生物科技开启碳的革命

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  演讲者:邸姗姗
  推荐单位:北京金属学会
  谈到雾霾,大家都不陌生,相信我们在座的每个人都被雾霾困扰过,它对人类生存和发展已经造成了严峻威胁。能源结构不合理、工业生产及汽车尾气排放等因素都是造成雾霾天气的主要原因。
  2017年10月,党的十九大报告提出:“推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系等措施是保护生态环境,建设美丽中国的重要任务。 ”2018年5月,习近平总书记在全国生态环境保护大会上指出:“要像保护眼睛一样保护生态环境,像对待生命一样对待生态环境。”由此来看,根治大气污染,势在必行。
  通常来讲,传统的工业尾气处理,主要是通过燃烧和发电等方式对其热量进行利用,但能源利用率并不高,并且排放物会造成一定程度上的环境问题。而今天我要为大家展示的首钢朗泽通过生物科技,将工业尾气转换为燃料乙醇技术,就另辟蹊径,彻底打破了传统的技术工艺。它从基础元素碳入手,通过微生物发酵,将废弃物中的碳资源直接转化为清洁能源,从而达到对工业尾气高效利用的目的。该技术在治理区域雾霾、补充清洁能源、保护生态环境等方面起到积极的促进作用。首钢朗泽公司践行十九大精神,用生物科技开启了碳捕捉、碳利用的革命征程。
  那现在我们就来体验一下,将不可控制的气体碳源转变成易储存的液体能源,是怎样一种奇幻之旅。
  首先,来自外界的工业尾气通过管道输送进入厂区,加压后进入气体预处理系统,经脱硫、脱氧后被送入发酵罐,发酵工段我们引进专利菌种,生物菌以工业尾气中的一氧化碳为食,发酵后产生富含乙醇的混合液,我们将此称为醪液。从发酵工段过来的醪液依次经过蒸馏脱水、蛋白分离燃料乙醇和污水处理系统,最终得到液态燃料乙醇、固态蛋白饲料、气态压缩天然气三种产品。首钢朗泽的技术创新化腐朽为神奇,完美诠释了创新、协调、绿色、开放、共享五大发展理念。
  这项技术最早起源于新西兰,2011年11月由首钢集团率先引进中国,与新西兰唐明集团、美国朗泽科技合资成立了北京首钢朗泽新能源科技有限公司。自2012年起,首钢朗泽建设了全球首套300吨规模的中试装置并開始进行研发转化,历时近7年,经过18轮试验,首钢朗泽团队披荆斩棘、矢志不渝,荣获专利20余项,成功完成了全流程工艺技术集成系统,为商业化项目的建设打下坚实的基础。2016年8月,全球第一家利用钢铁尾气制燃料乙醇的商业化工厂——河北首朗破土动工,2017年底完成主体建设,2018年初开始单机调试,5月16日T1生产线调试成功,顺利产出合格产品燃料乙醇。让这项对人类有着巨大贡献的革命性技术从幕后走到人前。
  那么它价值何在呢,我们可以从以下三个方面进行剖析。
  一、经济价值。工业尾气制燃料乙醇的综合成本比传统原料(玉米、木薯等)降低30%以上,与燃烧发电项目相比,产品价值提高2.5倍,经济效益显著。
  二、社会价值。工业尾气生产乙醇与传统发电工艺相比,能源利用率提高50%,CO2减排30%,颗粒物和氮氧化物减排67%。更为重要的是,生产出的燃料乙醇是一种清洁能源,可对汽油进行添加并替代,从而不仅可以直接减少化石能源的消耗,而且能够使CO2再次减排30%~35%。环保效果显著。
  三、科技价值。生物发酵制乙醇的科技价值体现在它的快速复制性。有了河北首朗公司成功运行的示范,该技术就能以京津冀为中心向周边快速推广并复制,形成规模化和区域化效应。不仅可以大量减少污染物排放,而且有利于解决我国燃料乙醇产能不足的问题,市场前景巨大。
  生物发酵制燃料乙醇技术将无机碳转化为有机碳;将废弃的碳转化为有价值的碳;将不可储存的碳转化为可储存的碳,真正实现了碳捕捉、碳循环、碳利用的革命性突破。
  更加神奇的是,生物发酵制燃料乙醇的原料不单纯局限于钢铁工业尾气,还可以拓宽到石化炼油、电力、电石等项目的工业尾气,进一步延伸到处理城市垃圾和秸秆废弃物。值得关注的是,以秸秆为原料来生产燃料乙醇,不仅能够解决秸秆燃烧引发的空气污染问题,还可以解决秸秆还田导致的土壤板结问题,同时,增加农民收入,拉动农村经济,对打赢脱贫攻坚战将产生极为深远的意义。
  按照未来产业发展规划,在全球首套大工业装置成功运行的基础上,生物发酵制燃料乙醇技术可在京津冀、华东、西北、东北、华南地区推广复制,在替代大量原油进口的基础上,减少二氧化碳、颗粒物、氮氧化合物的排放,高效清洁、绿色低碳,整个项目对补充清洁能源、治理大气污染,将起到举足轻重的作用。
  有人类存在就需要碳,需要乙醇,未来通过科技的不断创新,首钢朗泽在目前三种产品的基础上会创造出越来越多的新产品,如飞机所使用的航空煤油,日常用到的矿泉水瓶、包装盒等,涉及清洁能源、化工原料、日产用品、农林畜牧等多个领域范畴,以此形成完整的产业链,为创造人类美好生活,竭尽所能。
  绿水青山,美丽中国。日前国务院印发了《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,倡导全社会同呼吸共奋斗。未来,首钢朗泽团队会一如既往,不辱使命,不负重托,将生物发酵制燃料乙醇技术壮大推广,为治理大气污染、保护碧水蓝天,筑梦起航!
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