一場突如其來的金融危機席卷全球。
有關專家評價,天冠集團在生物能源開發和利用方面,具備豐富的研發經驗和實力,生物能源研發平臺已初具雛形,事實上已經成為國內生物能源行業標準、技術和科技成果的主要輻射中心。他們堅信,通過2009-2015規劃的實施,整合國內外科技資源,成為國內主要的生物能源生物質化工技術、標準輸出地。通過自主創新、開放合作和對行業先進技術的系統集成,利用天冠集團現有的研發和中試平臺,可盡快實現生物能源、生物化工領域最新成果的轉化。同時,通過對重大項目的開發實施,特別是纖維乙醇的產業化研究、二氧化碳降解塑料的產業化,將強力推動生物能源技術的革命,大幅度提高中國生物能源技術的國際競爭力。
“危”中有“機”。痛苦,更讓人充滿希冀!
翻開世界經濟發展史,每一次經濟危機帶來的都是一場鳳凰涅槃的重生。
但是,重生并非時光的無端延續,它需要新一輪經濟結構的戰略調整,更需要一場新的科技革命的強烈催生和洗禮!
在這血與火的戰略調整和科技洗禮中,誰占領了科技創新的制高點,誰就無疑占領了新一輪經濟發展的制高點,也就有了在新的國際競爭中的話語權。
那么,即將來臨的科技創新的制高點在哪里?是什么?
從美國到瑞典,從深圳到無錫,從決策者到研發者到生產者,全世界有識之士的目光,都齊刷刷盯向了核能、風能、太陽能、生物質能等新能源開發與利用的各個領域!
這是一輪即將噴薄欲出、光照全球的旭日!
中國國家能源局在今年發布的《中國能源發展報告2009》中指出,能源發展的開發與利用,無疑是我國經濟戰危機、保增長、解決經濟發展深層次矛盾、搶占新一輪經濟發展制高點的重要突破口。
我國科技產業界權威媒體《科技日報》也發表評論,提醒要高度關注新能源產業發展,把這一產業作為新的經濟增長點和新一輪國際競爭的戰略制高點。
中國科學院為此提出了中國能源科技發展戰略路線圖:近期(至2020年)重點發展節能和清潔能源技術,提高能源效率;中期(2030年前后)重點推動核能和可再生能源向主力能源發展;遠期(2050年前后)建成中國可持續能源體系,總量上基本滿足中國經濟社會發展的能源需求,結構上對化石能源的依賴度降低到60%以下,可再生能源成為主導能源之一。
國家發改委制定了新的可再生能源中長期發展規劃,提出到2020年可再生能源消費比重將達到15%。
就是在這場搶占經濟制高點的爭奪戰中,很少有人想到,在中原內陸腹地河南南陽,有一家具有70年歷史的“老國企”——河南天冠企業集團有限公司,竟然成了中國生物質能源開發與利用的領跑者。
它是目前國內歷史最長、最具代表性的乙醇生產企業,是生物質能源生產企業中唯一進入國家循環經濟試點的企業,和行業內唯一一家被國家批準設立博士后工作站單位,是國家新能源高技術產業基地主體企業,和國家燃料乙醇標準化技術委員會秘書處單位。在我國生物質能源領域,唯一的國家級企業技術中心,也設在天冠集團。它目前擁有國內最大的年產50萬噸燃料乙醇生產能力,擁有國際上最大的6萬噸/年谷朊粉生產線,同時擁有亞洲最大的工業沼氣工程,是目前國內唯一擁有燃料乙醇、沼氣、生物柴油三大生物能源產品生產線的企業。
天冠集團生物質能源產業的發展,受到了杜祥琬院士、石元春院士、美國普渡大學曹祖寧教授等業內權威及聯合國環境規劃署的高度評價與肯定。
早在兩年多以前,胡錦濤總書記親臨天冠集團視察,在談及天冠集團致力于生物質能源發展所取得的成績時指出:“天冠集團的事跡,不僅要寫入黨史,也要記載到我國的科技發展史上。”并指示“要加快研發步伐,為確保我國糧食安全,緩解我國能源緊缺矛盾做出貢獻,希望天冠集團能帶個好頭。”
在那年4月,公司董事長張曉陽隨溫家寶總理出訪日本時,代表中方作了我國有關生物質能源產業發展的主題演講。
這里擁有我國生物質能源行業設施最完善、功能最齊全的中試工試試驗基地。
作為河南天冠企業集團有限公司的董事長、黨委書記、總經理,張曉陽介紹,天冠集團作為國內歷史最長的乙醇生產企業,在生物質能源的利用與開發領域,優勢明顯、成效突出,具有扎實的研究基礎,擁有國內生物質能源行業規模最大、最具代表性的秸稈乙醇、燃料乙醇、工業沼氣、生物柴油生產線,企業致力于打造一支高水平的科研隊伍,承擔了多項國家和省部級研究課題,獲得了一批高水平的研究成果,在國內生物質能源產業的發展中發揮了重大的作用。
圍繞生物能源發展戰略,天冠集團開展了一系列的平臺建設工作。天冠技術中心在1998年被認定為河南省省級企業技術中心;2000年,經人事部批準,成立了行業內第一家博士后科研工作站;2005年被認定為行業內首家國家級企業技術中心;2005年被河南省科技廳批準組建河南省生物燃料工程技術研究中心;2007年企業技術中心被農業部認定為“國家生物質燃料加工技術研發分中心”;2008年全國變性燃料乙醇和燃料乙醇標準化技術委員會在天冠成立。經過多年發展,天冠集團生物能源科研創新平臺體系已初具規模。
天冠技術中心定位于生物能源的綜合開發與利用,現有科研開發用房3330平方米、工程轉化用房23722.5平方米,固定資產總值達到8000余萬元,配套設施齊全,能源供應系統完善。
技術中心現擁有生物質燃料工藝實驗、性能測試、各種小試中試線和檢測分析室等科研開發設備300臺套,儀器設備總值6000萬元以上。目前實驗室擁有5升、10升、50升全自控發酵罐、新概念發酵罐多臺套,500—50000升中試放大用發酵罐;菌種研究室擁有符合GMP規范的200m2凈化工作室和超低溫冰箱、全溫培養箱及全溫振蕩器,可完成各種微生物產品的小試工作,并配套有預處理、萃取、分離、干燥、蒸餾的全套試驗設施,可以開展生物能源、生物化工新產品等從實驗室向產業化轉化過程的全部實驗和驗證工作,同時配套儀器可全程分析試驗情況。
為實現創新項目的產業化,天冠集團建設了一系列的中試實驗平臺及工試平臺,包括300噸/年和5000噸/年(目前已平衡改造為1萬噸/年)纖維乙醇、3萬噸/年生物柴油、1000噸/年1,3-丙二醇、5000噸/年二氧化碳全降解塑料試驗平臺等,檢測設備和試驗基地按照高起點、高標準進行配置和建設,是目前我國生物質能源行業設施最完善、功能最齊全的中試工試試驗基地。
百余項成果、專利和技術標準,大多處于國內領先水平或國際先進水平。
在天冠集團,年僅40歲的總工程師、國家科技支撐計劃和863計劃項目的負責人杜風光,向我們歷數了近三年來集團正在承擔的圍繞生物質能源研發的國家項目和課題,以及歐盟第六框架計劃BEST(生物乙醇示范)項目。
這些項目和課題,主要包括:
“酒精工業園區資源循環利用關鍵技術開發及應用”,2006年被列入國家科技支撐計劃;
“生物柴油組分及汽車匹配技術研發” 2006年被列入國家高技術研究發展計劃(863計劃);
“生物基化學品的生物煉制技術”項目子課題“1,3-丙二醇的生物煉制技術中試及產業化試驗研究以及經濟技術指標評價”,2006年被列入國家高技術研究發展計劃(863計劃);
“暗-光發酵耦聯生物制氫技術與示范研究” 2006年被列入國家高技術研究發展計劃(863計劃);
“纖維素原料酶水解發酵丁醇技術研究” 2007年被列入國家高技術研究發展計劃(863計劃);
“秸稈乙醇產業化示范關鍵技術開發” 2007年被列入國家科技支撐計劃;
“生物質全糖乙醇發酵釀酒酵母工程菌的構建及發酵技術研究” 2007年被列入國家高技術研究發展計劃(863計劃);
“纖維素燃料乙醇中試工程示范” 2007年被列入國家高技術研究發展計劃(863計劃);
“酒精發酵高效菌種及循環工藝放大研究” 2008年被列入國家高技術研究發展計劃(863計劃);
“高比例車用乙醇汽油標準的前期研究”, 2007年被列入國家標準委重點項目;
“E85乙醇汽油”被列入2007年度質檢公益性行業科研專項項目計劃。
在2001年以來,他們還承擔了一系列重大的高技術產業化創新項目。這包括國家高技術產業化現代農業重大專項“優質高淀粉甘薯新品種高技術產業化示范項目”;國家發改委批準承擔的“河南天冠企業集團有限公司企業技術中心創新能力建設項目”;以及國家火炬計劃“黃原膠項目”、國家重點建設工程“年產30萬噸燃料乙醇項目”、“30萬噸玉米綜合深加工項目”、“酒精高效節水改造項目”、“酒精工藝流程優化改造項目”等。
杜風光說,企業科技研發所取得的豐碩成果,成為支撐企業和行業發展的核心力量。近年來,天冠集團共獲得科研成果124項,國家級17項、省部級56項,專利和專有技術50多項、主持制定國家標準6項,這些科研成果和技術標準大多處于國內領先水平或國際先進水平,多項成果和標準在全國同行業推廣應用,取得了顯著的經濟和社會效益,對推動我國生物質能源行業技術進步做出了重大的貢獻。
在纖維乙醇開發與利用領域取得重大技術突破
生物質資源,主要包括農作物秸稈、專門種植用以提供能源原料的草本和木本植物如甜高粱、薯類、甘蔗和油菜等、畜禽糞便以及農林產品加工業副產品如稻殼、玉米芯、甘蔗渣、木屑等。我國生物質資源具有種類多、分布范圍廣、總量較大等特點,可轉化為燃氣和液體燃料等多種高品位能源。據統計,我國僅農作物秸稈年產約7.2億噸,加上其它可資利用的生物質資源每年在10億噸以上。
但是,一個嚴酷的現實也擺在我們面前。我國現實的生物質資源有效利用率不到20%,大量的農作物秸稈被廢棄在田間地頭或就地焚燒,一方面造成環境的污染,另一方面又造成資源的浪費。
作為我國生物質能源行業的領軍人物,天冠集團董事長張曉陽高級工程師介紹,生物質資源的能源化利用主要有三種途徑:液化(乙醇、生物柴油、生物質油)、氣化(沼氣、氫氣)、固化(固體燃料/發電)。目前,我國生物質的能源利用現狀還停留在較低的水平上,生物質的利用僅作為替代最低端的一次性能源方面,主要用來作為農村家用爐灶燃料、發電等。農村家用爐灶燃料能量利用率極低,一般不超過16%。而用來發電代替的是低價值的煤炭,其價值流向不符合市場規律。他認為,生物質資源能源化利用,應該流向價值的最高端或者通過資源的綜合利用實現整個產品鏈條的價值最大化。
近年來,天冠集團結合自主創新,對國內外先進技術進行系統集成,分別建設完成了纖維乙醇300噸/年的中試生產線和1萬噸/年的產業化示范線。
從1997年開始,天冠集團就先后與山東大學、浙江大學、鄭州大學、河南農大等多所高校進行合作,致力于秸稈乙醇生產關鍵技術和產業化示范項目的攻關。2005年3月,建成了年產300噸生產線并連續運行,多項秸稈乙醇關鍵技術取得突破性進展。由于秸稈乙醇產業化的始創性,裝備體系沒有可借鑒的平臺,企業經過十多年的研發,已開發出包括纖維素酶在內的具有完整工藝體系的、多項自主知識產權與集成創新的秸稈乙醇裝備體系。2006年10月, 經河南省發改委批準,開工建設國際上首個規模5000噸/年秸稈乙醇產業化示范線,標志著企業在秸稈乙醇產業化上邁出了重要的一步。2008年4月,整體工程聯動調試完成,生產線運行平穩,產品質量合格率達到100%。目前已將該示范線平衡改造為1萬噸/年標準化模塊,通過示范運行,為將來產業化推廣提供技術支持。
目前已經取得了一系列關鍵技術研究成果:
玉米秸稈、麥秸稈、稻草等三大秸稈原料預處理工藝基本成熟。他們采用低成本、無污染的預處理技術,可以有效的提高原料的水解效果和發酵效果。從原料得率(16—18%)看,該技術居國內產業化生產領先水平。
纖維質原料糖化所用多種酶活大幅提高,成本降低,處國內領先水平,基本適應規模化生產。通常,纖維素酶成本占據秸稈乙醇生產成本中的較大部分,是國內外研究和開發的重點。目前每噸乙醇所需商品纖維素酶售價高達15000元,利用外購商品纖維素酶來生產秸稈乙醇幾乎是不可能的。為降低秸稈乙醇生產成本,天冠集團配套建設了纖維素酶生產線,研發生產高活性、低成本的纖維素酶。目前天冠集團每噸秸稈乙醇所需的纖維素酶等酶類成本已達到國外廠家提供給國內試驗用纖維素酶的水平,已基本適應了產業化生產。
基本實現了純生物質乙醇生產工藝,初步解決了傳統乙醇生產離不開化石能源的技術框架。每生產1噸秸稈乙醇的廢渣,可生產蒸汽13—14噸,發電900—1000度,供乙醇生產自用,同時產出硝灰(鉀肥)500—600公斤,產沼氣21立方米。收到了秸稈乙醇、秸稈發電、秸稈還田三位一體的綜合效益。
已實現清潔生產。固渣作為鍋爐燃料,鍋爐灰渣作為肥料,廢水經厭氧好氧處理達標排放,二氧化碳可回收利用,無其它廢氣排放。
張曉陽還說,在纖維乙醇的開發利用方面,他們最頭疼的經濟性問題,目前也有了大的進展。預計1萬噸/年規模示范線達產時,秸稈乙醇的成本有望降到高于糧食乙醇10—15%左右。
能化并舉,在開放合作中實現產業升級
長期以來,天冠集團堅持走產學研結合的道路,極其重視與國內外生物質能源行業的技術交流與合作,與國內外多所高等院校和研究所如清華大學、浙江大學、中山大學、鄭州大學、山東大學、河南大學、江南大學、華東理工大學、上海交通大學、中科院、中國農科院等有著密切的合作關系;依托企業博士后科研工作站平臺,分別與武漢大學、中山大學、山東大學、河南大學博士后流動站等簽訂了博士后進站合作協議,分別承擔生物質能源、生物質化工開發與利用領域相關研究,均取得關鍵技術突破,大大推進了如秸稈纖維乙醇、二氧化碳全降解塑料等產業化進程,經濟和社會效益顯著。鑒于天冠集團在生物質能源領域的影響力和所取得的成績,已與美國國家能源實驗室、瑞典皇家工程學院、巴西圣保羅大學、日本筑波大學以及歐盟生物質能源聯合會建立了學術、技術交流合作關系,并成功舉辦了第2屆生物產業技術研討會和協辦了第13屆國際生物技術大會,在國際上具有較高的知名度。
技術創新使企業實現產業升級,推動企業不斷發展壯大。截至2008年底,集團總資產規模47億元,年銷售收入37億元,同1999年底相比分別增長595.45%、1202.58%。
多年來,天冠集團始終實施技術創新戰略,不斷加大研發投入,研發投入連續5年超銷售收入的5%,其中2008年研發投入1.85億元。物力、人力、財力的巨大投入,使天冠集團在生物能源、生物化工領域,形成了一批具有自主知識產權和核心競爭力的產品和技術。在纖維乙醇及纖維素酶的產業化開發、非糧原料乙醇清潔生產技術、生物能源副產物綜合開發利用技術以及依托生物能源開發生物化工產品技術方面取得了巨大的成績,走在了行業的最前列。
如公司近年著力開發的二氧化碳全降解塑料,是目前解決“白色污染”、實現二氧化碳資源化利用、石油替代最有效的途徑之一,也是天冠集團擴展綜合利用和精深加工,發展循環經濟,進軍生物新材料產業的一個高新技術標志性項目。它對于支撐燃料乙醇生產,保障燃料乙醇產業的快速發展,均起著舉足輕重的作用。早在上世紀90年代,天冠集團就開始追蹤和投資二氧化碳深加工利用的開發研究,與在該領域具國際領先水平的中山大學聯合,致力于該項目的研究開發工作,歷經多年攻關,取得突破性成果。2003年底建成的50噸/年中試生產線,基本確定了合理的工藝流程和操作規程,通過了河南省科技廳組織的成果鑒定,多項關鍵技術申請了國家發明專利和實用新型專利。為加速其工業化進程,企業充分考慮了工藝設備放大的技術風險,建設了千噸級生產線,并在試車工作中,取得了聚合分子量10萬以上完全可控的巨大突破,為擴大生產奠定了重要的工程基礎。同時,項目工藝技術的核心——催化劑也取得巨大突破,新催化劑大大降低了聚合反應時間,數均分子量提高至20萬以上,產品的各項性能有了很大提高,也改善了原有產品母粒易粘連的現象。通過與國內聚合反應工程領域的權威專家合作,共同開發連續反應和連續脫揮工藝和裝置。為拓展產品應用領域,公司積極與德國巴斯夫公司、韓國LG公司等合作,開展二氧化碳降解塑料制品開發。目前,正在籌劃建設萬噸級生產線,計劃2010年投產。
作為國家重點支持的燃料乙醇定點生產企業,天冠集團始終以綠色、循環、可持續發展為理念,致力于發展可再生能源并最大限度地開發和實施資源、能源的綜合利用,以產品價值多梯次開發、資源最大化利用為手段,致力農產品的全面、綜合、規模、系統的開發利用,實現農產品綜合精深加工產業鏈條產品的多元化,建立農產品資源、生物能源、生物質化工和可再生資源的新型循環工業經濟體系,為市場提供系列綠色產品。形成了生產、環保、資源再利用的持續發展、良性循環,從而使現有產業得以優化、提升和延伸,同時帶動農業的產業化發展。
他們依托生物能源發展生物化工,形成了可持續的優勢產業鏈。生物能源產品包括纖維乙醇、薯類乙醇、生物柴油、生物丁醇和生物沼氣等,生物化工依托生物能源發展,正在實施產業化的主要產品包括: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、木質素等。
整個產業鏈以非糧農業及林業原料為基礎,通過新工藝、新技術實現整個過程的資源最大化利用。
根據天冠集團的規劃,到“十二五”末,生物能源形成198萬噸/年生產能力,生物質化工形成49萬噸/年生產能力。
2009—2015規劃實施完成后,天冠集團的資源、能源消耗指標將有較大進步;初步完成生物能源產業的戰略布局;綜合利用水平進一步提高;企業實力進一步壯大;企業經濟效益進一步提高,成為生物產業領域及發酵行業的領軍企業。