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擅弈能源之棋

 
 
擅弈能源之棋  
 

中科院大连化学物理研究所供图


中科院洁净能源A类先导专项启动会


第二届洁净能源高端论坛


洁净能源国家实验室(筹)实验楼


大连极紫外自由电子激光

■本报记者 李晨阳

能源是一局大棋,擅弈则利国利民。

在关系全人类命运的能源“棋盘”上,散布着一颗颗大小不一的棋子:煤炭、石油、天然气、风能、水能、光能、生物能源、核能……纵览全局,你会发现,三大传统化石能源依然占据绝对优势,为数众多的新能源虽然生命力旺盛,但始终偏居一隅。更令人遗憾的是,大多数时候,这些棋子各自为战,缺少纵横捭阖的全局战略和分进合击的协同战术。

“现有能源体系中的各个分系统不仅相对独立、缺乏联系,还存在许多结构性矛盾。”中国科学院大连化学物理研究所(以下简称大连化物所)所长、中国工程院院士刘中民说,“能源体系太庞大、太复杂了,常常是一个领域的专家完全不懂另一个领域的事,这对科学家个人能力也提出了挑战。”

有着数十年煤化工、石油化工领域研究经历的刘中民,心中一直揣着这盘能源的棋局。他期待着我国能加强顶层设计,整合国内能源领域优势力量,构建国家能源新体系。在这条路上,大连化物所的步伐从未停下,而2017年开始建设的中国科学院洁净能源创新研究院(以下简称洁净能源创新研究院),就是其中一项积极探索。

全国一盘棋

能源体系关乎国家命运,国家政策又反过来影响能源布局。对这一点,大连化物所研究员朱文良深有感触。

乙醇是世界公认的清洁燃料,具有无毒、可降解、含氧量高等特点。在大气污染问题日益凸显的今天,发展燃料乙醇的意义已毋庸置疑。

当前制备乙醇的方法主要以粮食为原料,有可能造成“与人争粮”的局面。如果能以煤炭为原料生产乙醇,则可以避免这些问题,但又有很大技术难度。

作为一个人均耕地面积只有世界平均水平40%的人口大国,中国显然难以承载粮食燃料乙醇的大规模发展。2006年,国家收回了燃料乙醇项目的审批权,,转而推动非粮燃料乙醇项目。然而,在煤炭制乙醇等技术取得突破进展的同时,相关政策法规、标准制定却依然滞后。

2017年1月,陕西延长石油(集团)有限责任公司(以下简称延长石油)10万吨/年合成气制乙醇工业示范项目产出合格的无水乙醇,成为煤制乙醇技术领域的全球领跑者。作为项目负责人的朱文良知道,这虽然是一个了不起的成功,但未来要走的路还需要国家政策支持。

多年来,世界范围内尚未有成熟、经济的煤制乙醇技术。不是大家不想做,而是这件事情实在不好做。2010年前后,仅大连化物所就有4个团队在研发煤制乙醇技术。无声的赛跑、激烈的竞争,给每个人带来不小的压力。

2013年初,刘中民、朱文良研究团队率先攻克难关。看到实验成功的那一刻,每个人脸上都洋溢着难以抑制的欣喜和自豪。

短暂的喜悦后,他们很快沉下心来,迅速投入后续工作中。探索催化剂成型、研发适于工业放大的工艺技术、建设全流程生产线……最终他们和延长石油一起,合作完成了相关工业示范项目,并且成功运行投产。两年多来,这条生产线保持着良好的运行状况和盈利能力,吸引了一拨又一拨企业前来洽谈合作。

“但就在这个节点上,我们陷入胶着,大规模工业化进展缓慢。”朱文良说。现行的乙醇汽油国家标准是针对生物乙醇提出的,全新的煤基乙醇则由于没有标准,一直处于“无标可依”的尴尬地位。

“实际上,煤基无水乙醇的各项指标完全符合燃料乙醇的要求,且成本从生物乙醇每吨5500元左右降低到3500元左右。”朱文良说,“很多企业对煤基乙醇很感兴趣,但因为煤基乙醇尚未被纳入国家燃料乙醇标准,政策不到位,所以观望者居多。”

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