王雅珍教授四十年节能减排颠覆性创新之路
碧水蓝天守护者，双碳征途领航人
——记王雅珍教授四十年节能减排颠覆性创新之路
王雅珍，北京联合大学教授、中华环保联合会能源环境专业委员会首席技术顾问。中国科学技术大学分析化学专业毕业，四十余年深耕工业水处理与烟气治理领域，以二十余项国家部委推荐技术、多项颠覆性理论突破，在“双碳”战略的时代考卷上，写下了一位中国科学家敢为人先、实事求是、鞠躬尽瘁的动人答案。
引言：一份跨越四十年的科学答卷
当“双碳”目标成为国家战略、美丽中国建设迈出坚实步伐的今天，回望那段波澜壮阔的节能减排历程，总有一些名字因为非凡的远见与执着的坚守而熠熠生辉。王雅珍教授正是这样一位值得被时代铭记的科学家。
在北京联合大学退休教授、中华环保联合会能源环境专业委员会首席技术顾问王雅珍身上，我们看到了一位杰出科学家的典型气质：以分析化学的精密眼光审视工业锅炉的每一个参数，以挑战权威的科学精神直面行业积弊，用四十余年的坚守，在节能减排的“无人区”蹚出一条中国特色的技术路径。她不仅改写了工业水处理与烟气治理的技术逻辑，更为我国在“双碳”目标下处理“煤炭主体能源”与“绿色低碳发展”的关系提供了极具价值的中国方案。
1982年底，王雅珍调入清华大学分校，负责创建由联合国教科文组织投资的“锅炉安全与检测”等专业和实验室，从此与工业领域水处理结下不解之缘。四十余年间，她主讲多门核心课程，培养了大批专业人才；参与十余项国家及地方标准的制修订；在保护水资源和大气环境方面拥有二十余项科技发明，其中多项被国家六大部委联合推荐。更为可贵的是，从1985年发现第一个行业误区起，她便始终以一个科学家的良知，持续揭示并纠正我国节能减排领域存在的根本性认知偏差，让高质量发展有了实实在在的底层技术支撑。
第一章 高瞻远瞩：在“双碳”愿景下重估煤炭的绿色价值
面向国家的“双碳”目标，王雅珍教授有着清醒而深刻的战略判断。她认为，国家大力提倡太阳能、水能、风能、核能、生物质能等清洁能源无疑是正确的方向，但我们也必须正视，在向新能源体系过渡的漫长过程中，煤炭在相当时期内仍将是我国的主体能源。从国家能源安全的角度来看，我国“富煤贫油少气”的资源禀赋决定了煤炭的战略地位短期内难以被完全替代。一味追求“去煤化”，不仅可能造成能源供应紧张，更可能在极端情况下危及国家经济运行的基本盘。
当一些人把“减碳”简单等同于“去煤”时，王雅珍教授旗帜鲜明地指出：如果处理得好，烧煤可以比烧天然气更环保。这种“煤炭清洁化利用”的思路，跳出了“非此即彼”的二元对立，为解决我国能源安全与绿色转型之间的矛盾提供了关键的理论支点。她认为，“双碳”的真正命题不在于简单粗暴地抛弃煤炭，而在于“净煤”——让占能源消费近七成的煤炭“绿起来”。她在这一领域的科技贡献，为“双碳”战略的稳步推进提供了安全垫与缓冲期，使国家能源转型不至于脱节断档，具有极高的战略价值。她让决策者和公众看到：实现“双碳”不止有一条路可走，立足于自主创新、立足于中国国情同样能够抵达绿色彼岸。
第二章 正本清源：用“三道防线”重塑工业水处理体系
时间回到上世纪80年代初，我国从美国引进的钠离子交换软化法在工业给水领域全面推广。表面上看，它解决了锅炉结垢问题，被视为水处理的“金科玉律”。然而，年轻的王雅珍却没有停留在表面。依托各省劳动厅支持，她自1985年起花费两年时间深入调研，足迹遍及全国七大领域、数十个城市，一个令人震惊的事实浮出水面：钠离子交换在去除硬度的同时，并未去除水中的碱度（重碳酸根）。这些碱度受热分解产生二氧化碳，而二氧化碳是循环腐蚀源——它腐蚀金属和设备后又100%重生为二氧化碳，继续下一轮腐蚀。国外研究表明，在供热采暖系统中，二氧化碳的腐蚀强度是氧腐蚀的20倍。
更严重的后果发生在再生环节。钠离子交换树脂饱和后需用大量食盐溶液再生，最终导致水中的全部离子和再生剂食盐都排入了地下水和地表水。这种盐污染是永久性的、不可逆转的、无法治理的。王雅珍在1987年确认：如果不及时纠正，不久的将来，中国人将面临合格天然饮用水短缺的严峻局面。到1989年，北京市所有饮用水机井的含盐量均超过500毫克/升——从发现隐患到水质恶化，仅用了短短四年时间，这一预见竟以如此之快的速度成为现实。从1989年起，北京市不得不将密云水库的水引入怀柔水库，与不合格的地下水混合使用；当密云水库库容降到三分之一时，南水北调工程被迫提前启动。
1999年世界水日，美国在上海图书馆举办了一场水的专题讲座，王雅珍做了50分钟的专家发言，系统阐述了钠离子交换再生废液对地下水的污染问题。会后七位美国专家围着她咨询了二十多分钟。她认为保护水资源是全人类的责任，将自己十余年的调研报告交给了他们。美国专家回国不到半个月，美国十几个州宣布禁止使用钠离子交换器，另有十几个州限制使用。2000年，这一理论从美国传到欧洲，欧洲全面取消钠离子交换。然而，在发源地已摒弃该技术二十余年后，国内仍大量沿用，目前全国仅供暖行业就有超过400万台钠离子交换器在运行，每年有1至2亿吨食盐被排入地下——“相当于每年往地下扔一个巨大盐矿”。长期饮用高钠水将导致人类患高血压、心脏病及诱发癌症。
2025年7月15日王雅珍到赤峰学院和清华江亿院士等人共同参加每年一次的教学研讨
面对困局，王雅珍以颠覆性创新给出了替代方案。她用有机、无机与微生物相结合的理念，研发了“YZ型系列防腐阻垢剂”。该技术利用碱性药剂去除原水中的硬度，将水中天然碱度变废为宝，作为不花钱的沉淀剂，让水中能变成沉淀的离子都变成无毒无害的环保泥，并在运行状态下完成碱性在线清洗的同时，为设备和管网育成一层没有热阻的保护膜。她独创性地提出“三道防垢线”理论、“三道防腐线”理论和“四道节能线”原理，并原封不动地收录于北京市地方标准DBJ01‑619‑2004《供热采暖系统水质及防腐技术规程》。
在实际应用中，这一技术体系产生了巨大的经济效益与环境效益：在热电联产、供热系统，可节约燃料20%至50%（最高记录达70%）、节水50%至95%、节电30%以上；在敞开式工业冷却循环水系统和中央空调系统，可节约燃料10%以上、节水30%至70%、节电30%以上。以一台100万千瓦冷水发电机组为例，一年可增效超过1.5至2.0亿元。这一切，都是在水质达标、设备安全、减少维修、延长设备寿命3至5倍的前提下实现的，彻底颠覆了“环保就是花钱”的固有认知。这一技术体系的推广应用意味着每年可减少数千万吨二氧化碳排放，节约数亿吨水资源，保护不可计量的地下水资源免受盐污染侵害，在“双碳”目标和“水资源刚性约束”制度的大背景下，更是一个关乎国家水资源安全与低碳发展的战略性命题。
第三章 拨开迷雾：在烟气治理领域开辟“近零成本”新路径
如果说水处理是王雅珍的“第一战场”，那么烟气治理则是她颠覆行业认知的“第二战场”。在这里，她同样发现了排放标准和治理技术路线上的严重误区。
针对氮氧化物排放，她提出了令人深思的分析：燃煤锅炉炉温一般在800至900℃，产生的氮氧化物约200至300毫克/立方米，其中80%是溶于水的二氧化氮。而燃气锅炉炉温高达1300℃，氮氧化物产生量达700至1300毫克/立方米，且90%以上是不溶于水的一氧化氮。脱除一氧化氮需要在450℃至650℃烟温段喷入尿素水，在剧毒的五氧化二钒催化下还原为氮气和氧气。这一过程成本惊人——以一个供暖季计，每平方米供热面积仅脱硝成本就需30元，甚至超过供热费本身——还会产生氨逃逸二次污染和剧毒催化剂后续处理等难题。失效催化剂作为危险废物需永久掩埋，对环境构成长期威胁。正因如此，国外对燃油燃气锅炉通常不设脱硝指标。
带领赤峰学院供热一本《清华班》大三学生参观热电厂
正是基于这种严谨的科学分析，王雅珍创造性地发明出“YZ型旋流混合式脱硫除尘降硝脱水四位一体塔”技术。该技术巧妙利用炉渣中的碱性水，高效脱除占80%的二氧化氮，使燃煤锅炉在排放达标的同时，实现近零电耗、近零水耗、近零运行费用、零排污的“四零”工况。与常规脱硫除尘技术动辄数百万元电耗和水耗的运营成本相比，这一技术以近乎零成本的运行方式实现了同等甚至更优的净化效果，堪称烟气治理领域的一场革命。2016年，科技部、环保部、工信部联合发布公告，向全社会推荐47项重点节能减排技术，王雅珍的这一技术位列第10项。目前，她已在全国9个锅炉房投建14座四位一体塔，三座设备采用干法运行，在“四零”工况下稳定达标；湿法运行也仅在10至15厘米水层阻力下稳定达标，构成了一个可复制、可验证的实证网络。
在各地大力推行“煤改气”的浪潮中，王雅珍保持了科学家的冷静与审慎。她系统分析了“煤改气”带来的三大问题：一是气源安全问题，我国天然气对外依存度持续攀升；二是经济性问题，燃气价格是燃煤的3至5倍，大规模补贴难以为继；三是隐形的环境代价。她指出，北京拥有8000多个燃气锅炉房，“煤改气”后规定燃气锅炉烟囱高度不低于8米即可，这相当于让三楼以上居民直接呼吸排放口的废气。统计数据显示，“煤改气”后北京肺癌发病率每年增加43%。此外，每立方米天然气燃烧产生约1.61公斤水蒸气，北京供暖季日均消耗1亿立方米天然气，意味着每日有超过16万吨水蒸气排入大气，成为雾霾加重的重要推手。近年烟气“脱白”回收冷凝水后雾霾有所缓解，但回收的酸性水若未经处理直排地下，又将引发地下水酸化和居民结石病高发。她通过详实的数据与严谨的推理，证明了“烧煤可以比烧天然气更环保”，为我国在保障能源安全的同时推进大气污染防治，提供了另一种切实可行的技术路径。
第四章 敢言善谏：以严谨科学态度推动标准革新
自1991年起，王雅珍教授一直活跃在标准制修订领域，参与了十余项国家及地方标准的制修订工作。她对现行国标GB/T1576‑2018《工业锅炉水质》持重大异议，指出其规定热水锅炉锅外水处理补水硬度≤0.6mmol/L，实质上是在默许甚至鼓励钠离子交换软化法，而这种方法恰恰加剧了二氧化碳腐蚀。她据理力争：热水锅炉运行中的腐蚀以二氧化碳腐蚀和垢下腐蚀为主，氧腐蚀为辅，正确方法应当采用碱性药剂处理，利用水中天然碱度去除硬度，并在运行中完成在线清洗和育膜。对于热水锅炉补给水溶解氧≤0.1毫克/升的规定，她也持批判态度，指出国内普遍采用的海绵铁除氧法会向水中带入二价铁离子，而二价铁是循环腐蚀源，其腐蚀性比溶解氧严重5至10倍。在烟气标准方面，她建议燃煤锅炉烟囱高度宜在20米左右，高出周边建筑2至3米即可；燃气锅炉烟囱则必须高出周边建筑，以减少低空排放对近地人群的危害。这些看似技术细节的争论，实则关乎万亿级基础设施的科学决策，关乎碧水蓝天的根本保障。
近年来，王雅珍又发现了新的深层隐患。她指出，部分电厂为实现废水零排放，利用烟道余热将高浓度废水蒸干，析出的混盐直接落入炉灰，随炉灰外售用于制砖、制水泥。表面看废水零排放实现了，实际上埋下了更大隐患。2024年5月，王雅珍在海南东方市考察时得知，当地不少建成仅20余年的高层建筑已成为危房，原因竟是当年使用了海沙，不但水泥中的钢筋被盐分锈蚀，而且水泥也粉了。由此她推演出一个令人不寒而栗的逻辑链条：混盐落入炉灰→炉灰制成砖和水泥→建成的房屋含有高浓度混合盐分→盐分逐渐侵蚀钢筋及混凝土结构→二十年后大量建筑可能提前进入危房状态。这是不亚于“海沙楼”的潜在危机。她紧急呼吁国家立刻发布政令，纠正这种急功近利的做法，要求将废水中多种盐分单独析出、分类资源化利用。这种不回避问题、敢于直面深层隐忧的科学担当，使她的影响力从工业领域延伸至公共安全与城市规划层面，体现了“科学家也是国家安全的守护者”这一深刻内涵。
第五章 躬身入局：通河实践验证中国方案的可复制性
任何理论最终都需要实践的检验。2013年，年近七旬的王雅珍做出了一个令人钦佩的决定：自筹资金在黑龙江清河林业局（通河县）投资、设计并建设95万平方米集中供暖项目，亲自管理运行六年。通河昱真供热有限公司创造了多项国内外节能减排第一。2015年，黑龙江省唯一的五星级职业病防治所到现场进行职业卫生验收，5名专家历时5天严格检测，给出平均91分的高分，而当年全省第二名仅70分。
这一实践不仅验证了她的技术体系在极端气候条件下的稳定性和优越性，更为寒冷地区清洁供热提供了一套投入低、见效快、可持续的“中国方案”。通河模式证明，即使是经济欠发达地区，也能通过技术赋能实现环境与经济效益的双赢。目前，她依然精神矍铄地奔走于各地锅炉房、实验室和学术会场。2025年7月15日，她与江亿院士等人共同参加了在赤峰学院举办的暑期教学研讨会，继续以一线实践推动行业进步。2014年，由于在中国经济社会发展中的卓越贡献，王雅珍被授予 “2014年中国经济人物”荣誉称号。2025年，她正式入编《中国科学家年鉴》，其贡献获得了国家级权威认可。
第六章 碧水蓝天：一位战略科学家的时代回响
习近平总书记指出：“绿水青山就是金山银山。”在这场关乎民族永续发展的绿色变革中，需要有一批具备战略眼光、家国情怀与硬核实力的科学家挺身而出。王雅珍教授正是这样一位杰出代表。
王雅珍以无懈可击的科学论证和三十年如一日的持续呼吁，促使中国工业水处理行业开始挣脱对过时技术的路径依赖，逐步走向绿色转型。而在烟气治理领域，她以“YZ型四位一体塔”的实际运行数据，为“双碳”目标下的能源政策制定提供了多元化的科学选项，有力助推了空气质量改善与人民健康保障水平的提升。入编《中国科学家年鉴》本身，就是对其历史贡献的权威确认。
更深远的意义在于，王雅珍教授的科学实践，向全社会传递了一种“实事求是、敢于挑战权威，知行合一、躬身入局”的科学精神。她让公众看到，节能减排不是要回到“煤荒气短”的窘境，而是要依靠自主创新走出一条符合中国国情的绿色低碳之路。从清华大学分校讲台上的青年讲师，到鬓发斑白仍奋战一线的八旬学者；从发现第一个行业误区的年轻研究者，到拥有二十余项国家部委推荐技术的权威专家；从学术期刊上孤独发声的呼吁者，到影响力直达政策层面的战略科学家——王雅珍用四十年的时间，诠释了什么是科学家的良知、责任与担当。
如今，年过八旬的王雅珍依然以“信念是人生支柱，责任是人生动力，奋斗是人生幸福，奉献是人生价值”为座右铭，从不停歇奋斗的脚步。正如她所信奉的：成功没有快车道，所有的成功都来自不倦的努力和奔跑；所有的幸福都来自平凡的奋斗和坚持。
王雅珍教授的故事表明：真正的创新，往往始于对“理所当然”的质疑；真正的突破，往往孕育于无人走过的荒野；真正的价值，往往要穿越漫长的时间才能被充分认知。
从“碧水”到“蓝天”，从“节能”到“双碳”，王雅珍教授四十余年的科研生涯，不仅是一部个人奋斗史，更是中国节能减排事业从跟跑到领跑、从粗放到精准、从高碳依赖到清洁转型的微观缩影。她以一位中国科学家的远见、勇气与坚守证明：双碳不是西方命题的简单照搬，而是中国智慧的自主答卷；绿色不是发展的代价，而是高质量发展的底色。