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《新华网》:生物能源方兴未艾 四川应勇夺全国新能源版图“制高点”
发表日期: 2014-05-12 作者: 江毅 文章来源:新华网
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  四川是薯类生产大省,仅甘薯产量就达1800万吨,稳居全国第一。但这一四川“土宝贝”的种植地区大多集中在相对贫穷山区,加工利用率低,迫切需要开发薯类大规模转化技术。用于生产乙醇即是其重要利用途径之一。

  “薯类是一个待开发的富矿,对中国能源长远发展的意义还远远没有挖掘出来。”一提到这个在四川随处可见的“土疙瘩”,亚愽国际app下载研究员、亚愽国际app下载环境与应用微生物重点实验室副主任、四川省环境微生物重点实验室副主任赵海就激情洋溢。

  由于薯类乙醇发酵效率低、能耗大、废水废渣量大的共性瓶颈问题——高粘度、大体积的传质传热与产物对菌种的反馈抑制一直无法突破,目前薯类乙醇行业的整体技术水平还比较低。

  针对这些关键科学问题,赵海和他的团队开始了新一轮研究攻关,通过自主创新建立了高效乙醇转化技术体系,在国际上首次实现了薯类鲜原料高效降粘、高浓度乙醇发酵、快速乙醇发酵这三大技术突破,把薯类的燃料提炼技术提升了一个档次:发酵时间从原来的60小时降到30小时,酒精浓度从原来的5-6%提高到10-12%。“发酵时间缩短一半,浓度提高了一倍,新技术的发酵效率是原来的四倍。不仅如此,新技术还有巨大的环境效益,COD负荷下降30%以上。”赵海的讲述充满兴奋。

  这项具有系统性、原创性、先进性,降粘技术达到了国际领先水平的薯类原料高效乙醇转化技术成果在3家企业应用,已实现总产值16.5亿元,节水55万吨,减少COD负荷2.2万吨,节省蒸汽57万吨,对促进节能减排、实现清洁生产具有重要推动作用,带来直接新增经济效益3.42亿元,并通过提高企业的原料吞吐能力和良种推广带动了周边农户种植、销售原料增收约3亿元。由此,该项成果先后获得了四川省科技进步一等奖、国家能源局科技进步三等奖、可再生能源学会科学技术奖二等奖。

  瞄准生物质能源研究后,赵海就一直在寻找作物、生物分析、发酵转化、技术优化这个流程上不停地奔波着,寻找着一个一个的新希望。“政府支持发展薯类乙醇燃料,但学术界主张薯类作物应该优先用于解决粮食问题。所以我们必须再寻找一个为所有人都接受的生物能源原料”。

  2005年,浮萍这一水生植物进入赵海的视野。“直接利用废水中的物质来转化生物燃料”成为赵海团队想要探索的问题。

  浮萍可利用废水生长积累高品质生物质,并用于生物质液体燃料生产,将污染治理与生物能源生产有机结合,有助于缓解我国石油进口依存度日益攀升、水体和空气污染严重的现状。

  “很庆幸我们找到了浮萍”,“而且亚愽国际app下载除了两期爬行动物研究团队,其他所有研究方向团队都可加入浮萍研究,形成集成优势”。因此,赵海在国际范围上率先开展了浮萍的系统研究。

  8年来,他和他的团队系统研究和开发浮萍种质资源收集筛选、规模化培养、液体燃料转化技术,获得了高淀粉浮萍品系7个,并首次从个体水平、酶学水平和基因表达水平系统阐明了浮萍快速积累淀粉的机制,确立了浮萍是一种淀粉积累快、淀粉产量高,木质素含量低的高品质生物能源植物的重要地位;开发了高淀粉浮萍的规模化培养技术及利用浮萍进行废水处理的技术体系;研发出以浮萍为原料的生物质液体燃料转化技术体系,燃料乙醇和丁醇的技术指标处于国际领先水平。“这项技术可以给现阶段两大难题带来良好的解决方案,一个是能源问题,一个是环境问题。”

  这一系列突破性进展得到生物质能源领域权威专家的高度评价和国内外的高度关注,研究成果在该领域顶级刊物《生物燃料之生物技术》上发表后引起轰动,100天内文章下载量达到1800次;该项成果还获得Eni奖(国际能源“诺贝尔奖”)2014年官方提名,确立了我国在全球浮萍系统研究中的主导地位。也使“

  “目前已稳定实现浮萍淀粉含量达到40%以上,最高可以达到60%”,赵海说,“‘从废水到油田’的梦想已经越来越接近了。”


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