王建昕:干好节能减排这件事


  9月22日,世界无车日。

  北京、上海等全国100多座城市参加了“无车日”活动。据测算,开展“无车日”一天,可节省燃油3300万升,减少有害气体排放约3000吨。

  人们在为之鼓与呼的同时,不免心生疑惑:减少机动车排放,难道只能靠限制机动车上路数量?我们是否有相应的技术支撑?

  “有,我们有成熟的技术!”王建昕的话掷地有声。

  作为清华大学汽车安全与节能国家重点实验室副主任,王建昕的信心不是没有理由。

  “从1995年开始,我不光做汽油机,还做柴油机;不光做发动机,还做排气后处理装置。”王建昕笑言,虽不能包打天下,但他们课题组的涉及面比较广。

  10几年来,随着汽油机三效催化转化器、汽油机缸内直喷技术、均质充量压燃技术、柴油机后处理装置等一系列突破,他们早已把汽车“摸得门清”。

  “我们的工作,万变不离其宗,目的只有一个,就是为汽车节能环保提供技术支撑。”他说。

  一个科学家的骄傲:树立汽车发展史上的里程碑

  汽车安全与节能国家重点实验室坐落在清华大学的东北角。

  “汽车才是我们这里的主角。”王建昕笑着说,他与汽车后处理技术结缘,源于很偶然的机会。1995年,王建昕从日本北海道大学拿到博士学位后回国,本想在汽车柴油机燃烧与排放领域“大展拳脚”,然而,他发现,即便用再先进的技术,单从发动机上改进,每项技术也不过能减排10%%。

  控制汽车尾气排放,当时国际上降低汽油车排放最有效的办法是安装三效催化转化器。在国内,这一技术鲜为人知,王建昕与本课题组的庄人隽老师带领研究生开始了催化器评价试验技术的研究,以填补国内这项空白。

  所谓三效催化转化器,就是以堇青石陶瓷蜂窝为载体,涂复内含贵金属催化剂和稀土等助催化剂的涂层材料,外包具有良好流动和防震特性的金属外壳。由于它能将汽车尾气中主要有害成分一氧化碳(CO)、碳氢化合物(THC)和氮氧化物(NOx)同时高效地转化成无害的二氧化碳和水因此被称为三效催化转化器。

  “装上三效催化转化器,能减排几个百分点?”

  “90%以上,而且是三项有害成分同时净化,这是一个相当可观的数字。”

  “你又不是学这个的,万一搞砸了怎么办?”

  “我这个人有个特点,说好听点是执著,说难听点是固执,认准一件事就会坚持下去。”王建昕说。

  说干就干,王建昕秉承了山东人的爽快性格。1996年,他拿着教育部5万元的科研启动金,开始搭建全国第一个催化转化器性能评价实验平台。王建昕还清楚地记得研究刚刚起步时的“窘迫”:在实验室亲自挥动榔头和锉刀赶制零部件;一百多万元的排气分析仪买不起,幸好校友牵线搭桥花几万元买了一台人家要淘汰的;缺乏资料和信息,就一边利用各种国际学术交流机会获取,一边利用留学积累的“人力资源”,向国外的朋友请教。“渐渐的我这个原本搞汽车发动机燃烧的人,成了催化器的专家。”

  1998年,北京市开始对现有车辆进行改造,要求全部安装三效催化转化器。

  2000年,他们的三效催化转化器实验方法被写入第一个有关汽车催化器的国家标准。为此,王建昕他们获得汽车工业进步奖。

  业内人士指出,三效催化转化器技术的采用,树立了我国汽车发展史上一个里程碑,这其中,王建昕功不可没。

  一个普通国人的信心:没有不能搞好的科学研究

  “技术上,只要亲自来做,再难的问题也能解决。”时隔多年,回忆当年,王建昕深有感触。初战告捷给了王建昕很大的信心,他开始琢磨:柴油机后处理技术怎样在我国尽快推广应用?

  他说,柴油机跟汽油机比,除一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物等污染物外,尾气中含有大量的可吸入微粒,因而比汽油机的后处理技术难得多,这一直是制约柴油机发展的瓶颈。

  2001年开始,王建昕又开始指导他的研究生着手柴油机后处理的研究。今年10月,他们将与美国西南研究院一起,在我国开设第一个柴油机后处理技术研讨班。

  “这又是做科普吧?”

  “某种意义上,可以这样说,但也是真刀真枪地干,因为北京市明年就要用这项技术为奥运服务了。”

  “你似乎很喜欢做别人没做过的事情。”

  “跟性格有关。不过科学研究本身,也要求我们这样,别人都做过了,你再做还有什么意义?”

  在致力于汽油机、柴油机尾气减排研究外,王建昕在汽油机节能方面也颇有建树。2000年开始的“汽油机缸内直喷技术”研究便是其中之一。

  按常规思路,缸内直喷汽油机采用分层稀薄燃烧,省油。

  但燃烧室设计太复杂,设计生产难度大,似乎鱼和熊掌不可兼得。王建昕试图打破这种惯例。

  “怎么分层呢?采用两段喷射,第一次注入少量的空气,等快点火时,再注入一次,这样一来,中间的浓度高,易点燃,其他地方浓度低,达到了省油的目的。”他通俗易懂地向记者科普。

  我们按这种思路开发的缸内直喷汽油机,可节油10%到30%。”说到这一完全独立自主研发的技术,王建昕颇有些自豪。“目前,国家863项目已立项,他们将与奇瑞等单位一起,完成该技术原理性样机向商品发动机的转化。”

  作为当前国际前沿研究的均质混合气压燃发动机,国际上最初的基本原则是“均质”,即燃料与空气一定要混合均匀后再燃烧。可王建昕却认为这样很难精确的控制燃烧时间和速度,在2002年国家“973”立项时就提出了“分层”混合气控制的思路,现在看来,国际上都认可了这个概念。

  “有人说,汽油机、柴油机、燃烧、后处理、燃料,你什么都干,你是汽车领域的全能专家,有什么秘诀吗?”

  “如果我在一些领域还取得了一些成绩的话,我想,这应该得益于我一直以来坚持的理念———只要坚持,没有我们搞不好的科学研究,做不出来的技术。我在日本读博士时,和日本同学在一起,我也是优秀的。回国后,经常听有人说,我们这也作不了,那也不如外国人,我不这样想,咱们又不比别人笨,怎么会做不了呢?还是没有认真坚持地去作不到。”

  一个课题组长的责任:连吃饭睡觉都想着咋找钱

  采访中,不时有人过来“请示”工作,王建昕说,作为实验室副主任,他不仅要从事科研,还得兼管行政工作。

  “科学家,管理者,你更喜欢哪一个?”

  他坦陈心声:“当然是前者,搞科研,简单而纯粹。”

  他把头略略扬起,稍加沉思:“作为课题组的负责人,与其说我是一位科学家,还不如说我是个体户,商人或是企业家,因为我的首要任务是为课题组‘挣’经费。”

  “作为大学教授,首要任务不是教书育人、搞科研,而是到处找钱,这正常吗?”

  “当然,我也很不情愿。不过事实是这样,你抱怨有什么用?所以我更愿意想它好的一面,能刺激科研成果的转化。”

  他说,作为国家重点实验室,每年正常拨款并不多,但要想干一流的研究工作必须有一流的设备,“只好采取滚雪球似的办法积累钱来买设备。”

  “比如,我回国时,国家给了我5万块钱,我就用这钱搭建了一个实验平台,争取企业来做实验。我们就有了收入,积累了几年就去买了上百万元一台的排气分析仪。条件好了,企业来的越来越多,国际合作也越来越多,我们再用这些收入继续改造实验室,进行科研队伍的建设,进而吸引更多的企业合作投资,从而实现良性循环。”

  “我们也希望国家能多拨些款,不过全靠国家拨款养着,反而不好,不能有效刺激队伍的发展。”王建昕说,“比如,日本的国立大学,每个教授都有正常拨款,发展却没有我们好,就是因为机制没我们的灵活。”

  一个平常人的心愿:一辈子干好节能减排这件事

  谈到今后的打算,王建昕思潮澎湃,胸有成竹。他决定做两件事,一是开展均质充量压燃技术的研究,他们正在国家973项目支持下与国外比着干,争取未来几年内与国外同期产业化。“汽油机,油耗大,柴油机,污染降不下来。我们想通过努力,使未来的汽车发动机达到和柴油机一样的能耗,以及比现在汽油机还清洁的排气。”

  二是致力于发展替代燃料研究,开发醇类燃料和生物柴油等生物质能源。“石油基燃料也好,生物质燃料也好,在我的眼里这都是原料,将来通过我们的研究,设计出清洁绿色的新燃料,甚至后处理装置到那时反而不需要了。”

  他滔滔不绝,其思路敏捷而逻辑又十分缜密,丝丝缕缕的感慨中不变的依旧是那无法更改的执著———

  “个人呢?”

  “还没想过,我这个人比较简单,并不贪心,一辈子干好节能减排这一件事,我就很满足了。”

 ■人物档案

  王建昕

  清华大学教授、博士生导师、汽车安全与节能国家重点实验室副主任,1995年毕业于日本北海道大学内燃机专业,获工学博士,主要研究方向为汽车节能与排放控制(发动机低排放技术、催化剂等后处理技术)、内燃机燃烧(燃烧特性分析、燃烧可视化、GDI及HCCI燃烧)、汽车燃料(汽油、柴油对排放的影响、甲醇、乙醇、生物柴油等)、目前已发表学术论文200余篇,其中EI和SCI检索论文50余篇,主编或参编专业书籍4册,获省部级科技进步奖4次。喜欢读书(特别是国内外历史小说)、爬山、乒乓球、驾车旅游等
。(姜靖/文)

  来源:《科技日报》 2007-09-26

2007年09月27日 09:56:06  清华新闻网

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