推进生物质非热/电多途径高效利用
时间：2024-06-25 22:18:28
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蒋剑春院士认为，生物质能资源丰富，发展潜力巨大，在全球碳中和背景下面临巨大发展机遇。为加速产业发展，应同时兼顾生物质能源兼资源双重属性，多途径寻求绿色低碳高值化转化，并通过精准施策、重点支持等方式，构建全新产业模式，推进生物质能全质化利用。
5月9日，由中国产业发展促进会生物质能产业分会、中国农业大学、国际能源署生物质能中国组、中国能源研究会绿色低碳技术专委会联合主办的“第五届全球生物质能创新发展高峰论坛”在北京国测国际会议会展中心召开，本次论坛的主题为“新征程 新利用 新价值”。中国工程院院士，中国林业科学研究院林产化学工业研究所原所长蒋剑春在会上发表“生物质绿色低碳非热/电利用技术发展思考”主题演讲。
蒋剑春从生物质利用现状、生物质高值化转化研究和生物质高质化发展思考三方面做了详细介绍。生物质能利用现状方面，蒋剑春指出生物质能资源丰富，植物每年存储的大量太阳能相当于目前世界能源消耗量的10倍。生物资源种类广泛，开发潜力达4.6亿吨标煤。生物质能拥有多种绿色低碳利用手段，包括固体成型燃料、生物燃气、生物质发电、液体燃料等。未来，新一代的高端液体燃料以及生物基材料和化学品是未来生物能源发展的重点方向。 生物质高值化转化研究方面，蒋剑春介绍了其课题组的主要研究方向及成果。一是热解气化技术，即采用热化学转化技术，将生物质转化为先进碳材料、高品质液体燃料/化学品及绿氢/合成气等。其中先进生物基碳材料包括储能碳材料（超级电容器、Zn-空电池、Na+电池负极碳材料等）、吸附碳材料和催化碳材料，若推广使用活性炭机油滤芯替代传统纸质滤芯作为吸附材料，可节约汽油980万吨/年，机油100万吨/年，减排尾气中CO、HC化合物780万吨。二是绿色生物转化多联产技术，即生物质经多途径生物转化，获得清洁能源、肥料等多种产品。生物质资源经预处理、低碳固态厌氧发酵后得到沼气、沼渣和沼液，沼气进行直燃发电或经分离提纯得到生物天然气及经进一步加工得到相关化学品。团队开发的温和清洁预处理关键技术可以强化固态厌氧发酵产气率，吨秸秆产生生物天然气达230m3，同湿法厌氧发酵相比，发酵废水减少63.7%，发酵周期缩短约60%。生物天然气与有机肥联产技术所制备优质生物有机肥等产品的性能指标达到或超过国家和行业标准。除此之外，团队研发的热解-气化催化加氢制航油技术相比传统制备航油技术具有热质传递效率高，能量利用率高和连续反应，精准调控等多项优点。在变频微波技术上，团队创制了国内首套变频微波反应系统，实现了包括锁相式频率合成技术在内的多项关键核心技术突破。最后，生物质高质化发展思考方面，蒋剑春认为，碳中和背景下，生物质能高质化发展具有重大机遇，本世纪末，生物工程有潜力占全球制造业产出的1/3以上，规模达30万亿美元。为达成这一目标，应该做好以下几点。一是更新认识，跳出能源属性看待有机固废发展，兼顾生物质的能源和资源双属性。二是多途径寻求生物质的绿色低碳高值化转化，实现生物质资源的“六化”利用，即能源化、材料化、饲料化、肥料化、基料化和食药化，预计2025年，形成十万亿级生物经济产业规模。三是在政策层面精准施策，重点支持。四是全质利用，构建“1+3+n”模式，围绕秸秆等生物质资源，集成“低碳预处理”、创制“清洁能源”+“非粮能量饲料”+“糖平台”新产品，创新“木质素均一化分级利用”体系。
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