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物丰船净泛江海 水清岸绿入画来

——部天科院践行可持续发展加快构建绿色交通新格局

2022-06-16 13:50:36 来源:中国交通报 作者:记者 苗蕾 特约记者 王晓琳 通讯员 齐兆宇 -标准+

首次提出港口“风光储氢一体化”多能源融合(近)零碳码头实施路径,助力打造全球首个“零碳”码头;评估“蓝碳”碳汇现状家底,助力打造滨海湿地“蓝碳”样板;研发化学品洗舱水以及化肥、硫磺、磷矿等散货码头雨污水稳定达标和高效回用系列创新技术,守护重点流域一江碧水洁净奔流;系统研究疏浚土材料化与原位利用等技术手段,将疏浚土变为生态资源综合利用……多年来,交通运输部天津水运工程科学研究院(简称部天科院)持续加强科技创新,致力于推进港口航运减污降碳,是交通运输行业加强生态文明建设的重要体现。

进入新发展阶段,聚焦绿色交通,推进“双碳”工作是实现行业可持续发展的迫切需要。放眼今日的中国港口,天海一色,浮云缱绻,鸥鸟翱翔,帆影绰绰,这般和谐美好的生态画卷,凝聚着部天科院踔厉奋发的心血,和矢志不渝践行可持续发展理念的热忱。

强化创新促建低碳能源体系

两台巨大的风机迎风矗立,成片的太阳能板闪闪发光,晴空下的天津港充满绿色发展之美。“我们从装卸生产设备电动化、太阳能和风能分布式能源利用、节能降碳技术措施、零碳用能管理体制机制、碳交易管理制度等方面提出建设(近)零碳港口路径,为将天津港北疆港区C段智能化集装箱码头打造成全球首个人工智能“零碳”码头提供了解决方案。”部天科院环境科技研究中心主任彭士涛介绍。

部天科院科研团队率先开展“建设天津港零碳码头路径实施研究”课题,首次提出港口“风光储氢一体化”多能源融合(近)零碳码头实施路径,并负责编制了《天津港集团碳达峰、碳中和行动方案》。笃行不怠的技术攻关,为天津港打造全球首个“零碳”码头提供了坚实的技术支撑。

时值习近平总书记考察天津港3周年,部天科院在“零碳”港口建设领域的研究又结硕果。1月17日,部天科院与天津港集团等相关单位联合签发全球首个《港口碳中和实践白皮书》,充分总结了部天科院《碳达峰、碳中和行动方案》《零碳港口示范区建设方案》研究成果,分析和阐述了港口领域碳中和实践路径,对加快推进绿色低碳技术创新成果转化应用,强化低碳零碳负碳关键技术工程示范作用具有重要意义。

加强科技创新,支撑水运交通绿色低碳、高质量发展,是全面推动加快建设交通强国、构建国家综合立体交通网、践行生态文明理念的客观要求。据统计,能源活动二氧化碳排放占全国二氧化碳排放量的87%,部天科院以能源供给清洁低碳化和终端用能电气化为主要方向,坚持推动沿海港口在节能和结构调整双向发力,积极有序开展光能源、可再生能源等相关研究,以技术创新加快构建以新能源为主体的新型电力系统和清洁低碳安全高效的能源体系,充分挖掘节能提效的减碳潜力。多年来,部天科院致力于加快清洁能源应用技术的研究和推广,加强港口、码头、航道及配套基础设施污染治理、绿色设计、低碳养护、负碳修复等技术的研发,使绿色水运发展潜力得到充分挖掘,促成低碳运输结构加快形成。

厚植科研根基,深耕技术创新,部天科院引领减碳之路越走越宽。4月底,部天科院筹建的“中国—印尼绿色港口及海铁联运关键技术联合研究中心”通过验收。该中心以服务“一带一路”建设、提升我国及沿线国家和地区港口绿色高效联运技术水平为总目标,将整合国内外优势资源,就港口绿色高效联运技术领域开展技术合作、联合研发和集成创新。

集智攻关推进“蓝碳”碳汇工程

实现“双碳”目标是一场广泛而深刻的变革,“减排”和“增汇”是其基本途径,全面提升碳汇能力是完成碳达峰碳中和战略目标的重要举措。目前,一提到增加碳汇,更多的是关注“绿碳”碳汇,即利用陆地植物的光合作用固碳。其实,海洋生态系统“蓝碳”碳汇具有更好的碳吸收能力。研究显示,“蓝碳”单位面积的固碳能力是陆地“绿碳”的几十倍甚至上百倍,海洋碳库是陆地碳库的20倍、大气碳库的50倍。因此,开发海洋碳汇是当前推动低碳经济、缓解气候变化极具“性价比”的途径。

在天津市东疆滩涂,经常能看到部天科院的科研人员带着仪器设备采样测算,他们研究的正是“蓝碳”资源。天津有着153.7公里长的海岸线,管辖海域面积约2146平方公里。沿海地区地势平坦,滨海湿地主要以盐沼和近岸滩涂为主,面积约190平方公里,碳埋藏速率约为每年31.68公吨,“蓝碳”资源丰富,碳汇开发潜力巨大。近年来,天津近岸海域污染防治、渤海综合治理攻坚战、“蓝色海湾”整治修复等工程加快推进岸线生态修复,海洋环境大幅改善,海洋碳汇捕集能力显著提升。2020年,天津近岸海域的捕碳能力达到178万吨,是近10年来的最好水平。

面对绿色化高质量发展的迫切需要,部天科院决定在提升海洋碳汇能力方面先行一步。部天科院院长张华勤结合当前行业发展热点,经过深入调研分析,建议天津市以率先开发海洋“蓝碳”碳汇为切入点,综合施策,打造“双碳”示范标杆和新优势。壮志在胸,目标已明,但在海洋“蓝碳”开发领域还存在一些问题和挑战。目前,行业对“蓝碳”的了解仍处于起步阶段,核算监测制度和技术基础相对薄弱,可获得性和质量偏低。此外,滨海湿地、近岸滩涂及近海海域是天津“蓝碳”碳汇获取的重要区域,但由于人口和经济不断向沿海地区聚集,破坏了海洋生态系统,使得海岸带生态系统丧失碳吸收能力。

针对这些问题,部天科院广泛调研,集智攻关,起草《下好“蓝碳”开发先手棋,打造“双碳”战略新优势》调研报告,提出了“加强顶层设计——出台蓝碳开发试点方案;开展基础研究——评估蓝碳碳汇现状家底;实施综合整治——打造滨海湿地蓝碳样板;探索蓝碳交易——建设双碳经济发展高地;推动陆海统筹——助力世界一流港口建设”核心观点,助力建设“水清、岸绿、滩净、物丰”魅力海湾,为天津港智慧绿色发展提供有效碳库储备,推动区域经济绿色转型、实现更大发展。

目前,科研团队以海洋碳库为抓手,正在筹划构建底栖生物、潮间带生物等海洋生态系统连续观测站,建立系统完善的碳汇数据库,为“蓝碳”碳汇示范工程与绿色港口建设有机融合提供可行建议。

一地一策精准助力生态涵养

万里长江无限情,6月8日,习近平总书记来到四川省宜宾市三江口,眺望长江、金沙江、岷江三江交汇处,听取当地推进长江流域生态修复保护等情况介绍,要求筑牢长江上游生态屏障。保护好生机盎然的母亲河,守护一江碧水东流也是部天科院的牵挂。

部天科院开展的长江黄金航道生态建设示范工程可有效解决生态保护区长江黄金航道的航运开发问题。科研团队精心研究长江干流上游枢纽群联合运用的新水沙条件下泥沙输移与河流演变规律,探索长江生态保护区环境特征,构建水—沙—鱼动力学耦合模型和航道毗连湿地生物—环境碳链循环模型,揭示生态核心区航运开发与生态影响机制,研发了生态低影响航道建设新技术,提出了局部碳汇优化结构,为万里长江永葆生机与活力作出重要贡献。

面向长江黄河等重点流域沿线港口污水资源化利用需求,部天科院研发了化学品洗舱水和化肥、硫磺、磷矿等散货码头雨污水等港口特征污水稳定达标和高效回用系列创新技术,实现港口水污染负荷深度减排和港口水环境质量持续改善。

用心用情护水创绿,生态养护的喜讯接连传来。近日,部天科院作为技术核心承担单位支撑的广西壮族自治区重点研发计划项目“西江流域绿色航道工程建设与养护关键技术研究与应用”研究工作大纲顺利通过专家评审。生态航道建设是水运工程建设研究的热点难点,大型山区河流航道中生态保护和扩能协同建设更是技术发展瓶颈。该项目依托西江黄金水道网提级扩能工程,研发生态航道智能监测、模拟、分区设计理论、建设技术、评估理论等,最终形成大型山区绿色航道建设成套技术,助力西江航运高质量发展。

港口是基础性、枢纽性设施,是经济发展的重要支撑,高效的作业流程、先进的港机设备是水运人的执着追求,生态友好也是现代港口建设的必由之路。部天科院坚持走绿色发展之路,共筑生态文明之基,着力加强水运交通体系“灰”转“绿”技术研究,人与自然和谐共生的美丽港口,正在全体科研人员的不懈努力下从蓝图变为现实。

综合性港口货类复杂,特征污染物种类繁多,防控难度大。部天科院联合广西北部湾港着眼顶层设计,开展港口环境提升三年专项行动,统筹规划水、气、固等污染防治设施,建立全面覆盖港区的大气和雨污水智能监测系统;发力典型污染防控,推进港口污水“雨污分流、污污分流、清污分流”,大幅提升水资源回用率,强化港口防风抑尘、智能喷淋系统建设,推进港区充换电设施建设,实施流动机械“油改电”,使港区大气环境优良率达到95%以上。

建立航道船舶污染物接收转运、化学品洗舱站、危险化学品锚地等设施建设及运行评估体系;开展港口疏浚土处置与资源化利用方案研究;加强港口作业噪声、粉尘污染防治成套关键技术研发……部天科院多线并行,全力写好生态保护这篇文章。

海岸工程建设和航道养护会产生大量疏浚土,传统远海倾倒的方式存在输运成本高、回淤严重、生态友好性不足等问题。思路一换天地宽,只要找对方式,疏浚土也能实现综合利用,成为对生态有利的重要资源。依托在水运环保领域多年的科研积累,部天科院系统分析了疏浚土材料化与原位利用等资源化利用手段,探索出了底栖礁盘等生态功能块体生产、海岸带生态保护修复等技术方法,已为国能黄骅港务有限责任公司疏浚土综合利用提供了相应方案,助力该港口不断提升数字化、智能化、生态化水平。

针对散货码头的抑尘难题,部天科院研发了基于激光雷达的港口粉尘多维度云监测与智能洒水联动控制系统,能够对港口粉尘进行“精确制导”式控制。一旦系统监测到有料堆污染超标,料场喷洒装置便会立即启动,对起尘料堆进行源头定向抑尘。该系统在江苏省张家港港务集团投用以来,帮助其解决了粉尘控制效果不佳、难以量化等难题,使码头周边环境得到了有效改善。

扎根水运环保领域数十年,部天科院的科研人员对水有着别样深厚的情感。被誉为“中华水塔”的青海省,既是生态资源的宝库,又是生态安全的屏障。守护好这方“江河之源”,部天科院责无旁贷。

探索高海拔特殊气候条件下交通运输行业碳排放因子,有效评估青海交通运输碳排放总量,对保护青海高原生态有着重要意义。从高寒缺氧、生态脆弱的三江源地区到气候温和、草木葱茏的河湟谷地,再到干旱少雨、植被稀疏的戈壁荒漠,部天科院通过预测青海交通运输二氧化碳排放趋势、达峰年份和峰值,分别从能效提升、清洁燃料替代、结构优化和需求管理等方面提出合适的发展路径和减排措施,并提出适合青海生态环境特点的绿色低碳技术,助力保护好高原上的山山水水、草木生灵。

风生潮涌,正当奋楫扬帆;任重道远,更需砥砺前行。面向未来,部天科院将承载使命、奋力实干,推动港口建设与沿线环境完美相融,工业之美与生态文明相得益彰,为加快建设交通强国、服务交通运输行业实现“双碳”目标提供有力的智力支撑和科技保障。

图片由 部天科院 提供

编辑:李源源

审核:孙英利