——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
秸稈制航空燃油技術(shù)中試項(xiàng)目奠基儀式。
秸稈生產(chǎn)生物航油技術(shù)路線圖。
日前,年產(chǎn)1000噸生物航油,年處理玉米秸稈、玉米芯混合料12000噸的秸稈制生物航空燃油千噸級(jí)中試項(xiàng)目在哈爾濱生物航油建設(shè)基地開(kāi)工奠基。據(jù)了解,此次秸稈制航空燃油技術(shù)中試項(xiàng)目致力于實(shí)現(xiàn)我國(guó)生物質(zhì)水相催化合成生物航空燃油的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)目標(biāo),有效激活黑龍江省生物質(zhì)領(lǐng)域的產(chǎn)學(xué)研多方資源,實(shí)現(xiàn)科技成果的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。
以上成績(jī)的取得,與中科院廣州能源所“十三五”期間堅(jiān)持不懈踐行“三個(gè)面向、四個(gè)率先”有著密不可分的關(guān)系。正因有了“瞄準(zhǔn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)”的信念,研究所才樹(shù)立起在生物質(zhì)能源高值化轉(zhuǎn)化與規(guī)?;蒙先〉弥卮笸黄频臎Q心,最終一舉實(shí)現(xiàn)了黑龍江省依靠自身發(fā)展秸稈高值化利用的夢(mèng)想。
歷經(jīng)周折,堅(jiān)定前行
中科院廣州能源所近年來(lái)在所長(zhǎng)馬隆龍研究員的帶領(lǐng)和努力下,以重點(diǎn)攻克國(guó)家重大技術(shù)需求的瓶頸問(wèn)題為自身奮斗目標(biāo),并全身心投入到了我國(guó)的新能源與可再生能源技術(shù)發(fā)展上。
談到自己和團(tuán)隊(duì)歷時(shí)8年取得的秸稈制航空燃油技術(shù)成果,作為國(guó)家“863”計(jì)劃“農(nóng)林生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化技術(shù)”主題專家組成員的馬隆龍回憶起技術(shù)攻關(guān)的這些年,感慨良多。
他向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》坦言,一切前沿技術(shù)都不是一蹴而就完成的?!巴苿?dòng)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步需要的是堅(jiān)韌不拔的毅力,不積跬步無(wú)以至千里?!睘槿婀タ宋覈?guó)秸稈制備航空燃油技術(shù)難關(guān),使我國(guó)生物航油技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平,廣州能源所的科研人員經(jīng)歷了太多的考驗(yàn)。
眾所周知,秸稈制備航空燃油技術(shù)是基于生物質(zhì)制備燃料技術(shù)發(fā)展而來(lái),而如何將生物質(zhì)中的五碳糖和六碳糖進(jìn)行高效利用,一直是團(tuán)隊(duì)研究的難點(diǎn)問(wèn)題,他們也曾在這個(gè)問(wèn)題上徘徊不前。
“在確立目標(biāo)產(chǎn)品后,我們通過(guò)仔細(xì)分析航空燃料的組成特點(diǎn),更深刻地認(rèn)識(shí)到了異構(gòu)烴和環(huán)烷烴在航空燃料中的作用。”馬隆龍介紹,團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地提出了利用分子調(diào)控,定向合成航空燃料前驅(qū)物這一重要調(diào)控方法?!耙?yàn)檫@一調(diào)控方法能夠有效地利用秸稈中的纖維素和半纖維素組分,從而實(shí)現(xiàn)全糖利用這一目標(biāo),大大提高了航油的獲得率?!?/p>
據(jù)介紹,這一方法還能有效避免使用昂貴的有機(jī)溶劑,大大降低了成本。
打通了技術(shù)路線,團(tuán)隊(duì)又在中試放大過(guò)程中遭遇了挫折。“因前驅(qū)物濃度過(guò)低,出現(xiàn)了提濃的能耗和成本過(guò)高問(wèn)題?!?/p>
為此,馬隆龍團(tuán)隊(duì)在全面審視現(xiàn)有環(huán)節(jié)諸因素的合理性過(guò)程中,再次提出了低濃度下以直接縮合取代凈化提濃的新策略,為團(tuán)隊(duì)重新調(diào)整了航向。
功夫不負(fù)有心人。團(tuán)隊(duì)最終在全面分析了低濃度前驅(qū)物溶液的特點(diǎn),并在極短時(shí)間內(nèi)開(kāi)展大量的實(shí)驗(yàn)研究后,最終確定了一條切實(shí)可行的反應(yīng)路徑,確保了在低濃度條件下,不需過(guò)多凈化提濃步驟,即可實(shí)現(xiàn)縮合產(chǎn)物直接形成固相與水相分離的辦法。據(jù)馬隆龍介紹,這一技術(shù)的攻關(guān)完成,極大地降低了整個(gè)技術(shù)工藝的能耗及成本。
實(shí)現(xiàn)“雙減”,意義重大
在國(guó)家“973”計(jì)劃、科技支撐、國(guó)際合作、國(guó)家基金和中科院等項(xiàng)目的持續(xù)資助下,馬隆龍率領(lǐng)廣州能源所科研團(tuán)隊(duì)在木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)原料合成生物航油核心技術(shù)上所取得的重大突破,經(jīng)權(quán)威鑒定,技術(shù)整體處于國(guó)際領(lǐng)先水平。
毋庸置疑,航空業(yè)對(duì)全球氣候變化及空氣質(zhì)量產(chǎn)生了巨大的影響,國(guó)內(nèi)外競(jìng)相發(fā)展航空節(jié)能減排技術(shù),而生物航空燃油的替代使用是目前能在民航業(yè)大幅實(shí)現(xiàn)減排的有效措施。
據(jù)馬隆龍介紹,秸稈制航空燃油技術(shù)首創(chuàng)了獨(dú)具特色的生物質(zhì)水相催化合成生物航空燃油新工藝,具有反應(yīng)步驟短、效率高和全組分綜合利用等優(yōu)勢(shì)。作為在生物航油領(lǐng)域具有高度創(chuàng)新性的技術(shù),該技術(shù)是國(guó)家能源戰(zhàn)略的重要技術(shù)儲(chǔ)備,社會(huì)意義頗大。
目前,該技術(shù)已成為我國(guó)農(nóng)林纖維類資源綜合利用該領(lǐng)域的顛覆性技術(shù),為我國(guó)秸稈類農(nóng)林廢棄物的高值化利用提供了新途徑。更為重要的是,項(xiàng)目符合國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略,是國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)和扶持的行業(yè),具有國(guó)家戰(zhàn)略意義。
“采用秸稈作為原材料,產(chǎn)業(yè)鏈全過(guò)程減排效果十分明顯。技術(shù)既能實(shí)現(xiàn)從源頭控制面源污染,又可在使用終端實(shí)現(xiàn)低碳減排的‘雙減’目標(biāo)?!瘪R隆龍對(duì)此高度自信。他指出,之前,秸稈等農(nóng)林業(yè)廢棄物是我國(guó)面源污染的源頭之一,通過(guò)該技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物秸稈的綜合利用,有助于從源頭控制秸稈的面源污染,減少田頭焚燒導(dǎo)致的霧霾,同時(shí)還將成為航空碳稅及航空節(jié)能減排的可行方案。
跨越發(fā)展,產(chǎn)業(yè)先行
如今,馬隆龍通過(guò)本技術(shù)路線與國(guó)際上主要依賴于植物油脂,包括廢棄油脂等制備生物航油的傳統(tǒng)路徑對(duì)比發(fā)現(xiàn),此技術(shù)路線產(chǎn)品組分更接近于石油基航油,具有與石化航油近乎相同的理化性質(zhì),而且技術(shù)的直接成本僅有目前流行的油脂生物燃油的40%,具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),且碳減排效果更好,是理想的航油替代品。
“技術(shù)將基于前期已建成的國(guó)內(nèi)外首套百噸級(jí)木質(zhì)纖維素生物航油中試系統(tǒng)成功運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)生物航空燃油生產(chǎn)的整個(gè)工藝流程的連續(xù)化生產(chǎn)?!瘪R隆龍預(yù)測(cè),未來(lái)技術(shù)要想實(shí)現(xiàn)真正的產(chǎn)業(yè)化,他們還需要做一系列的準(zhǔn)備工作:
“從技術(shù)層面上,技術(shù)的油品還需要經(jīng)過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證性能,并通過(guò)適航認(rèn)證,才能獲得準(zhǔn)入航油市場(chǎng)的資格和憑證?!贝送猓诮?jīng)濟(jì)性層面上,由于目前世界原油價(jià)格處于低位,對(duì)新能源和可再生能源的發(fā)展沖擊很大,因此,馬隆龍呼吁該技術(shù)在產(chǎn)業(yè)化初期還需要國(guó)家層面的鼓勵(lì)政策和大力支持,包括處理秸稈的補(bǔ)貼,以及產(chǎn)出替代石化航油后的價(jià)格補(bǔ)貼等。
馬隆龍認(rèn)為,這就類似于國(guó)家對(duì)生物質(zhì)發(fā)電和生物乙醇的補(bǔ)貼。而只有這樣,才能使生物航空煤油產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用穩(wěn)步推進(jìn),并逐漸形成適應(yīng)自身發(fā)展的商業(yè)模式?!白罱K真正推動(dòng)我國(guó)生物航油產(chǎn)業(yè)的跨越發(fā)展提供支撐和保障,實(shí)現(xiàn)我國(guó)航空碳減排并改善生態(tài)環(huán)境。”
馬隆龍介紹,“十三五”期間,研究所將貫徹落實(shí)“率先行動(dòng)”計(jì)劃,繼續(xù)在生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化與規(guī)?;咧道谩⒎植际娇稍偕茉炊嗄芑パa(bǔ)獨(dú)立系統(tǒng)以及天然氣水合物基礎(chǔ)物性和開(kāi)采綜合利用3個(gè)關(guān)鍵技術(shù)方向上實(shí)現(xiàn)重大突破,并在太陽(yáng)能光熱光電材料開(kāi)發(fā)技術(shù)、先進(jìn)能源材料開(kāi)發(fā)技術(shù)、儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用示范、可再生能源利用過(guò)程節(jié)能環(huán)保關(guān)鍵技術(shù)、能源戰(zhàn)略及低碳發(fā)展5個(gè)重點(diǎn)培育方向上取得重大進(jìn)展,努力把全所科技創(chuàng)新和各項(xiàng)工作推上新臺(tái)階。
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