河南天冠集团领跑中国生物质能源

　　有关专家评价，天冠集团在生物能源开发和利用方面，具备丰富的研发经验和实力，生物能源研发平台已初具雏形，事实上已经成为国内生物能源行业标准、技术和科技成果的主要辐射中心。坚信，通过 2009-2015 规划的实施，整合国内外科技资源，成为国内主要的生物能源生物质化工技术、标准输出地。通过自主创新、开放合作和对行业先进技术的系统集成，利用天冠集团现有的研发和中试平台，可尽快实现生物能源、生物化工领域最新成果的转化。同时，通过对重大项目的开发实施，特别是纤维乙醇的产业化研究、二氧化碳降解塑料的产业化，将强力推动生物能源技术的革命，大幅度提高中国生物能源技术的国际竞争力。

　　国科技产业界权威媒体《科技日报》也发表评论，提醒要高度关注新能源产业发展，把这一产业作为新的经济增长点和新一轮国际竞争的战略制高点。

　　中国科学院为此提出了中国能源科技发展战略路线图：近期（至 2020 年）重点发展节能和清洁能源技术，提高能源效率；中期（ 2030 年前后）重点推动核能和可再生能源向主力能源发展；远期（ 2050 年前后）建成中国可持续能源体系，总量上基本满足中国经济社会发展的能源需求，结构上对化石能源的依赖度降低到 60 ％以下，可再生能源成为主导能源之一。

　　国家发改委制定了新的可再生能源中长期发展规划，提出到 2020 年可再生能源消费比重将达到 15%

　　就是这场抢占经济制高点的争夺战中，很少有人想到中原内陆腹地河南南阳，有一家具有 70 年历史的老国企 ” 河南天冠企业集团有限公司，竟然成了中国生物质能源开发与利用的领跑者。

　　目前国内历史最长、最具代表性的乙醇生产企业，生物质能源生产企业中唯一进入国家循环经济试点的企业，和行业内唯一一家被国家批准设立博士后工作站单位，国家新能源高技术产业基地主体企业，和国家燃料乙醇标准化技术委员会秘书处单位。国生物质能源领域，唯一的国家级企业技术中心，也设在天冠集团。目前拥有国内最大的年产 50 万吨燃料乙醇生产能力，拥有国际上最大的 6 万吨 / 年谷朊粉生产线，同时拥有亚洲最大的工业沼气工程，目前国内唯一拥有燃料乙醇、沼气、生物柴油三大生物能源产品生产线的企业。

　　天冠集团生物质能源产业的发展，受到杜祥琬院士、石元春院士、美国普渡大学曹祖宁教授等业内权威及联合国环境规划署的高度评价与肯定。

　　早在两年多以前，胡锦涛总书记亲临天冠集团视察，谈及天冠集团致力于生物质能源发展所取得的成绩时指出：天冠集团的事迹，不仅要写入党史，也要记载到国的科技发展史上。并指示 “ 要加快研发步伐，为确保我国粮食安全，缓解我国能源紧缺矛盾做出贡献，希望天冠集团能带个好头。

　　那年 4 月，公司董事长张晓阳随温家宝总理出访日本时，代表中方作了国有关生物质能源产业发展的主题演讲。

　　这里拥有我国生物质能源行业设施最完善、功能最齐全的中试工试试验基地

　　作为河南天冠企业集团有限公司的董事长、党委书记、总经理，张晓阳介绍，天冠集团作为国内历史最长的乙醇生产企业，生物质能源的利用与开发领域，优势明显、成效突出，具有扎实的研究基础，拥有国内生物质能源行业规模最大、最具代表性的秸秆乙醇、燃料乙醇、工业沼气、生物柴油生产线，企业致力于打造一支高水平的科研队伍，承担了多项国家和省部级研究课题，获得了一批高水平的研究成果，国内生物质能源产业的发展中发挥了重大的作用。

　　围绕生物能源发展战略，天冠集团开展了一系列的平台建设工作。天冠技术中心在 1998 年被认定为河南省省级企业技术中心； 2000 年，经人事部批准，成立了行业内第一家博士后科研工作站； 2005 年被认定为行业内首家国家级企业技术中心； 2005 年被河南省科技厅批准组建河南省生物燃料工程技术研究中心； 2007 年企业技术中心被农业部认定为 “ 国家生物质燃料加工技术研发分中心 ” 2008 年全国变性燃料乙醇和燃料乙醇标准化技术委员会在天冠成立。经过多年发展，天冠集团生物能源科研创新平台体系已初具规模。

　　天冠技术中心定位于生物能源的综合开发与利用 , 现有科研开发用房 3330 平方米、工程转化用房 23722.5 平方米，固定资产总值达到 8000 余万元，配套设施齐全，能源供应系统完善。

　　技术中心现拥有生物质燃料工艺实验、性能测试、各种小试中试线和检测分析室等科研开发设备 300 台套，仪器设备总值 6000 万元以上。目前实验室拥有 5 升、 10 升、 50 升全自控发酵罐、新概念发酵罐多台套， 500 50000 升中试放大用发酵罐；菌种研究室拥有符合 GMP 规范的 200m2 净化工作室和超低温冰箱、全温培养箱及全温振荡器，可完成各种微生物产品的小试工作，并配套有预处理、萃取、分离、干燥、蒸馏的全套试验设施，可以开展生物能源、生物化工新产品等从实验室向产业化转化过程的全部实验和验证工作，同时配套仪器可全程分析试验情况。

　　为实现创新项目的产业化，天冠集团建设了一系列的中试实验平台及工试平台，包括 300 吨 / 年和 5000 吨 / 年（目前已平衡改造为 1 万吨 / 年）纤维乙醇、 3 万吨 / 年生物柴油、 1000 吨 / 年 1,3- 丙二醇、 5000 吨 / 年二氧化碳全降解塑料试验平台等，检测设备和试验基地按照高起点、高标准进行配置和建设，目前我国生物质能源行业设施最完善、功能最齐全的中试工试试验基地。

　　百余项成果、专利和技术标准，大多处于国内领先水平或国际先进水平

　　天冠集团，年仅 40 岁的总工程师、国家科技支撑计划和 863 计划项目的负责人杜风光，向我历数了近三年来集团正在承担的围绕生物质能源研发的国家项目和课题，以及欧盟第六框架计划 BEST 生物乙醇示范 ) 项目。

　　这些项目和课题，主要包括：

　　酒精工业园区资源循环利用关键技术开发及应用 ” 2006 年被列入国家科技支撑计划；

　　生物柴油组分及汽车匹配技术研发 ” 2006 年被列入国家高技术研究发展计划（ 863 计划）

　　生物基化学品的生物炼制技术 ” 项目子课题 “ 1 3- 丙二醇的生物炼制技术中试及产业化试验研究以及经济技术指标评价 ” 2006 年被列入国家高技术研究发展计划（ 863 计划）

　　暗－光发酵耦联生物制氢技术与示范研究 ” 2006 年被列入国家高技术研究发展计划（ 863 计划）

　　纤维素原料酶水解发酵丁醇技术研究 ” 2007 年被列入国家高技术研究发展计划（ 863 计划）

　　秸秆乙醇产业化示范关键技术开发 ” 2007 年被列入国家科技支撑计划；

　　生物质全糖乙醇发酵酿酒酵母工程菌的构建及发酵技术研究 ” 2007 年被列入国家高技术研究发展计划（ 863 计划）

　　纤维素燃料乙醇中试工程示范 ” 2007 年被列入国家高技术研究发展计划（ 863 计划）

　　酒精发酵高效菌种及循环工艺放大研究 ” 2008 年被列入国家高技术研究发展计划（ 863 计划）

　　高比例车用乙醇汽油标准的前期研究 ” 2007 年被列入国家标准委重点项目；

　　E85 乙醇汽油 ” 被列入 2007 年度质检公益性行业科研专项项目计划。

　　2001 年以来，还承担了一系列重大的高技术产业化创新项目。这包括国家高技术产业化现代农业重大专项 “ 优质高淀粉甘薯新品种高技术产业化示范项目 ” 国家发改委批准承担的河南天冠企业集团有限公司企业技术中心创新能力建设项目 ” 以及国家火炬计划 “ 黄原胶项目 ” 国家重点建设工程 “ 年产 30 万吨燃料乙醇项目 ” 30 万吨玉米综合深加工项目 ” 酒精高效节水改造项目 ” 酒精工艺流程优化改造项目 ” 等。

　　杜风光说，企业科技研发所取得的丰硕成果，成为支撑企业和行业发展的核心力量。近年来，天冠集团共获得科研成果 124 项，国家级 17 项、省部级 56 项，专利和专有技术 50 多项、主持制定国家标准 6 项，这些科研成果和技术标准大多处于国内领先水平或国际先进水平，多项成果和标准在全国同行业推广应用，取得了显著的经济和社会效益，对推动我国生物质能源行业技术进步做出了重大的贡献。

　　纤维乙醇开发与利用领域取得重大技术突破

　　生物质资源，主要包括农作物秸秆、专门种植用以提供能源原料的草本和木本植物如甜高粱、薯类、甘蔗和油菜等、畜禽粪便以及农林产品加工业副产品如稻壳、玉米芯、甘蔗渣、木屑等。国生物质资源具有种类多、分布范围广、总量较大等特点，可转化为燃气和液体燃料等多种高品位能源。据统计，国仅农作物秸秆年产约 7.2 亿吨，加上其它可资利用的生物质资源每年在 10 亿吨以上。

　　但是一个严酷的现实也摆在面前。国现实的生物质资源有效利用率不到 20% 大量的农作物秸秆被废弃在田间地头或就地焚烧，一方面造成环境的污染，另一方面又造成资源的浪费。

　　作为我国生物质能源行业的领军人物，天冠集团董事长张晓阳高级工程师介绍，生物质资源的能源化利用主要有三种途径：液化（乙醇、生物柴油、生物质油）气化（沼气、氢气）固化（固体燃料 / 发电）目前，国生物质的能源利用现状还停留在较低的水平上，生物质的利用仅作为替代最低端的一次性能源方面，主要用来作为农村家用炉灶燃料、发电等。农村家用炉灶燃料能量利用率极低，一般不超过 16% 而用来发电代替的低价值的煤炭，其价值流向不符合市场规律。认为，生物质资源能源化利用，应该流向价值的最高端或者通过资源的综合利用实现整个产品链条的价值最大化。

　　近年来，天冠集团结合自主创新，对国内外先进技术进行系统集成，分别建设完成了纤维乙醇 300 吨 / 年的中试生产线和 1 万吨 / 年的产业化示范线。

　　从 1997 年开始，天冠集团就先后与山东大学、浙江大学、郑州大学、河南农大等多所高校进行合作，致力于秸秆乙醇生产关键技术和产业化示范项目的攻关。 2005 年 3 月，建成了年产 300 吨生产线并连续运行，多项秸秆乙醇关键技术取得突破性进展。由于秸秆乙醇产业化的始创性，装备体系没有可借鉴的平台，企业经过十多年的研发，已开发出包括纤维素酶在内的具有完整工艺体系的多项自主知识产权与集成创新的秸秆乙醇装备体系。 2006 年 10 月 , 经河南省发改委批准，开工建设国际上首个规模 5000 吨 / 年秸秆乙醇产业化示范线，标志着企业在秸秆乙醇产业化上迈出了重要的一步。 2008 年 4 月，整体工程联动调试完成，生产线运行平稳，产品质量合格率达到 100% 目前已将该示范线平衡改造为 1 万吨 / 年标准化模块，通过示范运行，为将来产业化推广提供技术支持。

　　目前已经取得了一系列关键技术研究成果：

　　玉米秸秆、麦秸秆、稻草等三大秸秆原料预处理工艺基本成熟。采用低成本、无污染的预处理技术，可以有效的提高原料的水解效果和发酵效果。从原料得率（ 16 18% 看，该技术居国内产业化生产领先水平。

　　纤维质原料糖化所用多种酶活大幅提高，成本降低，处国内领先水平，基本适应规模化生产。通常，纤维素酶成本占据秸秆乙醇生产成本中的较大部分，国内外研究和开发的重点。目前每吨乙醇所需商品纤维素酶售价高达 15000 元，利用外购商品纤维素酶来生产秸秆乙醇几乎是不可能的为降低秸秆乙醇生产成本，天冠集团配套建设了纤维素酶生产线，研发生产高活性、低成本的纤维素酶。目前天冠集团每吨秸秆乙醇所需的纤维素酶等酶类成本已达到国外厂家提供给国内试验用纤维素酶的水平，已基本适应了产业化生产。

　　基本实现了纯生物质乙醇生产工艺，初步解决了传统乙醇生产离不开化石能源的技术框架。每生产 1 吨秸秆乙醇的废渣，可生产蒸汽 13 14 吨，发电 900 1000 度，供乙醇生产自用，同时产出硝灰（钾肥） 500 600 公斤，产沼气 21 立方米。收到秸秆乙醇、秸秆发电、秸秆还田三位一体的综合效益。

　　已实现清洁生产。固渣作为锅炉燃料，锅炉灰渣作为肥料，废水经厌氧好氧处理达标排放，二氧化碳可回收利用，无其它废气排放。

　　张晓阳还说，纤维乙醇的开发利用方面，最头疼的经济性问题，目前也有了大的进展。预计 1 万吨 / 年规模示范线达产时，秸秆乙醇的成本有望降到高于粮食乙醇 10 15% 左右。

　　能化并举，开放合作中实现产业升级

　　长期以来，天冠集团坚持走产学研结合的道路，极其重视与国内外生物质能源行业的技术交流与合作，与国内外多所高等院校和研究所如清华大学、浙江大学、中山大学、郑州大学、山东大学、河南大学、江南大学、华东理工大学、上海交通大学、中科院、中国农科院等有着密切的合作关系；依托企业博士后科研工作站平台，分别与武汉大学、中山大学、山东大学、河南大学博士后流动站等签订了博士后进站合作协议，分别承担生物质能源、生物质化工开发与利用领域相关研究，均取得关键技术突破，大大推进了如秸秆纤维乙醇、二氧化碳全降解塑料等产业化进程，经济和社会效益显著。鉴于天冠集团在生物质能源领域的影响力和所取得的成绩，已与美国国家能源实验室、瑞典皇家工程学院、巴西圣保罗大学、日本筑波大学以及欧盟生物质能源联合会建立了学术、技术交流合作关系，并成功举办了第 2 届生物产业技术研讨会和协办了第 13 届国际生物技术大会，国际上具有较高的知名度。

　　技术创新使企业实现产业升级，推动企业不断发展壮大。截至 2008 年底，集团总资产规模 47 亿元，年销售收入 37 亿元，同 1999 年底相比分别增长 595.45 ％、 1202.58 ％。

　　多年来，天冠集团始终实施技术创新战略，不断加大研发投入，研发投入连续 5 年超销售收入的 5% 其中 2008 年研发投入 1.85 亿元。物力、人力、财力的巨大投入，使天冠集团在生物能源、生物化工领域，形成了一批具有自主知识产权和核心竞争力的产品和技术。纤维乙醇及纤维素酶的产业化开发、非粮原料乙醇清洁生产技术、生物能源副产物综合开发利用技术以及依托生物能源开发生物化工产品技术方面取得了巨大的成绩，走在行业的最前列。

　　如公司近年着力开发的二氧化碳全降解塑料，目前解决 “ 白色污染 ” 实现二氧化碳资源化利用、石油替代最有效的途径之一，也是天冠集团扩展综合利用和精深加工，发展循环经济，进军生物新材料产业的一个高新技术标志性项目。对于支撑燃料乙醇生产，保障燃料乙醇产业的快速发展，均起着举足轻重的作用。早在上世纪 90 年代，天冠集团就开始追踪和投资二氧化碳深加工利用的开发研究，与在该领域具国际领先水平的中山大学联合，致力于该项目的研究开发工作，历经多年攻关，取得突破性成果。 2003 年底建成的 50 吨 / 年中试生产线，基本确定了合理的工艺流程和操作规程，通过了河南省科技厅组织的成果鉴定，多项关键技术申请了国家发明专利和实用新型专利。为加速其工业化进程，企业充分考虑了工艺设备放大的技术风险，建设了千吨级生产线，并在试车工作中，取得了聚合分子量 10 万以上完全可控的巨大突破，为扩大生产奠定了重要的工程基础。同时，项目工艺技术的核心 — 催化剂也取得巨大突破，新催化剂大大降低了聚合反应时间，数均分子量提高至 20 万以上，产品的各项性能有了很大提高，也改善了原有产品母粒易粘连的现象。通过与国内聚合反应工程领域的权威专家合作，共同开发连续反应和连续脱挥工艺和装置。为拓展产品应用领域，公司积极与德国巴斯夫公司、韩国 LG 公司等合作，开展二氧化碳降解塑料制品开发。目前，正在筹划建设万吨级生产线，计划 2010 年投产。

　　作为国家重点支持的燃料乙醇定点生产企业，天冠集团始终以绿色、循环、可持续发展为理念，致力于发展可再生能源并最大限度地开发和实施资源、能源的综合利用，以产品价值多梯次开发、资源最大化利用为手段，致力农产品的全面、综合、规模、系统的开发利用，实现农产品综合精深加工产业链条产品的多元化，建立农产品资源、生物能源、生物质化工和可再生资源的新型循环工业经济体系，为市场提供系列绿色产品。形成了生产、环保、资源再利用的持续发展、良性循环，从而使现有产业得以优化、提升和延伸，同时带动农业的产业化发展。

　　依托生物能源发展生物化工，形成了可持续的优势产业链。生物能源产品包括纤维乙醇、薯类乙醇、生物柴油、生物丁醇和生物沼气等，生物化工依托生物能源发展，正在实施产业化的主要产品包括：二氧化碳全降解塑料、碳酸二甲酯、 1,3- 丙二醇、 PTT 聚酯、生物乙烯、木质素等。

　　整个产业链以非粮农业及林业原料为基础，通过新工艺、新技术实现整个过程的资源最大化利用。

　　根据天冠集团的规划，十二五 ” 末，生物能源形成 198 万吨 / 年生产能力，生物质化工形成 49 万吨 / 年生产能力。

　　2009 2015 规划实施完成后，天冠集团的资源、能源消耗指标将有较大进步；初步完成生物能源产业的战略布局；综合利用水平进一步提高；企业实力进一步壮大；企业经济效益进一步提高，成为生物产业领域及发酵行业的领军企业。