给生物质资源利用产业插上科技之翼

——访中国工程院院士蒋剑春
中国绿色时报2019年10月17日讯 记者刘晓霞报道
　　人物档案:
　　蒋剑春，1955年2月生于江苏溧阳，毕业于华东理工大学，2017年11月当选中国工程院院士；中国林业科学研究院林产化学工业研究所研究员、博士生导师，南京林业大学兼职教授，担任国家林产化学工程技术研究中心主任、生物质化学利用国家工程实验室主任、中国林学会林产化学分会副理事长、生物基材料产业技术创新战略联盟理事长，以及生物质能源产业技术创新战略联盟副理事长；获国家科技进步奖4项，省部级奖励10项，发表论文340篇，授权发明专利85件，主持完成科技成果转化、技术服务项目20余项。
　　人类在没有发现煤炭和石油之前，生物质一直担任着重要的能源角色，比如过去人类捡拾牛羊粪作燃料。
　　如今，我国生物质能源技术和与其相关的炭材料技术蓬勃发展，成为热门领域，相关技术跨入国际先进行列。
　　时光回溯到30多年前，我国生物质能源和活性炭技术基础差、底子薄。以蒋剑春为代表的科研人员作为生物质资源热化学转化利用行业的开拓者，躬身耕耘在生物质能源与炭材料技术领域，见证了我国生物质资源利用产业一步步发展壮大。
注重实际 夯实科研成果
　　我国每年仅农作物秸秆和林业采伐加工剩余物就逾10亿吨。其中，可收集利用的林业采伐剩余物、加工剩余物大约有1亿吨。如何让农林废弃物变废为宝？这是蒋剑春创新团队长期研究的课题。
　　其实，林业采伐剩余物等农林剩余物可以通过“多途径热解气化联产炭材料关键技术”开发利用。这是生物质能热化学利用中一项非常重要的技术。
　　为突破关键技术瓶颈问题，蒋剑春带领团队重点研发了热解气化新型反应器和成套技术装备，通过高温热解气化反应制备出生物质燃气、功能性炭材料及相关产品，并集成开发了农林剩余物气化供气、发电和供热系列技术装备，实现了农林剩余物的高质化综合利用。经过多年的持续攻关，这项成果总体技术在国际上达到了先进水平，对推动生物质能源的工业化利用和促进行业科技进步具有重要意义，实现了农林剩余物高值化综合利用替代化石燃料、减少温室气体及其他有害气体排放的目标，使林业板材加工剩余物能源化和材料化利用变得更加经济可行。
“如今国家大力发展生物质能，对保护环境、保障能源安全、增加农民经济收入等具有重要意义，并注重科研成果与实际接轨。”蒋剑春说。
　　30余年来，蒋剑春始终和企业保持紧密联系，认为在生物质能领域，关在象牙塔里搞科研是不行的。他和他的团队在开展项目研究的同时就进行了市场开发和产业化建设。创制出生物质热化学转化多途径高值化利用成套装备；创新出高品质生物燃气和活性炭吸附材料等系列新产品；创立了“高品质燃气联产炭材料”“热能自给型高性能活性炭生产”等生物质高效全质利用的运营模式，成功建成了世界上最大规模、利用生物质燃气供热、化学法活性炭示范生产线；建成了不同规模、分布式利用的农林剩余物多途径热解气化工业化装置计190台（套），实现了工业化推广应用。
　　“不仅是生物炭，木质活性炭也与我们的日常生活息息相关。”蒋剑春表示，木质活性炭产品被广泛应用于环保、新能源、医疗等领域，是促进国民经济可持续和高质量发展的朝阳产业。
　　蒋剑春团队研究发现了农林生物质高性能活性炭材料微结构定向调控的方法，获得了2009年度国家科技进步奖二等奖。揭示了农林生物质活性炭活化控制与吸附性能的构效关系，创立了活性炭微孔与介孔结构的调控方法。发现了催化剂提高木质炭反应活性的作用机理、高温重整过程温度变化速率以及活化介质对活性炭微孔结构的定向调控机制，制备出介孔结构丰富（>60%）的类分子筛型专用活性炭。揭示了活性炭表面羟基羧基等官能团与选择性吸附的基本规律。开发出物理和化学吸附组合可控的高性能活性炭系列产品，滤液透光率由65%提高至100%,为制备高性能专用碳质吸附材料提供了新方法。创制了低温条件下生物质降解自成型热固化和活化制备孔结构发达的高强度活性炭新技术，吸附挥发性有机物（VOC）性能超过美国同类产品，实现了国产汽车炭罐用活性炭零的突破，解决了生物质制备活性炭存在孔径分布不集中、产品质量不稳定、吸脱附性能差等问题，打破了高性能专用木质活性炭产品依赖进口的局面，拓展了活性炭的应用领域。
应时之需 开拓研究领域
　　物换星移，生物质能源逐渐被石油、煤炭等化石能源替代。直到20世纪70年代，石油危机爆发后，能源对经济发展的制约愈发明显，很多国家认识到石油等化石能源已远远不能满足社会需求，且引发了一系列环境问题。
　　这时，尽快寻求可再生清洁能源成为许多国家的能源战略。由于生物质能源是唯一可转化成气、液、固产物的可再生碳资源，具有绿色、低碳、环保等特点，所以众多国家将目光瞄向生物质能源，想要通过现代科学技术，将传统生物质加工成煤、石油等矿物燃料结构和特性极为相似的替代生物燃料。
　　20世纪80年代，温室效应等全球气候问题日益突出，发展清洁、无污染、可再生的能源技术已刻不容缓。热解气化技术作为生物质能转化利用的重要途径，逐渐成了国内外研究的重点与热点。尽管我国在这方面取得了初步进展，但存在着技术单一、燃气品质低、气化固体炭产物没有得到高值化利用等一系列问题，严重制约了产业化进程。此时，蒋剑春在林化所做木材热解方面研究，主要做活性炭，而生物质能源方向的研究与他从事的工作相关。
　　在这样的大背景下，蒋剑春开始深入生物质领域，并继续在活性炭方向努力着。在科研道路上，他带领团队克服种种困难，研究“农林剩余物多途径热解气化联产炭材料关键技术”，以实际应用需求为出发点，通过一系列创新研究成果，将农林剩余物气化制备燃气，同时生产出高附加值炭材料应用于工业，为国家解决环境污染治理和食品医药精制用活性炭材料需求作出了贡献。
　　忆及当时的情况，蒋剑春感慨万千地说：“当时，我国石油、煤炭等化石能源价格较低，很多人觉得没必要研究生物质能。但生物质能确实是当时国家有需求的科研项目，且林化所也有传统的研究优势，我坚定地认为这个方向发展前景广，具有科研价值。20世纪90年代初，生物质能研究在中国仍处于起步阶段，研究的人非常少。但谁能想到，现如今打开手机，与生物质能源相关的话题不计其数，每年全国范围内生物质能相关的会议也不少。”
成绩斐然 谆谆教导后辈
　　在最初不被外界看好的情况下，蒋剑春带领团队开启了生物质热化学转化产业研究的绿色之路，现已持续研究和开发了30余年，硕果累累。作为行业的探路先锋和领路人，蒋剑春也因此收获了诸多荣誉：第六届全国优秀科技工作者、“十一五”国家科技计划突出贡献奖、南京市“十大科技之星”、全国生态建设突出贡献奖等。
　　谈及生物质能热化学产业未来的发展，蒋剑春认为，必须秉承“科学布局、创新引领、效益优先、绿色发展”的理念，遵循“原料搜集专业化、转化技术高效化、工程装备智能化、多元产品联产化、终端产品高值化”的创新性发展思路，利用方式既要强化产业的经济效益，也要注重生态环境效益。同时，在整个过程中要加强科研人员培育。
　　如今，林化所有200多名科技人员，先后培养出了400多名博士、硕士，为林产化工、制浆造纸等行业输送了大批技术骨干。蒋剑春表示，科研工作者要耐得住寂寞、坐得住“冷板凳”；有良好的习惯，善于总结记录；时刻保持清醒，知道自己做的是什么，优势劣势是什么。
　　“一个良好的习惯对一个人的成功非常重要。蒋老师非常善于总结，他经常谆谆教导我们：好记性不如烂笔头。我有幸拜读过他90年代时的工作笔记，满满的是对一天工作中不足的总结。他也是一个精益求精的人，2016年我们在与广州合作申请一个项目的时候，蒋老师组织几名团队骨干成员加班加点奋战了一个多月，每天要工作到凌晨，写项目申请书，修改答辩PPT，每一个环节都亲力亲为，经常因为一个技术用语讨论好久，争取将工作做到尽善尽美。”蒋剑春科研团队成员如是说。
中国绿色时报 2019-10-27

关键词 生物质能源  新能源  生态  图片