“人工合成煤”的发明创造 生物质改质为唯一的高能量密度可再生能

“人工合成煤”的发明创造 生物质改质为唯一的高能量密度可再生能 稳坐新一代基础能源宝座

人类能源主要经历了生物质（释放能量： 1.2×10^7 J/kg）、煤炭（无烟煤释放能量： 3.4×10^7 J/kg）、石油（汽油释放能量： 4.6×10^7 J/kg）的三个阶段，能源转换的核心驱动力都是能量密度的提高。

当今能源进入碳中和时代，主要方向是从化石能源向可再生能源转型。而目前推崇的光电、风电、蓄电池、氢能（释放能量： 1.4×10^7 J/kg）等均为低能量密度能源。生物质早期之所以被淘汰，根本原因在于其能量密度低，本征缺陷终将使其重蹈覆辙。寻找可持续高能量密度的可再生能成为全球竞相追逐的热点。

太阳能是最廉价的可再生能源，已成为人类使用能源的重要组成方式，而生物质是最为理想的太阳能热储能载体，同时也是国际公认的零碳能源。它在固定吸收太阳能时依靠的是植物的光合作用，而且能量收支平衡，在能源返还时间（Energy payback time，EPT）方面，生物质仅为5～75天，光伏发电长达2～3年。将生物质改质为高能量密度能源是必经之路。

生物质与煤炭、石油等化石资源最大的区别在于氧含量极高（45%以上）、能量密度低、粉末气力输送性极差等，传统的能源利用方式为直燃、成型颗粒、碳化、液化等，均没有竞争力，无法商业化运营。

俏东方集团牵头与中国林科院南京林化所、北京大学、清华大学、北京林业大学、中科院广能所/青能所等十多家科研院所共同组建了创新联合体，开发出一套现代生物炼制技术体系和商业化运营模式。发明了“变压闪蒸水离解加氢脱氧半焦微粉化工艺”，将农林剩余物变为生物半焦喷吹粉，将生物质中的氧含量脱除15%以上，使得C、H、O比例适中，表面官能团全部脱除，比表面积大、燃点高、储存稳定性好，不但提升了能量密度，而且具有复吸水性和优良的气力输送性。克服了煤炭的缺陷，发扬了煤炭的优势，俗称“人工合成煤”，可替代喷吹煤。从技术角度看，可以用生物质解决基础能源-煤炭问题。

生物质是自然界最广泛、可再生能力最强的资源，全球产量超过1000亿吨/年，超过现在的石油储藏量。中国生物质产量可达100亿吨/年，量大面广。2021年，我国煤炭年消耗量约为41.3亿吨，如用人工合成煤替代，折合生物质量为53.7亿吨。从资源角度来看，完全可以实现用生物质替代煤炭作为基础能源。

煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎，在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质，由于地壳的变动不断地埋入地下，长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理化学变化等因素，形成的黑色可燃沉积岩。创新联合体提出的现代生物炼制技术体系，仅用几分钟就将生物质变为组成和性能更优的“人工合成煤” ，彻底改变了人们对生物质能的认知，实现从0到1的突破。打通了生物质引入高能量密度可再生能的通道，其能量密度超过现有的光电、风电、蓄电池、氢能等，成为目前唯一的高能量密度可再生能，使得农林剩余物成为可再生能源的重要支柱。提出“生物半焦喷吹粉平台概念”，也叫“人工合成煤平台”，将生物质转化为生物半焦喷吹粉，从此开启了现代生物炼制产业先河。人类的经济社会结构也会逐渐转变到生物质上来，实现商业化运营。