——记新能源战役中新的生产力

迫在眉睫的能源问题

随着我国经济的较快发展和工业化、城镇化进程的加快，对能源尤其是石油的需求激增。因人们毫无节制的使用自然界中的化石能源，能源危机已经逐渐加重笼罩我国。为了我国经济的可持续发展、社会的进步以及能源的战略安全，规模化发展新能源已迫在眉睫。由于液体油具有流动性、高储能性及易燃性，使石油在能源领域独领风骚！然而，能否使石油“再生”？科学工作者能否利用可再生资源制备出石油，已成为创新研究的焦点和迫切需要解决的难题。石油主要由碳、氢元素组成。在可再生资源中，生物质是唯一具有丰富碳、氢元素，有望制备出石油的资源。

2007年7月2日，中央电视台新闻联播中报道了“中科院专家近日成功利用稻草、落叶、秸秆合成出高品位内燃机燃油”的消息。时隔三年有余，这一科研成果能否实现规模化和产业化发展？近日，笔者走进建立在天津的植物基合成油、气示范基地，参观了千吨/年的示范装置；采访了中国科学院理化技术研究所杨正宇研究员为首的研究团队和工程队伍。

初显成效的生物质（植物基）合成燃油燃气试验

中科院理化技术研究所杨正宇研究员领衔的研究组及工程研发队伍，在“十五”国家863计划、中科院创新工程重要方向性先期启动课题及社会投资的支持下，先后开展了生物质直接合成碳氢燃油的小试和中试研究，突破并优化了系统技术，研制出了成套设备，终于开发出了把生物质直接转化为轻质石油的具有自主知识产权的整套工艺路线。

笔者见到，植物（杨树叶）经粉碎，加入催化剂混合后直接进入反应装置，经过近30分钟，同时产出三种产品，并被分别分离出来。

1）燃气沿管道输送到储气罐，再经降压送至灶具，继而点燃（见图一：燃气燃烧状况照片），燃气不仅可供灶具使用，也可供热水气使用（见图二：热水器使用效果照片）；

图一

图二

　　2）燃油(成分与石油相似)经冷凝被分离出来，用石棉绳蘸取油液便可点燃（见图三：燃油燃烧照片）；

图三

　　3）生物质炭被输送至排渣罐，可连续排放，排放的生物质炭可被挤压成型（见图四：生物质炭型煤照片），并被送入反应加热炉内燃烧（见图五：生物质炭加热炉内燃烧照片）。

图四

图五

杨正宇研究员介绍，燃气的热值>16MJ/kg,燃油的热值>42MJ/Nm3，生物质炭的热值>22MJ/kg（相当5000多大卡的煤）。燃油中的柴油馏分与市售0号柴油成分基本相同（见图六：气质联用分析仪分析结果图）。加热炉中所用的是产物之一的生物质炭，利用产出的总生物质炭的三分之二就可满足工艺自身的热源需求。整个过程中不消耗化石能源，实现了热能的自给利用，降低了生产成本。植物基合成油、气联产生物质炭技术实现了生物质的直接脱氧液化；实现了生物质内碳、氢、氧元素的重组以及固体（生物质炭）、液体（轻质石油）、气体（石油燃气及炼化产生的燃气）三相产物的一步法合成与分离；实现了生物质能量的高效洁净转化。气、固、液三相产物均为能源物质，可综合利用，为技术经济的可行性奠定了基础；同时生物质中的硫含量极少，因此无有害气体、液体排放，整套工艺绿色环保。

图六

　　目前，该工艺已实验了上百种陆生和水生植物，包括稻草、麦秸、棉花秧、大豆秧、玉米秸、红薯秧、花生秧、树叶、水葫芦、水草、芦苇、藻类等，均可用于该工艺，并且得到了理想的试验结果。

不断飙升的年规模工程

我国生物质资源十分丰富，每年产生的生物质总量有50多亿吨，相当于20多亿吨油当量，这为植物基合成燃油、燃气提供了取之不尽的原料资源。但是，如此大量的生物质资源能否真正用于社会，一是要取决于生产规模化程度；二是要取决于生产装置与规模能否适应生物质的自然分布情况；三是要取决于资源能否被高效利用。

针对上述问题，以杨正宇研究员为首的科研与工程团队，潜心研究、努力拼搏、不断进取、自主创新，先后建成年处理吨级、年50吨级、年百吨级以及年千吨级的生产装置（产油同时产出可供应千户的燃气）；标志着植物基合成油工艺技术趋于成熟，并可进入规模化和产业化发展阶段。

目前，正拟建万吨级的装置，并争取单套装置最大限度放大，同时避免由于“百里不运草”所带来的规模化的限制。年处理万吨级的装置犹如油田的一口井，可产出燃气300多万方，燃油（轻质石油）1000多吨（燃油可采取集中处理精馏，得到汽油和柴油馏分），生物质炭4000多吨，预计每年可实现总产值900万左右。既可解决生物质能量密度低、分布分散的问题，又可为农村创造就业机会，有显著的经济效益和社会效益，利国利民。

随着能源危机的来袭，世界各国都在尽可能地把不可再生能源资源的消耗降到最低。一方面，我们有理由相信不久的将来，植物基合成油、气工程技术的成熟使石油“再生”成为现实并会真正应用于千家万户及各行各业，为我们的新能源开发利用和我们的生活环境做出重大贡献。另一方面，我们也应从自身做起，节约能源，控制能源消费，最大限度地控制和减少其使用量，真正走上一条低碳、环保、低耗能的可持续发展之路，实现能源、经济、环境的协调发展。从本质上解决石油资源短缺所带来的困扰。

为了更好的开发利用生物质资源，杨正宇研究员无怨无悔的在科研岗位上工作了几十年，为科研事业倾尽一切热血，从未却步，这种精神是值得我们每一个人深思的。究竟是什么动力驱使他如此热爱和执着于这份事业？当杨正宇与笔者交谈时，听到这样的疑问后，他淡然说道：“作为一名科研工作者，希望尽自己的一点微薄之力为国家科学技术进步发展做一点事情。”如此朴实的一句话背后，蕴含着多么高尚的情操！他眼中，自己只是在做应该做的事情，而正是这种对本职工作敬业、执着和进取的精神才成就了今天的事业。

现如今，在能源危机越来越严重的国际形势下，杨正宇研究员带领着植物基合成油、气的科研与工程队伍即将为新能源的开发和利用立下新的里程碑，为今后新能源革命增添了一股新的血液和生命力。

(常建龙 刘伟)

(科技日报2010年12月9日第十版)

原文链接：http://www.stdaily.com/kjrb/content/2010-12/09/content_254627.htm