專訪新南威爾士大學教授：變廢為寶、減輕環境污染的新一代綠色材料

近日材料人參加了在中科院學術會堂舉辦的“對話未來——中澳科技創新高峰研討會”，參會機構主要有中國科學院科技戰略咨詢研究院、悉尼新南威爾士大學以及世界領先的學術出版機構施普林格.自然集團。在此次舉辦的首屆中澳科技創新高峰研討會上啟動了三方這一新型合作伙伴關系，這一科研伙伴關系促成在中澳兩國交替舉辦年度論壇，聚焦于多學科、跨學科的挑戰，這些挑戰正影響著科技、創新和可持續發展政策的制定，論壇將以能為兩國高層政府提供建議為目標。首次峰會主要聚焦四大主題：1、能源 ；2、全球健康； 3、人工智能； 4、下一代材料。

在材料領域，來自新南威爾士大學的維娜.薩哈及瓦拉教授做了5分鐘的簡短報告，主要講解了復雜廢物材料再利用，對其進行轉化挖掘其價值，達到減輕環境污染的目標。維娜.薩哈及瓦拉教授是一名材料科學家和工程師，她也是悉尼新南威爾士大學可持續材料研究及技術中心（SMaRT）和澳大利亞研究理事會（ARC）工業轉型綠色制造研究中心的創始人。她一直走在可再生科學領域的最前沿，其研究包括完全利用或主要利用廢物材料開發全新一代的綠色材料，最具代表性的研究是實現商業化運作的EAF綠色鋼材生產工序，此技術可將數百萬個廢棄輪胎作為原料用于部分取代焦炭；她發明的成本節約型微工廠技術可用于實現電子垃圾、玻璃及塑料等廢物的轉化。她的研究為世界環保事業及經濟發展帶來了很多益處。

材料人有幸參與采訪維娜.薩哈及瓦拉教授，下面是采訪全稿（包含了其他媒體的提問）

1.記者：今天上午介紹了咱們綠色輪胎，實際上已經商用了，也看到了One steel鋼鐵公司已經用這項專利技術，這項技術已經應用在商用當中好幾年了。像這種聚合物在高爐里面去進行焚燒，廢舊循環利用的問題它其實成分比較復雜，會涉及到污染的問題，這個污染的問題當時是怎么處理的？商用的過程中對它經濟成本影響大不大？

教授：我們在做任何新技術研發的初衷就是一定要盡可能減少污染，甚至是實現零污染。因為如果這個新技術研發出來還是有污染問題的話，我們研發的意義就沒有了。因此在我們的PRT技術當中，在做鋼鐵的生產，在鍋爐燃燒的時候，我們做了流程控制，它是不會有污染的，是完全綠色的，和普通用煤炭來制鋼的情況是不一樣的。我們是做好工程控制，因為在這個技術當中它的聚合物是直接加入到鍋爐的高溫區，從而防止了污染的產生。

2.記者：能源效率到底提升了多少呢？

教授：在悉尼和墨爾本的這些鋼廠當中，有一些公開發布的數字和材料，我們可以去追溯，可以去查找。在能源效率的提升上有這些公開的信息可尋。具體某一個廠或者某一個公司他們實際的數字是多少，很多屬于商業的機密還沒有公開，但是整個行業大概的數據在澳大利亞是有的。

每一個工廠提升效率到底提升了百分之多少，這個數字也是取決于他們如何來運營，如何來實現這個過程控制，也取決于這個公司本身它之前在沒有使用這個技術之前的機械水平是怎么樣的，這都是影響到現在計算能效時提高多少的百分比。總的來說，在煤炭、焦煤改進的提升上，效率是非常高的。

3.記者：您想把這項技術發展到中國市場嗎？

教授：我們肯定是非常希望把這樣的技術推廣到中國的。到目前為止，還沒有相應的機會來做推廣，如果有機會的話，我肯定是非常希望來中國做這個技術的推廣，但是我們這個技術適用的鍋爐是電氣鍋爐，現在中國的一些市場上的鍋爐并不適用。

4.記者：現在世界環境污染特別嚴重，溫室效應對地球的影響特別大，開發新材料現在特別重要，在這個環境污染這一塊兒，您最關心的問題是什么？新材料如何改變這些現狀，您有什么看法？

教授：確實在針對這一系列的環境問題，氣候變化的問題當中我們也制定了非常宏偉的能源目標。其中一點就是要擺脫或者減輕對化石燃料的依賴，從而使用一些新的能源和新的材料。諸如像現在我們的綠色輪胎技術，很好地改變了傳統鋼廠當中使用焦煤作為原料的方式，最終是實現無污染的綠色輪胎的制造和生產。

另外一方面，我想除了輪胎或者鋼鐵的制造之外，我們還可以對其他的材料實現提高能效減少污染的生產和制造。此外還有一個方面，對于能源的使用上，我們可以實現循環能源的再利用、再使用、再循環。

我們現在處理垃圾的方式就是集中化地處理垃圾，這些垃圾和廢物都是被卡車運往到一個城市當中集中垃圾或者廢物處理廠，但其實運輸的過程就是一個對能源浪費的過程，因此可以把垃圾處理的設施廠實現本地化或者分散化的管理和設計，不再需要把所有的垃圾運往同一個中心化的垃圾處理設置來處理，我們可以建立多個小微型的處理工廠，來實現分布式，而不是集中式的垃圾處理。通過這樣的操作，我們也可以來減少說對于垃圾處理當中交通，能源方面的依賴，從而來減少在垃圾處理的過程當中由于垃圾車輛的運輸需求帶來的能源浪費。

5.記者：所以這種微型垃圾處理站會帶來什么好處呢？

教授：事實上我們現在正在和工業當中的一些合作伙伴一起，他們積極在推進這種微型垃圾處理廠許可。現在我們在悉尼已經有了比較成功的，把最后做成塑料薄膜的產品，原來對廢棄物或者垃圾的處理方式是集中起來堆在一起，可能對于塑料的這種廢棄物，有人直接選用或者直接采用燃料塑料的這種方式來處理，但其實這對于環境造成的污染是極大的。

通過我們建設微型的垃圾處理站，一方面杜絕了之前傳統的方式可能會造成的污染，同時還創造了本地的就業機會。現在我們在微型垃圾處理廠當中最后生產出來的塑料產品是可以用于3D打印技術當中。這另外有一個很重要的優勢，在于原來一些離市區較遠的郊區，他們產生的廢物垃圾需要集中卡車運往到城市當中或者其他某一個地方，采用集中和統一化垃圾處理設備來進行處理，而有了這個更加分散化的微型垃圾處理設施之后，我們可以進行當地就近的處理和再生產、再制造，這也實現了垃圾廢物增值的價值體現。

關于我剛才講的本地化的分散式的垃圾微小處理廠，我還想多講幾句，如果我們能夠有本地化的臨近的分散式的垃圾處理設備，還能夠幫助我們當地的就業，能夠創造更多的就業機會，這一點也是特別重要的。

比如說現在都遇到的一個問題是食品包裝上有很多的包裝垃圾，而且往往這種食品的包裝垃圾，它是多層材料構成的，比如里面可能有非常閃亮的金屬成分的內包裝，外包裝又是塑料或者其他材料成分。像這種微型的垃圾設備廠，用它來處理這個垃圾，可以把提取出來的金屬生產成新的材料，其實扮演的角色既是處理的角色，又是生產的角色。如果能把生產出來新的金屬材料賣到市場上去，它所獲得的價值反而會更高，這就是一個增值服務的最終實現。

6.記者：您說的微型處理設備廠在澳大利亞是不是已經普及了？

教授：垃圾微處理廠這樣的一個理念在過去一年當中確實非常流行，因為現在澳大利亞各個州、各個政府也在研究和探索這方面的發展。我們在今年4月份啟動了第一個垃圾微處理廠，在明年我們計劃要在悉尼再建第二個綠色垃圾處理廠。第二個綠色垃圾處理廠，也將由我們所授權的工業合作伙伴來做，現在因為有第一個實踐之后，也非常受大家的關注，很多人詢問微處理廠會有什么樣的好處，我們是希望能夠把這樣的項目推廣開來。

7.記者：微型處理廠是怎么樣來運行的呢？

教授：首先從我們這個大學的研究機構角度來講，只是做一個經濟的模型，因為如果沒有經濟模型的話，最終來做微處理廠的這些開發者們，他們不知道這個設備或技術有沒有經濟上的可行性。在我們目前的進展上，做的第一個商業化的過程當中已經有數字了，在接下來的第二個、第三個微處理廠進一步推廣過程當中，最終的數字是來自他們的，因為這要取決于它把微處理廠設在具體哪個地方，比如說小城市和大城市，農村和城市或者郊區，不同的地區它本身的垃圾或者廢物的基數不一樣，所以肯定也影響到它最后實際的效率提升的數字計算。

我們只能是提供一個經濟的模型，我今天上午在報告當中也講到一點，我們現在講的三個R，重新使用（reuse）、回收（recycle）、減少（reduce），除了這三個R之外我們要加上第四個R就是改革（reform）。

至于未來和中國在合作的這些領域上，我們希望在循環經濟這方面可以加以合作，可以把這種垃圾廢物的處理站作為合作的起點，希望能夠把這樣的技術或者這樣的模式也能夠使用在中國的環境當中，從而推進我們在先進材料和新材料當中更為廣泛的合作。

8.記者：實際上對于傳統材料和新型的材料，它在建立材料循環體系的時候是不一樣的，當然它也跟國情有關系。在建立循環體系過程中，澳方和中方會有一些什么樣的困難，在建立的過程中它的關鍵點是什么？

教授：在建立這樣一套循環系統當中，我們首先要考慮的一點就是要在循環之前了解自己的終端產品，要生產出來什么樣的終端產品，在做循環系統之前首先要有一個非常清晰的認識。比如說我們的終端產品是金屬還是塑料，還是其他一些合成的或者復合材料。因為這會影響到整個系統，我們要從上游，也就是循環的開始端，即垃圾、廢料收集的這一端，知道是什么樣的貨物進到循環體系當中，是食品的包裝嗎？這些包裝是塑料的包裝嗎？還是有金屬的包裝，塑料又是哪種塑料，因為塑料的分類也非常多，所以很重要的一點，我們要了解在自己循環系統上游，它的進料是什么樣的料，因為有什么樣的進料我們才能夠知道最后的產出是什么，最后的成品會是什么。甚至有可能，最后產品會是像鋁的一些產品。

還有我們在做上游的這些垃圾或者廢物進行收集的過程當中，也需要有更統一的考量，垃圾和廢物收集的時候，不能是什么垃圾都混在一塊，必須有好的垃圾分類，不是說塑料、衣服、金屬都混在一塊的。除此之外，我們在做微處理廠的時候，也要確保這些微處理廠是可以實現定制化的需求，可以來處理某一個類別的廢物材料或者廢料的處理，始終控制好進口端，上游材料的收集端和最終的產出端，實現了最終產品制造的這一端，這就是控制好整個循環系統最關鍵的一個環節。

還有一點是我們在做這樣的垃圾循環和再處理的時候，也要考慮到市場的需求，因為我們做垃圾循環如果只是考慮到哪里有我們的物料，我們的上游，同時我們又有工廠有設施還是不夠的，也要知道自己最后生產出來的產品是符合哪方面的市場需求。最終的用戶或者客戶他們對這些產品又有什么樣的需求。對于有大量服裝上的廢棄物，紡織類的廢棄物還有塑料的廢棄物，這兩種就是很好的原材料，而且這兩種原材料的結合最后能夠生產出來一些新的產品，目前是很受歡迎的，因此我們需要提前了解這個市場需求，然后再來做處理和循環。

9.記者：在垃圾分類上您有什么好的建議嗎？因為在中國我們把垃圾都放在一起，很少會進行分類。

教授：您提的問題特別好，我們是需要做好在垃圾分類上的處理和控制。如果大家把所有的垃圾放在一個垃圾桶里面，一個垃圾桶里面包含各種各樣的廢料和垃圾進入到微處理廠，微處理廠也處理不了那么多，也沒有辦法實現之前說的最后這個增值的目的。

一個可行的辦法，我們可以以社區，或者小區為單位，在一定家庭數量的區域當中設計一些集體共同合作的垃圾收集和分類的方式。比如說某一天專門是衣物的垃圾日，這一天大家都去把衣物或者紡織相關的垃圾和廢物做集中的收集；某一天比如是廚余垃圾，收集和食物相關的垃圾；某一天是茶葉，專門在這天收集起來這些廢的茶葉。以集體的方式、合作的方式來實現垃圾的收集和管理，也有助于最后當他們去到微處理廠的時候實現它的增值服務和實現這些廢料和垃圾的循環利用。

舉個例子，像我們現在會議室當中的這些木質板，這些木質板就可以像剛才講到的可以有微處理廠根據它所收到的垃圾來進行再制造、再利用的最終產物，最后可以用到像建筑行業作為建筑的原材料，建筑行業是到處都有的行業，對于這種木板的需求肯定是會有的。因此，我們也可以把某一個社區或者某一個區域，有它特質化的特定的產品。比如這個區域可能就收集某一些材料，某一些廢料比較多，就可以生產出一些特質化的產品，這個產品可能跟這個社區也是有緊密關系的。

我們悉尼新南威爾士大學很快就要啟動一個綠色工廠，這個綠色工廠當中就會用廢棄的物料來生產像剛才講到的木質板。

10.記者：在澳洲基礎材料及能源科學研究如何影響科研界及政府的政策制定？科研怎么影響政府的決策？

教授：關于這方面，首先我覺得一個很好的體現就是我們的科研能夠影響到政府的決策或者政府政策制定。一個很好的例子，我們在設計、研究這種微處理廠的整個過程當中，包括之后有了第一個廠的商業化的實施之后，有各個部門，各個國家的部門和各個地方的政府都會來看，來了解，我覺得這是最不顯自明的一個最好的例子，能夠體現科研對于政策決策的影響。

另外，雖然大家可能也都意識到這種新的研究或者總體來講，科研的研究對于我們實業，對具體的工業上的實踐來講，投資回報率ROE的產出是需要一定的時間.但是如果政府意識到這個科研的重要性之后，他能從政策決策的角度或者政策制定的角度創造一個好的環境，創造一個好的引導作用的話，它能夠幫助我們之后的工作，能夠幫助我們建立起大的背景和大的系統。

打個比方說，假如政府對于我們在建筑材料上就有一個政策，現在新建的樓用的木板材料必須有30%以上的原材料都是來自于可再生的材料或者可循環的材料，如果有這樣的指令，自然可以推動我們材料的循環、利用和再生。在這個方面政府和科研界有很多可以合作的地方，學者需要把我們研究的新的動向新的產出及時告知給政府，諸如像我們剛才一直在講關于垃圾處理的問題，如果政府出了政策或者法令，大家不能把所有的垃圾放到一個垃圾箱里面，自然就會對整個產業有一個推動作用，但光是政府的禁令是不夠的，如果光是禁令大家不能夠把垃圾放在一個垃圾箱里，他需要提出來，其他的另類可替代的方式來處理家庭或者消費者的垃圾，它要提出解決方案才可以。

再打個比方像電池，現在都是一次性電池，造成的污染也非常嚴重。像小孩的玩具還有很多小的鈕扣電池，經常在報紙上看到一些新聞，小朋友們吞咽了電池造成窒息的危險，現在家庭對于這種潛在的風險關注的意識度也是越來越高，也是從這個方面，我們要把消費者的這種理念、科研和政府三者要進行有機的結合。現在消費的環境也越來越多樣，消費的產品也越來越多樣，所以政策決策者在做政策引導的時候，要有一個好的引導：一方面是體現科學上的可行性和科學上最新的研究方面；同時也要能夠對消費者做出積極的引導。

面臨這么多垃圾的廢物問題，可能我們需要以單個擊破的方式來處理。比如說塑料需要單獨的一套收集和重新利用或者回收使用的系統，電池也要重新使用，同樣要針對性的對電池有一套系統，還有剛才我講到的綠色輪胎，還有綠色的鋼鐵，這些是關于在金屬方面的廢棄物的循環使用。我們和中科院之間的合作也是希望以此作為一個起點，能夠更多地把我們的合作成果進行推廣，在我們之前進行微處理廠的合作上，已經奠定下了比較好的合作基礎，我們希望在這個合作基礎之上能夠進一步推廣新的在其他領域，包括微處理廠領域的技術應用。

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