中国科学技术大学纳米科学技术学院24级刘高、冯雪雁、陈心雨、曹春宝、邱广源、蔡春波、李帅杰等同学组成的团队,在学院党总支副书记袁春香老师和学院教师张振教授的指导下,深入池州市开展了一项关于“新农村生物质能可持续高质量发展”的调研项目,团队成员通过八个月的实地走访、数据分析和模型预测,为池州市生物质能的开发利用提供了科学依据和实践方案,也为乡村振兴注入了新的活力。

图1.团队成员合照

一、项目背景:生物质能与乡村振兴的深度融合

生物质能作为一种可再生的清洁能源,已成为我国能源结构中的重要组成部分。2020年,习近平主席提出“3060”双碳目标,将“碳达峰、碳中和”纳入经济社会发展和生态文明建设的整体布局。在此背景下,生物质能被写入《“十四五”生物经济发展规划》等多项国家文件,成为推动农村绿色低碳转型的核心抓手。

图1.我国生物质资源总量及利用量

池州市作为安徽省的重点农业市,近年来在农作物秸秆资源化利用方面取得了显著进展。然而,由于分布广泛、收集困难等问题,尚有秸秆和粪污未能得到有效处理,造成了资源浪费和环境污染。为解决这一问题,中国科学技术大学的青年学子们深入池州市贵池区等地,开展了一系列调研活动,探索生物质能与乡村振兴的结合之路。

二、调研过程:深入基层,摸清资源底数

团队自2024年7月起,历时八个月,深入池州市贵池区的多个乡镇,通过问卷调查、实地走访和数据分析,对当地的农业废弃物及动物排泄物资源量进行了详细调研。在调研过程中,团队采用了多种方法确保数据的准确性和可靠性。通过信度检验和效度检验,验证了往年调研结论的可靠性,并通过平行信度检验排除了地域因素对调研结果的偶然性影响。最终,团队利用机器学习和神经网络模型,对生物质资源数据进行了预测和验证,为池州市生物质能项目的实施提供了科学依据。调研结果显示,若经过政府的合理引导,池州市贵池区可再收集的秸秆资源和可再收集的粪污资源总量非常乐观,足以支持一个中等规模的沼气工程发电厂全天候运行,这些丰富的生物质资源可为后续的开发利用提供坚实基础。

图2.用于扩大农户规模预测生物质资源的神经网络模型示意图

三、项目方案:生物质能-沼气工程发电项目

基于调研结果,团队提出了“池州市生物质制沼气及沼气高值化利用项目”方案。该项目以农作物秸秆、畜禽粪污等农业废弃物为主要原料,通过沼气工程实现资源化利用,生产沼气、有机肥等产品,同时带动农村经济发展和生态环境改善。

项目的核心优势在于其现代化多功能生物质处置工厂模式。该模式不仅包括沼气生产、沼渣沼液加工、热电联产等功能,还通过协同处置农业废弃物,实现“碳中和”与能量自足。若投融资得当,项目预计辐射范围达50公里,受益人口80万至100万人,日产沼气2万立方米,年产功能性商品固体有机肥4万吨、液体有机肥1万吨,每年可减少二氧化碳排放量3万至6万吨。

此外,团队还与宏铎科技合作开发了“生物质能沼气发电调度分析决策系统”,通过信息化手段提升项目的管理效率和运行效益。目前,该系统已获得软件著作权,标志着项目在技术层面取得了重要进展。

四、项目进展:多方支持,稳步推进

在项目推进过程中,团队积极通过多种渠道宣传项目成果。在宏铎科技与学校联合举办的青年人才座谈会上,团队队长刘高向与会领导和青年代表分享了项目方案,获得了高度评价。

此外,团队还深入各村委会和学校,向当地居民和学生普及生物质能与乡村振兴的知识,通过线下宣讲和实地调研,将项目的理念和技术传递到基层,为项目的实施营造了良好的社会氛围。

图3.团队成员在进行项目交流

五、效益分析:经济、社会与生态效益显著

“池州市生物质制沼气及沼气高值化利用项目”不仅具有显著的经济效益,还将在社会和生态层面产生深远影响。

从经济效益来看,通过生物质能的开发利用,项目将为当地创造新的经济增长点,推动农村产业结构升级。

在社会效益方面,项目将成为区域农业有机废弃物治理的示范工程,解决农业废弃物处理难题,减少环境污染。项目建设及生产过程中将创造大量就业机会,吸纳当地居民就业,提高居民收入,推动社会主义新农村建设。

生态效益同样显著。项目以农业废弃物为原料,生产沼气和有机肥,减少对传统化石燃料的依赖,降低二氧化碳排放量。同时,沼液和有机肥的使用将改善土壤质量,促进生态循环,为实现“碳达峰、碳中和”目标提供有力支持。

六、结语:青年力量助力“双碳”目标

中国科学技术大学的青年学子们通过“池州市新农村生物质能可持续高质量发展的探索”项目,将专业知识与乡村振兴紧密结合,为池州市的绿色发展提供了创新思路和实践方案。该项目不仅为池州市的生物质能开发利用提供了科学依据,也为全国乡村的绿色低碳转型提供了可借鉴的经验。

未来,团队将继续深化与地方政府、企业和科研机构的合作,推动项目的落地实施。我们也希望通过不懈努力,让生物质能成为乡村振兴的新引擎,为实现“碳达峰、碳中和”目标贡献青年力量,让绿色发展理念在乡村大地落地生根。

团队队长刘高表示:“我们希望通过自己的努力,将‘个人梦’与‘中国梦’‘家乡情’紧密结合起来,用所学知识为家乡的发展出谋划策。”宏铎科技罗总也对此充满信心:“我们相信,生物质能的开发利用将为池州市的乡村振兴带来新的希望,为全国乡村的绿色转型提供有益的参考。”(冯雪雁、刘高)

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