石化
我國(guó)生物質(zhì)運(yùn)輸燃料已研發(fā)多年，已有一定基礎(chǔ)，只要腳踏實(shí)地地前進(jìn)，就能取得工業(yè)化的進(jìn)展。
閔恩澤是我國(guó)著名的石油煉制催化劑專家。50多年前，年輕的閔恩澤埋頭于石油催化裂化研究中。最終，石油——那棕黑色可燃粘稠液體在他的“催化劑”下，變成了汽油、柴油等運(yùn)輸燃料。
隨著石油價(jià)格的上漲，我國(guó)作為石油大量進(jìn)口國(guó)面臨著較大的壓力。同時(shí)，減少二氧化碳排放、使用清潔燃料以減少汽車尾氣對(duì)空氣的污染等都是我國(guó)需要迫切應(yīng)對(duì)的問(wèn)題。
近日，在第二屆生物質(zhì)能源技術(shù)國(guó)際會(huì)議上，記者專門采訪了閔恩澤院士，詢問(wèn)他如何迎接這些挑戰(zhàn)。
生物柴油：原料供應(yīng)是關(guān)鍵
《科學(xué)時(shí)報(bào)》：我了解您近年在指導(dǎo)研發(fā)生物柴油，發(fā)展生物柴油的關(guān)鍵是什么？
閔恩澤：發(fā)展生物柴油的關(guān)鍵是是廉價(jià)、穩(wěn)定原料的供應(yīng)。世界各國(guó)均根據(jù)國(guó)情來(lái)選擇原料。歐盟采用雙低菜籽油，美國(guó)采用精制大豆油。我國(guó)人口眾多，食用油用量大，國(guó)家政策不允許使用菜籽油、花生油、大豆油等來(lái)做原料。當(dāng)前生物柴油廠普遍采用的是餐飲業(yè)廢油和榨油廠酸化油；同時(shí)大力發(fā)展木本油料植物，如麻瘋樹(shù)、黃連木等。由于木本植物的培育、成長(zhǎng)尚需要相當(dāng)?shù)臅r(shí)間，目前還不能大量供應(yīng)木本植物油。所以發(fā)展生物柴油，原料供應(yīng)是關(guān)鍵，我們要千方百計(jì)，擴(kuò)大生物柴油原料來(lái)源。
《科學(xué)時(shí)報(bào)》：我國(guó)生物柴油生產(chǎn)技術(shù)水平如何？
閔恩澤：世界各國(guó)均結(jié)合其原料的國(guó)情，開(kāi)發(fā)生物柴油技術(shù)。歐盟、美國(guó)采用精制原料油，采用堿催化酯交換工藝。我國(guó)由于采用餐飲業(yè)廢油等原料，其中含有大量的脂肪酸，中國(guó)石化開(kāi)發(fā)了亞臨界生物柴油生產(chǎn)的綠色工藝。中國(guó)海洋石油公司對(duì)國(guó)內(nèi)外生物柴油生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行調(diào)研后，選用了這一工藝。2010年在海南建成6萬(wàn)噸/年裝置投產(chǎn)。目前我們根據(jù)在海南運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步簡(jiǎn)化流程以降低投資和能耗，爭(zhēng)取先進(jìn)更先進(jìn)。
微藻生物柴油有三個(gè)難題
《科學(xué)時(shí)報(bào)》：為什么很多國(guó)家都看好微藻生物柴油，目前研發(fā)中存在哪些技術(shù)難題？
閔恩澤：微藻是光合效率最高的原始植物，與農(nóng)作物相比，單位面積的產(chǎn)率高，而且生長(zhǎng)快。微藻可以利用灘涂、鹽堿地等進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)。從微藻生產(chǎn)生物柴油，不用石油資源；利用發(fā)電廠煙氣中的二氧化碳，減少溫室氣體排放；微藻生物柴油也是清潔燃料，可以減少汽車尾氣對(duì)空氣的污染，被稱為是“一石三鳥”的技術(shù)。世界各國(guó)均在大力開(kāi)發(fā)，特別是美國(guó)，在2008年金融危機(jī)后更大力發(fā)展微藻生物柴油。美國(guó)政府從投資、信貸、稅收等方面制定政策來(lái)支持。
發(fā)展微藻生物柴油要攻克的技術(shù)難題是：它的生產(chǎn)路線很長(zhǎng)，成本貴，價(jià)格不能與石油柴油競(jìng)爭(zhēng)。生產(chǎn)微藻生物柴油，首先要篩選出富油微藻，然后在光生物反應(yīng)器中成長(zhǎng)；培育出來(lái)的微藻液，要收集、濃縮、壓榨、脫水、干燥后才能得到微藻，這個(gè)過(guò)程要消耗大量能量；最后微藻還要榨油，再加工才能得到生物柴油。
所以，可以看出其中有很多技術(shù)難題要攻克，才能降低生產(chǎn)成本，降低能耗。2008年美國(guó)能源部制訂了“微藻生物燃料技術(shù)路線圖”，長(zhǎng)達(dá)250多頁(yè)，提出了實(shí)現(xiàn)商業(yè)規(guī)模微藻生物柴油的戰(zhàn)略，也講了要攻關(guān)的難題，這也說(shuō)明微藻生物柴油要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化還有漫長(zhǎng)的道路要走。
《科學(xué)時(shí)報(bào)》：除技術(shù)難題外，發(fā)展微藻生物柴油是否還有其它障礙？
閔恩澤：當(dāng)然還有。預(yù)期我國(guó)2020年柴油需求量要達(dá)2.3~2.4億噸，所以我國(guó)微藻生物柴油產(chǎn)量至少要幾十萬(wàn)噸，最好上百萬(wàn)噸，這樣在減少石油進(jìn)口、減少溫室效應(yīng)、減少環(huán)境污染方面才能起到一些作用。
但在實(shí)現(xiàn)大型生產(chǎn)，把小試和中試成果放大時(shí)，還有困難。根本原因是培育微藻的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)是一個(gè)嶄新的體系，微藻具有可壓縮性，微藻濃度很低，缺乏這種體系放大的科學(xué)知識(shí)。
美國(guó)能源部可再生資源實(shí)驗(yàn)室即發(fā)現(xiàn)，在大規(guī)模養(yǎng)殖時(shí)均達(dá)不到實(shí)驗(yàn)室水平。2009年美國(guó)埃克森-美孚公司宣布投資6億美元開(kāi)發(fā)微藻生物柴油，要求科研不能只從試管到燒杯，要達(dá)到百萬(wàn)加侖以上的生產(chǎn)規(guī)模，預(yù)計(jì)5~10年后才開(kāi)始工業(yè)生產(chǎn)。從這些也可以看出技術(shù)放大時(shí)的難度。
生產(chǎn)微藻生物柴油同時(shí)需要二氧化碳、陽(yáng)光、土地三個(gè)資源，要同時(shí)具備這三個(gè)條件的地區(qū)有局限。要生產(chǎn)幾十萬(wàn)噸/年的微藻生物柴油，更要有大量的土地。所以我們需要在沿海的灘涂、沙漠等地區(qū)規(guī)劃好微藻生物柴油廠的建設(shè)。
生物質(zhì)汽油：要用更便宜的原料
《科學(xué)時(shí)報(bào)》：剛才我們談了生物柴油和微藻生物柴油，但是我國(guó)轎車普遍使用汽油，生物質(zhì)汽油在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀如何？
閔恩澤：我近年主要研究生物柴油，對(duì)于生物質(zhì)汽油了解不多，現(xiàn)在就我所知談?wù)劇?BR> 含10%乙醇的乙醇汽油已在我國(guó)多個(gè)省市推廣使用，其中所用的燃料乙醇，初期由陳化糧生產(chǎn)，現(xiàn)在已使用其他原料生產(chǎn)。廣西年產(chǎn)20萬(wàn)噸燃料乙醇的工廠，采用木薯為原料來(lái)生產(chǎn)，聽(tīng)說(shuō)規(guī)模已擴(kuò)大，可能在海南正建另一個(gè)廠。現(xiàn)在世界發(fā)展的趨勢(shì)，要用更便宜的原料，正大力開(kāi)發(fā)以秸稈為原料來(lái)生產(chǎn)燃料乙醇。美國(guó)能源部大量投資來(lái)開(kāi)發(fā)秸稈乙醇，2030年要代替美國(guó)30%的汽油，并且生產(chǎn)成本還要大幅度降低，才能經(jīng)濟(jì)地供用戶使用。同時(shí)還要擴(kuò)大原料的來(lái)源，不能只用農(nóng)作物的秸稈，還要能利用其他原料，如鋸木廠的碎塊、木屑，城市的纖維素廢棄物等。
我國(guó)有兩套以秸稈為原料的燃料乙醇工業(yè)示范裝置，一套規(guī)模只有每年500噸，另一套稍大一些，為3000噸。其中一套所用的酶制劑還是丹麥公司生產(chǎn)的，它在北京設(shè)有研發(fā)中心。所以我國(guó)要從秸稈大量生產(chǎn)燃料乙醇，要達(dá)到每年能供應(yīng)幾十萬(wàn)噸到幾百萬(wàn)噸，道路漫長(zhǎng)險(xiǎn)阻。
最近我看到一篇國(guó)外的報(bào)道，2010年3月殼牌合作開(kāi)發(fā)成功新一代生物質(zhì)汽油，已在工業(yè)示范裝置上運(yùn)轉(zhuǎn)成功。生物質(zhì)汽油比乙醇能量高，使用更經(jīng)濟(jì)，且不需更新銷售系統(tǒng)與加油站和調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)。目前殼牌正與國(guó)內(nèi)有關(guān)單位醞釀在中國(guó)建世界第一套工業(yè)裝置。這種新一代生物質(zhì)汽油是以甜菜為原料來(lái)生產(chǎn)的，我國(guó)有大量的甜高粱，應(yīng)該是更便宜的原料，木薯等作物也應(yīng)該能用。
《科學(xué)時(shí)報(bào)》：最后請(qǐng)您講一講我國(guó)生物質(zhì)運(yùn)輸燃料發(fā)展的前景。
閔恩澤：我國(guó)生物質(zhì)運(yùn)輸燃料已研發(fā)多年，已有一定基礎(chǔ)，只要一步、一步腳踏實(shí)地地前進(jìn)，就能取得工業(yè)化的進(jìn)展。在“十二五”期間，我期望有下列進(jìn)展：
（1）利用植物油脂生產(chǎn)生物柴油達(dá)到100萬(wàn)噸以上；
（2）微藻生物柴油建成工業(yè)示范裝置；
（3）新一代生物質(zhì)汽油建成工業(yè)示范裝置。
任重而道遠(yuǎn)，我相信我們大家一起努力，一定能達(dá)到這一目標(biāo)。科學(xué)時(shí)報(bào)
閔恩澤是我國(guó)著名的石油煉制催化劑專家。50多年前，年輕的閔恩澤埋頭于石油催化裂化研究中。最終，石油——那棕黑色可燃粘稠液體在他的“催化劑”下，變成了汽油、柴油等運(yùn)輸燃料。
隨著石油價(jià)格的上漲，我國(guó)作為石油大量進(jìn)口國(guó)面臨著較大的壓力。同時(shí)，減少二氧化碳排放、使用清潔燃料以減少汽車尾氣對(duì)空氣的污染等都是我國(guó)需要迫切應(yīng)對(duì)的問(wèn)題。
近日，在第二屆生物質(zhì)能源技術(shù)國(guó)際會(huì)議上，記者專門采訪了閔恩澤院士，詢問(wèn)他如何迎接這些挑戰(zhàn)。
生物柴油：原料供應(yīng)是關(guān)鍵
《科學(xué)時(shí)報(bào)》：我了解您近年在指導(dǎo)研發(fā)生物柴油，發(fā)展生物柴油的關(guān)鍵是什么？
閔恩澤：發(fā)展生物柴油的關(guān)鍵是是廉價(jià)、穩(wěn)定原料的供應(yīng)。世界各國(guó)均根據(jù)國(guó)情來(lái)選擇原料。歐盟采用雙低菜籽油，美國(guó)采用精制大豆油。我國(guó)人口眾多，食用油用量大，國(guó)家政策不允許使用菜籽油、花生油、大豆油等來(lái)做原料。當(dāng)前生物柴油廠普遍采用的是餐飲業(yè)廢油和榨油廠酸化油；同時(shí)大力發(fā)展木本油料植物，如麻瘋樹(shù)、黃連木等。由于木本植物的培育、成長(zhǎng)尚需要相當(dāng)?shù)臅r(shí)間，目前還不能大量供應(yīng)木本植物油。所以發(fā)展生物柴油，原料供應(yīng)是關(guān)鍵，我們要千方百計(jì)，擴(kuò)大生物柴油原料來(lái)源。
《科學(xué)時(shí)報(bào)》：我國(guó)生物柴油生產(chǎn)技術(shù)水平如何？
閔恩澤：世界各國(guó)均結(jié)合其原料的國(guó)情，開(kāi)發(fā)生物柴油技術(shù)。歐盟、美國(guó)采用精制原料油，采用堿催化酯交換工藝。我國(guó)由于采用餐飲業(yè)廢油等原料，其中含有大量的脂肪酸，中國(guó)石化開(kāi)發(fā)了亞臨界生物柴油生產(chǎn)的綠色工藝。中國(guó)海洋石油公司對(duì)國(guó)內(nèi)外生物柴油生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行調(diào)研后，選用了這一工藝。2010年在海南建成6萬(wàn)噸/年裝置投產(chǎn)。目前我們根據(jù)在海南運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步簡(jiǎn)化流程以降低投資和能耗，爭(zhēng)取先進(jìn)更先進(jìn)。
微藻生物柴油有三個(gè)難題
《科學(xué)時(shí)報(bào)》：為什么很多國(guó)家都看好微藻生物柴油，目前研發(fā)中存在哪些技術(shù)難題？
閔恩澤：微藻是光合效率最高的原始植物，與農(nóng)作物相比，單位面積的產(chǎn)率高，而且生長(zhǎng)快。微藻可以利用灘涂、鹽堿地等進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)。從微藻生產(chǎn)生物柴油，不用石油資源；利用發(fā)電廠煙氣中的二氧化碳，減少溫室氣體排放；微藻生物柴油也是清潔燃料，可以減少汽車尾氣對(duì)空氣的污染，被稱為是“一石三鳥”的技術(shù)。世界各國(guó)均在大力開(kāi)發(fā)，特別是美國(guó)，在2008年金融危機(jī)后更大力發(fā)展微藻生物柴油。美國(guó)政府從投資、信貸、稅收等方面制定政策來(lái)支持。
發(fā)展微藻生物柴油要攻克的技術(shù)難題是：它的生產(chǎn)路線很長(zhǎng)，成本貴，價(jià)格不能與石油柴油競(jìng)爭(zhēng)。生產(chǎn)微藻生物柴油，首先要篩選出富油微藻，然后在光生物反應(yīng)器中成長(zhǎng)；培育出來(lái)的微藻液，要收集、濃縮、壓榨、脫水、干燥后才能得到微藻，這個(gè)過(guò)程要消耗大量能量；最后微藻還要榨油，再加工才能得到生物柴油。
所以，可以看出其中有很多技術(shù)難題要攻克，才能降低生產(chǎn)成本，降低能耗。2008年美國(guó)能源部制訂了“微藻生物燃料技術(shù)路線圖”，長(zhǎng)達(dá)250多頁(yè)，提出了實(shí)現(xiàn)商業(yè)規(guī)模微藻生物柴油的戰(zhàn)略，也講了要攻關(guān)的難題，這也說(shuō)明微藻生物柴油要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化還有漫長(zhǎng)的道路要走。
《科學(xué)時(shí)報(bào)》：除技術(shù)難題外，發(fā)展微藻生物柴油是否還有其它障礙？
閔恩澤：當(dāng)然還有。預(yù)期我國(guó)2020年柴油需求量要達(dá)2.3~2.4億噸，所以我國(guó)微藻生物柴油產(chǎn)量至少要幾十萬(wàn)噸，最好上百萬(wàn)噸，這樣在減少石油進(jìn)口、減少溫室效應(yīng)、減少環(huán)境污染方面才能起到一些作用。
但在實(shí)現(xiàn)大型生產(chǎn)，把小試和中試成果放大時(shí)，還有困難。根本原因是培育微藻的光生物反應(yīng)器系統(tǒng)是一個(gè)嶄新的體系，微藻具有可壓縮性，微藻濃度很低，缺乏這種體系放大的科學(xué)知識(shí)。
美國(guó)能源部可再生資源實(shí)驗(yàn)室即發(fā)現(xiàn)，在大規(guī)模養(yǎng)殖時(shí)均達(dá)不到實(shí)驗(yàn)室水平。2009年美國(guó)埃克森-美孚公司宣布投資6億美元開(kāi)發(fā)微藻生物柴油，要求科研不能只從試管到燒杯，要達(dá)到百萬(wàn)加侖以上的生產(chǎn)規(guī)模，預(yù)計(jì)5~10年后才開(kāi)始工業(yè)生產(chǎn)。從這些也可以看出技術(shù)放大時(shí)的難度。
生產(chǎn)微藻生物柴油同時(shí)需要二氧化碳、陽(yáng)光、土地三個(gè)資源，要同時(shí)具備這三個(gè)條件的地區(qū)有局限。要生產(chǎn)幾十萬(wàn)噸/年的微藻生物柴油，更要有大量的土地。所以我們需要在沿海的灘涂、沙漠等地區(qū)規(guī)劃好微藻生物柴油廠的建設(shè)。
生物質(zhì)汽油：要用更便宜的原料
《科學(xué)時(shí)報(bào)》：剛才我們談了生物柴油和微藻生物柴油，但是我國(guó)轎車普遍使用汽油，生物質(zhì)汽油在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀如何？
閔恩澤：我近年主要研究生物柴油，對(duì)于生物質(zhì)汽油了解不多，現(xiàn)在就我所知談?wù)劇?BR> 含10%乙醇的乙醇汽油已在我國(guó)多個(gè)省市推廣使用，其中所用的燃料乙醇，初期由陳化糧生產(chǎn)，現(xiàn)在已使用其他原料生產(chǎn)。廣西年產(chǎn)20萬(wàn)噸燃料乙醇的工廠，采用木薯為原料來(lái)生產(chǎn)，聽(tīng)說(shuō)規(guī)模已擴(kuò)大，可能在海南正建另一個(gè)廠。現(xiàn)在世界發(fā)展的趨勢(shì)，要用更便宜的原料，正大力開(kāi)發(fā)以秸稈為原料來(lái)生產(chǎn)燃料乙醇。美國(guó)能源部大量投資來(lái)開(kāi)發(fā)秸稈乙醇，2030年要代替美國(guó)30%的汽油，并且生產(chǎn)成本還要大幅度降低，才能經(jīng)濟(jì)地供用戶使用。同時(shí)還要擴(kuò)大原料的來(lái)源，不能只用農(nóng)作物的秸稈，還要能利用其他原料，如鋸木廠的碎塊、木屑，城市的纖維素廢棄物等。
我國(guó)有兩套以秸稈為原料的燃料乙醇工業(yè)示范裝置，一套規(guī)模只有每年500噸，另一套稍大一些，為3000噸。其中一套所用的酶制劑還是丹麥公司生產(chǎn)的，它在北京設(shè)有研發(fā)中心。所以我國(guó)要從秸稈大量生產(chǎn)燃料乙醇，要達(dá)到每年能供應(yīng)幾十萬(wàn)噸到幾百萬(wàn)噸，道路漫長(zhǎng)險(xiǎn)阻。
最近我看到一篇國(guó)外的報(bào)道，2010年3月殼牌合作開(kāi)發(fā)成功新一代生物質(zhì)汽油，已在工業(yè)示范裝置上運(yùn)轉(zhuǎn)成功。生物質(zhì)汽油比乙醇能量高，使用更經(jīng)濟(jì)，且不需更新銷售系統(tǒng)與加油站和調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)。目前殼牌正與國(guó)內(nèi)有關(guān)單位醞釀在中國(guó)建世界第一套工業(yè)裝置。這種新一代生物質(zhì)汽油是以甜菜為原料來(lái)生產(chǎn)的，我國(guó)有大量的甜高粱，應(yīng)該是更便宜的原料，木薯等作物也應(yīng)該能用。
《科學(xué)時(shí)報(bào)》：最后請(qǐng)您講一講我國(guó)生物質(zhì)運(yùn)輸燃料發(fā)展的前景。
閔恩澤：我國(guó)生物質(zhì)運(yùn)輸燃料已研發(fā)多年，已有一定基礎(chǔ)，只要一步、一步腳踏實(shí)地地前進(jìn)，就能取得工業(yè)化的進(jìn)展。在“十二五”期間，我期望有下列進(jìn)展：
（1）利用植物油脂生產(chǎn)生物柴油達(dá)到100萬(wàn)噸以上；
（2）微藻生物柴油建成工業(yè)示范裝置；
（3）新一代生物質(zhì)汽油建成工業(yè)示范裝置。
任重而道遠(yuǎn)，我相信我們大家一起努力，一定能達(dá)到這一目標(biāo)。科學(xué)時(shí)報(bào)
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（苒兒）