随着能源紧缺形势日益严峻,以纤维乙醇为代表的非粮生物质能源正在显露出其广阔的前景,并成为全世界新能源科技竞赛的前沿阵地。在这一领域,河南天冠企业集团有限公司(以下简称天冠集团)正在试图通过与生产紧密结合的研发模式摘下其桂冠。
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中钢协称铁矿石价格被操控 国资委：未来央企都成为上市公司 日本降级：经济或再失十年 中国扶贫基金会10年蜕变路 深圳违建“海上皇宫”换马甲重生 调控中前行的中国经济现状 天冠集团的前身是酒精(乙醇)生产厂家,也是我国历史最长的乙醇生产企业。作为最早提出发展燃料乙醇的企业,天冠集团拥有国内乃至国际上生物质能源行业规模最大的秸秆乙醇和工业沼气生产线,同时具备年产50万吨燃料乙醇和3万吨生物柴油的生产能力。
作为中国最早进行纤维素乙醇研制的机构之一,天冠集团建立了从研发到产业化全过程的创新链条,成为中国创新型企业的典范。与此同时,随着纤维乙醇的产业化研究和示范,该公司已经将创新延伸到了CO2降解塑料的产业化,全方位推动生物能源与循环经济的结合。
全过程研发链条
实验室力争突破非粮生物质能源规模化生产的原料、成本等瓶颈制约
近年来,河南省大力推动企业成为创新主体。以主导产业和高新技术产业的骨干企业为重点,加快建设和发展工程技术研究中心、企业技术中心等各类企业研发中心,而天冠集团就是其一。
2009年,河南省发改委批复天冠集团建设非粮生物质能综合开发利用河南省工程实验室。其主要目标是建立并完善非粮生物质能源研发体系,开发以纤维乙醇为代表的非粮生物质能源产业技术,解决生物质能源产业原料替代、工艺与装备、综合利用等共性技术问题。
同时,该实验室还力争为整个行业制定行业技术标准,突破非粮生物质能源规模化生产的原料、成本等瓶颈制约。
这几年,天冠集团连续5年的研发投入都超过了销售收入5%。集团相关负责人告诉记者,目前集团已经建成了国内最为完善的生物燃料从研发→中试→产业化示范全过程研发。拥有全过程研发链条,让产业需求快速反馈到研发环节,进而进行针对性研发,让天冠在各个产业难题上迅速突破。
与粮食乙醇不同,使用木质纤维素生产乙醇,面临诸多技术难题。比如,在将木质纤维原料分解为纤维素、半纤维素和木质素时,由于3者相互交织,形成复杂而难以降解的生物结构,这就使得其中任何一类成分的降解,必然会受到其他成分的制约,使未经处理的木质纤维素难以转化利用。
如果能够对木质纤维原料进行高效的预处理,一方面可以提高其转化效率,另一方面,通过减少纤维原料酶解过程中纤维素酶的用量,同样可以降低酶转化的生产成本,提高纤维素制乙醇的经济可行性。
在产业需求的倒逼下,天冠集团专门针对此问题进行自主研发。目前,其复合法(物理与化学法)预处理技术已经能够使纤维素利用率达到90%以上,有效解决了副产物抑制酵母生长代谢问题,糖醇转化率可达到理论值的85%。
此外,作为目前国内唯一实现纤维乙醇生产用纤维素酶自给的厂家,天冠集团选育的纤维素酶工业化菌种,具有高活性、低成本特点,基本适应了产业化生产。纤维乙醇经济可行性面临的最大技术难题——原料预处理环节成本过高方面,也取得了突破。目前,天冠吨纤维乙醇消耗原料6.5-7吨,生产成本得到进一步降低,目前约比粮食乙醇价格高20%。
循环经济促创新
氧化碳全降解塑料被认为是目前解决“白色污染”、实现二氧化碳资源化利用、石油替代最有效的途径之一
事实上,在掌握了生物能源的技术优势之后,生物化工正在成为天冠集团打造更长产业链的重中之重。而全过程的研发模式与全产业链生产相辅相成,形成了纵深两条线。
据介绍,在现有的生物能源基础上,天冠集团正在打造另一个产业链条——生物化工。生物乙醇和生物柴油两大生物能源产业链条原料均为非粮及农、林业废弃物,因此,可以通过工艺及技术的创新,实现整个炼制过程的资源最大化利用。
其中,生物能源产品包括纤维乙醇、非粮乙醇、生物柴油等,而生物化工则依托生物能源生产包括二氧化碳全降解塑料(简称“PPC”)及下游制品、碳酸二甲酯(以下简称“DMC”)、生物乙烯、乙二醇及下游制品等。
以天冠集团近年着力开发的二氧化碳全降解塑料为例,这一产品被认为是目前解决“白色污染”、实现二氧化碳资源化利用、石油替代最有效的途径之一。同时也是天冠集团扩展综合利用和精深加工,进军生物新材料产业的一个标志性项目。
上世纪90年代,天冠集团已经开始追踪和投资二氧化碳深加工利用的开发和研究,通过与该领域具备国际领先水平的中山大学联合,历经多年攻关,开发出了拥有多项自主知识产权的二氧化碳全降解塑料产品。该产品的机械性能、热稳定性、拉伸性能等方面可媲美一般塑料制品,在低温保鲜膜、一次性餐具、儿童玩具等市场都拥有不错的发展前景。
2009年10月,天冠集团年产10万吨全降解塑料项目工程开工,成为当前国内最大的用二氧化碳废气合成全降解塑料工程。该项目总投资9.6亿元,工期3年。1期年产2.5万吨生产线投产后,年可新增销售收人6亿元以上。项目全部投产后,年销售收入将达25.6亿元,同时每年可实现减排二氧化碳废气10万吨,具有显著的社会效益。(生物谷 bioon.com)
