”被工信部列入重点领域，热解气化也已连续3年被科技部列入固废重点专项。2018-2021年，团队在上海崇明、安徽等地成功完成了小试验证。
与上海长三院一同开启产业化道路
2018年12月29日国务院办公厅印发了《“无废城市”建设试点工作方案》。2021年“两会”上，碳达峰、碳中和首次被写入国务院政府工作报告，中国正式开启“双碳”元年。2022年11月，国家发展改革委等部门发布《关于加强县级地区生活垃圾焚烧处理设施建设的指导意见》，重点提到要突破适用于不同区域、不同类型垃圾焚烧需求的100吨级、200吨级小型垃圾焚烧装备技术研发，降低建设运维成本。一系列密集的政策和文件发布，显示了我国在推进环境保护和垃圾处理方面的决心和行动。
成立于2021年的长三角国创中心和建设运营主体上海长三角技术创新研究院，在能源与环保领域，重点围绕光伏、风电、氢能、储能、智能电网以及水处理、大气环境、土壤修复、固废处置等领域，推动技术研发与成果转化，促进技术实现跨越式发展。在固废处置领域，适用于县域垃圾处置的前瞻性、颠覆性技术始终是事业部关注的焦点。
对于陈德珍在热解气化技术上取得的突破，长三角国创中心团队明察秋毫。中心能源与环保事业部主任陈文君说：“县域垃圾处理、污泥及工业垃圾处理及资源化利用，不仅是国家的要求，也是行业和市场上的痛点。我国长三角地区以及中西部对于200吨/天以下的小型固废处置装置需求特别大，急需能实现产业化应用、填补技术空白的技术解决方案”他说，“陈德珍团队的关键技术不仅能够解决传统热解问题，且能够实现废弃物的高值资源化，技术工艺稳定性强，团队积累了大量的工程经验和技术数据，技术竞争优势明显，具备良好的产业化前景。”
2022年，上海长三院主动找到了陈德珍，希望她能将技术推向产业化。“我也希望这项技术能够得到更多产业化应用和推广，通过产业应用持续专攻这个领域，根据市场和客户需求持续推动技术更新迭代。”目前市场上，热解气化技术并没有成熟的商业模式，工程投资有风险，一旦失败，投出的钱也就“打了水漂”，很难获得社会资本的青睐。陈德珍说，“让我没有想到的是，作为国家队的上海长三院有这样的勇气和魄力。” 经过多轮沟通和会谈，上海长三院“独具慧眼”的专业能力、不惧风险的战略判断以及灵活的支持政策，给陈德珍团队注入了强心剂。“我还有个‘私心’——希望通过产业化项目，打通市场和学术的壁垒，培养更多兼顾学术和实践能力的学生，为他们提供实验室以外更广阔的实践天地。”陈德珍团队决定走出实验室，成立专职创业团队，开启产业化之旅。
2022年12月，上海长三院正式聘请陈德珍成为项目经理。2023年8月，经过多次深度调研评估和论证，上海长三院以“拨投结合”方式支持陈德珍核心团队合资成立上海凯兴元再生能源有限公司。
从中国县域到“一带一路”国家
有了上海长三院的支持，新成立的上海凯兴元在若尔盖草原的项目有条不紊地向前推进。与此同时，公司今年还计划在长三角地区开展多项国家和地区级示范和验证项目，包括预期在常熟与上海浦发环保合作展开的30吨/天垃圾热解气化产合成气项目，以及与中国联合工程有限公司合作在浙江松阳县利用废弃物供能制陶粒的项目，加快技术的推广和普及。
前不久，一家国外公司主动找到陈德珍团队洽谈合作事宜。“东南亚和一带一路上的中小国家，他们对于小型垃圾处理厂的需求很大。我们的技术通过上海长三院项目支持，能够完成工程化验证，让市场清楚看到技术的优势和效益所在。长三角国创中心有着丰富的海外合作资源，能为未来我们的技术出海提供支撑，带动更多国家垃圾处理技术的进步。”
当然，创业的道路也并非一帆风顺，尤其垃圾处理和资源化利用类项目，不仅投资巨大、耗时耗力且有一定危险性，需要根据工程中遇到的真实数据、真实状态不断调整和优化方案，因此陈德珍也经常面临着技术人才缺乏、需要与多方反复沟通等问题。“虽然我们对自己的技术非常有信心，但是此类工程项目，尤其是突破性技术带来的新工艺和新设备，都需要反复调试打磨、不断优化稳定。但项目唯有经历市场检验，才能实现技术从实验室到商业化的跨越。”
时下，若尔盖草原即将迎来一年中最美、游客最多的季节，草原上的垃圾处置也即将迎来高峰，对于项目的运行效果，陈德珍和团队踌躇满志，充满期待。在过去的半年里，陈德珍已记不得去了若尔盖草原多少次，很难想象在冬季北风呼啸的草原上，这样一位文质彬彬的女教授在庞然大物的钢架结构中来回穿梭、认真察看每个细节的场景。但是面对繁忙的教学、科研和创业，她似乎始终面带微笑，淡定从容。陈德珍说，“只要拥有执著的信念和强大的勇气，我们就能勇往直前，完成一个个设定的目标。”
