航天方案開啟生物質“高值化”時代

圖為航天生物質氣化技術成果發布會現場。

9月24日，一場以“智匯生物質 氣化新碳索”為主題的航天生物質氣化技術成果發布會在河北滄州召開。記者從會上了解到，本次發布的“航天生物質炭化制粉氣化一體化技術”由航天長征化學工程股份有限公司（簡稱“航天工程”）自主研發，并于近日通過中國石油和化學工業聯合會（簡稱“中國石化聯”）組織的科技成果評價，標志著我國生物質能氣流床高效轉化技術正式邁入工業化應用新階段。

成就這一技術的背后，既是我國能源結構轉型的迫切需求，也是航天工程堅持自主創新、攻堅關鍵工藝的生動體現。這項歷時三年攻關的技術成果，成功將生物質從“低附加值焚燒”轉向“高值化化工原料”，為我國能源結構優化與生態環境保護提供了切實路徑，為行業綠色轉型提供了具備產業化前景的航天方案。

能源轉型呼喚生物質能高效轉化

在我國全面推進能源結構向清潔化、低碳化、高效化轉型的背景下，生物質能作為“可再生+負碳”的優質資源，長期受制于轉化效率低、產業化難等難題，未能完全發揮其真實價值。

據介紹，當前能源轉型機遇與挑戰并存。一方面，我國新能源發展迅速，“十四五”以來，我國構建起全球最大、發展最快的可再生能源體系，可再生能源發電裝機占60%左右；另一方面，歐盟碳邊境調節機制等規則重塑國際綠色貿易，國際綠色甲醇、綠色航煤等標準體系對我國產業形成一定壓力。與此同時，國內新能源政策持續推動新能源消納與系統建設，綠電-綠氫-綠醇產業鏈正在快速形成，為生物質能的發展提供了廣闊的市場空間。

在這一背景下，航天生物質炭化制粉氣化一體化技術的突破恰逢其時。航天工程董事長姜從斌指出：“煤化工作為重點排放行業，面臨明確的減排約束與轉型壓力。生物質氣化耦合煤化工是當前技術條件下實現系統降碳的可行路徑。該技術通過‘生物質頭’與‘煤頭’的有機結合，并依托現有園區基礎設施，實施‘兩頭一尾’模式，不僅能有效降低全生命周期碳排放，還能為傳統化工園區盤活資產、平穩過渡至碳中和階段爭取到寶貴窗口期。”

圖為航天工程董事長姜從斌。

全鏈條技術打通產業化路徑

經過三年技術攻關，航天工程成功研發出航天生物質炭化制粉氣化一體化技術，實現了從機理研究-機理分析-實驗室小試-基地中試-工程示范的全鏈條產業化路線。

航天工程總經理孫慶君介紹，在生物質能技術研發方面，航天工程進行了系統性的探索和實踐。首先，開展深入的機理研究，系統分析了典型生物質的預處理及氣化特性，建立了完善的生物質物性數據庫；其次，創新性地提出了生物質原料炭化制粉氣化一體化工藝，并成功開發了配套的專利裝備，實現了生物質原料的易得性和預處理高效性。同時，建設完整的生物質氣化中試裝置，開展了系統的試驗研究。目前，中試裝置已成功試燒了玉米秸稈、稻殼、灌木、蘆葦、牛糞等多種生物質原料，充分驗證了生物質氣流床氣化技術的可行性與適應性。

圖為航天工程總經理孫慶君。

該技術在國際領先的航天粉煤氣化技術基礎上，進一步優化了炭化制粉環節。航天工程氫能事業部總經理殷雨田指出，該技術成果解決了氣流床低成本、低功耗制粉的難題，使炭化制粉環節綜合能耗較傳統炭化技術降低約25%。同時，技術有效避免了堿金屬的粘結問題，并解決了高氯灰水腐蝕難題。此技術使得典型項目的甲醇生產成本控制在3200~3400元/噸，具有顯著經濟可行性。

圖為航天工程氫能事業部總經理殷雨田。

中試階段的數據為技術的可行性提供了有力支撐。航天工程工藝管道室副主任房華披露了中試裝置的關鍵運行數據：國內首套1.0t/h處理量的生物質炭化制粉氣化一體化中試裝置累計運行超300小時，72小時連續考核期間安全平穩。具體數據顯示，生物炭（干基）質量收率88.8%，生物炭能量收率92.2%；在3.0MPa的氣體壓力下，碳轉換率98.6%，有效氣（CO+H?）含量80.6%，冷煤氣效率74.1%，各項指標達到或優于設計值。

圖為航天工程工藝管道室副主任房華。

9月21日，在中國石化聯組織的科技成果評價會上，由七位行業專家組成的評價委員會一致認為，航天生物質炭化制粉氣化一體化技術可行，具備工業化應用條件，同意通過評價，建議加快工業化示范應用。

航天工程熱工部副部長張文斌介紹，該技術建成行業首套“炭化制粉一體化+氣流床氣化”中試裝置，已詳細開展磨煤制粉、密相輸送和高壓氣化測試，累計運行300余小時。在同等炭化條件下，該裝置實現了能量和碳最大程度向有效氣轉化，避免了物料冷熱交替的問題，最大程度上實現了能量合理利用，尤其適合大規模生物質炭化。

圖為航天工程熱工部副部長張文斌。

示范應用繪就綠色產業新藍圖

該技術的突破性進展獲得了業界的廣泛認可。與會專家一致認為，這項將低熱值、低密度的生物質資源，高效轉化為高價值綠色能源和化學品的“變廢為寶”關鍵技術，是實現可持續發展和“雙碳”目標的重要抓手。

中國產業發展促進會副會長魏鎖評價道，該技術將價值低、熱值低的生物質資源，通過原料預處理和氣化技術，轉化為高價值的甲醇、可持續航空燃料（SAF）等綠色燃料，極大地提升了生物質的利用效率和經濟價值，真正實現了資源循環利用與環境保護的雙贏。滄州臨港經濟技術開發區管委會副主任孫瑋紅同樣表示，該技術為地方產業轉型與國家能源結構優化提供了“可量化、可復制”的方案，期待加快示范應用落地。

市場反饋是最好的“試金石”。目前，該技術已吸引多家行業龍頭企業伸出合作橄欖枝，工業化示范應用的步伐正在加快。面向未來，姜從斌提出，航天工程將聚焦三方面推進后續工作：一是持續優化工藝包，重點突破低溫氣化、近零碳排放等環節，提升整體技術經濟性；二是推進示范項目落地，在條件成熟園區開展規?；炞C，形成可復制、可推廣的商業模式；三是積極參與標準制定工作，推動建立科學、務實、包容的生物質燃料認證與交易機制，為產業健康發展營造良好環境。

正如姜從斌所言：“能源轉型是一項長期而系統的工程，既需技術突破，也需政策協同、市場驅動與生態共建。”隨著這項航天生物質氣化技術從實驗室走向廣闊的田野與工廠，將為保障國家能源安全、深入推進“雙碳”目標，持續注入更為強勁而持久的“綠色動能”。一個屬于生物質“高值化”利用的新時代，正隨著技術的成熟而加速到來。

圖為航天工程常務副總經理朱玉營主持會議。