减排中和“碳”未来，绿水依旧青山在——助力双碳迈向“30”“60”,东大学子西安调研之旅

　　2023年暑假，东南大学周刘周高周团队的社会实践正式启动。

　　当今时代，绿色低碳、保护环境是全球发展趋势。自“双碳”战略提出后，各地高校、企业积极响应，采取了不同的措施助力实现“双碳”。由此，第一站我们来到西安交通大学进行调研。首先，跟随教授的脚步，我们参观了热科学与工程国际合作联合实验室等多个重点实验室，了解了该校的部分举措与研究理念;之后，我们采访了刘迎文教授，针对新能源应用、热工程等方面提出问题，进一步了解了相关领域研究现状。

　　西安交通大学能源与动力工程学院历史悠久，动力工程及工程热物理学科学科排名更是名列前茅。此次行程本团队成员先来到了制冷与低温技术研究所，参观了许多重点实验室。参观的同时，教授向我们介绍了许多先进仪器设备的使用方法及用途，使我们对新能源的利用有了更加直观具体的了解。

　　西安交通大学实施的产教融合值得各大高校和新能源公司学习，校企联合能够实现人才资源的开发和利用，在促进企业发展战略目标实施的同时也可以满足学生的就业需求，加快“双碳”目标的实现。

接下来我们对老师进行了采访：

1.我国目前新能源应用领域主要是光伏发电、新能源汽车等，您认为未来新能源的应用将会在哪些领域拓展？

       刘教授：除光伏发电外，太阳能的直接热利用、风力发电、核电也是新能源应用主力军。但是因光伏发电和风电的非周期波动性，则面临如何稳定的使用和消纳日益增长的光伏发电和风电问题。未来新能源的应用将在储能科学领域扩展。抽水蓄能发电站、氢能、电化学储能、压缩空气储能等将发挥越来越重要的作用。当然，新能源汽车也是一种应用，特别对我国汽车工业的发展起到弯道超车的促进作用。

2.您认为较全球而言，目前我国新能源的利用是否已大面积推广？有何优势或不足？

       刘教授：我国的光伏发电和风电已是大面积推广，但远未饱和。我国地域辽阔，但发电端和用能端距离遥远，储能和输送是个庞大的工程。可喜的是，我国在高压输送技术领域全球领先，为未来进一步发展光伏发电和风电奠定基础。

3.换热设备的优化设计是否实现了节能减排，是如何实现的呢？

       刘教授：换热效率越高，在同等换热量情况下，换热器的换热面积就可以减小，从而节约制造换热器的矿产材料资源;另外，换热效率越高，一般会带来换热温差减小、流动阻力减小的效果，从而减小换热系统的耗功。这些都有节能减排的效果。CFD流体分析、传热数值模拟、热阻分析与传热强化等，是优化传热、提高系统效率的的常用手段。

4.热声热机等新型热力循环理论在当下企业的实际设备应用情况如何？与传统的热力循环理论相比，该理论对提高能源综合利用效率的效果（具体数值比较分析、应用举例对比等）如何？

       刘教授：热声热机是一种新型的热力循环理论，包含热声发动机、热声制冷机(含热声热泵)。与传统的发动机相比，热声发动机没有机械运动部件且不消耗传统的化石能源;与传统的制冷系统相比，热声制冷机没有机械运动部件且不充注化学制冷剂，因此热声热机的结构简单、效率高、可靠性高、而且环保。在特定场合，热声热机的能源综合利用效率高，其实验室卡诺系数最高可达60%。但是，热声系统的复杂性以及单位体积能量密度低，目前还未大面积推广。

5.我们关注到您的工作学习经历中，您从2019到现在，担任杭州工言节能设备有限公司研发总监（智能新风节能基站研发），您能为我们解释一下，它与传统的风节能基站有什么不同？它的产生背景是什么呢？（双碳）它能运用解决什么问题呢？

       刘教授：这是一个典型的工程应用。随着基站数据柜从4G向5G发展以及数据传输量的增加，基站数据柜的发热量显著增加。则原来的自然冷却机柜在夏季将会因温度过高而宕机。在未来，宕机对于自动驾驶是致命的。因此，增加夏季高温时节使用的制冷机组、同时在环境温度温和时使用自然冷却的智能新风节能冷却系统应运而生。对于5G机柜来说，这是最高效的环境控制方案，节能、低碳。

6.我们了解到您的研究方向中有工程应用中各类热物理问题的解决方案及实验研发。您能为我们介绍一下在“双碳”战略背景下对于工程应用的主要研究包含什么吗？

       刘教授：工程热物理是与工程实际贴合紧密的专业，我们与许多企业紧密合作，成立先进热管理团队解决企业的实际产品与工程问题，主要是效率问题，与节能减碳紧密相连。比如换热器高效化、空调及热泵系统的能效提升、除湿机的功耗降低、干衣机的用热泵代替电加热的匹配问题、冰箱的无霜化技术方案、数据中心节能综合方案等等。这些我们都有专业的实验室进行验证。

7.从您的荣誉称号中看得出来，近两年您都有涉及美的空调，冰箱的家电比赛，这是不是与您的研究方向（制冷系统的性能测试与优化技术）有关呢？现在国家提出了双碳计划，您的看法和后续的方向是怎样的呢？

       刘教授：是的，这是我们的专业范围。对于双碳计划，我们的理解是，产品的全生命周期内碳排放要小。结合空调、冰箱等制冷系统，以及如前所述的汽车空调，需要制冷系统高效化、制冷剂环保化。按照这个要求，开展学习研究工作，方向是不会错的。

8.结合您产学研的丰富经历，您认为中小型企业为推动节能减排、助力“双碳”目标还能做出哪些提升？

       刘教授：中小企业是我们国家的重要组成部分。中小企业要自身重视起来，从淘汰高耗能设备、开源(有条件的安装太阳能)、节流(制止跑冒滴漏)、能量梯级利用、循环经济等入手，少花代价，甚至从节能改造中获益，做好企业技术水平提升，达到单位GDP能源消耗降低的效果，助力双碳目标。

       通过本次采访和实验室的参观，我们认识到要落实好双碳政策，推动产业转型升级是总抓手，它能促进全产业链的效率提升与减碳。也理解了换热设备的优化设计实现节能减排的原理以及智能新风节能基站的研发过程。

　　同时也体会到，企业是科技和经济紧密结合的重要力量，应该成为技术创新决策，研发投入，科研组织，成果转化的主体。而探索建立企业为主导的产学研深度融合新模式，高水平研究型大学责任重大。相信中小企业注重开源节流，做好技术水平提升，高校师生协同好相关实验室的创新研发，加强与企业的合作交流，我们会在“双碳”之路上走的更远更好。