王建昕:幹好節能減排這件事

     

[內容速覽]“我們想通過努力，使未來的汽車發動機達到和柴油機一樣的能耗，比現在汽油機還清潔的排氣。”王建昕説。

    9月22日，世界無車日。

    北京、上海等全國100多座城市參加了“無車日”活動。據測算，開展“無車日”一天，可節省燃油3300萬升，減少有害氣體排放約3000噸。

    人們在為之鼓與呼的同時，不免心生疑惑：減少機動車排放，難道只能靠限制機動車上路數量？我們是否有相應的技術支撐？

    “有，我們有成熟的技術！”王建昕的話擲地有聲。

    作為清華大學汽車安全與節能國家重點實驗室副主任，王建昕的信心不是沒有理由。

    “從1995年開始，我不光做汽油機，還做柴油機；不光做發動機，還做排氣後處理裝置。”王建昕笑言，雖不能包打天下，但他們課題組的涉及面比較廣。

    10幾年來，隨著汽油機三效催化轉化器、汽油機缸內直噴技術、均質充量壓燃技術、柴油機後處理裝置等一系列突破，他們早已把汽車“摸得門清”。

    “我們的工作，萬變不離其宗，目的只有一個，就是為汽車節能環保提供技術支撐。”他説。

    一個科學家的驕傲：樹立汽車發展史上的里程碑

    汽車安全與節能國家重點實驗室坐落在清華大學的東北角。

    “汽車才是我們這裡的主角。”王建昕笑著説，他與汽車後處理技術結緣，源於很偶然的機會。1995年，王建昕從日本北海道大學拿到博士學位後回國，本想在汽車柴油機燃燒與排放領域“大展拳腳”，然而，他發現，即便用再先進的技術，單從發動機上改進，每項技術也不過能減排10%%。

    控制汽車尾氣排放，當時國際上降低汽油車排放最有效的辦法是安裝三效催化轉化器。在國內，這一技術鮮為人知，王建昕與本課題組的莊人雋老師帶領研究生開始了催化器評價試驗技術的研究，以填補國內這項空白。

    所謂三效催化轉化器，就是以堇青石陶瓷蜂窩為載體，涂復內含貴金屬催化劑和稀土等助催化劑的涂層材料，外包具有良好流動和防震特性的金屬外殼。由於它能將汽車尾氣中主要有害成分一氧化碳（CO）、碳氫化合物（THC）和氮氧化物（NOx）同時高效地轉化成無害的二氧化碳和水因此被稱為三效催化轉化器。

    “裝上三效催化轉化器，能減排幾個百分點？”

    “90%以上，而且是三項有害成分同時凈化，這是一個相當可觀的數字。”

    “你又不是學這個的，萬一搞砸了怎麼辦？”

    “我這個人有個特點，説好聽點是執著，説難聽點是固執，認準一件事就會堅持下去。”王建昕説。

    説幹就幹，王建昕秉承了山東人的爽快性格。1996年，他拿著教育部5萬元的科研啟動金，開始搭建全國第一個催化轉化器性能評價實驗平臺。王建昕還清楚地記得研究剛剛起步時的“窘迫”：在實驗室親自揮動榔頭和銼刀趕制零部件；一百多萬元的排氣分析儀買不起，幸好校友牽線搭橋花幾萬元買了一台人家要淘汰的；缺乏資料和信息，就一邊利用各種國際學術交流機會獲取，一邊利用留學積累的“人力資源”，向國外的朋友請教。“漸漸的我這個原本搞汽車發動機燃燒的人，成了催化器的專家。”

    1998年，北京市開始對現有車輛進行改造，要求全部安裝三效催化轉化器。

    2000年，他們的三效催化轉化器實驗方法被寫入第一個有關汽車催化器的國家標準。為此，王建昕他們獲得汽車工業進步獎。

    業內人士指出，三效催化轉化器技術的採用，樹立了我國汽車發展史上一個里程碑，這其中，王建昕功不可沒。

    一個普通國人的信心：沒有不能搞好的科學研究

    “技術上，只要親自來做，再難的問題也能解決。”時隔多年，回憶當年，王建昕深有感觸。初戰告捷給了王建昕很大的信心，他開始琢磨：柴油機後處理技術怎樣在我國儘快推廣應用？

    他説，柴油機跟汽油機比，除一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物等污染物外，尾氣中含有大量的可吸入微粒，因而比汽油機的後處理技術難得多，這一直是制約柴油機發展的瓶頸。

    2001年開始，王建昕又開始指導他的研究生著手柴油機後處理的研究。今年10月，他們將與美國西南研究院一起，在我國開設第一個柴油機後處理技術研討班。

    “這又是做科普吧？”

    “某種意義上，可以這樣説，但也是真刀真槍地幹，因為北京市明年就要用這項技術為奧運服務了。”

    “你似乎很喜歡做別人沒做過的事情。”

    “跟性格有關。不過科學研究本身，也要求我們這樣，別人都做過了，你再做還有什麼意義？”

    在致力於汽油機、柴油機尾氣減排研究外，王建昕在汽油機節能方面也頗有建樹。2000年開始的“汽油機缸內直噴技術”研究便是其中之一。

    按常規思路，缸內直噴汽油機採用分層稀薄燃燒，省油。

    但燃燒室設計太複雜，設計生産難度大，似乎魚和熊掌不可兼得。王建昕試圖打破這種慣例。

    “怎麼分層呢？採用兩段噴射，第一次注入少量的空氣，等快點火時，再注入一次，這樣一來，中間的濃度高，易點燃，其他地方濃度低，達到了省油的目的。”他通俗易懂地向記者科普。

    我們按這種思路開發的缸內直噴汽油機，可節油10%到30%。”説到這一完全獨立自主研發的技術，王建昕頗有些自豪。“目前，國家863項目已立項，他們將與奇瑞等單位一起，完成該技術原理性樣機向商品發動機的轉化。”

    作為當前國際前沿研究的均質混合氣壓燃發動機，國際上最初的基本原則是“均質”，即燃料與空氣一定要混合均勻後再燃燒。可王建昕卻認為這樣很難精確的控制燃燒時間和速度，在2002年國家“973”立項時就提出了“分層”混合氣控制的思路，現在看來，國際上都認可了這個概念。

    “有人説，汽油機、柴油機、燃燒、後處理、燃料，你什麼都幹，你是汽車領域的全能專家，有什麼秘訣嗎？”

    “如果我在一些領域還取得了一些成績的話，我想，這應該得益於我一直以來堅持的理念───只要堅持，沒有我們搞不好的科學研究，做不出來的技術。我在日本讀博士時，和日本同學在一起，我也是優秀的。回國後，經常聽有人説，我們這也作不了，那也不如外國人，我不這樣想，咱們又不比別人笨，怎麼會做不了呢？還是沒有認真堅持地去作不到。”

    一個課題組長的責任：連吃飯睡覺都想著咋找錢

    採訪中，不時有人過來“請示”工作，王建昕説，作為實驗室副主任，他不僅要從事科研，還得兼管行政工作。

    “科學家，管理者，你更喜歡哪一個？”

    他坦陳心聲：“當然是前者，搞科研，簡單而純粹。”

    他把頭略略揚起，稍加沉思：“作為課題組的負責人，與其説我是一位科學家，還不如説我是個體戶，商人或是企業家，因為我的首要任務是為課題組‘掙’經費。”

    “作為大學教授，首要任務不是教書育人、搞科研，而是到處找錢，這正常嗎？”

    “當然，我也很不情願。不過事實是這樣，你抱怨有什麼用？所以我更願意想它好的一面，能刺激科研成果的轉化。”

    他説，作為國家重點實驗室，每年正常撥款並不多，但要想幹一流的研究工作必須有一流的設備，“只好採取滾雪球似的辦法積累錢來買設備。”

    “比如，我回國時，國家給了我5萬塊錢，我就用這錢搭建了一個實驗平臺，爭取企業來做實驗。我們就有了收入，積累了幾年就去買了上百萬元一台的排氣分析儀。條件好了，企業來的越來越多，國際合作也越來越多，我們再用這些收入繼續改造實驗室，進行科研隊伍的建設，進而吸引更多的企業合作投資，從而實現良性循環。”

    “我們也希望國家能多撥些款，不過全靠國家撥款養著，反而不好，不能有效刺激隊伍的發展。”王建昕説，“比如，日本的國立大學，每個教授都有正常撥款，發展卻沒有我們好，就是因為機制沒我們的靈活。”

    一個平常人的心願：一輩子幹好節能減排這件事

    談到今後的打算，王建昕思潮澎湃，胸有成竹。他決定做兩件事，一是開展均質充量壓燃技術的研究，他們正在國家973項目支持下與國外比著幹，爭取未來幾年內與國外同期産業化。“汽油機，油耗大，柴油機，污染降不下來。我們想通過努力，使未來的汽車發動機達到和柴油機一樣的能耗，以及比現在汽油機還清潔的排氣。”

    二是致力於發展替代燃料研究，開發醇類燃料和生物柴油等生物質能源。“石油基燃料也好，生物質燃料也好，在我的眼裏這都是原料，將來通過我們的研究，設計出清潔綠色的新燃料，甚至後處理裝置到那時反而不需要了。”

    他滔滔不絕，其思路敏捷而邏輯又十分縝密，絲絲縷縷的感慨中不變的依舊是那無法更改的執著───

    “個人呢？”

    “還沒想過，我這個人比較簡單，並不貪心，一輩子幹好節能減排這一件事，我就很滿足了。”

    ■人物檔案

    王建昕

    清華大學教授、博士生導師、汽車安全與節能國家重點實驗室副主任，1995年畢業于日本北海道大學內燃機專業，獲工學博士，主要研究方向為汽車節能與排放控制（發動機低排放技術、催化劑等後處理技術）、內燃機燃燒(燃燒特性分析、燃燒可視化、GDI及HCCI燃燒)、汽車燃料（汽油、柴油對排放的影響、甲醇、乙醇、生物柴油等）、目前已發表學術論文200余篇，其中EI和SCI檢索論文50余篇，主編或參編專業書籍4冊，獲省部級科技進步獎4次。喜歡讀書（特別是國內外歷史小説）、爬山、乒乓球、駕車旅遊等。

    來源：科技日報

責編：常穎