能源清（qīng）潔利用國家重點實驗室（shì）的（de）循環流化床（chuáng）分級轉化（huà）試驗裝置，可實現煤炭分級清潔高效轉化。

能（néng）源清潔利用國家重點實驗室的高精度太陽能塔式定日鏡場（chǎng）及智能（néng）控製試驗平台。

浙江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驗室（shì）的重要支撐（chēng）基地之一。 （能（néng）源清潔利用國家重點實驗室（shì）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（xiào）便（biàn）捷低碳製取。

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

在這（zhè）裏，就連生活垃圾、汙泥、秸稈（gǎn）等，也可以搖身一變，成為可（kě）利用的（de）清潔能源，如電能（néng）、熱能。　……

這裏是（shì）能源（yuán）清潔利用國家重點實驗（yàn）室（shì）。科研人員數年如一日，努力探尋實現（xiàn）能源清潔、低碳、高效、智能發展利用的有效路徑。

記（jì）者帶您走進位於浙江大學的能源清潔利用國家重點實驗室，探訪科研人員如何通過科技創（chuàng）新變“廢”為寶，實現固體廢物的能源化資源化利用。

垃圾裏的西瓜皮、菜葉、紙張、塑料等都是“寶貝”，經過處理成為電能，進入千家萬戶

杭州蕭山錦江綠色能源有限公司（sī）三麵環水，綠（lǜ）樹成蔭……如果不（bú）是廠區門口（kǒu）顯示屏上的輪播信息，人們很難將其與垃圾（jī）焚燒發電廠聯係在一起。

在這裏，垃圾的傳統概念（niàn）被顛覆，西瓜皮、菜葉、紙張、塑料等都是“寶（bǎo）貝”。它們（men）經儲存降解、焚燒處理、能量轉換等諸多複雜的（de）環節後，成為電能，進入千家萬戶。據了解，這一垃圾焚燒發電廠可實現（xiàn）日“吞”垃圾1700噸，年“吐”電能1.5億度。

如今，像這樣的垃（lā）圾清潔焚燒發電廠在我國並不鮮見。垃圾清潔焚燒處置也成為不少地方推進“無（wú）廢城市”建設的重要環（huán）節。

“焚燒發電目前被視為實現垃圾無害化、減量化和資源化處（chù）置的重要手段。”浙江大學黨委常委（wěi）、副（fù）校長，能源清潔利用國家重（chóng）點（diǎn）實驗室主任、固體廢物（wù）能（néng）源化清潔利用技術與裝備國家工程研究中心主任嚴建華告訴記者。

眾所（suǒ）周知，人類（lèi）在生產生活過程中不可避免地會產生垃（lā）圾。這個“垃圾”是一個廣義的概念，主要（yào）是指固體廢物，如生活垃圾、建築垃圾、工（gōng）業垃圾、危險廢物、汙泥（ní），等等。可以說，我們每個（gè）人都是垃圾（jī）的製造（zào）者。這些垃圾如果處置不當，會給（gěi）大氣、水、土壤等帶來嚴重汙染。

一頭連著減汙，一頭連（lián）著降碳。如何無害化、減量化和資源化處置這些（xiē）固體廢物，是生態文（wén）明建設的（de）重要內容，也（yě）是能源清潔利用國家重點實驗室的重要研究方向之一。

“垃圾是放錯地方的資源。”這是致力於這（zhè）一領域研究30餘（yú）年的嚴（yán）建華常常說的一句話。

據介紹，對於無法回收利用的垃圾而言，主要有兩種處理（lǐ）方式：填埋、焚燒。填埋的弊端顯而（ér）易（yì）見：隨著城鎮化不斷發（fā）展，垃圾填埋（mái）量不斷增加，“垃圾圍城”不可避免，而且填埋不當還容易產生汙染隱患（huàn）和（hé）安全隱患。焚燒便成了重要的垃圾（jī）處置方式。

在能（néng）源清潔利（lì）用國（guó）家重點實驗室成（chéng）員、浙江大學能（néng）源工程學院副（fù）院長黃群星看來，2012年之後（hòu），我國（guó）的生（shēng）活垃圾焚燒處理進入（rù）了一個高速增長期。

《2020年城鄉建（jiàn）設統計年鑒》顯示，2020年全國城市生活垃圾焚燒廠共有463座，焚燒（shāo）處理能（néng）力超56萬噸/日。當年我國垃圾焚燒處（chù）理率由2006年的14%提高至約60%，成為（wéi）主流的垃圾處理方式。而根據國家發展改革委、住房和城（chéng）鄉建設部發布（bù）的《“十四五”城鎮生活垃圾分類和（hé）處理（lǐ）設施發展規劃（huá）》，到2025年底，全國城鎮生活垃圾（jī）焚燒處理能力將達到80萬噸/日左右，城（chéng）市（shì）生活垃（lā）圾焚燒處理能力占比65%左右。

當前，我國一些城市（shì）已經實現生活垃圾“零填埋”，垃圾處理進入“焚燒時代”。如浙江，自2021年起，除應急處置外，全（quán）省49個垃（lā）圾填埋（mái）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”的省份。

“現在的垃（lā）圾（jī）焚燒（shāo）發電廠，早（zǎo）已（yǐ）經不是人們傳（chuán）統印象裏（lǐ）臭（chòu）氣熏（xūn）天的模樣，得益於現代技（jì）術創新，有的儼然是（shì）一個現代化的智能工廠，有的則成（chéng）為群眾（zhòng）競相打卡（kǎ）的環保公園。”能源清潔利用國家重點實驗室池湧教授說，垃圾焚燒之後不（bú）僅（jǐn）實現了廢（fèi）物減量，而且（qiě）焚燒產物還可以實現無害（hài）化能源化資源化利用（yòng）。

突破了生活垃圾循環流（liú）化床焚燒、二噁英全過（guò）程控製及檢（jiǎn）測、飛灰重金屬解毒等關鍵技術

浙（zhè）江大學玉（yù）泉校區圖書館的北麵，就是能（néng）源清潔利用國家重點實驗室。

環形的辦公樓中（zhōng）間，矗立著諸多造型各異（yì）的“大家夥”——一台台大型實驗台架。遠遠望去，如同一個大（dà）車間。

有用來燃燒煤粉的，有用來脫硫、去汙的，還有專門用來焚燒垃圾的……正是在這些“大（dà）家夥”的幫助下，實驗室（shì）研究團隊開展了各項能源（yuán）清潔利用的研究，探索出一條高效、清潔利用能源的環保之路。

“在這個實驗室，我們可以（yǐ）實（shí）現生活垃圾、危險廢物（wù）、汙泥等不同固體廢物（wù）的焚燒發電全過程試驗。”黃群星告訴記者，在浙江大學玉（yù）泉校區西北方向30多公裏處的青山湖能源研（yán）究基地，也有不少大型實驗台架和先進分析測試儀器，“那裏的生活垃（lā）圾焚燒發電試驗平台（tái）更大（dà），占地麵積約有一個籃球場大小，可以實現每天12噸的生活（huó）垃圾清潔焚燒。”

那麽，既然是清潔焚燒，焚燒產（chǎn）生的廢氣、廢水、廢渣去哪兒（ér）了，會不會造成二次汙染（rǎn）？令人聞之色變的燃燒產物——二噁英如何處理？

“這正是我們研究團（tuán）隊攻克（kè）的（de）重點和難點。”麵對記者的疑問，嚴建華解釋道，垃圾焚燒處理並不難，難的是要實現環保（bǎo）達標、提高焚燒和發電效率。

對此，實驗室研究團隊圍繞固體廢物先進（jìn）高效熱處置、熱能高效利用、煙氣高效淨化、二噁英解毒和重金屬穩定化、飛灰和爐（lú）渣（zhā）安全處置等方麵，開展（zhǎn）了技術、工（gōng）藝（yì）、裝備的研發和工程化應用，突（tū）破了生活垃圾循環流化（huà）床焚燒、汙泥脫水幹化焚（fén）燒、危險廢物（wù）回轉式多段熱解焚燒、二噁英全過程控（kòng）製及（jí）檢測、飛灰重金屬解毒等關鍵技術。其中，生活垃圾、汙泥和危（wēi）險廢（fèi）物焚燒技（jì）術先後榮獲國家科學技術進步獎等獎項。

記者了（le）解到，垃圾的組分複雜，不同組分間熱化學特（tè）性、水分含量（liàng）等差（chà）異很大，這給高效（xiào）清潔穩定焚（fén）燒（shāo）提出了巨大挑戰。因此，垃圾的清潔焚燒（shāo）不是簡（jiǎn）單地一燒了之，而是有一套（tào）嚴格細致的工藝流（liú）程。

以生活垃圾清潔（jié）焚燒為例。在焚燒前，生活垃圾（jī）需經堆放預處理降低含水率，或（huò）進（jìn）行破碎等處置，然後被抓取傳（chuán）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（rè）將水變為高溫（wēn）、高壓蒸汽，驅動汽輪機發電。與此同時，垃圾焚燒還會產生一些汙染物，比（bǐ）如一氧化碳、氮氧化（huà）物、二氧化硫等（děng）常規氣體汙染物，汞、鎘、鉛（qiān）等（děng）重金屬，多環芳烴、二噁英等特殊有機汙染物，還有爐渣、飛灰等，“不同組分的焚燒物，生成的汙染物不同”。

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

研究驗證，垃圾焚燒後的煙氣在850℃以上的（de）高溫（wēn）環（huán）境中（zhōng）停留兩秒，二噁（wù）英就會分解。“而要實現這一點，需根據垃（lā）圾的熱值設計爐（lú）型、保（bǎo）障工況穩定，分（fèn）解率可超99%。另（lìng）外，垃圾充分燃燒後，還會采用（yòng）一些吸附或催化降解（jiě）技術來去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（jié）利用國家重點實驗室（shì）陸勝勇教授介紹，目前這些技術已（yǐ）經比較成熟。

人工智能、大數據（jù），讓垃（lā）圾焚燒發電更加綠色高效（xiào）

雖（suī）然正（zhèng）值暑期，浙江大學（xué）能源工程學院博士研究生何俊捷並沒有（yǒu）離校。

7月28日一早，他就到了實驗室（玉泉校區）。記者聯係到他時，他正借助熱重分析儀（yí）、質譜儀等設備，研究炭黑顆粒的生成機理。

據介紹，隨著垃（lā）圾分類的不斷推進，對垃圾焚（fén）燒設備和（hé）技術（shù）、控製條件、汙（wū）染物淨化處置係統等也（yě）提出（chū）了更（gèng）加精細化的要求。

“我們（men）需（xū）要根（gēn）據不同固廢的特性，對（duì）設備和技（jì）術作出相（xiàng）應（yīng）的調整優化（huà），才能更有效地減排增效。”何俊捷告訴記者，借助人工智能（néng）、大數據等手段，實（shí）現對給料係統、爐排運動係統、燃燒係統和煙氣淨化（huà）係統全流程的（de）智能診斷（duàn）控製，將（jiāng）會大大提升（shēng）設備運行的穩定性和垃圾發電的（de）噸發電量，讓垃圾焚燒（shāo）發電更加綠色高（gāo）效。

對爐內火焰溫度場、垃圾組分、料層（céng）厚度進行在線（xiàn）實時測量，對爐內燃燒狀態進行（háng）智能識別，對燃（rán）燒係統運行（háng）情況（kuàng）進（jìn）行智能（néng）診斷、實時優（yōu）化（huà）……一係列智能自動控製技術得到研發應用。

雲南昆明，每天約產生8000噸（dūn）生活垃圾。其中40%以上的（de）生活垃（lā）圾會送到浙能（néng）錦江環境昆明（míng）西（xī）山垃圾發電廠（chǎng）和（hé）五華垃圾發電廠處置。

850℃是生活垃圾能夠實現清潔焚燒的關鍵（jiàn）指標。過去，為了確保燃（rán）燒溫（wēn）度穩（wěn）定，垃圾焚燒監控員必須每5秒調（diào）整一次參數。如今，昆明西山（shān）生活（huó）垃圾發電廠給生活垃圾焚燒係統裝上了（le）“大（dà）腦”後，焚燒監控員的（de）雙手解放了。如果（guǒ）設備出現故障，係統會自動（dòng）報警，這時再人工（gōng）介入調整就可以了。

不僅如此，能源清潔利用國家重點（diǎn）實驗室科研團隊（duì）研發的“可調諧激光光譜（pǔ）結合（hé）飛行時間質譜在線監測二噁英的方法”，在國際上..獲得垃圾焚燒爐168小時二噁英排放的連續檢（jiǎn）測圖（tú），解決了二噁英實時在線快速測量的世（shì）界性難題。

“係統可以在一定周期內無間隙獲取二噁（wù）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行及清潔生產，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（guó）..金獎。

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