专访李灿院士:科技创新助力蓝天保卫战
发布时间:2017-03-24 10:44:52      供稿部门:

作者:黄婷玉、戚惠颖、吴志连 发布时间:2017-03-23

来源:中青在线

      建设生态文明,是关系人民福祉、民族未来的长远大计。党的“十八大”将生态文明建设摆在前所未有的地位和高度,彰显了我党坚持可持续发展和以人为本的核心理念,追求人、社会、资源和环境和谐发展的决心和信心。

      李灿是中国科学院院士、我国著名的物理化学家。李灿现任中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室(筹)主任,太阳能研究部部长,并曾任催化基础国家重点实验室主任。我们有幸采访到李灿,面对面聆听了他对生态文明建设的独到见解,深感受益颇丰。


图/胡林彦

 


      绿水青山,金山银山

      习总书记曾经用“绿水青山就是金山银山”比喻现在生态环境对人类生存的重要性。党的“十八大”更是把生态文明建设与经济、政治、文化和社会建设并列为五大建设,提到了一个前所未有的高度。李灿表示生态文明是继原始文明、农业文明、工业文明后的新文明形态,最初的生态文明可以追溯到道教的“人与自然和谐相处”。在给大连化物所讲授《太阳能的转化与技术》的研究生课程时,李灿详细讲述了人类的生存发展与自然界紧密的依存关系。人类和自然经过上亿年的演化,地球上温度、水等满足产生生物的条件,最终才演化出一个适合人类生存的环境,在目前人类所了解的宇宙中,还未确信发现除地球以外第二个存在生命的星球。人类在地球上的出现,是一个极小概率事件,人类生存对环境的要求是苛刻的,而现在这个适合人类生存的生态环境正在遭受前所未有的破坏。自工业革命以来,人类在创造大量物质财富,享受物质成果的同时,造成了自然资源逐渐枯竭、生态环境日趋恶化,这些变化将直接威胁到人与自然和谐发展。他向我们讲述,两千多年前先秦哲学家老子就提到了“天人合一,道法自然”,这是有科学道理的。老子的道法自然,是不要轻易去改变自然,比如地球大气的成分,其形成经过了时间和自然条件的选择与进化,若贸然去改变它势必会对人类生存的环境产生影响。在工业革命以来短短的时间内,二氧化碳的排放已经引起大气成分明显的改变,机动车排放出的大量含硫尾气也成为导致我国雾霾严重的主要原因之一。庄子“天地与我并生,万物与人为一”的主张也同样说明一个道理,那就是人类的发展要建立在生态文明的基础上,人与自然应该和谐发展。

      李灿一再强调,习总书记“青山绿水就是金山银山”的比喻非常好,具有重要的科学意义、现实意义和长远的战略意义。

      节能减排,告别雾霾

      近年来,我国遭受严重雾霾,给人们出行和健康带来了很大的负面影响。李克强总理曾说:“雾霾现在成了网上出现频率最高的词,已成为民生改善的当务之急。”并在今年政府工作报告时指出,对雾霾要铁腕治理,坚决打好蓝天保卫战。我国机动车的尾气排放是大气污染的重要组成部分,车辆的迅速增加是很多城市频发雾霾的主要原因。有人会问:“有的国家的车也多,为什么空气好呢?”李灿回答:“第一是油品好,第二是车的尾气催化剂能及时更换检查,排出的尾气干净很多。”2016年,为解决雾霾问题,李灿提出了油品升级和尾气催化剂及时检查更换的两个提案,被列为全国政协重点督办的提案。

      我国油品经过了国三(含硫量,200-300ppm)、国四(含硫量<50ppm)阶段,现正在普及国五(含硫量<10ppm),并争取国六。李灿说提高油品质量需要油品的加氢精制脱硫,因为机动车和发电厂的二氧化硫等硫化物的排出,一方面接触水和灰尘粒子形成PM2.5,直接危害大气,伤害人体健康;另一方面,未形成颗粒的硫化物附着在建筑物上,二氧化硫和三氧化硫气体吸水后形成酸,腐蚀金属表面,这也是为什么我国的建筑物过一段时间之后看上去非常污浊的原因;同时,硫化物在汽车尾气处理中,会使催化剂中毒,使催化功能和处理能力下降,几个方面都导致了大气污染,所以油品升级是必需的。我国正在积极推动国五、国六油品的生产和使用,并出台了“史上最为苛刻的环保法”,要求2018年底所有机动车换为国五汽油。除了油品升级,李灿还提议国家对机动车尾气催化剂要进行严格的监管控制,各种车检规范化、法规化。目前尾气催化剂的寿命一般只有十万公里,但很多车辆几十万公里都不换,一方面是不懂,另一方面是没有规范换催化剂的地方,因此还需国家引导和监督。现在几乎每个城市家庭都有车,希望车主在了解尾气催化剂的重要性后,能主动及时更换催化剂,为环境建设添砖加瓦。

      李灿不仅在两会中提出议案,自己也在践行生态文明建设,长期致力于研究汽油柴油脱硫的技术,发展了汽油脱硫的催化吸附技术。2016年在山东恒源石化企业40万吨/年汽油脱硫装置成功开车;接着在延长石油20万吨/年国五柴油生产技术也成功工业化。李灿为汽油和柴油油品升级贡献力量,将科研成果转化为人民福祉,值得每一个科研工作者敬佩和学习。

      道法自然,光合未来

      在研究组组会及平日生活中,李灿常常提到老子思想中的“道法自然”,其中隐含的一个道理就是:遵从自然规律。李灿说:“在人类社会发展过程中,很多聪明的做法都是有意无意地从自然界学来的,遵从自然规律本身就是一种科学的做法,做科研亦是如此。比如,植物每天进行光合作用吸收的二氧化碳和水,能在太阳光的作用下转化为生物质。而我们在实验室里实现光催化分解水或太阳能光催化二氧化碳合成燃料,实质上就是学习自然的过程,除了植物本身带给我们的启示,人工光合还需继续对自然原理进行更深入的研究。”

      太阳能是大自然赋予的财富,谈及日前国内外都非常关注的能源问题,李灿表示自己专注于太阳能,更多是将这种可再生能源当作一种责任去研究。我们了解到李院士个人的早期研究方向是传统催化,虽然这些工作非常重要,但十五年前,由于对太阳能的远见和社会责任感,他调整了研究方向,开始部署研究组进行太阳能研究,经过十五年的努力,已经在太阳能研究领域,特别是太阳能光催化、光电催化、太阳能电池三个方面有长足进展,有些方面已经冲刺到国际前沿。李院士一直致力于太阳能研究,用实际行动践行着生态文明建设。

      二氧化碳作为太阳能利用的重要原料,针对大气二氧化碳含量增加,温室效应日益严重的问题,李灿表示目前比较热门的处理方法是简单的掩埋储存(CCS),而CCS这种方法虽在一定程度上能起到减排作用,但仍然存在很多的问题。一是空间问题,化石能源燃烧的二氧化碳量非常庞大,一座煤矿山燃烧产生的二氧化碳固化要相当于三座山的空间去存储,巨大的储存空间难以满足;二是安全问题,高压地下存储,一旦发生地震泄漏,高压喷涌而出的高浓度二氧化碳,其威力可及原子弹,是非常危险的,掩埋法属于一种被动方法。李灿认为从长远角度考虑,还是要通过光合作用平衡大气中二氧化碳的含量。光合作用需要充足的太阳能,据统计一天照射到地球表面的能量相当于人类现在每年消耗能量的上万倍,所以用这么大的能源转化二氧化碳可以匹配,而这个过程可包括自然光合和人工光合两个方面。自然光合包括大规模种草、植树造林来吸收二氧化碳,人工光合就是现在的光催化,把二氧化碳和水转化为燃料,最终,通过利用二氧化碳转化实现能源的循环利用。

      另外,目前的太阳能利用还面临着效率和成本的问题,要把效率提高到足够高的、可替代化石资源的水平还有很长的一段路要走。现在的煤、石油价格非常低,只有太阳能利用效率提高到一定程度才可与其竞争,虽然目前离实际应用还有很大的差距,李灿表示“相信未来是十分光明的”。

      生态建设,人人有责

      面对困扰日益严重的环境问题,李灿认为中国的能源结构是造成这些问题的主要原因:我国60-70%的发电仍要依靠燃煤为主的火力发电,化学品和液体燃料的90%都来源于化石资源。这样的大格局决定了解决环境污染问题是长期而艰巨的任务。面对严峻的环境形势,传统粗放的发展模式难以为继,“高消耗、高排放、高污染”带来的资源破坏、生态恶化、环境污染等问题,成为制约我国经济社会协调发展与生态文明建设的瓶颈,“循环经济、绿色经济、低碳经济”的发展迫在眉睫。

      李灿从汽油柴油脱硫开始讲述,表示大连化物所的科技工作者包括同学们都有责任去发展更先进的技术,用科学技术支撑生态文明建设。催化技术可以让化工过程变得更加节能,如果使反应选择性达到99%以上,是非常有效解决污染问题的方法,“我们有责任发展这样的技术,这也是研究所的使命,我们要为此不懈地努力。”李灿回忆起以前大连清新的空气、得天独厚的自然条件,动情地表示大连迷人之处不仅在于工业发展、高楼林立,更因其蓝天白云、碧海银沙的美丽。希望大家在日常生活和工作中,尽可能倡导生态文明的生活理念,比如坐公交车,骑自行车,生态出行,节俭生活,拒绝浪费,合理利用资源等,在以身作则的同时,加强生态文明科普宣传教育,引导身边的人更加自觉地珍爱自然,更加积极地保护生态,齐心协力实现美丽中国的美好愿景。“不以恶小而为之,不以善小而不为。”大事都是由小事组成的,小到一个人的皮肉骨,大到海由无数水滴组成。13亿人每人都从我做起,积少成多,就会取得大的改善。

      勇攀科学高峰

      很多同学现在可能在学习生活中经常遇到机遇与挑战,十分迷茫,李灿说;“其实每个人都会遇到这样的困境,他做研究生的时候和大家一样,做实验失败的次数远大于成功,但经过这么多年的科研工作后,对科研工作有了比较理性的看法。科研工作本来就是充满着困难和挑战,有时候确实可能不如预期的进展那么快,这个时候需要自己向远处看,路还长,不是指个人的路,是指在这个方面人类社会的路,这就要求走这条路的科研工作者必须要有一个非常坚定而隐忍的态度。一个重大的研究工作会有阶段性贡献,后继的人会在此基础上续做下去,最终这个方向会不断产生造福人类社会的成果。”在这里李灿也希望大家做科研要树立一个远大的目标,以激励自己不断取得成功和突破。

      说到自己曾经的励志故事,李灿思考良久,笑着说起大概在2001年,他在化学催化领域已经做得比较顺利,有了一定知识和研究积累,在催化界也小有名气,但下决心调整方向,开始进行太阳能的科研转换研究。当自己从原来做的比较顺利的工作突然转到一个新领域,实际上冒着很大风险和压力。李灿笑言“当然原来也知道有挑战,但也没想到那么挑战”。打开一个新局面会遇到很多障碍和困难,虽然光催化听起来也是催化,但它不同于传统催化,不是简单地利用自己传统催化的积累就可以进入这个挑战性领域,怎么去闯出一番天地来,这就是自己给自己加的难题和挑战。刚开始面临的问题是具体怎样上手做——具体的科学问题是什么。举个例子,现在我们想要攀登一座高山——科学高峰,站在山下面,你下定了攀登的决心,但到底怎么攀?现实的做法是我们要找到台阶一步一步向上攀登,而面临的问题是台阶在什么地方,方向在什么地方,这在一开始起步的时候是非常困惑的。但有一点,整个大方向当时心里面十分明确。虽然这个课题很难,但意义十分重大,从人类社会发展的长远角度看,一定要向这个方向努力。尽管开始有很多困难,但只要有进步,有进展,给我们带来的惊喜是超乎异常的。所以在这样一个非常挑战的方向上坚持15年并不断取得令人兴奋的进展,能够不断激励和鼓舞同学们风雨兼程,坚定的一路向前,风雨兼程,未来一定是光明的!

      采访后记

      工作中李灿认真严谨,生活中十分和蔼可亲,经常会在李灿研究组主页看到他的摄影作品,对采光颇有造诣,但李灿谦虚的表示摄影自己还是外行,谈不上专业,只是有一些自己的心得看法。而对于书法,李灿说自己很喜欢欣赏书画,包括国画、西洋画和书法,并且发现书画鉴赏和摄影鉴赏有相通之处,比如摄影的取景和采光,在书画之中也能获得一些感悟。平时李灿也经常和组里的同学们一起爬山进行野外活动,会经常把他们的相机拿过来帮大家照相,和大家分享自己的心得,并教导大家要善于发现镜头下的美丽。

      以下是该媒体报道地址:http://edu.cyol.com/content/2017-03/23/content_15806890.htm

 

 

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