作者：尹行，刘晓靖，焦晓琳

在南阳师范学院各级领导的精心安排下，我、刘晓靖、焦晓琳三名研究生前往瑞典韦斯特罗斯市（Västerås）梅拉达伦大学（瑞典语：Mälardalens högskola，Mälardalen University ）进行短期交流学习，学习梅拉达伦大学在新能源方面的实验和工作方面的思路和技术。

本篇交流报告的主要内容是对比我国城市生活垃圾和瑞典城市固体废物的利用情况和技术对比生产能源燃料产品的情况。结合本人在瑞典梅拉达伦大学的交流期间的收获和感受，分析了我国现在的生物能源发展环境和运行情况以及个人的建议和解决方案。

下面是对于三个月的交流中得到的一些心得和学习思路向南阳师范学院各位领导作以汇报。

一、 学校简介

梅拉达伦大学（Mälardalen University）是世界上第一所获得国际标准ISO 14001环境认证的大学，是瑞典的一所综合性公立大学，建校于1977年，下设10个科系，为学生提供了工程学、自然科学、社会科学、行为科学、人文学等近40多个专业的课程。瑞典梅拉达伦大学下设两个校园，分布位于距瑞典斯德哥尔摩市仅100公里的Västeras市和Eskilstuna市。这两个城市紧靠瑞典最大的内陆湖（维纳恩湖，Lake  Vänern) ，环境优美。同时，又是历史悠久的工业中心，拥有先进的科技研究和发展于一体的著名的跨国公司，如：沃尔沃和ABB等。

2016年11月27日至2月21日，我们在瑞典梅拉达伦大学进行了为期3个月的交流见习，交流的校区是位于瑞典韦斯特罗斯市的梅拉达伦大学hogskoleplan校区，见习方向是有机城市固体废物的生物精炼。在见习的这段时间里，我基本了解瑞典ABB公司与梅拉达伦大学实验室合作的生物精炼制备能源的想法和技术。

梅拉达伦大学校园

学校图书馆

学校周边

二、 学习内容和学习环境

2.1 学习内容

我们在梅拉达伦大学清洁能源重点实验室学习和工作，导师Erik Dahlquist院士，Eva Thorin 教授，副导师 Sebastian Schwede 博士后。

学习方向是可持续能源系统。生物炼制技术是用城市废物生产生物质能源可用于城市供暖，新能源汽车，机动车，电力系统等。

学习内容的来源是梅拉达伦大学可持续能源实验室与世界500强ABB公司合作的清洁能源的课题。学习的主要内容是利用生物精练技术和有机城市固体废物与藻类的共消解技术来炼制生物乙醇和沼气等清洁能源。

2.1.1 生物精练技术

生物质精炼是生物转化技术和化学裂解技术的组合，可以高效地利用可再生植物资源，使之成为环境友好的可持续发展的工业门类。加拿大的研究者认为生物质精炼是综合多种生物转化技术和设备，将生物质转化成为燃料、电力和多种化学品的技术。并且认为其主要途径包括两个方面：将生物质先经过酸水解或微生物水解，降解成为单糖或低聚糖，然后通过生物酶的发酵处理转化成为燃料；将生物质经过高温裂解，转化为混合气，然后通过化学合成技术生产化工产品。新型的生物炼制技术不仅利用农业废弃物、植物基淀粉和木质纤维素材料为原料，同时还利用城市有机固体废物，藻类等有机材料生产液态燃料(乙醇)、多种化学品(如乙酸、乙酰丙酸盐、丙二醇、聚亚甲基丁二酸等)、聚合物材料(碳纤维、聚合物、木材纤维基的复合材料等)，以及制取可燃气体和产生电力等。

生物精炼技术生产流程少，化学品消耗低，二氧化碳排放量少，耗水量少，无污染。生物质能源技术的创新将深化人类对生物质能源的充分利用和环保利用，当然最主要是使整个产业和社会的清洁发展和可持续发展。

2.1.2 有机城市固体废物与藻类的共消解

共消解的依据：共底物的使用在大多数情况下由于在消化介质中建立的积极协同作用和由共底物提供的缺失营养物而提高了沼气产率。

具有大的沼气生产潜力的废物是来自污水处理厂的污水。污泥是全天候生产的，全年在污水处理厂作为污水净化的残渣。从环境，健康和资源的角度来看，尽可能多地回收污泥，并以节省和可持续的方式使用是很重要的。城镇和农田之间的闭环，来自下水道处理厂的营养污泥可以在田地上使用，对环境和经济都有好处。

瑞典污水处理厂的沼气生产不是最佳的，据信通过共消解可以从处理厂生产更多的沼气。因此，研究人员探索如何最好地结合不同的基材，例如。下水道污泥和生活垃圾，或下水道污泥和藻类，或所有三者的组合，以确定哪些组合导致最佳生物气生产。

设计实验：

1. 接种物：仅接种物的样品。为了能够评价底物的生物气生产，仅测量接种物的生物气生产，并且随后从样品的沼气生产中扣除。

2. 纤维素：纤维素用作参考材料以评价接种物的活性。纤维素的生物气产率是已知的，并且在实验中必须达到阈值以满足有效测试的要求。

3. 初级污泥（PS）：在初级处理过程中通过重力沉降在废水处理中获得PS。

4. 废活性污泥（WAS）：在活性污泥法的废水处理中获得WAS。在这个过程中，溶解在废水中的所有有机物质在通风下被细菌降解（提供氧气）。污泥主要由从过程中除去的细菌生物质组成。

5. 微藻类活性污泥（MAAS）：MAAS是由EST研究人员调查的一种新型废水处理方法获得的。与常规活性污泥法相反，微藻（最初从LakeMälaren获得）提供细菌所需的氧气以从废水中除去有机物质。此外，藻类还从废水中除去其它营养物（氮，磷），使得营养物可以以可持续的方式再循环。

6. 来源分离的有机家庭废物（oMSW）：这种废物主要是在许多瑞典社区的家庭中分离的食物废物，并用作沼气生产的基质。

7. 初级污泥+废活性污泥：这两种底物的共消化是非常常见的，因为两种底物在许多废水处理设施中产生。

8. 初级污泥+微藻类活性污泥：在这种共消化中，研究了一种情景，其中活性污泥过程被基于藻类的过程替代。

9. 初级污泥+源分离的有机家庭废物：在这种共消化情况下，我们想调查与单独消化底物相比，在组合中是否可以观察到有益效果。

结论：在参与做实验的情况下，得出的数据显示：

1. 污水污泥的发酵是有利可图且稳定的过程，但是以有机城市固体废物的形式添加共底物提高了沼气的效率。如果采用污水污泥和有机城市固体废物的适当比例，可以有效地利用现有城市污水污泥消化池的自由能力。厌氧共发酵的应用可以减少有机城市固体废物的量并解决其利用的问题。

2. 当微藻与污泥共消化时可以实现从微藻获取更有效的生物能量。藻类和污泥共消解可以提高废水处理和生物质沉降性能，增加藻类的沼气产率和改善固体减少和消化污泥脱水速率。藻类和污泥的共同作用比其单消化更有价值。

3. 有机城市固体废物与藻类和污水污泥，三者之间的共消解可以产生更好的沼气生产率，通过使用生物精炼技术，可以充分利用底物，不会对环境产生任何不利影响。

城市污水-藻类光合作用发酵

城市有机废物厌氧发酵

2.2 学习情况

梅拉达伦大学导师Erik Dahlquist 院士，Eva Thorin 教授，副导师 Sebastian Schwede 博士后，每次开会时，导师会布置一个小课题，然后自己查阅文献，摘出重点，写成一篇小文章，并制成PPT，每周五向三位导师汇报本周学习情况并安排下周任务。每周一周四，在实验室内和生物能源方向的学生一起开展实验。

每周汇报学习情况

实验室研究

2.3 学习环境

实验室

办公室

楼道里的成果展示栏

梅拉达伦大学清洁能源实验室的各项设备和实验仪器很先进，而且与我们南阳师范学院实验室的仪器设备并无相差。由此可见我们南阳师范学院的硬件实力之强。

梅拉达伦大学对待学生很人性化，学校每周一、周三提供水果，实验室一楼提供咖啡和奶茶等各种饮品，学校有单独的学习物品存放室（自取），工作日上午九点半，下午两点半，实验室工作人员在一楼茶话会（自愿参加）交流学习或工作上的建议。

2.4 学习心得和感受

1. 导师每周布置的课题明确，每次汇报自己的学习任务时会给点评，虽然短短的三个月，但是学到了很多的专业知识。做实验时，导师不仅教会我们如何实验，也会让我们单独设计实验，教导我们如何独立思考。三个月的交流时光，任务虽重，但是学习的时光总是充实又快乐的。忙碌的国外交流生活，真的让我们学到很多专业知识。

2. 通过三个月在梅拉达伦大学的交流，把国外的实验设备和实验技术对比一下，就会发现在全球一体化的时代下，中国的硬件设施也十分超前。但是国外实验的思路总有很多，不仅能想到，还会去实践。让我明白了，做实验时思维不要有局限性，要把事情想的周到，多想多做。

3. 梅拉达伦大学在学校里提供的福利很多，在学校学习时很舒服，比较人性化。国外高校制度严明，进出重点实验室时需要门禁卡，和天冠重点实验室是一样的。

我们国家虽然现在正处于发展中，但与发达国家对比一些硬件设施，也十分先进，希望我们的人文等软设施能越来越好，越来越发达，越来越人性化。

三、 天冠和梅拉达伦大学清洁能源技术对比和个人建议

我国（天冠）公司生产乙醇，甲烷等新能源，大多是是利用丙酮丁醇梭菌发酵秸秆，或者木薯粉等非粮食纤维素材料。这种技术虽然解决秸秆废物利用的难题，但是秸秆产乙醇生产成本高，产量一般，生产成本与利用价值几近持平，再加上劳动力是入不敷出的。或许我们可以借鉴国外的一些适合我国国情的技术来生产能源。

瑞典的城市固体有机废物，需要单独回收，单独运输到能源公司进行生物精炼处理，然后产生的生物能源用于燃烧产热，热发电（热电联产系统），更换天然气（升级后），更换车辆燃料（升级后）。不需要燃烧煤，或者用一些特定的纤维素材料发酵生产清洁能源。对大气和环境无害，而且还能处理废物，一举数得。

3.1 城市固体有机废物

城市生活垃圾指在城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物。包括：有机类，如瓜果皮、剩菜剩饭；无机类，如废纸、饮料罐、废金属等；有害类，如废电池、荧光灯管、过期药品等。（城市固体废物的定义及种类  2010-1-4）

由于城市固体废物的严重污染， 世界各国都在积极探讨处理技术和方法。城市固体垃圾的处理方法很多，目前城市生活垃圾处理处置技术主要有焚烧、填埋、堆肥与垃圾综合处理技术。其中有关资料显示，由于我国城市固体废物中无机类物质占60% ~ 70%，有机类物质比例低，所以我国城市固体废物中卫生填埋占处理量的 79.2%，堆肥占18.8%，焚烧约占2%。

我国对有机城市固体废物的利用，仅限于餐馆的食物残渣用于喂猪，菜市场有机垃圾的生物炼制等。家庭生活有机垃圾作为有机城市固体废物的主力被浪费。

3.2 建议

加强能源战略储备、不断推进能源转型。中国在积极建立石油战略储备的同时，必须不断勘探和开发新能源，完成能源的有序转型和有效替代，实现对能源资源的有效控制；必须把稀土资源储备与石油等能源储备放在同等重要的地位。稀土资源是未来一些高科技产业的必备资源。

加强技术创新，促进新能源开发和使用效率的提高。政府应加大在能源领域的研发投入，根据终端能源需求选择国家关键技术；建立能够形成有效竞争的市场结构和规范的公司治理结构，形成不断推动企业创新的有效激励机制，使技术创新步入良性发展轨道，从而提高新能源开发和使用效率。

节能降耗，将节能提升到国家政策高度。我国一次能源总消耗已占全球的21％，却创造了11％的GDP。单位GDP能耗是世界平均水平的2倍，是发达国家的4倍。能源效率严重低下，对单一能源的高度依赖也成为中国经济的“阿基里斯之踵”。经济的快速增长还要消耗大量能源，这就要求在能源“开源”的前提下，更要“节流”。因此，应将节能放在能源战略的首要地位，将节能提升到基本国策高度。各类能源行业企业和能源系统要在现有的能源效率基础上提高40％。

转变职能，打破利益格局，鼓励多种资本运营。政府要逐渐从“管理”角色向“服务”角色转变，做到“宏观管理、微观放权、行业自律”，逐步实现能源的有效管理。成立“能源委员会”或“能源部”，实现政府管理层面的集中管理，让“能源委员会”的职能更明确清晰，以便实施国家能源战略、开展能源变革、确保能源安全、实现能源有效储备。逐步加大对多种资本，尤其是民营资本在能源投入方面的支持力度，发挥市场和民营资本灵活高效作用，促进能源领域效率的进一步提高，促进新能源在中国的普及、发展和壮大。

积极发挥“丝绸之路”能源经济带作用、拓展海外市场，加强国际合作。国家主席习近平在哈萨克斯坦提出共建“丝绸之路经济带”，其中能源合作是核心与亮点。启动“丝绸之路经济带”建设就是要在已有A、B线基础上完成C线和D线建设，实现能源海外市场输送的多线保障。我国能源发展建设要逐步扩展到电力、风能、清洁能源等新能源以及能源科技等多个方面的合作，实现由政府部门、企业、行业协会共同参与国际全方位深度合作局面，以全面促进新能源在中国的健康、持续发展，实现经济增长目标，确保能源安全和国家安全。

四、瑞典见闻

1. 巴士和公交车都是用的生物能源，对环境无害；

2.  地广人稀，房屋低；

3.  贫富差距小，幸福指数高；

4.  当地人都很和善，无论认识与否都会打招呼；

5.  公交车很人性化；

6.  到处绿化，森林公园很多；

7.  走在马路上，车必须让人，很少鸣笛。

五、城市印象

作为一个交流学生，交流的目的自然不只局限于校园的生活里，很显然地域的变化也是交流体会的一个热点。

瑞典是一个多民族的国家，不仅有本地的正宗欧洲人，也有很多中东人，亚洲人。作为一个多民族的国家，包容性和亲和力自然是瑞典人少不了的。走在韦斯特罗斯市的街上，旧城区的石板街道总让我有种穿越回江南小镇的错觉；新城区的欧式建筑与高科技相结合的城市魅力，令人叹为观止。每个国家的建筑风格各有不同，异国的交流生活，也让我们见识到了欧洲的城市建设和市政建设。

瑞典是一个老龄化严重的国家，但是社会福利的完善和经济的发达，暂时还没有对这个国家产生一些副作用。瑞典的城市道路交通尤为便利，私家车需要礼让行人，再加上欧洲人少，几乎不会有堵车的现象。欧洲国家的美食大部分都是一些海鲜，但是因为地域的差异，我们都吃不惯国外的饮食；而且中国的饮食文化在地球上可以说是处于谁与争锋的地位，所以欧洲的食物并没有对我们产生吸引力。

瑞典作为一个发达国家，空气质量尤其好，每天的云彩都很夺目，不像我们的沙尘和雾霾。羡慕瑞典的同时，也希望我们这次交流学到的东西能为我们的国家建设出一份力。祝愿我们既能拥有大地，也能拥有蓝天。

六、出国感受

在接到学校的出国通知时，我就怀着十分激动的心情，准备出国事宜。办理签证，收拾行李，在网上查询国外的详细情况。瑞典是一个十分发达的工业国家，原以为会是一个冷漠又先进的国家，但到了瑞典后就与我原先的想法完全不同。人民幸福指数很高，即使不认识的人，见面也会打招呼。人们都很热情，很幸福，很善良，是一个很温和的国家。久入其室，不闻其香；出国前总会想发达国家肯定各种东西都很先进。在发达国家生活一段时间后，并没有觉得我们这个发展中国家与他们有什么很大的落差。我国虽处于发展阶段，但发展速度之快，发展实力之强劲，使我们在国外很有归属感和安全感。

七、结语

所谓交流生，交流的方面不只是学习，而是更加全方面的，从生活到学习都应涵盖在内，从而使自己的各方面的、解决问题的能力得到锻炼并提高。

同时交流带给我们的更多的还是在发现自己的不足后积极的努力、发奋图强。而不是自暴自弃、不停的抱怨，因为参与对比的结果往往是有一方光彩夺目，就必定有另一方落寞暗淡，但真正能够左右一个人的往往是他的态度，只要有正确的态度，我们在将来一定都会足够强大。

我们有幸能够参加这次学校出国交流计划，特别感谢南阳师范学院研校领导的信任和导师李玉英教授的努力和支持。希望我们的努力没有辜负各位老师对我们的期望。