□ 文/張紹波
天津大學(xué)石化中心的科研團隊經(jīng)過16年的艱苦努力,終于在生物質(zhì)乙醇生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)方面實現(xiàn)重要突破—他們研發(fā)的“薯類原料酒精生產(chǎn)方法”等專利技術(shù)群形成了我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的成套技術(shù),使我國非糧生物乙醇技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為可再生的“地上石油”。如能全面利用,產(chǎn)生的油氣當(dāng)量相當(dāng)于再造了一個大慶油田。
研發(fā)可再生的替代資源技術(shù)是國家重大戰(zhàn)略需求。面對石油這種不可再生能源,研發(fā)可再生能源以替代石油,對任何一個國家都意義重大。目前,世界各國都把生物乙醇的資源化利用和生產(chǎn)纖維素乙醇作為科技重點。纖維素乙醇被稱為新一代生物質(zhì)能源,其生產(chǎn)技術(shù)是利用地球上廣泛存在的纖維素生物原料生產(chǎn)清潔的能源。
不與人爭糧,不與糧爭地,是我國的基本國情。這項技術(shù),就是屬非糧生物質(zhì)能源技術(shù)領(lǐng)域。木薯是國家指定的工業(yè)原料,特點是食用價值不高但生長快、產(chǎn)量大,在我國南方普遍種植,是很有前景的‘能源作物’。天津大學(xué)石化中心選擇將木薯作為“礦藏”進(jìn)行開發(fā),實現(xiàn)了木薯燃料乙醇的關(guān)鍵技術(shù)的突破和創(chuàng)新,2007年成功開發(fā)了以薯類為原料的燃料乙醇的成套生產(chǎn)技術(shù),并采用該技術(shù)建成目前世界上規(guī)模最大的非糧燃料乙醇生產(chǎn)裝置——廣西中糧年產(chǎn)20萬噸木薯燃料乙醇生產(chǎn)裝置,生產(chǎn)出的車用乙醇汽油得到中國石化、中國石油等用戶的認(rèn)可,結(jié)束了外國公司壟斷中國燃料乙醇市場的歷史。2011年“木薯非糧燃料乙醇成套技術(shù)及工程應(yīng)用”項目榮獲國家科技進(jìn)步二等獎,最終形成以“薯類原料酒精生產(chǎn)方法”為核心、20多項技術(shù)專利組成的“專利群”,獲國家及省部級科技獎勵10余項,使我國在木薯非糧生物質(zhì)能源技術(shù)領(lǐng)域達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。
木薯非糧原料不與糧爭地,經(jīng)濟上可行,在我國廣西、廣東、海南等地可以大規(guī)模種植。但傳統(tǒng)薯類食用酒精企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小,生產(chǎn)不穩(wěn)定,污染嚴(yán)重,作為燃料凈能量產(chǎn)出比為負(fù)值,沒有成熟的大規(guī)模薯類燃料酒精成套生產(chǎn)技術(shù),不能滿足我國木薯燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。這一技術(shù)是針對大規(guī)模木薯燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)存在的技術(shù)瓶頸,依托玉米、小麥等傳統(tǒng)糧食乙醇生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)過程中的積累及基礎(chǔ)研究成果,運用發(fā)酵過程調(diào)控機制、計算機流程模擬與優(yōu)化、計算流體力學(xué)、熱網(wǎng)絡(luò)合成與優(yōu)化等多學(xué)科理論與方法,重點突破原料前處理、木薯同步糖化濃醪發(fā)酵、復(fù)雜流程熱網(wǎng)絡(luò)合成與優(yōu)化、與精餾系統(tǒng)耦合的變壓吸附脫水及廢醪液資源化利用等關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)了木薯燃料乙醇關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)的突破和創(chuàng)新。
這種技術(shù),不僅可以將非糧生物質(zhì)能源用作制造汽油進(jìn)行“能源化利用”,還可以生產(chǎn)出乙烯及各種下游化工產(chǎn)品,從而實現(xiàn)“資源化”利用。去年10月份,采用該“專利群”技術(shù)的全球首條生物質(zhì)制取聚乙烯醇生產(chǎn)線全流程在廣西貫通,在世界上首次形成了完整的綠色化工循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈。
可再生“地上石油”在我國前景樂觀。我國生物質(zhì)資源十分豐富,每年僅農(nóng)作物秸稈就產(chǎn)生7億多噸,如果50%的秸稈被利用于生物質(zhì)能源領(lǐng)域,生產(chǎn)的油氣當(dāng)量可達(dá)5000萬噸,相當(dāng)于再造了一個大慶油田。為此,基于石油資源的不可再生性,發(fā)展生物質(zhì)能源技術(shù)特別是非糧生物質(zhì)能源技術(shù)有望成為破解石油資源困局之路,對于我國和世界能源生產(chǎn)及利用都有著重大意義。