【乡村振兴风云人物候选杰出代表】愿为乡村振兴奋力拼搏的院士——陈勇

2018年12月07日11:56  来源:人民网-吉林频道
 

他,是“城乡矿山”理念的提出者;

他,是农村“代谢共生”产业园模式的构建者;

他,是“美丽乡村建设”和“乡村振兴战略”的践行者。

 

陈勇,中国工程院院士,能源与环保领域专家,长期从事有机固体废物能源化与资源化利用理论研究和工程技术开发。他生在城市,长在城市,但对农村有着深厚的感情。他说,农村的人民朴实,农村的生活简朴,农村的天地广阔,农村的事业磅礴,每次来到农村就身心愉快,激情迸发,但现实的中国农村人才缺乏、技术薄弱、产业单一、资金短缺,需要全社会的共同努力,尤其需要科技工作者们无私的奉献,无偿的支持。

陈勇当选院士后,将所从事的能源与环保专业与中国的新农村建设紧密结合,致力于我国的“美丽乡村建设”和“乡村振兴战略”。近年来,他将十多个院士工作站建立在广东、江苏、山西、云南、山东、安徽、河南、陕西等农村基层或与农村事业密切相关的企业。他不仅自己身体力行,而且还带领科研团队和广大科技人员“上山下乡”,为农业、农村的发展提供理念和技术支撑。

陈勇院士常说,科技工作者要做“顶天立地”的事,“顶天”即做创新的工作,尽可能做原创性的工作,“立地”即将科研成果应用于经济社会发展,将论文写在祖国的大地上。他是这样说的,也是这样做的。针对我国城乡生产生活中存在的资源与环境问题,陈勇院士提出了许多新的理念和模式,开发了多技术模块化组合工艺和集成技术,使有机固体废物转化为热、电、燃气、液体燃料、有机肥以及再生资源等系列绿色产品,实现生活垃圾、畜禽粪便、农业废物等的能源化与资源化高值利用。由于在乡村振兴战略中的突出贡献,陈勇院士被评为2017年度全国十佳农村新闻人物。

一、提出“城乡矿山”理念

工业革命后,经过近300年的无节制开采,全球80%以上可工业化利用的矿产资源,已从地下转移到地上,并以“垃圾”的形态堆积在人们周围,总量高达数千亿吨,并还在以每年100亿吨的数量增加(电子和金属废物等)。在中国、日本、韩国等亚洲地区,把那些富含锂、钛、黄金、铟、银、锑、钴、钯等稀贵金属的废旧家电、电子垃圾称为“城(都)市矿山”。现实中,人类活动还会产生、排出大量的生活垃圾、市政污泥、畜禽粪便、农林废物等废物,这些废物的种类和规模远非电子和金属废物所能比拟。据统计,我国每年在生产、生活中产生的上述城乡废物超过120亿吨,这些废物若不妥善处理就会成为巨大的污染源,污染大气、水源和土壤,同时,还会引发各种社会问题。

理论上,人类生产、生活中排出的废物都是经过富集后的资源,大都可以再生利用,而传统“城市矿山”的理念会影响除电子废物以外的有机固废的处置和综合利用。此外,大气、水、土壤的污染是没有城乡界限的,因而,节约资源、保护环境也应统筹考虑城乡结合。在这样的背景下,陈勇院士提出了“城乡矿山”的理念,将传统的“以治为主”的模式转变为“以用为主”的模式,倡导通过系列技术手段,将人类生产、生活过程中产生的所有废物,转化为绿色、环保的原料、产品或能源,因此“城乡矿山”比“城市矿山”的内涵更丰富,范围更广阔,影响也更深远。

为了将“城乡矿山”的理念付诸实践,陈勇院士在原有研究和开发的基础上,于2014年在常州大学成立了首个城乡矿山研究院。该研究院以最难处理的有机固体废弃物和有机污染物为重点,通过热解转化、分离提取、微生物发酵和酶催化等技术手段,将“城乡矿山”中的生活垃圾、餐厨垃圾、农林废物、畜禽粪便、非商品果蔬农副产品加工废物等资源,转化为绿色能源、生物炭、土壤修复剂、有机肥料、生物饲料、绿色染料等高值产品,在节约资源和能源的同时,还有效破解了上述废物处置不当带来的环境问题。

二、开发生活垃圾能源化与资源化综合利用技术

由于生活垃圾来源广泛,加之我国垃圾分类体系不完善,生活垃圾无疑是众多“城乡矿山”资源中产量最大、组成最复杂、处理难度最高的品类之一。目前,生活垃圾最主要的处理方式为填埋和焚烧,但是随着垃圾种类和规模的不断扩大,生活垃圾分选难、能量密度低、燃烧污染物多、填埋场臭味大等问题也日益突出,这不仅导致生活垃圾处理项目经济效益差,还带来了严重的环境和社会问题。

为了推动生活垃圾的高效、清洁利用,陈勇院士带领的团队在“以用为主”的思路上,在生活垃圾的分选、燃烧、填埋等环节展开攻关。先后克服了生活垃圾高度粘连、缠绕,比重、尺度不均的问题;直接燃烧设备设计、燃烧控制难,二次污染严重的问题;垃圾填埋场空气质量差,温室气体产生多等问题,开发出了生活垃圾自动分选技术与装备、生活垃圾两段式热解燃烧新技术、陈旧垃圾填埋场填埋气开发与利用等关键技术。上述新技术的推广应用,不仅显著为相关生活垃圾处理企业提高了经济效益,还大幅降低了餐厨垃圾处理不当对环境造成的影响。以陈勇院士开发的两段式热解燃烧新技术为例,该技术在系列理论创新的基础上开发而成,生活垃圾热解产生的可燃气,通过多级螺旋体进行旋流燃烧。由于炉排温度低、鼓风量低、高温停留时间长,该技术不仅能够显著延长炉排寿命,还可以减少粉尘夹带、有效抑制二噁英生成。

三、构建农村“代谢共生”产业园模式

与城市垃圾不同,农村在养殖、种植和生活过程中代谢出的废弃物,如畜禽粪便、秸秆、谷壳、枯枝落叶、生活垃圾等,存在分布面广,可降解有机质多的特点,处理不当会带来严重的面源污染,严重破坏生态环境。传统的单一废弃物处置模式存在成本高、效率低、资源浪费大等一系列问题,这些问题制约了乡村振兴战略的实施。

为解决上述问题,陈勇院士经过系统调研,提出了农村“代谢共生”产业园模式,该模式以农村代谢的废弃物及其资源化的产品为控制因素,设计、规划养殖、种植、人居规模耦合的区域,建立农村“代谢共生”产业园,合理有效地将农村种养、生活过程中所产生的农林废弃物、生活垃圾、畜禽粪污等各类农村废弃物通过集成技术的协同处置,转化为热、电、肥、饲料等系列高值化产品,实现农村废弃物的近零排放、循环利用与资源最大化利用,在有效解决农村废弃物污染问题的同时,构建生产-生活-生态一体化协调发展的新的农村发展模式。

在此基础上,陈勇院士团队重点针对畜禽粪便、生活垃圾以及农林废弃物等农村有机废物展开研究,开发了除臭增效饲料生物菌剂、厌氧干式发酵沼肥联产、共热解气化制气、沼液定制化复配、自动化种养等系列单元技术,为农村“代谢共生”产业园建设提供了有力的技术支撑。通过以多种类农村有机废物协同处置为核心的农村代谢产业园的建设,有效解决单一废物处置工程转化效率低、资源依赖度高、能耗水平高且二次污染严重等问题,合理有效地将农村种养、生活过程中所产生的各类有机废物最大化地转化为能源和资源。

四、构建“猪(畜禽)地产、猪(畜禽)物业”模式

粗放的畜禽养殖被认为是中国农业面源污染最主要的原因,传统散户饲养模式存在畜禽粪污收集难处置难、养殖气味大、抗生素使用监管难、病死畜禽随意弃置等问题。由于环保政策的收紧,大量的散户及中小养殖户被叫停和禁养,这虽然在一定程度上缓解了环境方面的压力,但是也抑制了畜禽产品的供给,影响了部分农民的生计,因此有效解决两者之间的矛盾迫在眉睫。

针对上述问题,陈勇院士运用“代谢共生”的理论,以生猪养殖业为突破口,创造性提出了“猪地产”、“猪物业”的模式,以“疏”代“禁”,以“疏”代“堵”。“猪地产”模式,即投资者在“代谢共生”产业园内建设标准化的猪舍,通过猪栏的租赁,将周边散养户进行区域集中,解决散户养殖过程存在的问题。同时,通过“猪物业”的服务手段,实现饲料统一调控、疫病统一防治、自动化喂养、生物添加剂、粪污集中处置等关键技术的应用,解决饲料安全、养殖安全等问题,实现畜禽粪污的能源化资源化规模利用,大幅度降低养殖成本和废弃物处置成本。通过在广东揭阳润丰合作社建立的院士工作站,指导开发了万头生猪“猪地产”,吸引了28户养猪散户进驻,同时种植了淮山、大棚蔬菜以及能源草等经济作物。“猪物业”为养殖户提供生态饲料、自动化给料设备的同时,还解决了病、死猪、畜禽粪污等问题。其中,以畜禽粪污耦合农林废弃物、生活垃圾等,制备生物气发电,产生的沼液沼渣制备液体肥和有机肥,供种植系统享用。大大幅度降低养殖成本,解决了当地农民散养导致的污染管控难、饲料添加剂滥用、病死畜禽随意弃置等问题,实现投资方与农户间的双赢,为农村“代谢共生”产业园建设开辟了道路。

五、积极为社会服务

凭借多年的研发经验,陈勇院士已经在能源、环保领域形成了一套先进、系统、科学的知识体系和技术方法。近年来,他通过咨询建议、院士工作站、学术报告、系统指导等多种方式,积极为社会服务。先后主持了生物质能技术方向研究及发展路线图、农村能源供给绿色化及用能清洁化与便利化、碳约束条件下我国非化石能源优化发展研究等二十多项重大咨询课题,形成了一系列政策建议与发展路线图。陈勇院士不计报酬地在广东揭阳润丰农村合作社、陕西省西安市临潼区宋家村、西安新天地草业有限公司、江苏江阴等十多个乡村和农牧企业建立了院士工作站,为这些企业的发展提供了理念和技术支撑。强国必先强教育,作为一名老师陈勇院士在悉心培养自己的研究生的同时,还积极在大专院校、地方政府,甚至初高中做科普报告,为农村培养专业人才,其中,广东揭阳润丰合作社的吴耿彬同志,由于科技创新突出,被广东省评为十大最美新型职业农民。

在乡村振兴方面,陈勇院士建议必须进行顶层设计,制订鼓励和支持政策,引导社会力量、社会资本投入乡村振兴战略。实现农村能源与环境、资源、经济协同发展。加强农村人才的培育,并将农村人才培育纳入人才规划纲要。加快农业标准化体系建设,构建基于“农业云”的智慧农业信息化体系,加强信息技术与农村农业的融合。加大农村废弃物收集、转移、利用、处置等环节的远程控制的力度,为智慧种植、智慧养殖、乡村生态改善和社会治理提供科技支撑;通过农村产业园的建设促进乡村振兴事业的发展,实现农村一、二、三产融合。

陈勇身体力行,不断创新,勤奋努力,始终不遗余力地践行着党和国家提出的乡村振兴战略。

(责编:林娜(实习生)、谢龙)