“奔波”和“解題”是上海理工大學(xué)環(huán)境與建筑學(xué)院水污染控制與資源化創(chuàng)新團(tuán)隊帶頭人劉洪波教授科研人生的“主題詞”。
開拓性地打造中國微生物電化學(xué)驅(qū)動環(huán)境污染物高效處理與資源化的技術(shù)體系，并將其應(yīng)用到資源循環(huán)型生態(tài)廁所構(gòu)建、畜禽糞污梯級資源化處理和污水深度處理中去，促進(jìn)數(shù)百個環(huán)保項目在全球落地并產(chǎn)生數(shù)億元的潛在經(jīng)濟(jì)效益，劉洪波帶領(lǐng)團(tuán)隊為中國的環(huán)保事業(yè)作出了貢獻(xiàn)。
作為國內(nèi)少有的既精通全球“碳減排”邏輯規(guī)則又擁有前沿環(huán)保技術(shù)的科研工作者，今年1月，劉洪波又被委以重任，擔(dān)任上海長三角智慧城區(qū)發(fā)展研究院副院長和長三角智慧城區(qū)碳中和研究與產(chǎn)業(yè)促進(jìn)中心主任一職。利用在“碳減排”全球政策領(lǐng)域的研究優(yōu)勢和在“碳減排”環(huán)保科研領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，雙管齊下，劉洪波將和同事們一起開啟服務(wù)長三角中小企業(yè)數(shù)字化“節(jié)能減排”的工作序幕。
“親和”和“務(wù)實”是記者見到劉洪波的第一印象，他最大的心愿就是服務(wù)更多的中小企業(yè)，力促中國“碳減排”與世界接軌。
他是“京都議定書”公約的中國首批“實踐者”
1997年高考后，劉洪波選擇環(huán)境工程專業(yè)給水排水工程方向開始了本科學(xué)習(xí)。機(jī)緣巧合的是《聯(lián)合國氣候變化框架公約》的“京都議定書”于1997年12月11日簽訂。議定書采用了經(jīng)濟(jì)學(xué)家科斯提出的經(jīng)濟(jì)理論，把市場機(jī)制作為解決二氧化碳為代表的溫室氣體減排問題的新路徑，即把二氧化碳排放權(quán)作為一種商品，從而形成了二氧化碳排放權(quán)的交易，簡稱“碳交易”。根據(jù)聯(lián)合國推出的碳減排清潔發(fā)展機(jī)制，全球國家被分為發(fā)達(dá)國家、發(fā)展中國家兩大類，發(fā)達(dá)國家可從發(fā)展中國家購買“碳排放”指標(biāo)，抵消自己生產(chǎn)的排放。這一機(jī)制旨在幫助發(fā)展中國家獲得較好的環(huán)保技術(shù)，促進(jìn)節(jié)能減排。
2004年起，劉洪波在同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院攻讀博士學(xué)位，此時正值京都議定書約定的全球碳減排交易項目清潔發(fā)展機(jī)制（CDM）項目在中國發(fā)展的黃金時期。2005年，中國環(huán)保界整體技術(shù)水平比較低，對于京都議定書“碳交易”的認(rèn)識還比較模糊。因?qū)I(yè)優(yōu)勢加上語言優(yōu)勢，劉洪波獲得了國外CDM項目開發(fā)單位的兼職工作，主要是幫助國際咨詢公司根據(jù)聯(lián)合國氣候變化框架公約（UNFCCC）所約定的方法學(xué)，為發(fā)達(dá)國家的企業(yè)買家在中國開發(fā)環(huán)保領(lǐng)域碳減排項目。
“碳交易指數(shù)是動態(tài)的，每天掛牌的指數(shù)不一樣，當(dāng)時歐美等發(fā)達(dá)國家企業(yè)減排1噸二氧化碳的成本可高達(dá)100歐元。但是根據(jù)京都議定書所約定的溫室氣體‘共同但有區(qū)別的責(zé)任’原則，他們可以從中國等發(fā)展中國家以非常低的價格（2歐元左右）購買碳減排指標(biāo)。在開發(fā)CDM項目的過程中，國際買家或其委托的咨詢公司往往會從發(fā)達(dá)國家引進(jìn)更為先進(jìn)的環(huán)保技術(shù)幫助中國企業(yè)節(jié)能減排，并進(jìn)行項目包裝，然后在碳交易國際市場上交易。”劉洪波告訴記者。
對于中國企業(yè)來說，這種模式屬于“天下掉餡餅”，國外公司又提供技術(shù)改善環(huán)保工作，還可獲得經(jīng)濟(jì)收益，降低生產(chǎn)成本。對于劉洪波來說，這份兼職既可以發(fā)揮自己在專業(yè)和外語方面的特長，又可以系統(tǒng)學(xué)習(xí)聯(lián)合國碳減排方法學(xué)與碳交易機(jī)制，還可幫助很多中國企業(yè)拿到更高的“碳排放”指標(biāo)價格。但是，越深入做下去，劉洪波的疑惑越大。國際碳交易制度制定的起源在哪里？當(dāng)時的國際規(guī)則是如何制定的？他把目光投向了在環(huán)保領(lǐng)域制定大量“碳交易”方法學(xué)的德國大學(xué)。博士畢業(yè)后，他前往德國Mainz大學(xué)進(jìn)行博士后的科研工作，除了學(xué)習(xí)先進(jìn)的環(huán)保技術(shù)，還進(jìn)行碳交易制度方法學(xué)的研究。
他研發(fā)的“環(huán)保廁所”讓比爾·蓋茨豎起大拇指
2009年完成博士后工作后，劉洪波擔(dān)任了城市水資源開發(fā)利用國家工程中心高級工程師一職；同時參與了中德合作項目，完成了多項提升上海飲用水水質(zhì)的科研項目，如上海青草沙水源水庫水質(zhì)維持與提升項目等。2012年，劉洪波入職上海理工大學(xué)環(huán)境與建筑學(xué)院。
2014年，“比爾·蓋茨”基金會在全球開展了“重新發(fā)明廁所”公益活動，向全球科研工作者征集科研方案。參賽者必須在沒有水、電力、化糞池的情況下，讓廁所正常運轉(zhuǎn)，且人均使用成本不超過5美分。這樣的生態(tài)廁所面向非洲等不發(fā)達(dá)地區(qū)，能夠服務(wù)當(dāng)?shù)亟】敌l(wèi)生的日常如廁。
看到征集通知，劉洪波想起了自己在德國所學(xué)的微生物電化學(xué)環(huán)保技術(shù)：“這個技術(shù)就是把整個污水處理廠看成是潛在的‘電池’，水就類似于‘電池’中‘電解質(zhì)’，微生物可源源不斷產(chǎn)生電能。曾有科學(xué)家認(rèn)為，如果把所有污水處理廠的‘電能’收集起來，將可能成為污水‘核電站’。”設(shè)想是很好，但存在成果落地的工程困難，“事實上，水的電阻很大，很難收集到足夠的電能，這一技術(shù)只停留在理想化的理論層面。”人體少量獻(xiàn)血會促進(jìn)新陳代謝，有沒有辦法讓微生物的活動更活躍一點？劉洪波想到“電刺激”模式，他把微生物產(chǎn)生的弱電又重新返回到污水中去，這樣簡單的操作居然產(chǎn)生了神奇效果，微生物降解糞便效率大大增強(qiáng)，產(chǎn)生了更多的電能。只要有源源不斷的糞便進(jìn)入廁所，處理裝置就可成為不斷產(chǎn)能的“永動機(jī)”。項目提交后，立刻獲得比爾·蓋茨基金會的肯定。上海理工大學(xué)團(tuán)隊成為“重新發(fā)明廁所”公益活動中國賽區(qū)優(yōu)勝的4支隊伍之一，共同獲得500萬元美金的資助。
環(huán)保廁所的產(chǎn)業(yè)化工作也由此拉開帷幕。劉洪波和團(tuán)隊成員們研發(fā)了大量的應(yīng)用型技術(shù)，環(huán)保廁所成功實現(xiàn)了糞便和尿液的高效分離，可以節(jié)水60%以上；全覆蓋的資源化處理系統(tǒng)可以同時產(chǎn)出氮磷鉀緩釋肥料、可供廁所運行的生物弱電和深度凈化后的沖廁用水。整體設(shè)備可自動維持12個月以上。
該成果在包括火箭海上發(fā)射平臺廁所在內(nèi)的100多個示范工程中得到應(yīng)用，還隨著一些央企漂洋過海，在非洲的中國援建工程中得到應(yīng)用。據(jù)劉洪波介紹，項目授權(quán)專利17項，其中發(fā)明專利有10項，共發(fā)表論文28篇（其中SCI論文有23篇）。團(tuán)隊成員們主編或參與了《城市公共廁所系統(tǒng)衛(wèi)生安全發(fā)展報告》《鄉(xiāng)村廁所革命實踐與指導(dǎo)》《農(nóng)村公共廁所運行管護(hù)技術(shù)規(guī)范》等國家及行業(yè)報告/標(biāo)準(zhǔn)/專業(yè)指導(dǎo)書籍的制定。該項目還榮獲了2022上海市技術(shù)發(fā)明獎二等獎。
在此基礎(chǔ)上，劉洪波帶領(lǐng)團(tuán)隊完成了“微生物弱電驅(qū)動畜禽糞污梯級資源化關(guān)鍵技術(shù)與裝備”項目和“微生物電化學(xué)輔助低C/N污水深度脫氮理論與技術(shù)”項目。前者將微生物弱電技術(shù)應(yīng)用到畜禽類的糞便資源化管理中去，后者利用該技術(shù)進(jìn)行污水深度處理。微生物弱電技術(shù)也成為了國內(nèi)外備受關(guān)注的新型環(huán)保技術(shù)。
促進(jìn)長三角節(jié)能減排是他的心愿
主持國家及省部級科研項目19 項，發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文150余篇，共獲得第一發(fā)明人授權(quán)專利12項……在科研工作中取得累累碩果的劉洪波比過去更加忙碌。
位于長沙的污水處理廠向他求救，要解決“臭味難除”的問題，他飛奔過去；位于奉賢區(qū)的污水站臭味厲害，居民投訴，作為民建黨員，他挺身而出，專門給政府提筆寫建言；江蘇省無錫市錫山區(qū)固廢處置中心原有技術(shù)落后，他專門設(shè)計一套設(shè)備，將落葉、枯萎的草皮和河道污泥統(tǒng)統(tǒng)變成優(yōu)質(zhì)肥料，返回給園林體系，各方都能得利……
上海市環(huán)境保護(hù)工業(yè)行業(yè)協(xié)會秘書長王康對劉洪波贊不絕口：“他在推動產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展方面有真功夫，擁有大量‘減污降碳’方面的科研成果與前沿技術(shù)，并且一心為行業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展考慮。協(xié)會與劉教授團(tuán)隊共建的環(huán)保技術(shù)評估共享實驗室得到眾多企業(yè)歡迎，也切實在推動環(huán)保行業(yè)技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級。”
在中國環(huán)境衛(wèi)生協(xié)會廁所革命專委會委員、上海市城市建設(shè)設(shè)計研究總院副總工程師黃瑾眼中，劉洪波的環(huán)保廁所不僅成果令人驚艷，其在產(chǎn)業(yè)化的突出表現(xiàn)更讓人印象深刻：“擁有強(qiáng)烈的創(chuàng)新意識和清晰明確的解決問題思維，儒雅的劉洪波積極推動構(gòu)建環(huán)保產(chǎn)業(yè)鏈上的合作伙伴關(guān)系。他組織了大量的中德技術(shù)活動，邀請德國知名環(huán)境專家和教授分享德國經(jīng)驗， 以及污水、污泥處理技術(shù)發(fā)展新趨勢，為研究成果的落地和應(yīng)用創(chuàng)造條件。”
強(qiáng)大的團(tuán)隊實力也成為了劉洪波在科研界和產(chǎn)業(yè)界縱橫馳騁的強(qiáng)大依靠。團(tuán)隊成員徐蘇云副教授先后主持和參與多項國家級和省部級科研項目，已是環(huán)保領(lǐng)域冉冉升起的一顆新星。她坦言：“劉洪波總是傾向于從全局考慮問題，注重團(tuán)隊成員的梯隊培養(yǎng)。通過他的悉心指導(dǎo)，進(jìn)入團(tuán)隊才1年多的博士后吳成陽，實踐能力大大提升。團(tuán)隊培養(yǎng)的29名研究生各個都成長為精兵強(qiáng)將，既有卓越工程師的應(yīng)用性思維，科研功底也是十分扎實。”目前，團(tuán)隊還在全力對微生物弱電技術(shù)的機(jī)理進(jìn)行更加細(xì)致和深入的研究。
2020年9月22日，在第七十五屆聯(lián)合國大會上，國家主席習(xí)近平向全世界鄭重宣布：“中國二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。”
“中國在2012年開始了自己的碳交易機(jī)制，建立了‘核證自愿減排量’（CCER）模式，這一模式在2017年暫停，今年又開始重啟。”劉洪波認(rèn)為，中國“碳減排”與世界接軌是大勢所趨，也是國家戰(zhàn)略。國內(nèi)重啟“碳交易”機(jī)制，有很多政策性的內(nèi)容需要制定和繼續(xù)完善，長三角就是市場容量巨大的實驗基地。他希望自己能為上海和長三角貢獻(xiàn)智慧和力量。
“我們的目標(biāo)是對大量長三角區(qū)域的企業(yè)提供融合服務(wù)，助其轉(zhuǎn)型，數(shù)字化賦能加雙碳技術(shù)助力、診斷和計算結(jié)合，形成發(fā)展的閉環(huán)，幫助企業(yè)在完成‘碳排放’基礎(chǔ)上降本增效和提值增銷。我們同時希望在長三角范圍內(nèi)形成碳交易試點模式。產(chǎn)研融合中必將產(chǎn)生大量的‘訂單科研’，會有大量企業(yè)‘揭榜掛帥’，尋找優(yōu)秀的環(huán)保技術(shù)。邀請劉洪波教授引領(lǐng)我們的雙碳工作是因為他在科研、產(chǎn)業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)制定方面均擁有強(qiáng)大能力，可滿足大量企業(yè)的實際需求。”長三角智慧城區(qū)合作發(fā)展發(fā)展服務(wù)聯(lián)盟秘書長、上海市長三角智慧城區(qū)發(fā)展研究院執(zhí)行院長黃麗銑介紹說。
堅守促進(jìn)中國環(huán)保事業(yè)發(fā)展的立場，踏實工作為大量中小微企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的環(huán)保技術(shù)服務(wù)，同時又放眼全球，展示中國雙碳工作的技術(shù)實力和政策水平……未來，劉洪波和他的團(tuán)隊注定將繼續(xù)在中國環(huán)保工作的最前沿“砥礪前行”和“奮勇爭先”。
