科创中国

生物与新医药技术,现代农业技术

在钢铁、煤化工、石油炼厂等工业生产过程中，产生大量富碳尾气，主要成分为氢气、一氧化碳和二氧化碳，通过直接燃烧排放，产生的热值不高，容易造成资源浪费和无效碳排放。通过生物发酵法，可以将工业富碳气体进行生物转化和精馏得到生物燃料乙醇，直接用于车用燃料，从而可避免当前以玉米粮食为原料生产燃料乙醇的技术路线，降低对土地的依赖，真正实现了“不与人争粮、不与粮争地”的产业发展要求，减排CO2，服务“碳中和”的目标，符合我国国情。本项目采用合成气发酵梭菌分子改造的先进技术，深入开展高效转化合成气细胞催化剂创制，气液双相发酵系统中试研究，构建高产乙醇菌株，在国内率先形成具有自主知识产权的合成气发酵产燃料乙醇的成套技术。该项目的实施能够减少工业尾气燃烧带来的污染物排放，显著减排CO2，产出燃料乙醇，为工业尾气的高值化利用提供了一条新途径，有利于提高工业企业综合利用效益和循环经济发展，同时也为我国燃料乙醇生产原料的多元化开辟一条新的技术路径。为我国实现“碳中和”目标提供了新发展路径，具有明显的社会效应和经济效益。

工业富碳气体制乙醇技术路线具有如下优势：（1）菌株的生长和发酵产醇，对于气体中CO和H2的比例要求不严格；（2）微生物对于气体中的杂质，尤其是容易导致金属催化剂 中毒的H2S、重金属等，不敏感；（3）反应条件温和（<40 °C），无化学催化的高温反应环境。因此，生物发酵装置可以“直接串联”到煤化工和钢铁化工企业尾气装置，形成耦合连用，提高合成气的利用效率和附加值，大幅度降低尾气直接排放。

中国科学院青岛生物能源与过程研究所（以下简称“青岛能源所”） 是由中国科学院、山东省人民政府、青岛市人民政府于 2006 年 7 月 启动筹建，2009 年 11 月 30 日通过共建三方验收并纳入中国科学院 “知识创新工程”管理序列的国立科研机构。2019 年 6 月 17 日，山东 省、中科院、青岛市三方签署协议以青岛能源所为依托单位，共同筹 建山东能源研究院，支撑国家能源创新体系建设，提升山东省能源科 技创新能力，服务能源产业新旧动能转换和高质量发展。依托青岛能 源所、山东能源研究院建设的青岛新能源山东省实验室在 2020 年 12 月 17 日挂牌筹建。形成了青岛能源所、山东能源研究院、青岛新能 源山东省实验室“三位一体”的发展格局。