煤生化行業的興起與發展前景探索

范延超　喬曉梅　郝景梅

摘要：人類對煤炭的需求量日益增長，世界各國的煤產量都要成倍增長，但是煤在日常生活中的應用卻帶來了許多棘手的問題。為了社會穩定美好的發展，減少污染性氣體的排出，要將目標放到由煤化工行業向生物化工行業轉變，促進煤生化行業的興起，不僅能夠保證煤炭行業的轉型升級，還能夠保持環境等不受污染，實現煤化工行業的可持續發展。

關鍵詞：煤生化行業；煤化工；生物化工；煤炭需求；煤炭行業 文獻標識碼：A

中圖分類號：TQ546 文章編號：1009-2374（2016）28-0005-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.28.003

1 概述

煤化工一直以來是我國化學工業的重要組成部分，但是煤化工是資源消耗型行業，傳統的煤化工是高能耗、高排放和高污染的行業。雖然已經得到不斷更新，但是煤化工行業還是浪費了較多的能源，甚至是造成了較大的環境等方面的嚴重污染。新興的煤生化行業主要圍繞煤化工向生物化工轉變過程中涉及的煤基產品的生物轉化及精深加工技術進行研究，從而解決煤化工行業傳統產品產能過剩、附加值低、能耗高、污染大的問題。我公司作為煤炭企業集團的子公司已進行甲醇蛋白工業化生產技術研究與示范、煤基甲醇蛋白纖維生產技術研究與開發、煤基多功能生物活性物質的研發與應用、新型化工產品的生物煉制等諸多煤生化項目。

2 煤生化行業的興起

2.1 背景

我國煤炭儲量豐富，是最主要的基礎性能源，煤炭占到我國能源消費比重的67.7%。我國煤炭的使用以低技術含量和低附加值產品為主導，大多集中在燃煤發電和煤化工產業。而煤化工的主要原料是煤，然后經過一系列化學加工將煤轉化為氣體、液體、固體等狀態的燃料，主要的化學過程就是氣化、液化、干餾、焦油加工、電石乙炔化工等，目前以煤制天然氣、煤制甲醇、煤制油、煤制烯烴、煤制二甲醚、煤制乙二醇等工藝為主流。由于存在投入大、能耗高、污染重、產能過剩、工藝技術不穩定等局限，其發展正面臨著供大于求、環境保護、技術、資金和社會配套條件等方面的挑戰。甚至一些地方不顧資源、生態環境等方面的承載能力，出現了盲目規劃、競相建設煤化工項目的情形。建成的項目趨同性較大，缺乏有特色的產品和發展方向，有的技術尚處于試驗階段，仍有較大風險。總之，煤化工產業仍需延長產業鏈，以科學發展觀作為重要的指導，提高技術水平，實現資源的合理化、高效率應用。

2.2 煤生化行業出現的意義

我公司技術團隊于2012年開始圍繞煤化工產品的生物轉化及精深加工所涉及的生物學與化學工程學相關問題而開展一系列研究。首先以生物法生產技術替代傳統的化工法生產技術為突破口，然后利用微生物的高效轉化作用，以煤基產品作為唯一碳源，開發出了新型煤基生物產品。不僅解決了煤化工產業所面臨的諸多問題，延長了煤化工產業鏈，而且拓寬了生物化工產業發展領域。煤生化是一門煤化工和生物化工相結合的學科，它是以生物技術從實驗室規模擴大至生產規模為目的，以生物生產過程中帶有共性的工程技術問題為核心。它既是生物技術的一個重要組成部分，又是化學工程的一個分支學科。它綜合了生物化工技術理論的諸多方面，旨在對煤生化關鍵技術的研究和優化操作與控制，進而應用于工業化生產，促進科技成果向生產力轉化。煤生化行業的出現，既符合國家倡導的學科交叉，形成化工與生物學科之間的優勢互補，又能夠適應經濟可持續發展和社會日益增長的物質需求，可以促進煤炭工業的清潔綠色發展，是當前煤炭行業與煤化工發展的必由之路。

3 發展前景探索

據相關資料顯示，目前全球化學產品的產值中，約有1/5來自生物技術產品，全球近乎所有頂級化工企業都在投資生物技術研究。由于自身的通用性，生物技術即將進入大規模產業化階段，生產用途也將從治病為主轉向延長人類生命周期、提高人類生活質量、改善生態環境等。現在生物技術已經成為主導產業之一，生物化工也將成為重要的化工產業，生物化工的涉及面十分廣，涉及的行業也十分多，隨著生物化工領域競爭日益激烈，生物化工也在不斷完善，以便立于不敗之地。根據生物化工發展的現狀，可以看出生物化工的發展十分迅速，銷售市場已經成功地打開，全球的生物化工銷量額在400億美元左右，并且還在不斷增長，商業公司之間存在較大的經濟利益，使得生物化工的發展方向更加多樣化，因此也就擁有了更好的發展前景。我國近些年在生物化工方面取得一定的研究成果，也明確了發展方向。推崇自主創新不斷轉變，研究模式由實驗室轉向生產，基于國內市場發展拓寬到國外市場，逐漸形成自主對立開拓生物化工的初步能力。目前生物化工主要集中在醫學、保健、農藥、食品、飼料、有機酸等。生物化工可促進我國的工業發展，其可以創新發展技術，調整發展策略，幫助轉型為綠色化工生產方向。生物化工研究出的基因重組、細胞融合、酶的固定化等技術，為工業發展提供了大量的廉價化工原料和產品，同時對產品的生產工藝也進行了優化，以至于通過生物催化可以生成一些性能優異的化合物。由此可見生物化工可以推動生物與化工生產兩項技術的進步與改革，從而帶來更大的經濟效益與社會效益。未來生物技術將會在化工生產工藝中占據四分之一的地位，生物技術會逐漸發展成為21世紀的主要產業之一，21世紀的化工產業會因為生物化工而發生轉變。隨著生物工程的發展，煤化工行業受能源制約的局面將逐步改變。原料路線的改變和生物化工生產工藝的開發，將使傳統煤化工發生根本性變化，能生產出技術經濟指標更先進的生物基化工產品，為國民經濟發展服務。生物基產品發展行動計劃曾明確提出：2015年，生物基產品對化工原料的替代要取得重大進展，實現一批重要生物基產品的非糧原料生產，形成年產百萬噸級生物基材料、千萬噸級生物基產品的生產能力。我公司所研究的煤生化系列產品恰好屬于生物基化工產品，其應用的生物技術亦是我國現在大力發展的高新技術，可以安全放心地應用到食品、醫藥等各個領域，其生產過程中可做到不排廢水、廢氣，不產生有毒有害代謝物質，安全、環保。相信未來幾年，煤生化行業勢必成為維持煤化工行業實施與發展的基礎，可以解決人們面臨的資源、環境、能源、健康等方面的問題，對我國社會穩定發展亦有著非常重要的意義。

4 結語

新興的煤生化行業通過研究以煤化工產品高效利用與轉化為基礎的生物產品的生產技術，獲得煤基生物系列產品，形成以“產品高端、技術高新、市場廣大、裝置多用、產品多樣”為特點的生產格局。煤生化行業可以彌補煤化工帶來的諸多危害，不僅成功地解決了煤化工存在的問題，不會造成資源、能源的巨大浪費，也不會造成環境的污染，符合我國環保的理念，而且能帶來較大的經濟效益，因此實現煤化工向生物化工方向轉變形成煤生化行業是適應發展潮流的，能夠實現我國繼續發展可持續發展的戰略。

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（責任編輯：黃銀芳）