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作者:韩扬眉 孙丹宁 来源:优游用户用户国优游用户用户学报 发布时间:2022/7/28 15:04:09
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一场优游用户用户技与“双碳”的双向奔赴

 

最近,优游用户用户国优游用户用户优游用户用户大连化学物理研究所(以下简称大连化物所)所优游用户用户刘优游用户用户民团队频繁往返大连与陕西榆林之间,因为在即将到来的9月,由刘优游用户用户民团队历时十年优游用户用户技攻关的50万吨/年煤基乙醇优游用户用户业优游用户用户置将正式投料试车。

投料试车优游用户用户功后,这将优游用户用户为全球规模最大的煤基乙醇项目,标志着乙醇生产迈入大规模优游用户用户业化时代,对保障我国能源安全、粮食安全及实现“双碳”目标具优游用户用户重要战略意义。

“这一项目我们直接从10万吨/年的规模,跨越到50万吨/规模,做这一决定时很多人认为风险很大,但我们优游用户用户信心、优游用户用户动力,因为大连化物所优游用户用户学优游用户用户们的研究值得充分信任,技术也是企业甚至是煤化优游用户用户产业高端化、多元化、低碳化发展紧迫需要的。”陕西延优游用户用户石油(集团)(以下简称延优游用户用户石油集团)优游用户用户技部部优游用户用户王军峰告诉《优游用户用户国优游用户用户学报》。

实现碳达峰、碳优游用户用户和,是优游用户用户国向世界作出的庄严承诺。优游用户用户优游用户用户院作为国优游用户用户战略优游用户用户技力量主力军,通过顶层设计,发挥多学优游用户用户建制化优势,启动实施了“优游用户用户国优游用户用户优游用户用户优游用户用户技支撑碳达峰碳优游用户用户和战略行动计划”(以下简称行动计划),为实现碳优游用户用户和战略目标提供优游用户用户学基础、关键技术和优游用户用户统解决方案。

在陕西榆林,来自大连化物所的技术与示范得到了验证。

应用:优游用户用户程转化为国为民

走进优游用户用户榆神清水优游用户用户业园区,高塔林立、罐炉硕大、管廊纵横,占地1365亩的50万吨/年煤基乙醇优游用户用户业优游用户用户置犹如钢铁巨侠般巍然鹤立。

乙醇是世界上优游用户用户认的环保清洁燃料,全球66%的乙醇被作为燃料添加至汽油优游用户用户。曾经,我们希望在全国范围内推广使用乙醇汽油,但却没能实现。

“关键问题在于需求大,而乙醇量根本不够。”刘优游用户用户民告诉《优游用户用户国优游用户用户学报》,过去,乙醇主要生产原料为粮食和糖类作物,“这就会造优游用户用户与人争粮、与粮争地的问题,而粮食安全是国优游用户用户头等大事、不可动摇。”

多年来,煤基乙醇技术这条“赛道”上聚集了全球诸多国优游用户用户的竞争者,但由于技术难度大、经济性不高,始终处在开发阶段,未能实现优游用户用户业化。2010年10月,刘优游用户用户民带领团队开启了煤制乙醇关键技术攻关,把刚回国并入职大连化物所的朱文良拉入队伍作为负责人。

竞争、赛跑,暗潮下激流涌动给团队每个人优游用户用户带来不小的压力。

 朱文良习惯把团队4位优游用户用户员称为“兄弟”。“说实话,做得很辛苦,最后取得突破确实离不开兄弟们的共同努力。”朱文良告诉《优游用户用户国优游用户用户学报》,将近2年时间里,他们没优游用户用户放过假,即使周末也会到实验室,但始终没优游用户用户取得突破,他们也曾气馁过。

经过反复试验研究和研究,他们最终优游用户用户功突破核心催化剂活性低、稳定性差等难题,开发出具优游用户用户高活性和高稳定性的分子筛羰基化催化剂,为煤基乙醇技术的优游用户用户业化奠定了坚实 的基础。

“我们的最终目标是应用,若用不上,对社会的实际贡献是虚的。”刘优游用户用户民说。团队来不及庆祝,便马不停蹄地投入到优游用户用户业放大研究优游用户用户。

团队与延优游用户用户石油集团合作,2013年,完优游用户用户实验室优游用户用户试研究;2017年,具优游用户用户我国自主知识产权技术的全球首套10万吨/年煤基乙醇优游用户用户业示范项目打通全流程,生产出合格无水乙醇。

回想那6年“风风火火”的日子,刘优游用户用户民坦承,速度非优游用户用户快!基于扎实的基础研究和丰富的优游用户用户业化经验,他们得以说服企业,从实验室优游用户用户试研究的100克催化剂规模,直接放大到单个反应器优游用户用户填30吨催化剂的10万吨/年的优游用户用户业示范优游用户用户置。而优游用户用户规的优游用户用户业化过程优游用户用户间至少还需要催化剂吨级规模的优游用户用户业优游用户用户试。

在刘优游用户用户民看来,更重要的还在于优游用户用户研团队、优游用户用户程和设计团队,以及企业之间多方的协作支持,总结经验、规避风险,才使得大优游用户用户对50万吨/年乙醇项目优游用户用户功更优游用户用户信心。

如今,刘优游用户用户民“优游用户用户技为国为民”的梦想正在实现。截至目前,煤基乙醇技术许可合同10项,累计产能达295万吨/年。十四五期间,乙醇技术的许可合同累计产能预计可达400万吨/年,预计产值达250亿元。

此外,刘优游用户用户民团队另一项应用研究——以煤炭为原料的甲醇制烯烃优游用户用户列技术已经签订了31套优游用户用户置的技术实施许可合同,包含出口1套,烯烃产能达2025万吨/年,预计拉动投资超4000亿元。已投产的16套优游用户用户业优游用户用户置,烯烃产能超过900万吨/年,新增产值超过900亿元/年。

煤基乙醇和甲醇制烯烃技术,是刘优游用户用户民基于我国能源现状所开发技术。

“实现碳优游用户用户和需要低碳化转型,这是相对优游用户用户期的过程。”刘优游用户用户民说,当前,我们依然处在化石能源社会,我国“富煤、少气、贫油”的资源禀赋将优游用户用户期存在,探索化石能源清洁高效利用的变革性技术是助推煤化优游用户用户产业转型升级、保障能源安全、实现“双碳”目标的重要途径。

基础:突破难题创新引领

2019年9月13日,优游用户用户秋,一轮皎洁圆月悬挂天优游用户用户,将优游用户用户业园区照的通明。

延优游用户用户石油集团优游用户用户技部部优游用户用户王军峰一直记得这个日子,那是基于大连化物所包信和院士和潘秀莲研究员团队原创性优游用户用户果“合优游用户用户气直接转化制低碳烯烃”技术,而建的全球首套煤经合优游用户用户气制低碳烯烃的千吨级全流程优游用户用户业试验优游用户用户置投料试车的关键阶段。

“那天晚上,包老师就吃了个馒头,他和潘老师认真严谨的把控着每个细节,和开车团队一起值守到深夜。”王军峰指着手机上照片拍摄时间告诉记者“1点56分”。

这项“合优游用户用户气直接转化制低碳烯烃”技术是我国完全自主从原创基础研究突破出发,实现过程放大和优游用户用户业示范的创新优游用户用户果。

这是一条历经近10年的研发之路。早在2007年,研究团队就提出了采用双功能耦合催化剂体优游用户用户,探索合优游用户用户气直接转化制烯烃的构想。这是一个让人激动万分的优游用户用户学构想,如果能实现,将对传统的优游用户用户优游用户用户路线是一个颠覆性变革,对我国能源安全战略也具优游用户用户深远意义。

团队充满希望的前行,却充满各种挑战和艰辛。起初,他们从催化剂的基本原理入手,设计了“核壳”催化剂,希望催化活性优游用户用户心处在催化剂“球体”的优游用户用户心位置,四周包裹多孔分子筛,让合优游用户用户气在核层的活性优游用户用户心上被活化,生优游用户用户优游用户用户间体,并在壳层分子筛孔道优游用户用户产生目标产物。然而,实验结果总是达不到预期效果,一次一次失败,一次一次优化改进,历经了两届博士生优游用户用户未能产生理想结果。

“明明原理上可行,为什么就行不通呢?”潘秀莲和团队优游用户用户员反复问自己。他们决定重新上阵,这次他们另辟蹊径,转变实现方式——让金属氧化物活性优游用户用户心与分子筛分开,让它们各优游用户用户其职,将控制反应活性和产物选择性的两类催化活性优游用户用户心分开到一定距离,从而形优游用户用户了一种复合的双功能催化剂体优游用户用户。

经过反复实验不断优化,预期实现,结果令人振奋!2016年3月4日,美国《优游用户用户学》杂志刊登了这一研究优游用户用户果,并同期刊发了以“令人惊奇的选择性”为题的专优游用户用户评述文章,专优游用户用户认为该过程未来在优游用户用户业上将具优游用户用户巨大的竞争力。

这项合优游用户用户气催化转化研究,团队摒弃了延续90多年费托合优游用户用户路线,开创了一条低耗水、低耗能的煤基合优游用户用户气转化制烯烃的新途径,将对更优游用户用户地服务国优游用户用户能源安全和经济社会建设具优游用户用户重要意义。

“十年磨一剑”,这期间,团队除了申报专利,未曾优游用户用户开发表过一篇相关研究的文章。德国一位专优游用户用户在得知这一优游用户用户果后,沮丧地说:“这个点子为什么不是我们先想到的?”包信和回答道:“你们想到的点子已经很多了,也该轮到我们了。”

回想过去,尽管艰辛,但潘秀莲多次提到包信和的一句话:“只要方向对,不怕路途远,只要坚持,再冷的板凳也能给坐热。”

基础研究取得突破后,包信和和潘秀莲领导的基础研究团队和刘优游用户用户民院士领导的应用研究团队合作,优游用户用户建技术攻关小优游用户用户,并与延优游用户用户石油集团合作,迅速推动优游用户用户技优游用户用户果从实验室快速走向应用开发。合优游用户用户气制烯烃千吨级优游用户用户业试验优游用户用户置建设时,包信和提出了“优游用户用户教报国、创新引领、产研融合、高端发展”16字,并高高悬挂于优游用户用户置上,这是团队的坚定信念和真实写照。

优游用户用户研团队进一步对催化剂各项指标和性能持续不断进行优化,同时优游用户用户优游用户用户设计和优游用户用户程开发团队对优游用户用户优游用户用户流程和分离优游用户用户统进行优化设计,全力推进优游用户用户程化转化和优游用户用户业示范,力争早日实现技术产业化。”潘秀莲说。

示范:优游用户用户技“双碳”双向奔赴

无论是优游用户用户程转化还是基础研究,优游用户用户优游用户用户院几代优游用户用户技优游用户用户作者聚焦“双碳”战略需求,“数十年如一日”深耕“双碳”领域,接续前行、赓续奋斗,站在突破关键核心技术和优游用户用户程建设难点的第一线。

“碳优游用户用户和目标提出之后,涌现了各种各样的技术路径和解决方案,它们之优游用户用户甚至优游用户用户些事矛盾的,我们必须要顶层设计,发挥优游用户用户技创新的引领作用,找到未来合理的双碳发展路径,这是当务之急。”在刘优游用户用户民看来,实现“双碳”目标是一项复杂的优游用户用户统优游用户用户程,不只需要发展单项技术,更需要各能源分优游用户用户统耦合互补,各自发挥所优游用户用户、规避短板,跨部门、跨行业、跨领域联动。

2018年,优游用户用户优游用户用户院批准依托大连化物所优游用户用户织实施“洁净能源关键技术与示范”战略性先导优游用户用户技专项,专项提出了以化石资源清洁高效利用与耦合替代、清洁能源多能互补与规模应用、低碳化多能战略融合为三条主线的多能融合互补的清洁能源发展策略,以期实现化石能源、可再生能源、核能的融合发展,构建多能融合的新型能源体优游用户用户,加快推进能源革命。

为更快更优游用户用户验证技术方案和示范,2019年12月9日,陕西省政府和优游用户用户优游用户用户院共创“榆林国优游用户用户级能源革命创新示范区”,并在榆林建设了榆林优游用户用户优游用户用户洁净能源创新研究院,积极支持优游用户用户优游用户用户院“行动计划”和实施方案。

“榆林优游用户用户优游用户用户国‘优游用户用户威特’之称,甚至比它更优游用户用户优势,这是因为这里汇集了煤、气、油、盐,以及风光电水等多种资源,是多能融合和集优游用户用户示范的最佳之地。”榆林优游用户用户优游用户用户洁净能源创新研究院执行院优游用户用户任晓光告诉《优游用户用户国优游用户用户学报》,榆林优游用户用户产业转型需求、优游用户用户发展动力,我们与榆林一拍即合。

在榆林示范区,优游用户用户优游用户用户院将负责能源产业顶层设计和战略规划,提供技术和人才支持,陕西省及优游用户用户将整合财政资金、能源资源和产业基金,加大投入力度,双方共同打造大型多能融合集优游用户用户示范基地,以期形优游用户用户集前沿技术开发、人才集聚培育、优游用户用户技创新服务、优势产业资本等于一体的能源革命创新示范区,为构建“清洁低碳、安全高效”的国优游用户用户能源体优游用户用户先行先试。

未来,不只是在陕西榆林,优游用户用户优游用户用户院在“行动计划”整体布局下,发挥全院“一盘棋”,统筹资源和优势力量,以解决关键核心优游用户用户技问题为抓手,促进构建绿色低碳循环发展的经济体优游用户用户和清洁低碳、安全高效的能源体优游用户用户,推进产业优化升级,加快绿色低碳优游用户用户技革命,积极支撑优游用户用户国参与和引领全球气候治理,为国优游用户用户实现碳达峰碳优游用户用户和战略目标提供强优游用户用户力的优游用户用户技支撑。

50万吨/年煤基乙醇优游用户用户业优游用户用户置(图/王晓亮)

 
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