從研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化全過(guò)程的創(chuàng )新鏈條，不僅推動(dòng)了纖維乙醇的產(chǎn)業(yè)化，還延伸到了二氧化碳降解塑料領(lǐng)域，全方位推動(dòng)生物能源與循環(huán)經(jīng)濟的結合

　　文/本刊記者 劉斯斯

　　隨著(zhù)能源緊缺形勢日益嚴峻，以纖維乙醇為代表的非糧生物質(zhì)能源正在顯露出其廣闊的前景，并成為全世界新能源科技競賽的前沿陣地。在這一領(lǐng)域，河南天冠企業(yè)集團有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)天冠集團)正在試圖通過(guò)與生產(chǎn)緊密結合的研發(fā)模式摘下其桂冠。

　　天冠集團的前身是酒精(乙醇)生產(chǎn)廠(chǎng)家，也是我國歷史最長(cháng)的乙醇生產(chǎn)企業(yè)。作為最早提出發(fā)展燃料乙醇的企業(yè)，天冠集團擁有國內乃至國際上生物質(zhì)能源行業(yè)規模最大的秸稈乙醇和工業(yè)沼氣生產(chǎn)線(xiàn)，同時(shí)具備年產(chǎn)50萬(wàn)噸燃料乙醇和3萬(wàn)噸生物柴油的生產(chǎn)能力。

　　作為中國最早進(jìn)行纖維素乙醇研制的機構之一，天冠集團建立了從研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化全過(guò)程的創(chuàng )新鏈條，成為中國創(chuàng )新型企業(yè)的典范。與此同時(shí)，隨著(zhù)纖維乙醇的產(chǎn)業(yè)化研究和示范，該公司已經(jīng)將創(chuàng )新延伸到了CO2降解塑料的產(chǎn)業(yè)化，全方位推動(dòng)生物能源與循環(huán)經(jīng)濟的結合。

　　全過(guò)程研發(fā)鏈條

　　實(shí)驗室力爭突破非糧生物質(zhì)能源規?；a(chǎn)的原料、成本等瓶頸制約

　　近年來(lái)，河南省大力推動(dòng)企業(yè)成為創(chuàng )新主體。以主導產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的骨干企業(yè)為重點(diǎn)，加快建設和發(fā)展工程技術(shù)研究中心、企業(yè)技術(shù)中心等各類(lèi)企業(yè)研發(fā)中心，而天冠集團就是其一。

　　2009年，河南省發(fā)改委批復天冠集團建設非糧生物質(zhì)能綜合開(kāi)發(fā)利用河南省工程實(shí)驗室。其主要目標是建立并完善非糧生物質(zhì)能源研發(fā)體系，開(kāi)發(fā)以纖維乙醇為代表的非糧生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)，解決生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)原料替代、工藝與裝備、綜合利用等共性技術(shù)問(wèn)題。

　　同時(shí)，該實(shí)驗室還力爭為整個(gè)行業(yè)制定行業(yè)技術(shù)標準，突破非糧生物質(zhì)能源規?；a(chǎn)的原料、成本等瓶頸制約。

　　這幾年，天冠集團連續5年的研發(fā)投入都超過(guò)了銷(xiāo)售收入5%。集團相關(guān)負責人告訴記者，目前集團已經(jīng)建成了國內最為完善的生物燃料從研發(fā)→中試→產(chǎn)業(yè)化示范全過(guò)程研發(fā)。擁有全過(guò)程研發(fā)鏈條，讓產(chǎn)業(yè)需求快速反饋到研發(fā)環(huán)節，進(jìn)而進(jìn)行針對性研發(fā)，讓天冠在各個(gè)產(chǎn)業(yè)難題上迅速突破。

　　與糧食乙醇不同，使用木質(zhì)纖維素生產(chǎn)乙醇，面臨諸多技術(shù)難題。比如，在將木質(zhì)纖維原料分解為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素時(shí)，由于3者相互交織，形成復雜而難以降解的生物結構，這就使得其中任何一類(lèi)成分的降解，必然會(huì )受到其他成分的制約，使未經(jīng)處理的木質(zhì)纖維素難以轉化利用。

　　如果能夠對木質(zhì)纖維原料進(jìn)行高效的預處理，一方面可以提高其轉化效率，另一方面，通過(guò)減少纖維原料酶解過(guò)程中纖維素酶的用量，同樣可以降低酶轉化的生產(chǎn)成本，提高纖維素制乙醇的經(jīng)濟可行性。

　　在產(chǎn)業(yè)需求的倒逼下，天冠集團專(zhuān)門(mén)針對此問(wèn)題進(jìn)行自主研發(fā)。目前，其復合法(物理與化學(xué)法)預處理技術(shù)已經(jīng)能夠使纖維素利用率達到90%以上，有效解決了副產(chǎn)物抑制酵母生長(cháng)代謝問(wèn)題，糖醇轉化率可達到理論值的85%。

　　此外，作為目前國內唯一實(shí)現纖維乙醇生產(chǎn)用纖維素酶自給的廠(chǎng)家，天冠集團選育的纖維素酶工業(yè)化菌種，具有高活性、低成本特點(diǎn)，基本適應了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。纖維乙醇經(jīng)濟可行性面臨的最大技術(shù)難題——原料預處理環(huán)節成本過(guò)高方面，也取得了突破。目前，天冠噸纖維乙醇消耗原料6.5-7噸，生產(chǎn)成本得到進(jìn)一步降低，目前約比糧食乙醇價(jià)格高20%。

　　循環(huán)經(jīng)濟促創(chuàng )新

　　氧化碳全降解塑料被認為是目前解決“白色污染”、實(shí)現二氧化碳資源化利用、石油替代最有效的途徑之一

　　事實(shí)上，在掌握了生物能源的技術(shù)優(yōu)勢之后，生物化工正在成為天冠集團打造更長(cháng)產(chǎn)業(yè)鏈的重中之重。而全過(guò)程的研發(fā)模式與全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)相輔相成，形成了縱深兩條線(xiàn)。

　　據介紹，在現有的生物能源基礎上，天冠集團正在打造另一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條——生物化工。生物乙醇和生物柴油兩大生物能源產(chǎn)業(yè)鏈條原料均為非糧及農、林業(yè)廢棄物，因此，可以通過(guò)工藝及技術(shù)的創(chuàng )新，實(shí)現整個(gè)煉制過(guò)程的資源最大化利用。

　　其中，生物能源產(chǎn)品包括纖維乙醇、非糧乙醇、生物柴油等，而生物化工則依托生物能源生產(chǎn)包括二氧化碳全降解塑料(簡(jiǎn)稱(chēng)“PPC”)及下游制品、碳酸二甲酯(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“DMC”)、生物乙烯、乙二醇及下游制品等。

　　以天冠集團近年著(zhù)力開(kāi)發(fā)的二氧化碳全降解塑料為例，這一產(chǎn)品被認為是目前解決“白色污染”、實(shí)現二氧化碳資源化利用、石油替代最有效的途徑之一。同時(shí)也是天冠集團擴展綜合利用和精深加工，進(jìn)軍生物新材料產(chǎn)業(yè)的一個(gè)標志性項目。

　　上世紀90年代，天冠集團已經(jīng)開(kāi)始追蹤和投資二氧化碳深加工利用的開(kāi)發(fā)和研究，通過(guò)與該領(lǐng)域具備國際領(lǐng)先水平的中山大學(xué)聯(lián)合，歷經(jīng)多年攻關(guān)，開(kāi)發(fā)出了擁有多項自主知識產(chǎn)權的二氧化碳全降解塑料產(chǎn)品。該產(chǎn)品的機械性能、熱穩定性、拉伸性能等方面可媲美一般塑料制品，在低溫保鮮膜、一次性餐具、兒童玩具等市場(chǎng)都擁有不錯的發(fā)展前景。

　　2009年10月，天冠集團年產(chǎn)10萬(wàn)噸全降解塑料項目工程開(kāi)工，成為當前國內最大的用二氧化碳廢氣合成全降解塑料工程。該項目總投資9.6億元，工期3年。1期年產(chǎn)2.5萬(wàn)噸生產(chǎn)線(xiàn)投產(chǎn)后，年可新增銷(xiāo)售收人6億元以上。項目全部投產(chǎn)后，年銷(xiāo)售收入將達25.6億元，同時(shí)每年可實(shí)現減排二氧化碳廢氣10萬(wàn)噸，具有顯著(zhù)的社會(huì )效益。