在地下，数百万年前的植物经历了漫长的沉降过程，终于在一个适合的温度和压强下，变成了煤炭。如今，这一过程被科学家们在人造环境中模拟出来，并将百万年的时间缩短到几天甚至是几个小时以内。

       “模拟自然加快地球的碳循环，是我选择的碳减排之路。”上海交通大学环境科学与工程学院金放鸣教授说，利用高温高压水热反应，将生物质废弃物变成“人造煤炭”，不仅在学校的实验室里从理论变为现实，更在上海浦东高东镇成为约12万人的湿垃圾的终极归宿。

       在重建碳平衡的道路上一路疾驰

       在金放鸣看来，碳减排其实是一个地球碳再平衡的过程。站在地球生态圈的角度看，地球上的碳总量是一定的。绿色植物通过光合作用吸收空气中的二氧化碳，并将这些二氧化碳变成有机物。这些有机物在生物体中传递，有些重新变成二氧化碳，一部分碳则变成了植物的枯枝残叶或是动物的残骸，从地面上经过时间漫长的沉降，最终抵达地球深处。在合适的温度和压强下，这些有机物变成了煤炭和石油。数百万年乃至上亿年来，这些存在于地底的碳只是静静地躺在那里，并使得整个地球的碳在空气、生命体和化石能源之间达到了一个动态的平衡。

       打破这个平衡的是人类工业文明的到来，化石能源的大规模使用，推动着这个世界飞速向前发展。但代价是化石能源中的碳被大规模排放到空气中，而从空气到有机体，以及从有机体到化石能源的碳转化速度远远跟不上这一节奏。于是，碳平衡被打破，空气中的二氧化碳越来越多，碳减排成为人类需要共同面对的挑战。

       “改善地球碳循环事实上有两条路径。”金放鸣说，一条是减少化石能源的使用量，即节能减排；另一条是加快有机废弃物变成化石能源的速度。在前一条道路上，挤满了各国的科学家和企业，而金放鸣却坚定不移地选择在后一条道路上一路疾驰。“做科学，我最反对跟风。”她说，“我就要做独创和原创的，哪怕被别人认为不重要也不要紧。”

       事实上，从博士生课题开始，金放鸣就将目光聚焦到秸秆等生物质、湿垃圾等有机废弃物，以及二氧化碳本身，希望模拟碳和石油的自然转化过程，从而彻底解决碳减排和人类社会发展对能源的需求矛盾。这个目标看上去宏大而遥远，因此很少有科学家敢于涉足。作为国内也是少数在此领域开拓的科学家，金放鸣带领团队经过近20年的努力，已经看到了希望的曙光。

       走通从0到100的过程

       “如果我们从地面上向下打一个20多公里的洞，然后把湿垃圾扔进去，等它们到了洞底就会变成煤炭了。”金放鸣重建碳平衡的希望在于煤炭形成所需的数百万年时间主要消耗在有机物的沉降上，一旦有了合适的环境，这些有机物会在几个小时甚至是几分钟内变成化石能源。“我们找到了合适的温度和压强，通过高温高压水热反应模拟了自然界中煤炭的形成过程。”

       温度，200摄氏度到400摄氏度；压强，1.6兆帕到30多兆帕。这就是金放鸣团队在实验室里实现“人造煤炭”的高温高压水热反应的条件。这远比人们想象到的苛刻的自然煤炭形成环境要温和很多。

       走通了从0到1的创新之路，金放鸣团队并没有停留在实验室。他们积极地与企业合作实现了从1到100的工程化道路，将实验室里手指头粗细的反应钢管变成了核心设备占地60平方米、每天可处理100吨湿垃圾的连续式水热资源化湿垃圾技术装置。整个装置大小如同一个集装箱柜子，通过各种钢管将反应罐连接在一起。由于整个处理过程都在密闭的环境中进行，整个反应过程中既不会产生一般湿垃圾堆肥时的难闻气味和大量的废水，还能对反应产生的少量废水进行有效收集。因此，这个湿垃圾处理站显得干净而整洁。

       “目前，这套水热资源化湿垃圾技术装置产生的是腐殖酸。”金放鸣说，腐殖酸是有机物转化为煤炭的中间状态，在一些质量较差的煤炭中就含有大量的腐殖酸，可作为化工原料和优质化肥原料。

       然而，这个在国内乃至国际上都独一无二的湿垃圾处理装置的产业化，也面临着两个关键问题。一是装置的前端需要不含无机物的湿垃圾，这需要垃圾分类作到精准；二是装置生产的腐殖酸属于一个全新的来源，在国内没有标准而难以被寻觅市场。

       而金放鸣则将眼光放在了更高的角度。“等到我们能够利用太阳能等清洁能源来为高温高压水热反应来提供能源时，才能够真正掌控地球生态圈的碳平衡。”