天大学子在第十五届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛中取得佳绩

来源：非全日制研究生招生信息网时间：2022-08-30

　　2022年8月2日至5日，“六百光年杯”第十五届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛决赛在津举行。来自天津大学、清华大学、哈尔滨工业大学、浙江大学等全国117所高校的247件作品经推荐进入决赛，争夺桂冠。

　　天大学子以出色的表现，最终斩获特等奖1项、一等奖7项、二等奖3项、三等奖3项，并荣获优秀组织奖。此外，在“六百光年智慧能源创新奖”评选中，天大学子同样表现出色，获金奖1项，铜奖1项。

　　团队针对电动汽车寒冷天气下续航不足问题，以“多孔介质燃烧技术”为核心，设计了一款可用作电动汽车辅助热源的甲醇多孔介质燃烧器，可在寒冷天气为电池加热和车内供暖提供热量，保障电池处于最佳工作温度，并使电池电能更多地用于行驶，大幅提高电动汽车在寒冷天气的续航能力，具有较强的技术竞争力和推广价值，能够有效助力我国电动汽车的推广。

　　团队旨在通过氨煤混燃技术减少燃煤锅炉碳排放，创新性的设计并搭建了一维小尺度氨煤混燃系统，依托炉体开设的九个侧孔，实现氨喷入位置、燃尽风比例等重要参数的灵活调整和沿程烟气检测。实验证明氨和煤皆有良好的燃尽，采用“分级燃烧＋侧混”的方式可将NOx排放量控制至低于纯煤粉燃烧水平。通过该技术，可在保留现役燃煤机组的前提下，实现快速、低成本、大规模的碳减排。

　　本作品设计了电力用户画像修复与解析系统，采用基于人工智能的负荷画像修复技术，可实现通过少量数据恢复完整负荷画像，对于实际最高80%的数据缺失，负荷画像修复技术最高恢复比例达85%，在此基础上，实现了降低量测装置安装成本以及通信能耗，以及基于总口数据解析设备级用电信息优化电力用户用能行为的节能“三部曲”。可为进一步开展实际应用、验证成果、推广，促进大规模节能减排效益提供良好支撑。

　　团队设计的该款装置能够解决现有海岛地区能源利用问题，在自给自足的基础上提高空间利用效率。装置集合风力发电，光伏发电，波浪发电三者为一体，风光互补互相保护，风浪互补维持装置稳定，光浪互补拓宽运行范围。装置秉持“小型化，高效化，海岛化”的设计宗旨，成功将三种能源在有限的空间内得到利用与整合，三种能源互补利用提高效率，同时针对海岛地区做出改良，能够较好的适应海岛环境与居民生活需求。单台装置一年可至少满足6人供电需求，其较小的体积与较低的成本保证了装置实际投入使用的可能性。装置计划能够在居民生活，哨所供电，水厂养殖等多个方面做出贡献。

　　团队从智能家居设计出发，受动物消化系统工作原理启发，设计了一套厨余垃圾处理装置。在处理工艺设计上，以微生物发酵代替现有处理方式，开发新功能菌群，提出“好氧+厌氧”的联合发酵模式，可以快速、无污染、低能耗地将厨余垃圾转化为营养土，实现厨余垃圾的“自产自销”，相比现有厨余垃圾发酵装置，节约用电量90%以上，能够节约大量的垃圾处理费用并且降低大量污染物的排放，拥有良好的市场前景、行业示范性和节能减排效益。

　　本作品以天津市为例，在对能源、产业结构和经济三者关系建立经济学模型的基础上，走访调研数十家企业、深入社区宣传实践，分析不同主体之间的激励约束机制。根据主体需求不同，从发电、用电、居民宣传等角度提出具体政策建议，部分已得到实际验证。本调研建议的提出有助于天津市本地企业在“双碳”政策背景下实现绿色转型突围；为当前区域一体化背景下重点地区和区域协同降碳提供理论支撑和实际路径。

　　团队针对偏远海岛驻岛人员的供水供电问题，充分利用海岛的风光资源，采用帕尔贴效应和泡沫金属设计了一种简单方便、能自行运作的水电联产装置，在提高太阳能板发电效率的同时提高海岛空气的湿度进一步提高产水效率。克服传统柴油发电成本高、污染大的缺点，相较于传统的海岛淡水制取装置又有着初期建设工程量小、能源消耗低等优点，能够很好地满足偏远海岛的水电需求。

　　团队面向国家“双碳”战略，从能源供给端、能源消费端和固碳端三端出发，以光电作为CO2转化器的驱动能源，克服了CO2转化器工业化应用的经济限制，并通过催化剂调控，实现合成气组分比例的连续控制，与下游合成氨、醇工业与金属提纯等产业建立良好的匹配基础。该项目打通了太阳光与CO2到合成气的绿色生产路线，适用于光伏储能、碳交易与化工生产等三大市场，具有广阔的应用前景与发展潜力。

　　项目简介

　　针对洗手过程中水资源浪费和污水处理能耗大的问题，结合新冠防疫背景，本团队设计了一种基于自净循环水系统的一体式防疫洗手机。洗手机采用循环水处理技术，减少水资源浪费；采用生物去污技术，实现洗手废水无害化；配备自研新型手机消毒装置，实现手机无死角消毒；采用可移动洗手方式，有效提高多场景适用性。经计算，洗手机节水率可达72.5%，污水排放量可减少72.5%，并具有较好的经济效益。本作品可助力新冠防疫，具有一定的社会价值。

　　以下是“六百光年杯”第十五届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛，天津大学全部获奖项目。

全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛
作品名称	团队成员	奖项
“醇暖车开”一种用作电动汽车辅助热源的甲醇多孔介质燃烧器	陈煜、王泽、马宇科、李金禄、孙启强、李德义、邹莹莹	特等奖
负荷画像师-电力用户画像修复与解析系统	刘李琦、王俊毅、冯浩楠、刘珂、贾瑞芃、王鹏、刘文韬	一等奖
“氨煤与共”-面向双碳的氨煤混燃技术	韩静洋、王亚泽、王耿辉、韩磊、冯展宇、周佳琦、宋超凡	一等奖
“迎光-逐风-踏浪”可再生风、光、波浪综合能源便捷发电装置	钱滢宇、魏嘉、董元庆、王晓桐、刘涵	一等奖
厨泥护花—基于新发酵模式的厨余垃圾处理及健康反馈装置	华正阳、陆言骄、徐子涵、张涵昱、胡亿权、程泰宇、刘帅康	一等奖
“碳”骊得珠——双碳背景下天津市能源产业的突围之路	姚熙原、许文娟、王跃锜、赵茀含、刘原、富星语	一等奖
“风起水涌”—面向海岛使用的风光互补水电联产装置	顾海、肖文浩、师伯齐、濮昆宇、张耀鑫、吕文玉、姬金毓	一等奖
“逐日固碳”—基于太阳能的CO2资源化利用系统	秦子瀛、宋大有、胡一喆、庄皓程、田雨祺、刘鲲	一等奖
“迩沐疫新”——基于自净循环水系统的一体式防疫洗手机	陈宸、王龙飞、张国力、汪鑫烨、靳文龙、陈庆、陈云	二等奖
让光明驱散黑暗—光热催化重整高效节能脱除焦油装置	董晓珊、朱小超、于添啸、厉松江、曹行思瑾、张笑颜	二等奖
勇挑重“氮”——基于光伏和铜基MOF催化剂的硝酸盐废水制氨装置	李子豪、张配瑜、欧阳馨靓、徐悦、王晨、胡俊涛、张翼飞	二等奖
“一碳究竟”-基于综合能源智能调配的碳中和教学楼	李雪娇、涂希能、张宸浩、盛近原、马骁、张艺瑶	三等奖
“碳蛎得珠”——分布式海水固碳站	王郅伟、胡楷文、李华琳、卜庆彧、李建达、李浩雨、高一菲	三等奖
怦“燃”“心”动——高海拔地区柴油机增氧助燃装置	方俊、李家华、乔鹏宇、闫肃、吴峻锋、李欣罡、刘家维	三等奖