碳中和组
8月21日,为期3周的第一届2021年全球本科生工程研究与实践夏校在南科大教职工文化活动中心顺利闭幕。本次夏校的科研项目都是来自企业的一线课题,聚焦于能源环保、科技赋能新生活等前沿领域。9支学生队伍分为了研究型项目与产品型项目两大类,依次进行了课题成果展示和精彩激烈的答辩。接下来我们来看看碳中和组的的夏校体验吧。
项目概述
碳中和是指企业、团体或者个人测算在一定时间内直接或者间接产生的温室气体排放总额,并通过植树造林、节能减排等形式抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现“零排放”。实现碳中和就代表生态系统从理论上不再减少,生态系统中的三大循环(碳循环,水循环,无机质循环)重归平衡并受到负反馈调节的保障。这是实现永续发展的必要条件,也是不再依赖化石能源的必要条件。碳中和作为一个大话题,我们决定将问题进行细化,我们关注到了秸秆再利用这个话题。我们在接下来会介绍我们具体的研究过程。
项目时间线
目前碳市场规模已经达到 40 亿吨,但涉及的行业较少,未来将会进一 步扩展到有色金属,钢铁,建材等工业行业,占到全国碳排放量的 70%以上。清华大学能源环境经济研究所所长张希良预测,“十四五”期间中国国内碳 价大概在每吨 8 美元至十美元左右,“十五五”可能进一步上升至每吨 15 美元。由上文可知,碳中和已成为环境保护与经济产生重要影响的课题,本次项目研究从碳中和出发,寻找并探究仍待解决的碳排放问题,尝试提出解决思路。
秸秆是成熟农作物茎叶部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、薯 类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分。据调查显示,大量的秸秆残余成为了目前碳排放的一大“支出”项,燃烧秸秆在存在秸秆肥料化、燃料化等众多消耗方式的情况下仍然是秸秆的最大处理方式。我们在发现秸秆焚烧会带来严重污染与大量碳排放后,探究将秸秆原定焚烧部分原料化的可能性,并分析秸秆原料的商业价值。我国是木材进口大国,造纸业等使用原木的制造业的体量巨大以及国内大口径原木的储量较小为森林资源带来较大的开采压力,同时也带来巨大的木材进口额。经测试,秸秆建材等以秸秆替代原木或刨花的秸秆原料具有不输于普通木材的物理性质,同时也有绿色环保的属性,可以符合国家标准。
除此之外我们还研究了针对性的研究了,秸秆制成的秸秆人造板的实用前景。在家居产业前景、减排效应、制造工艺等方面深入考察了这种产品的可行性。特别的,对于减排效应,我们进行了数据化的计算,得到了数据化的结果。除此之外,我们创造性的联想到隔壁组——宠物组的研究内容,并且深入研究了与宠物相关的数据。数据化的计算,让我们更加了解了碳中和的重要以及必要性。相较于已经进入较久的家居市场,宠物市场本身高溢价的性质可以极大程度的缓解秸秆人造板利润较低对企业造成的生存及投资压力,有加工生产线的企业可以尝试进入宠物市场,宣传秸秆人造板安全无毒、绿色环保的特点,获得较高的利润。
项目收获
碳中和是一个非常宏大的课题,在最初拿到这个课题的时候所有人都感到了空前的迷失和茫然。随着企业导师的指导和队员的不断努力,我们逐渐找到了整个课题的前进方向。本次夏校给我们在技能上带来了很大的提升,从解决问题到找到问题这一步的跨越确实非常难。同时我们也体会到课题与课题连串到一起产生的化学反应。解决了人们生活的方方面面,让我们也真正的看到了工科学生在解决实际问题的巨大潜力,非常幸运可以有这样一个夏校的经历!
项目致谢
感谢机械系组织活动;感谢素研团队的精心策划;感谢企业导师的指导。