原標(biāo)題：潛心科研三十年寫好“碳文章”
邢德峰團(tuán)隊(duì)開展微生物電化學(xué)產(chǎn)氫研究。哈爾濱工業(yè)大學(xué)供圖
僅憑人眼看不到的微生物，能為實(shí)現(xiàn)低碳生活帶來什么？近日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院副院長(zhǎng)邢德峰給出了“哈工大答案”。
“我們利用自養(yǎng)細(xì)菌和藻類，可以捕獲空氣中的二氧化碳，與之進(jìn)行反應(yīng)，從而減少二氧化碳的含量。”邢德峰介紹，一些重工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)排放大量二氧化碳或者氮氧化物，他們自養(yǎng)的這些小小的微生物，可以把溫室氣體固定下來，產(chǎn)生具有附加值的生物產(chǎn)品。
近年來，我國積極應(yīng)對(duì)全球變暖，推進(jìn)綠色低碳發(fā)展，2020年9月，我國宣布將采取更加有力的政策和措施，力爭(zhēng)于2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”。
事實(shí)上，早在我國“碳中和”戰(zhàn)略提出之前，哈爾濱工業(yè)大學(xué)就已經(jīng)開始相關(guān)研究，為日后成立碳中和研究中心打下了基礎(chǔ)。
20世紀(jì)80年代末，任南琪在哈爾濱建筑大學(xué)（后與哈爾濱工業(yè)大學(xué)合并）做博士課題，他在污水處理過程中無意發(fā)現(xiàn)，科研人員設(shè)計(jì)的反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生了大量氫氣。
“有機(jī)廢水處理可以產(chǎn)生氫氣，這無疑為實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保找到了一條新路。”在與導(dǎo)師商量后，任南琪開始專注研究有機(jī)廢水發(fā)酵法生物制氫技術(shù)。
當(dāng)時(shí)在國際上，大部分國家對(duì)于生物制氫方法都采用培養(yǎng)純菌的方式，不僅成本高且難以廣泛應(yīng)用。而任南琪要做的，是利用生活中隨處可見的有機(jī)廢水制氫。
“東北農(nóng)村有大量秸稈，在燃燒過程中會(huì)釋放大量二氧化碳造成污染。但同時(shí)，秸稈中含有的木質(zhì)纖維素可以轉(zhuǎn)化成糖，如果將它們轉(zhuǎn)化成氫氣，產(chǎn)量是非常大的。”任南琪說。
設(shè)計(jì)設(shè)備、處理好流態(tài)問題、建立好微生物生態(tài)……在一系列摸索調(diào)試之后，任南琪所在的科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一種特殊的反應(yīng)器，一開始只能生成百分之十的氫氣，后來比例逐漸增加。
1992年，任南琪發(fā)明的成果獲批了國家發(fā)明專利，其發(fā)表的相關(guān)論文也首次在國際上為生物制氫技術(shù)提出了“新解法”。后來，任南琪當(dāng)選為中國工程院院士，他和團(tuán)隊(duì)繼續(xù)深耕有機(jī)廢水發(fā)酵法生物制氫技術(shù)，成立了環(huán)境生物技術(shù)研究中心，在發(fā)酵產(chǎn)氫理論、調(diào)控技術(shù)與設(shè)備方面取得了一系列突破，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的綠氫技術(shù)。
在國家提出“碳中和”戰(zhàn)略后，哈爾濱工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院成立碳中和研究中心，進(jìn)一步拓寬、拓深了對(duì)“減碳”“降碳”的相關(guān)研究。
“發(fā)達(dá)國家從工業(yè)化進(jìn)程到碳達(dá)峰用了一兩百年，而中國可能只需用50多年；從碳達(dá)峰到碳中和，歐盟計(jì)劃用71年，美國計(jì)劃用43年，日本計(jì)劃用37年，而中國給自己定的目標(biāo)是30年。”在邢德峰看來，哈爾濱工業(yè)大學(xué)在已有的基礎(chǔ)上成立碳中和研究中心，是緊跟國家戰(zhàn)略的具體實(shí)踐，更是百年老校的一種責(zé)任和擔(dān)當(dāng)。
黑龍江位于我國東北部，冬季供暖時(shí)間長(zhǎng)達(dá)半年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)結(jié)合區(qū)域特點(diǎn)，立足東北嚴(yán)寒地區(qū)城市群開展了特色研究，致力于構(gòu)建碳中和與空氣質(zhì)量改善相協(xié)同的新一代大氣污染防治體系。
“東北地區(qū)由于冬季供暖，空氣污染程度相應(yīng)提高，同時(shí)綠色植物的光合作用在冬季嚴(yán)寒地區(qū)也相應(yīng)減少，在這一點(diǎn)上需要因地制宜開展特色研究，答好哈工大的‘生態(tài)卷’。”邢德峰說。
除了針對(duì)寒區(qū)特點(diǎn)進(jìn)行研究外，哈爾濱工業(yè)大學(xué)還將研究方向放在了海綿城市的建設(shè)發(fā)展上。“目前我們正在開展城市水務(wù)行業(yè)碳足跡核算，并完善海綿城市理念驅(qū)動(dòng)下的低碳城市建設(shè)與運(yùn)維機(jī)制。”邢德峰介紹。
2015年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院海綿城市研究組與長(zhǎng)春、南寧等城市合作，為其提供智庫研究服務(wù)。在長(zhǎng)春建設(shè)海綿城市和治理黑臭水體時(shí)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)參與了整體系統(tǒng)方案論證和水生態(tài)治理設(shè)施的方案設(shè)計(jì)。
作為項(xiàng)目核心骨干的王秀蘅，親眼見證了海綿城市建設(shè)前后的變化。
以長(zhǎng)春市為例，哈爾濱工業(yè)大學(xué)針對(duì)海綿城市建設(shè)提出了“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施，不僅減少了水的收集輸送和處理，還從全生命周期減少了碳的排放。
“海綿城市所構(gòu)建的下沉式綠地、雨水花園、生態(tài)植草溝、生態(tài)景觀水體等綠色空間，不僅實(shí)現(xiàn)了雨水徑流及源頭污染的控制，減少了污染治理的能源和藥劑消耗，間接減少了溫室氣體排放，還為城市碳匯提供了大容量的空間載體。”王秀蘅表示，該校所研究的海綿城市建設(shè)的理論和評(píng)估法，以及城市水系統(tǒng)與碳中和的關(guān)系，為不少城市帶來了明顯變化。
今年4月，長(zhǎng)春市人民政府發(fā)布的海綿城市建設(shè)情況匯報(bào)提到，2016年到2018年，長(zhǎng)春市經(jīng)過3年海綿城市建設(shè)，生態(tài)環(huán)境得到顯著提升，通過衛(wèi)星航拍及分析，長(zhǎng)春市熱島效應(yīng)逐年降低，2016年到2019年地表溫度平均下降3.42攝氏度。
長(zhǎng)春市熱島效應(yīng)的有效緩解，為哈爾濱工業(yè)大學(xué)海綿城市研究組帶來了更多信心。（記者 韓榮）