专访新南威尔士大学教授：变废为宝、减轻环境污染的新一代绿色材料

近日材料人参加了在中科院学术会堂举办的“对话未来——中澳科技创新高峰研讨会”，参会机构主要有中国科学院科技战略咨询研究院、悉尼新南威尔士大学以及世界领先的学术出版机构施普林格.自然集团。在此次举办的首届中澳科技创新高峰研讨会上启动了三方这一新型合作伙伴关系，这一科研伙伴关系促成在中澳两国交替举办年度论坛，聚焦于多学科、跨学科的挑战，这些挑战正影响着科技、创新和可持续发展政策的制定，论坛将以能为两国高层政府提供建议为目标。首次峰会主要聚焦四大主题：1、能源 ；2、全球健康； 3、人工智能； 4、下一代材料。

在材料领域，来自新南威尔士大学的维娜.萨哈及瓦拉教授做了5分钟的简短报告，主要讲解了复杂废物材料再利用，对其进行转化挖掘其价值，达到减轻环境污染的目标。维娜.萨哈及瓦拉教授是一名材料科学家和工程师，她也是悉尼新南威尔士大学可持续材料研究及技术中心（SMaRT）和澳大利亚研究理事会（ARC）工业转型绿色制造研究中心的创始人。她一直走在可再生科学领域的最前沿，其研究包括完全利用或主要利用废物材料开发全新一代的绿色材料，最具代表性的研究是实现商业化运作的EAF绿色钢材生产工序，此技术可将数百万个废弃轮胎作为原料用于部分取代焦炭；她发明的成本节约型微工厂技术可用于实现电子垃圾、玻璃及塑料等废物的转化。她的研究为世界环保事业及经济发展带来了很多益处。

材料人有幸参与采访维娜.萨哈及瓦拉教授，下面是采访全稿（包含了其他媒体的提问）

1.记者：今天上午介绍了咱们绿色轮胎，实际上已经商用了，也看到了One steel钢铁公司已经用这项专利技术，这项技术已经应用在商用当中好几年了。像这种聚合物在高炉里面去进行焚烧，废旧循环利用的问题它其实成分比较复杂，会涉及到污染的问题，这个污染的问题当时是怎么处理的？商用的过程中对它经济成本影响大不大？

教授：我们在做任何新技术研发的初衷就是一定要尽可能减少污染，甚至是实现零污染。因为如果这个新技术研发出来还是有污染问题的话，我们研发的意义就没有了。因此在我们的PRT技术当中，在做钢铁的生产，在锅炉燃烧的时候，我们做了流程控制，它是不会有污染的，是完全绿色的，和普通用煤炭来制钢的情况是不一样的。我们是做好工程控制，因为在这个技术当中它的聚合物是直接加入到锅炉的高温区，从而防止了污染的产生。

2.记者：能源效率到底提升了多少呢？

教授：在悉尼和墨尔本的这些钢厂当中，有一些公开发布的数字和材料，我们可以去追溯，可以去查找。在能源效率的提升上有这些公开的信息可寻。具体某一个厂或者某一个公司他们实际的数字是多少，很多属于商业的机密还没有公开，但是整个行业大概的数据在澳大利亚是有的。

每一个工厂提升效率到底提升了百分之多少，这个数字也是取决于他们如何来运营，如何来实现这个过程控制，也取决于这个公司本身它之前在没有使用这个技术之前的机械水平是怎么样的，这都是影响到现在计算能效时提高多少的百分比。总的来说，在煤炭、焦煤改进的提升上，效率是非常高的。

3.记者：您想把这项技术发展到中国市场吗？

教授：我们肯定是非常希望把这样的技术推广到中国的。到目前为止，还没有相应的机会来做推广，如果有机会的话，我肯定是非常希望来中国做这个技术的推广，但是我们这个技术适用的锅炉是电气锅炉，现在中国的一些市场上的锅炉并不适用。

4.记者：现在世界环境污染特别严重，温室效应对地球的影响特别大，开发新材料现在特别重要，在这个环境污染这一块儿，您最关心的问题是什么？新材料如何改变这些现状，您有什么看法？

教授：确实在针对这一系列的环境问题，气候变化的问题当中我们也制定了非常宏伟的能源目标。其中一点就是要摆脱或者减轻对化石燃料的依赖，从而使用一些新的能源和新的材料。诸如像现在我们的绿色轮胎技术，很好地改变了传统钢厂当中使用焦煤作为原料的方式，最终是实现无污染的绿色轮胎的制造和生产。

另外一方面，我想除了轮胎或者钢铁的制造之外，我们还可以对其他的材料实现提高能效减少污染的生产和制造。此外还有一个方面，对于能源的使用上，我们可以实现循环能源的再利用、再使用、再循环。

我们现在处理垃圾的方式就是集中化地处理垃圾，这些垃圾和废物都是被卡车运往到一个城市当中集中垃圾或者废物处理厂，但其实运输的过程就是一个对能源浪费的过程，因此可以把垃圾处理的设施厂实现本地化或者分散化的管理和设计，不再需要把所有的垃圾运往同一个中心化的垃圾处理设置来处理，我们可以建立多个小微型的处理工厂，来实现分布式，而不是集中式的垃圾处理。通过这样的操作，我们也可以来减少说对于垃圾处理当中交通，能源方面的依赖，从而来减少在垃圾处理的过程当中由于垃圾车辆的运输需求带来的能源浪费。

5.记者：所以这种微型垃圾处理站会带来什么好处呢？

教授：事实上我们现在正在和工业当中的一些合作伙伴一起，他们积极在推进这种微型垃圾处理厂许可。现在我们在悉尼已经有了比较成功的，把最后做成塑料薄膜的产品，原来对废弃物或者垃圾的处理方式是集中起来堆在一起，可能对于塑料的这种废弃物，有人直接选用或者直接采用燃料塑料的这种方式来处理，但其实这对于环境造成的污染是极大的。

通过我们建设微型的垃圾处理站，一方面杜绝了之前传统的方式可能会造成的污染，同时还创造了本地的就业机会。现在我们在微型垃圾处理厂当中最后生产出来的塑料产品是可以用于3D打印技术当中。这另外有一个很重要的优势，在于原来一些离市区较远的郊区，他们产生的废物垃圾需要集中卡车运往到城市当中或者其他某一个地方，采用集中和统一化垃圾处理设备来进行处理，而有了这个更加分散化的微型垃圾处理设施之后，我们可以进行当地就近的处理和再生产、再制造，这也实现了垃圾废物增值的价值体现。

关于我刚才讲的本地化的分散式的垃圾微小处理厂，我还想多讲几句，如果我们能够有本地化的临近的分散式的垃圾处理设备，还能够帮助我们当地的就业，能够创造更多的就业机会，这一点也是特别重要的。

比如说现在都遇到的一个问题是食品包装上有很多的包装垃圾，而且往往这种食品的包装垃圾，它是多层材料构成的，比如里面可能有非常闪亮的金属成分的内包装，外包装又是塑料或者其他材料成分。像这种微型的垃圾设备厂，用它来处理这个垃圾，可以把提取出来的金属生产成新的材料，其实扮演的角色既是处理的角色，又是生产的角色。如果能把生产出来新的金属材料卖到市场上去，它所获得的价值反而会更高，这就是一个增值服务的最终实现。

6.记者：您说的微型处理设备厂在澳大利亚是不是已经普及了？

教授：垃圾微处理厂这样的一个理念在过去一年当中确实非常流行，因为现在澳大利亚各个州、各个政府也在研究和探索这方面的发展。我们在今年4月份启动了第一个垃圾微处理厂，在明年我们计划要在悉尼再建第二个绿色垃圾处理厂。第二个绿色垃圾处理厂，也将由我们所授权的工业合作伙伴来做，现在因为有第一个实践之后，也非常受大家的关注，很多人询问微处理厂会有什么样的好处，我们是希望能够把这样的项目推广开来。

7.记者：微型处理厂是怎么样来运行的呢？

教授：首先从我们这个大学的研究机构角度来讲，只是做一个经济的模型，因为如果没有经济模型的话，最终来做微处理厂的这些开发者们，他们不知道这个设备或技术有没有经济上的可行性。在我们目前的进展上，做的第一个商业化的过程当中已经有数字了，在接下来的第二个、第三个微处理厂进一步推广过程当中，最终的数字是来自他们的，因为这要取决于它把微处理厂设在具体哪个地方，比如说小城市和大城市，农村和城市或者郊区，不同的地区它本身的垃圾或者废物的基数不一样，所以肯定也影响到它最后实际的效率提升的数字计算。

我们只能是提供一个经济的模型，我今天上午在报告当中也讲到一点，我们现在讲的三个R，重新使用（reuse）、回收（recycle）、减少（reduce），除了这三个R之外我们要加上第四个R就是改革（reform）。

至于未来和中国在合作的这些领域上，我们希望在循环经济这方面可以加以合作，可以把这种垃圾废物的处理站作为合作的起点，希望能够把这样的技术或者这样的模式也能够使用在中国的环境当中，从而推进我们在先进材料和新材料当中更为广泛的合作。

8.记者：实际上对于传统材料和新型的材料，它在建立材料循环体系的时候是不一样的，当然它也跟国情有关系。在建立循环体系过程中，澳方和中方会有一些什么样的困难，在建立的过程中它的关键点是什么？

教授：在建立这样一套循环系统当中，我们首先要考虑的一点就是要在循环之前了解自己的终端产品，要生产出来什么样的终端产品，在做循环系统之前首先要有一个非常清晰的认识。比如说我们的终端产品是金属还是塑料，还是其他一些合成的或者复合材料。因为这会影响到整个系统，我们要从上游，也就是循环的开始端，即垃圾、废料收集的这一端，知道是什么样的货物进到循环体系当中，是食品的包装吗？这些包装是塑料的包装吗？还是有金属的包装，塑料又是哪种塑料，因为塑料的分类也非常多，所以很重要的一点，我们要了解在自己循环系统上游，它的进料是什么样的料，因为有什么样的进料我们才能够知道最后的产出是什么，最后的成品会是什么。甚至有可能，最后产品会是像铝的一些产品。

还有我们在做上游的这些垃圾或者废物进行收集的过程当中，也需要有更统一的考量，垃圾和废物收集的时候，不能是什么垃圾都混在一块，必须有好的垃圾分类，不是说塑料、衣服、金属都混在一块的。除此之外，我们在做微处理厂的时候，也要确保这些微处理厂是可以实现定制化的需求，可以来处理某一个类别的废物材料或者废料的处理，始终控制好进口端，上游材料的收集端和最终的产出端，实现了最终产品制造的这一端，这就是控制好整个循环系统最关键的一个环节。

还有一点是我们在做这样的垃圾循环和再处理的时候，也要考虑到市场的需求，因为我们做垃圾循环如果只是考虑到哪里有我们的物料，我们的上游，同时我们又有工厂有设施还是不够的，也要知道自己最后生产出来的产品是符合哪方面的市场需求。最终的用户或者客户他们对这些产品又有什么样的需求。对于有大量服装上的废弃物，纺织类的废弃物还有塑料的废弃物，这两种就是很好的原材料，而且这两种原材料的结合最后能够生产出来一些新的产品，目前是很受欢迎的，因此我们需要提前了解这个市场需求，然后再来做处理和循环。

9.记者：在垃圾分类上您有什么好的建议吗？因为在中国我们把垃圾都放在一起，很少会进行分类。

教授：您提的问题特别好，我们是需要做好在垃圾分类上的处理和控制。如果大家把所有的垃圾放在一个垃圾桶里面，一个垃圾桶里面包含各种各样的废料和垃圾进入到微处理厂，微处理厂也处理不了那么多，也没有办法实现之前说的最后这个增值的目的。

一个可行的办法，我们可以以社区，或者小区为单位，在一定家庭数量的区域当中设计一些集体共同合作的垃圾收集和分类的方式。比如说某一天专门是衣物的垃圾日，这一天大家都去把衣物或者纺织相关的垃圾和废物做集中的收集；某一天比如是厨余垃圾，收集和食物相关的垃圾；某一天是茶叶，专门在这天收集起来这些废的茶叶。以集体的方式、合作的方式来实现垃圾的收集和管理，也有助于最后当他们去到微处理厂的时候实现它的增值服务和实现这些废料和垃圾的循环利用。

举个例子，像我们现在会议室当中的这些木质板，这些木质板就可以像刚才讲到的可以有微处理厂根据它所收到的垃圾来进行再制造、再利用的最终产物，最后可以用到像建筑行业作为建筑的原材料，建筑行业是到处都有的行业，对于这种木板的需求肯定是会有的。因此，我们也可以把某一个社区或者某一个区域，有它特质化的特定的产品。比如这个区域可能就收集某一些材料，某一些废料比较多，就可以生产出一些特质化的产品，这个产品可能跟这个社区也是有紧密关系的。

我们悉尼新南威尔士大学很快就要启动一个绿色工厂，这个绿色工厂当中就会用废弃的物料来生产像刚才讲到的木质板。

10.记者：在澳洲基础材料及能源科学研究如何影响科研界及政府的政策制定？科研怎么影响政府的决策？

教授：关于这方面，首先我觉得一个很好的体现就是我们的科研能够影响到政府的决策或者政府政策制定。一个很好的例子，我们在设计、研究这种微处理厂的整个过程当中，包括之后有了第一个厂的商业化的实施之后，有各个部门，各个国家的部门和各个地方的政府都会来看，来了解，我觉得这是最不显自明的一个最好的例子，能够体现科研对于政策决策的影响。

另外，虽然大家可能也都意识到这种新的研究或者总体来讲，科研的研究对于我们实业，对具体的工业上的实践来讲，投资回报率ROE的产出是需要一定的时间.但是如果政府意识到这个科研的重要性之后，他能从政策决策的角度或者政策制定的角度创造一个好的环境，创造一个好的引导作用的话，它能够帮助我们之后的工作，能够帮助我们建立起大的背景和大的系统。

打个比方说，假如政府对于我们在建筑材料上就有一个政策，现在新建的楼用的木板材料必须有30%以上的原材料都是来自于可再生的材料或者可循环的材料，如果有这样的指令，自然可以推动我们材料的循环、利用和再生。在这个方面政府和科研界有很多可以合作的地方，学者需要把我们研究的新的动向新的产出及时告知给政府，诸如像我们刚才一直在讲关于垃圾处理的问题，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个垃圾箱里面，自然就会对整个产业有一个推动作用，但光是政府的禁令是不够的，如果光是禁令大家不能够把垃圾放在一个垃圾箱里，他需要提出来，其他的另类可替代的方式来处理家庭或者消费者的垃圾，它要提出解决方案才可以。

再打个比方像电池，现在都是一次性电池，造成的污染也非常严重。像小孩的玩具还有很多小的钮扣电池，经常在报纸上看到一些新闻，小朋友们吞咽了电池造成窒息的危险，现在家庭对于这种潜在的风险关注的意识度也是越来越高，也是从这个方面，我们要把消费者的这种理念、科研和政府三者要进行有机的结合。现在消费的环境也越来越多样，消费的产品也越来越多样，所以政策决策者在做政策引导的时候，要有一个好的引导：一方面是体现科学上的可行性和科学上最新的研究方面；同时也要能够对消费者做出积极的引导。

面临这么多垃圾的废物问题，可能我们需要以单个击破的方式来处理。比如说塑料需要单独的一套收集和重新利用或者回收使用的系统，电池也要重新使用，同样要针对性的对电池有一套系统，还有刚才我讲到的绿色轮胎，还有绿色的钢铁，这些是关于在金属方面的废弃物的循环使用。我们和中科院之间的合作也是希望以此作为一个起点，能够更多地把我们的合作成果进行推广，在我们之前进行微处理厂的合作上，已经奠定下了比较好的合作基础，我们希望在这个合作基础之上能够进一步推广新的在其他领域，包括微处理厂领域的技术应用。

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