說到沙子,人們往往談之色變。沙塵暴給人們的生活和工作帶來諸多不便。畏沙、遠(yuǎn)沙、治沙的歷史由來已久,而科學(xué)用沙、變沙為寶的辦法卻仍需不懈的探索。
早在上世紀(jì)80年代,錢學(xué)森就提出了“沙產(chǎn)業(yè)”的概念,用高科技和新思維將不毛之地變?yōu)榱继镂滞。作為首批硅砂資源利用國家重點實驗室建設(shè)單位,北京仁創(chuàng)科技集團(tuán)(下稱“仁創(chuàng)”)董事長秦升益在接受《中國經(jīng)濟(jì)周刊》采訪時首先提出,“錢老提出的是農(nóng)業(yè)‘沙產(chǎn)業(yè)’概念,而仁創(chuàng)的‘砂產(chǎn)業(yè)’,按照時任科技部副部長程津培的說法,是工業(yè)型‘砂產(chǎn)業(yè)’”。
秦升益告訴記者,仁創(chuàng)的所有創(chuàng)新,幾乎都建立在將“沙”變成“砂”這種工業(yè)原料的基礎(chǔ)之上。記者在仁創(chuàng)展示廳看到了路面磚、家具、新型建材等諸多產(chǎn)品,它們功能不同,形態(tài)各異,但有一個共同特點——是沙子做的。
“這個時代人類社會主要面臨什么樣的難題呢?我認(rèn)為主要有四:一是水資源短缺,二是能源枯竭,三是沙漠化,四是全球氣候變暖。”由是,秦升益確立了其“砂產(chǎn)業(yè)”的四大方向:以沙治水,以沙增油,以沙治沙,以沙低碳。
以沙治水
目前,中國有300多個城市缺水,北京更是嚴(yán)重缺水,怎樣以沙治水呢?秦升益認(rèn)為有三條途徑:一是雨水收集利用,二是污水處理回收,三是海水淡化。
雨水收集利用,途徑之一就是在地面上鋪設(shè)砂基透水磚。這種由沙子燒制而成的磚,具有優(yōu)異的透水性,雨水能迅速下滲,不僅不會造成路面濕滑,而且還能通過配套實施實現(xiàn)雨水收集。
污水處理回收,秦升益用沙子做成膜(名為“生態(tài)砂基過濾膜”),替代現(xiàn)在常用的真空纖維膜。二者原理相同,孔徑0.1微米,只有水分子能通過,臟物質(zhì)通不過。但秦升益介紹說,真空纖維膜是高分子材料做成的,就像織布一樣織上去的,不僅成本高,而且工藝難度大、投資大、運(yùn)行費用高、壽命短;生態(tài)砂基過濾膜則是由沙子做成,成本低,消耗資源少,壽命也超過真空纖維膜。這項技術(shù)目前正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。
“第三項,海水淡化的處理,目前還在實驗室研究階段。”秦升益透露。
以沙增油
面對石油短缺,提高采油率成為對策之一。經(jīng)過多年采油后,全世界的油田普遍面臨兩大難題:第一,地下石油越來越難采;第二,因為油水共生,水比油跑得快,采出的石油含水量大,品相不高。
美國人解決了第一個問題。他們發(fā)明了一種陶粒,通過壓裂工藝,可以人造一條地縫,以便采油。但后一個難題始終未能解決。
秦升益和他的團(tuán)隊的發(fā)明,為后一個難題提供了一種解決路徑。秦升益把這個發(fā)明命名為“孚盛砂”,它不僅可以撐開一條地縫,而且透油不透水,這就大大提高了采油率。該產(chǎn)品已經(jīng)在大慶油田等各油田實際使用,平均單井日增油2.3噸,被專家稱為“石油開采業(yè)支撐劑的一場革命。”
這背后的故事是,2005年,仁創(chuàng)參加“2005建設(shè)節(jié)約型社會展覽會”,當(dāng)時,秦升益激動地對前來考察的國家領(lǐng)導(dǎo)人表態(tài):“要用磚到中東去換石油”。在回憶那段往事時,他告訴《中國經(jīng)濟(jì)周刊》:“我跟領(lǐng)導(dǎo)人承諾說,要用磚換石油,理論上是可行的,但實現(xiàn)起來則困難重重。”
有一次,在一份外文資料上,他終于找到了沙子與石油的契合點,于是,一個新產(chǎn)品出現(xiàn)了,它的學(xué)名叫“新型壓裂與防砂支撐劑”,也就是前面說的“孚盛砂”。
以沙治沙
以沙治沙最好的方法是讓沙漠變綠洲,這是人類的夢想,但實現(xiàn)起來卻極其困難。沙漠種植的最大難點是缺水,水滲透太快,耗水量大。
秦升益告訴《中國經(jīng)濟(jì)周刊》,目前,仁創(chuàng)正在與寧夏自治區(qū)科技廳合作,進(jìn)行示范研究,以解決沙漠種植的難題。
“第一解決水源問題;第二解決保持住水的問題”。秦升益向《中國經(jīng)濟(jì)周刊》解釋說,他們首先在沙漠上建立一個“隱形水庫”,四周鋪設(shè)經(jīng)過特殊處理的“砂墻”,黃河豐水期流入的水,就此被過濾、保鮮、儲存起來。在沙漠種植時,就可以把“隱形水庫”的水引來澆灌。
另外,他們還發(fā)明了一種“會呼吸的沙子”,只透氣,不透水。秦升益將其命名為“生泰透氣防滲砂”。在植物根部四周填埋上這種“會呼吸的沙子”,既保持水分,又可以通氣,促使植物健康成長。據(jù)介紹,這項技術(shù)可以節(jié)約70%的用水量,而且對一般農(nóng)作物而言,比常規(guī)方法增產(chǎn)40%。
在秦升益的設(shè)想里,沙漠里可以種植油料作物,既節(jié)約了耕地,又增加了能源,還將沙漠變成了綠洲,一舉三得。
以沙低碳