乙醇和乙醇－水基可再生氫動力開發與商業化

基本信息

成果簡介

本項成果基于連續固體發酵技術，為與傳統固體發酵工藝區別，稱之為先進固體發酵（AdvancedSolidStateFermentation, ASSF) ,在納米、微米、毫米、米4個尺度上系統研究固體生物反應過程，通過500毫升搖瓶、10升固體發酵罐、50升罐、250升罐實驗，5立方米罐、到127立方米罐中間試驗，直至555立方米工業裝置逐級放大成功。2014年底，團隊與企業合作在山東東營建成萬噸級乙醇示范工廠并開車成功，通過試生產對設備和工藝進行了優化。示范工廠所采用的直徑3. 6米、長55米連續固體發酵罐是目前世界上規模最大的連續固體發酵裝置，單臺設備日產7噸燃料乙醇，首次實現固體發酵生產乙醇的自動化和連續化，發酵過程無廢水產生。抓住國家發布《關于擴大生物燃料乙醇生產和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案》的契機，計劃與企業合作啟動“乙醇和乙醇－水基可再生氫動力開發與商業化”項目，2018年建立年產1萬噸示范工廠，成功后快速推廣，爭取到2020年全國使用E10乙醇汽油時提供300-500萬噸乙醇，占新增量的30-50%.

技術優勢

通過自主創新的乙醇技術解決氫原料來源問題，再結合乙醇一水催化重整制氫技術改進，并與燃料電池技術集成創新，可在1年內拿出樣車，2年內完成中試，3年實現小批量生產，2022年量產為冬奧會提供45%乙醇為燃料的氫燃料電池汽車。這項技術顯著提升了甜高粱的經濟價值，高粱米用于糧飼或釀酒，富含糖的莖稈則采用連續固體發酵技術生產燃料乙醇，酒糟替代青貯玉米做牛（羊）飼料，牛糞生產沼氣和有機肥，形成現實版的、可循環利用的“種植－養殖－能源－有機肥”。平均16噸鮮甜高粱稈可產1噸燃料乙醇，僅耗電432度。酒糟與青貯玉米營養成分相當，喂養肉牛日增重1. 08公斤，無廢水排放；燃料乙醇成本僅4185元／噸（鮮稈收購價格250元／噸），能和50美元／桶的低油價競爭。固體發酵過程物料在罐內停留時間24小時以內，比玉米乙醇（發酵時間為50小時）效率提高1倍；乙醇收率》91% (玉米乙醇為91%）。