先进能源关键技术与仪器装备亟需强化——访中科院过程工程研究所许光文研究员

2024-08-12 11:32:23 产品中心

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　　由许光文研究员领衔的中科院过程所先进能源技术课题组，以清洁煤技术为主要研究对象，注重

　　进入21世纪，能源安全已成为制约各国经济发展的重要的因素。虽然日前召开的哥哈会议最后仅达成不具备法律约束力的协议，但是低碳经济仍是大势所趋。在节能减排的大背景下，开发煤炭的清洁高效利用技术是当前我们国家发展低碳经济的紧迫任务。2010年我们国家新能源振兴规划即将重磅出台，预计未来10年，我国在新能源领域的总投资将超过3万亿元，清洁能源和节能产业将大有可为。

　　由许光文研究员领衔的中科院过程工程研究所先进能源技术课题组，以清洁煤技术为主要研究对象，致力于技术创新，注重科技成果产业化，与众多企业合作紧密，如：与中石油合作开发重质油的综合加工新技术，与泸州老窖等企业合作研发利用白酒糟生产能源、燃气及材料的成套技术工艺，与大型焦化企业合作研发工业煤气生产的新型气化技术等。此外，该课题组还研制了代表国际首创的“微型流化床反应分析仪”(与北京恒久科学仪器厂合作研制)、填补国内空白的“加压热重分析仪”、“燃料解耦热转化研究装置”等能源装备与测试仪器。

　　另外，许光文研究员还担任上海碧科清洁能源技术有限公司的首席技术官，主要负责评价筛选清洁能源技术，指导公司的技术方向，发展技术合作伙伴。该公司是由中科院与BP公司于2009年2月共同投资建立，一期投入1.62亿，五年内将投入4.62亿;主要是做煤的高效转化技术的研发与商业化，促进国产技术的产业化，并积极抢滩国际市场。

　　访谈伊始，许光文研究员就开门见山说到：“我国富煤，但石油、天然气资源不足；并且我国能源消耗总量大，单位GDP(国民生产总值)的能耗是发达国家的数倍；随着经济的快速地增长，我国的能源需求将逐步扩大，因此发展高效清洁煤技术是当前能源技术的研发重点。另外，节能也就从另一方面代表着减排，节能的同时也在环保，因此发展节能技术也是用好煤的重要方面。目前，我国大型能源装备主要从国外引进，关键能源装备的自主研发能力亟需强化。”

　　当前我国正积极地从多种途径加快开发可再次生产的能源，作为我国能源的一个重要补充。“现在，世界各国都在积极开发太阳能，但短期内用太阳能彻底替代现有主要能源还不太现实。对于我国，煤炭在未来很长一段时间内仍将是核心能源，可再生资源等其他能源是补充。”

　　许光文研究员还谈到：“目前国内从事煤炭利用技术研发的人很多，但高效率、低成本、清洁生产工业燃气或工业煤气的技术却未受到足够重视。过程工程研究所的先进能源技术课题组主要研究项目之一就是研发利用低阶燃料生产工业煤气的气化技术，其应用涉及钢铁、冶金、陶瓷、建材等重要工业行业，可替代天然气或燃料油，大大降低这些工业过程的燃料成本，缓解我国油气资源不足问题。”

　　哥本哈根会议几乎无功而终，在量化责任和资金落实两大关键问题上未能形成共识。对此，许光文研究员表示，“我国不会因为二氧化碳问题就少用煤炭，少用能源。但是，在保持经济发展的前提下，国内企业应该使用先进能源技术，提高能效，减少排放，包括CO

　　排放，使工艺流程、设备装置更清洁，为健康的地球环境做出应有的贡献。另外，作为国家的技术储备，科研院校可设置二氧化碳减排的相关课题任务。”

　　许光文研究员领导的先进能源课题组成立3年来，承担了国内外多项重要科研任务，主要研发先进能源转化技术和能源转化过程的环境保护技术。课题组以煤炭、生物质、重质油作为研究的燃料对象，基于“解耦”的科学方法，研究高效、高价值、低污染利用这些燃料的解耦热转化技术，同时研发转化过程的污染物控制技术、燃料预处理技术和合成气利用的重点技术。

　　“具体研究包括：煤解耦气化技术生产工业煤气，高水分工业生物质废物解耦燃烧及炭化活化生产功能性材料技术，低阶煤提质技术，煤炭/生物质分级与预热调试技术，烟气脱硝催化剂，新型合成气甲烷化技术等。其中，生产工业煤气气化技术、工业生物质废物炭化活化技术、以及煤的预处理技术正在进行中试，并计划了应用示范；课题组成功研发了同时抗SOx、水蒸汽中毒的宽活性温度范围脱硝催化剂，正组织长时间催化剂寿命中试。”

　　许光文研究员继续谈到：“从事能源研发技术要使用到许多分析测试仪器，国内在这方面的研究工作一直在进行，但关键技术和装备能力还未得到突破，因此通常只能高价购买进口仪器，但是很多高价购置的国外仪器与装置的利用率不高，难以得到一定效果的维护，导致非常严重的资源浪费。”

　　结合多年的国外科研经历，许光文研究员回国后带领其课题组团队研制了一些高性能的新型仪器，以解决研究过程的科学与技术难题，同时也填补了我国在相关行业的仪器空白。

　　“技术创新的价值链应该由以下几部分构成：学校和科研院所以市场需求为导向，开发新技术;通常完成小试后再进一步与企业合作，以企业为主体开展中试、示范，最后形成可商业化技术，推广应用。因此，希望科技投入马上就见效的观点是不现实的。一般来说，科技投入的收获速度慢，很多企业对科学技术创新的这种价值链缺乏理解，都希望投入钱很快就能见到科技成果，这是很难甚至不可能的，特别对于关键技术和成套技术。高价值的创新技术与成套工艺、大型装备等成果的获得需要长期投入。”

　　“创新不等于‘新概念’，不付诸实践，‘新概念’就没有一点价值。创新不是空想的结果，而是实践的成果和发展。例如日本研究人员发明纳米碳管，并不是一开始就知道有纳米碳管，而是在开展其他研究时发现纳米碳管这种结构的。另外，科学研究不是知识的简单堆积，需要善于总结和提升，通过这一个过程去提炼问题的科学价值和科学新发现。凭空想象，不能有创造创新，要在实践中创造创新，这是日积月累的过程。”

　　“现在的房价、物价非常高，研究人员的薪酬又与科研项目直接相关，多数情况下收入不高。这种科研人员背负着生存重担做研究的体制不利于创新。建议还是不要给科研人员过多的外来压力和外来干扰，压力可以有，但不要太大。”

　　“我国为研究人员设立了各种荣誉、等级，一方面激励了研究人员，但一方面也可能使研究人员急功近利，难以潜心开展研究。为促进创新，政府和社会能够尝试改变一些政策和措施，一方面使研究尽量与研究人员的基本生存条件不直接相关，另一方面营造一个更平静、非激烈竞争荣誉和资源的环境，使研究人员能专心、静心搞研究，享受科研，这将一定会促进发现创新、创造创新。”

　　“科研院所与企业的合作基于用科研院所的研究成果为企业解决实际问题，创造效益。在中国，目前处理问题型的科研合作不少，但更多是投资的人希望形成新的技术、创造新的商机。这两种情形的合作的产出和期待是完全不同的。对于后一种，个人建议不要一开始就让企业投入大笔资金，因为企业希望很快有产出，但技术的创新和商业化需要过程，双方在认识上存在一定差距，应该多沟通，缩短认识差距，充分认识到技术合作需要投入，同时也需要一些时间，研究人需要以自己的研发能力、敬业精神、责任心等，与合作的企业建立诚信关系，使其承认研究人员的价值，参与技术创新过程，从近期、长期考虑双赢。”

　　“仪器装备的研发与生产能力是我们国家科技的脆弱环节之一，需要强化并亟待改变当前现状。从国家层面上，要支持国产仪器与装备的研发，鼓励更多的自主创新；国产化需要财力、人力以及政策的支持才能搞研发创新，国产装备与仪器的质量才能提升;从研发单位及生产企业层面，一定将工作做扎实、做到位、追求国际标准质量，新产品一定要经过多方验证、试用，再推向市场，推出让客户信得过的产品，才能稳步进入市场；从用户角度，国内客户要更新观念，相信国产仪器，支持国产仪器的应用。”

　　(2)除了科研成果先天不足之外，生产企业接受能力不够或不愿接手，亦是导致科研成果被束之高阁的重要原因之一。比如，一些重大科研项目开发周期长、投入大、见效慢。部分企业因短期内看不到成果就停止投入，导致部分课题中途夭折;还有部分企业因担心科研院所将成果专利变相卖给别的企业，而不敢投入，以免蒙受到不必要的经济损失。

　　正如许光文研究员所言：“我国不缺少‘点子’，但关键是如何把‘点子’做踏实、做彻底。政府要深化体制改革，鼓励自主创新，加大科技投入;科研院校所应以市场和应用为主导，积极与企业合作，建立长期合作伙伴关系;科研人员不仅要懂原理，还要懂应用，对交叉行业也要知道，争取将‘点子’做成适合使用的范围较广的产品。”

　　1967年4月生。1991年毕业于清华大学化学工程系，同时获得工学与经济学双学士学位，1996年毕业于中科院过程工程研究所，获工学博士学位。1996年6月至2006年9月工作于日本与德国，曾依次在日本Gunma University从事博士后研究，任日本New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO)产业技术研究员，在德国Technical University Hamburg-Harburg进行洪堡学者研究，在日本石川岛播磨重工业株式会社(IHI)基础技术研究所任代理课长研究员，2006年通过”百人计划”回国工作，自2009年兼任中科院与BP合资公司：上海碧科清洁能源有限公司技术总监。

　　目前带领40多人的研究团队，研究先进能源技术工艺、反应器、催化剂、分析测试方法和相关的流动传递基础，具体包括：(1)煤的高值化综合加工，涉及煤热解气化、低阶煤提质加工、低污染高效率工业锅炉、煤预热调试等；(2)生物质能技术，涉及高水分生物质解耦燃烧、生物质燃气制备、工业生物质废弃物基炭材料；(3)应用催化，研究开发合成气制备SNG新工艺，烟气脱硝SCR，以及催化反应器和催化转化工艺；(4)新型分析仪器，研究开发具有自主知识产权，服务于能源转换研发工作的新型反应测试与分析仪器。