哥伦比亚大学工程院助理研究员周小舟（Sean）在他的研究所里向包头钢铁集团的来访者们展示通过废料再利用制造出多种可利用材料的废料处理模型 --- 摄影Timothy Lee

  现今中国钢铁产量占全球一半，但钢铁冶炼的过程会产生大量的废渣，这些工业废渣大多会在垃圾场填埋或置于空地，而废料中的有毒物质可能会造成了一定的环境污染甚至危害健康。两位来自哥大工程学院的研究员与中国一家大型钢铁企业合作，希望将这些废渣转化为可再生材料，应用于造纸、塑料、油漆、水泥、石油天然气等工业领域。

  2016年12月末，中国包头钢铁集团高层访问了哥伦比亚大学工程院朴娥英（An-Hyung Park，音译）和周小舟的实验室，考察由其二人合作设计的废渣再利用中试模型的运行。他们的目标是利用矿物碳化和岩石风化相结合的方法，将钢铁冶炼中产生的废料转变为可再利用材料。同时，他们也希望能够通过将工业排放二氧化碳作为反应物来减少整体碳排放。

  “我们正在和包头钢铁合作完成一项激动人心的项目，利用我们研发的碳封存技术来处理他们的钢铁废渣。这项技术有潜力大幅度提升钢铁行业的可持续发展能力—它不仅适用于中国，更可造福全球。”哥大地球与环境工程（earth and environmental engineering）及化学工程（chemical engineering）副教授，伦费斯特可持续能源中心（Lenfest Center for Sustainable Energy）主任朴娥英表示。

  包头钢铁集团高层与哥大工程学院教职工一同参观实验室--- 摄影Timothy Lee

  本次访问是两所单位2015年签订的中美绿色合作伙伴计划（EcoPartnership）的一部分。哥大工程学院代表，中国最大钢铁企业之一包头钢铁集团代表，美国能源部洁净煤炭管理部副助理部长高级顾问斯科特·施莫斯（Scott Smouse），布鲁克黑文国家实验室（Brookhaven National Laboratory）高级能源政策顾问兼中美绿色合作伙伴计划秘书处成员瓦特索·巴哈特（Vatsal Bhatt）一同出席了本次访问。碳封存技术模型的设计与制作由朴娥英和周小舟合作完成。朴娥英主要研究怎么样在工业排放的二氧化碳进入大气之前对其进行捕获；周小舟作为本次项目的负责人及哥大地球与环境工程系的副研究员，主要负责研发废渣转化过程。

  两位研究人员希望尽可能多地彻底利用包钢的废渣来实现废物的零排放。“我们大家都希望这项技术能减少废渣囤积用地，清理填埋场，并把废渣转变成能用于其他多种产业的有价值产品。最大化钢铁产业整体的可持续发展能力、提高我们对资源和材料的综合利用能力，这些将具有变革性意义。”周小舟说。

  中试处理模型将利用包钢的废渣与二氧化碳制造出多种可再生材料。项目负责人通过哥伦比亚大学技术风险投资办公室（Columbia Technology Ventures）成立了一家名为GreenOre CleanTech LLC的衍生勇于探索商业模式的公司，并且正着手筹备项目的下个阶段：设计建造第一家能够投入商业使用的试验工厂，该工厂的废渣解决能力将是哥大工程学院实验室原型的五百倍。工厂计划在明年建成于中国内蒙古自治区，并在2018年中期投入使用。

  “我们的时机很完美。中国的钢铁企业正面临着更严苛的环境保护条例和日趋上涨的工业地价，他们现在急需合适的废渣处理方案。与此同时，业界利用工业废料作为原料的矿物碳化技术在全球范围内取得了重大进展，而这项哥大技术具有非常好的技术与经济可行性。”周小舟表示。

  这个项目也特别符合朴娥英在哥大工程学院的团队的其他研究，其团队主要研究怎么样利用工业排出二氧化碳将矿物或工业废料转变为高价值材料的工艺路径。“我们的最终目标是希望能改变人们对废料的看法，不管是工业废料还是生活垃圾。我们大家可以通过将这些非常规‘绿色矿石’转变成有价值的产品，从而在工业生产里更有效地利用它们。这将会提升整个工业原料制造的可持续性。”