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希望兩院院士作為科技界杰出代表,沖鋒在前、勇挑重擔,當好科技前沿的開拓者、重大任務的擔綱者、青年人才成長的引領者、科學家精神的示范者,為我國科技事業(yè)發(fā)展再立新功!
——習近平總書記在全國科技大會、國家科學技術獎勵大會、兩院院士大會上的講話
發(fā)揮國家戰(zhàn)略科技力量作用,弘揚科學家精神,引領工程科技創(chuàng)新,加快突破關鍵核心技術,強化國家高端智庫職能。
——習近平總書記在致中國工程院建院30周年賀信中作出的重要指示要求
閔恩澤:發(fā)展生物質燃料關鍵要重點突破
來源:二局科學道德辦公室   發(fā)表時間:2015-04-03
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來源:光明網 時間:2015-03-24 14:05

 

    發(fā)展生物質燃料關鍵要重點突破

 

    ——訪中國科學院、中國工程院院士閔恩澤

 

    現在,石油、天然氣等化石燃料供應緊張,且價格昂貴,人們尋找可替代能源的愿望日益強烈。生物質燃料以其在節(jié)能減排、綠色環(huán)保等方面的突出優(yōu)勢,成為能源界的新寵。

 

    目前國際上廣泛生產、利用的生物質燃料有哪些?它們有什么優(yōu)缺點?中國發(fā)展生物質燃料的前景如何?日前,中國科學院、中國工程院兩院院士,石油化工科學研究院高級顧問閔恩澤,接受記者專訪,介紹了生物質燃料的研究和應用情況。

 

    閔恩澤院士介紹,目前國內外研究、應用較多的幾種生物質燃料主要有秸稈乙醇汽油、甜菜生物質汽油、纖維素生物質汽油、生物柴油、第二代生物柴油、微藻生物柴油等。

 

    新型汽油需要“中外合作”

 

    含10%乙醇的秸稈乙醇汽油已在我國推廣應用。乙醇汽油與傳統(tǒng)汽油相比有很多優(yōu)點。比如它的辛烷值提高了、含氧多、燃燒充分,減少汽車尾氣一氧化碳排放35%以上、碳氫化合物排放15%以上。生物質生長過程,還能吸收二氧化碳。目前,已建有20萬噸/年以上、以非糧作物木薯為原料的工廠在生產燃料乙醇。

 

    美國能源部投資10億美元,發(fā)展以秸稈、農林固體廢棄物、城市生活廢棄物等多樣性纖維素為原料的秸稈乙醇工藝。他們采用基因改造的纖維素,尋找更好的酶制劑,建設高效率的生產廠。美國計劃,到2030年,秸稈乙醇供應達到美國汽油總量的30%,約1.9億立方米。預計秸稈乙醇生產成本降至0.53美元/升,低于石油汽油。

 

    發(fā)展秸稈乙醇前沿技術要立足已有每年萬噸工業(yè)規(guī)模工廠的基礎,與國外酶制劑公司合作,先實現工業(yè)化,再把規(guī)模擴大至10萬噸/年以上,推廣應用。大規(guī)模發(fā)展秸稈乙醇,原料是關鍵。要調研了解國內的原料供應情況,同時研發(fā)利用這些原料的生產技術。酶制劑是基礎,要組織研發(fā)具有自己特色的酶制劑。

 

    最新一代生物質車用汽油比乙醇汽油更有優(yōu)勢,比乙醇能量高,使用更經濟;不需要更新銷售系統(tǒng)和加油站;不需要調整改動機。以甜菜為原料的生物質汽油,生產工藝包括原料預處理、水相重整、堿催化聚合、加氫脫氧。2010年國外開始建設工業(yè)生產裝置。同時,國外也在大力研究以纖維素為原料的生物質汽油。纖維素比甜菜等原料來源廣泛、價廉。甜菜為原料,已被國外專利覆蓋,采用纖維素為原料,更有可能形成具有自主知識產權的技術。國內對纖維素生產生物質汽油的研發(fā)已經開展,并取得一定進展。因此,要重點突破,占領這一高科技發(fā)展前沿制高點。

 

    生物柴油大有可為

 

    生物柴油是動植物油脂通過與甲醇反應生產的清潔柴油,不含硫和芳烴,燃燒后不產生顆粒物和硫化物,不污染環(huán)境,同時十六烷值高。

 

    生物柴油是21世紀崛起的新興產業(yè),全世界生物柴油產能已在3000萬噸/年以上。目前,美國產能已發(fā)展到1093萬噸/年、歐盟為1300萬噸/年。國際上已經制定完善了生物柴油標準。這樣就保證了產品質量和運轉性能始終如一,發(fā)動機制造商也可以此為設計依據,增強用戶的信心。

 

    我國生物柴油總產能約150萬噸/年,近幾年產量30萬-50萬噸/年,大多以廢棄油脂為原料。中國海油建設在海南東方的6萬噸/年生物柴油裝置,采用中國石化的SRCA工藝,實現了清潔生產,調成B5在海南的加油站銷售。

 

    中國石化發(fā)展生物柴油產業(yè)有基礎。中國石化擁有完整的從小型到2000噸/年生物柴油中型試驗裝置;擁有生物柴油質量分析、模擬評定、臺架試驗裝置以及行車試驗的經驗;擁有世界一流的、處理廢棄油脂原料的生物柴油成套技術,還擁有處理木本植物油和微藻油原料的堿催化蒸餾工藝。此外,中國石化向科技部申請了“十二五”國家生物柴油重大支撐項目,中國石化咨詢公司受國家能源局委托,正編制我國生物柴油行業(yè)發(fā)展的指導意見,這些都對中國石化發(fā)展生物柴油提供了有力的支持。閔院士建議中國石化引領國內企業(yè)通力合作,形成新興產業(yè)。

 

    發(fā)展生物柴油,原料是關鍵。我國榨油廠酸化油類廢棄油脂總量較大。這類油脂的優(yōu)點是全年不分季節(jié)供應、價格便宜。另一來源是從馬來西亞和印尼進口棕櫚油廠的酸化油,其優(yōu)點是質量穩(wěn)定,加工生產生物柴油,享受國家相關優(yōu)惠政策后能贏利。動物油脂的來源豐富,包括屠宰廢料、制革廠的豬皮油等,一般價廉。這是目前尚未利用的新原料來源。

 

    在木本植物油方面,利用我國山地資源豐富的特點,開發(fā)麻風樹、黃連木等木本植物油,具有優(yōu)勢和特色。近期應調研了解現狀,研討如何加速發(fā)展,何時能提供大量原料。

 

    微藻也能“點綠成金”

 

    微藻是地球上最簡單的一種生物,卻可能成為世界上最復雜問題的解決方案。所以,世界各國政府均在大力支持研發(fā),企業(yè)也在大力研發(fā)。如美國就制定了微藻生物柴油路線圖,??松梨?009年投資6億美元開展微藻生物柴油的研發(fā)。微藻生物柴油可以減排二氧化碳,減少溫室效應;生產生物柴油,減少對石油的依賴;處理廢氣廢水,保護環(huán)境。微藻生物柴油技術被譽為“一石三鳥”的技術。

 

    微藻是光合效率最高的原始植物,比農作物的單位面積產率高出數十倍,是自然界中生長最快的植物。微藻可以生長在高鹽、高堿的水體中,可利用灘涂、鹽堿地、沙漠進行大規(guī)模培養(yǎng)。利用海水、鹽堿水、工業(yè)廢水等非農用水進行培養(yǎng),可以不與農作物爭地、爭水。微藻干細胞的含油量可高達70%,是最有前景的產油生物;微藻培養(yǎng)利用工業(yè)廢氣中的二氧化碳,可減少溫室氣體的排放,還可吸收工業(yè)廢氣中的氮氧化物,減少對環(huán)境的污染;生產微藻生物柴油的同時,還能生產藻餅,再加工成蛋白質、多糖、脂肪酸等高價值產品,降低微藻生物柴油的成本。

 

    但是,要大規(guī)模工業(yè)生產微藻生物柴油,還有漫長、艱險的道路要走。微藻生物柴油的生產是復雜的系統(tǒng)工程,涉及多學科、多專業(yè)的集成,投資巨大,目前生產成本遠遠高于石油柴油;大型化(幾萬噸/年)生產,尚未實現,大型成套技術缺乏;多個環(huán)節(jié)需要改善降低投資和生產成本;發(fā)展微藻生物柴油的同時需要二氧化碳、陽光、土地3種資源。

 

    要在微藻收集、濃縮、破壁、提油等方面取得重大突破,簡化流程、降低設備投資和生產成本。在微藻的培育方面,要利用基因工程來加以改造,在含油量和生成速度上要有重大突破,這是微藻生物柴油發(fā)展的基礎。目前世界均在大力研發(fā),這一期望有可能實現。

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