-生物产业技术
新奥:微藻能源技术的践行者

 

王慧岭 刘敏胜 白雪梅 张 宁

(新奥科技发展有限公司,廊坊 065000

 

1 新奥——致力于清洁能源与环保技术的创新和实践

新奥集团创建于1989年,经过27年的快速成长,已经发展成为国内外知名的清洁能源企业。旗下有

新奥能源、新奥股份、北部湾旅游3家上市企业,300多家全资、控股公司和分支机构,并在欧美开展了交通能源等国际业务。

新奥能源研究院作为新奥集团在能源领域技术创新的核心驱动力,长期致力于清洁能源和环保技术创新与产业化实践,依托泛能网技术,构建全新的现代能源体系,转变能源生产、利用方式,推动节能环保产业发展及生态城市建设。自2006年成立以来,一贯秉承“求真务实、引领突破”的实干精神,坚持自主创新,不断取得重要突破。目前拥有“ 煤基低碳能源国家重点实验室”、“博士后科研工作站”、“海外高层次人才创新创业基地”、“国际科技合作基地”等科研平台,建有大型产业化示范基地;依托由多名“千人计划”人员与博士专家领导的700余人的核心科研团队开展研发工作,30多个课题列入国家“973”计划、国家“863”计划、国家科技支撑项目、国际科技合作项目,自主拥有多项发明专利技术。新奥能源研究院还积极与国内外一流院校、科研机构和企业开展广泛的技术联盟合作,共同推动清洁能源技术研发与产业化实践。

 

2 新奥——微藻能源技术的实践者

近年来,微生物油脂作为生物柴油和航空煤油原料油脂的一种替代资源成为研究热点。在各类产油微生物中,微藻以其光合作用效率高、油脂含量高、可以直接利用吸纳固定CO2等优势获得广泛关注。新奥是中国较早提供微藻大规模培养、加工与技术集成整体解决方案的服务企业,于200710月启动微藻生物能源研究。2008年,经过8个月的努力,新奥完成了600平方米水平管式反应器以及采收、提油中试车间的建造运行,采用煤制天然气中试装置分离的二氧化碳养殖微藻生产生物柴油,率先实现了微藻固碳制备生物能源全流程的贯通。

2009年,时任美国能源部部长的朱棣文到访新奥,重点考察了以微藻固碳为核心的煤基低碳能源生产技术链,并给予了高度评价。同年,新奥微藻固碳生物能源技术作为我国可再生能源技术的代表,在

上海世博会中国国家馆的未来能源展区进行了展示。

2010年,在国家发展和改革委员会、国家能源局的大力支持下,新奥在内蒙古鄂尔多斯达拉特旗启动了微藻固碳生物能源产业化示范,依托当地60万吨煤制甲醇项目,利用煤化工的二氧化碳、含盐浓排水、余热以及周边的沙荒地养殖微藻。经过多年的技术攻关,该产业化示范的主要技术指标达到国际先进水平。

目前, 依托该产业化示范项目,新奥在聚焦微藻生物能源产业化技术开发的同时,开展微藻饲料添加剂等高附加值产品的开发,为加速形成以微藻为核心的多产业链奠定了基础。

经过9年的发展,新奥在微藻生物能源技术领域组建了一支由多名“千人计划”专家和海归博士牵头的、具有结构化技术实力的研发团队,并在微藻能源和多联产领域取得了一系列可喜成果。

①能源藻种选育技术。建成了中国第一个工业油藻藻种库,现拥有藻种180株,近10株高产藻种含油

率达50%以上。尤其是在内蒙古的达拉特旗筛选的藻种,非常适合内蒙古的光照、水质、温度等条件,可以高效固定二氧化碳。在国内率先建立了藻种工业化养殖评价体系,充分评估藻种的产业化潜力,为进一步规模化养殖提供了充足的基础数据支持。

② 产业化养殖技术。开发了微藻多级养殖工艺,提高光利用效率;开发了微藻油脂诱导积累技术,在微藻养殖后期快速诱导提高油脂含量;开发了多种适合不同类型微藻的病虫害防治技术,为规模化连续培养奠定了基础;研发了微藻废水养殖工艺,在能源微藻养殖的同时,实现富营养化废水的治理。在中试基础上,进一步利用内蒙古鄂尔多斯达拉特旗现场煤制甲醇排放二氧化碳(80%纯度)和煤制甲醇反渗透含盐浓排水进行含油微藻养殖,得到利用工业二氧化碳、废水养殖微藻的工艺包。并成功开发节水养殖工艺包,节约用水量达65%80%

③低成本规模化光生物反应器技术。开发出高效、低成本、便于规模化应用的多种类型光生物反应器。经过不断的优化改进,新奥光生物反应器已能够满足微藻规模化养殖需求。

④低能耗后处理技术。集成开发微藻低成本、高效、规模化采收工艺;开发出湿藻油脂提取技术,该技术从湿藻泥中提取油脂,大幅降低提油能耗(原工艺需要藻泥先干藻脱水,破壁后再进行有机溶剂抽提)。

⑤“C4F”生物柴油多联产技术。新奥根据微藻的生物特性,开发了C4Fcarbon fixation for fuel, feed, and food)(即固碳、燃料、饲料、食品) 微藻生物能源多联产技术, 全面利用微藻的价值, 在固碳和生产生物柴油的同时能够联产食品及饲料、饵料。C4F多联产产业化方案有效解决了“固碳项目难以盈利”、“微藻生物能源成本过高”等难题,为微藻生物能源与微藻固碳的产业化奠定了坚实基础。

目前, 新奥通过“ 河北省藻类能源工程技术研究中心”、“城市污水资源化微藻能源技术研发中心”(在建中)等以企业为创新主体的科研平台,推动了微藻能源技术研发及成果转化,促进了微藻能源这一新兴战略性产业的迅速发展。多年来先后承担中美国际合作项目2项、国家“863”项目4项、国家“973”项目子课题1项、国家科技支撑项目2项。编制了藻类油脂行业标准、藻原油地方标准。同时形成具有自主知识产权的技术专利近200项,涵盖藻种、养殖、反应器、收集与提油、产业化等多个技术领域,建立了完整的专利保护体系。新奥在自主研发的同时,还积极与国内外科研院所建立了广泛的合作关系,共同推进微藻能源技术的产业化进程。

 

3 新奥微藻发展战略及愿景

微藻生物技术极具发展前景和潜在的社会经济效益。从废弃二氧化碳的回收利用角度看,主要面对的是二氧化碳减排市场,而从产出的生物质综合利用角度看主要面对的是大宗能源产品市场,同时还可利用废水中氮、磷等元素养殖微藻,起到废物资源化利用和污水处理的作用。

固定二氧化碳和生产生物能源,始终是新奥微藻技术开发的核心目标。此外,能源并非微藻固定二氧化碳的唯一产品,利用微藻生产生物能源必然产生大量蛋白副产物。因此,新奥在推进微藻生物能源产业化的同时,也在推进微藻生产饲料、化工原料和高值产品的产业化,这既可以提前实现微藻固碳的产业化,也为微藻能源的产业化奠定实践和技术基础。但在目前能源价格下行的国际大环境下,微藻能源的多个技术环节尚处于小试和中试阶段,全球微藻能源远未形成规模,碳减排技术短期内难以产生经济效益,这些因素带来的既是挑战,也是机遇。

微藻生物技术方兴未艾,技术的创新及产业化推广,必须汇聚全国乃至世界研发力量共同开发。因此,新奥将秉持以开放、平等、协作、共赢的原则,进一步深化与国内外科研院所和专业公司的合作,共同推进微藻能源的产业化,为我国在国际上率先实现微藻能源的产业化贡献力量。


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