科学中国网报道德博能源董事长张守军先生

发布时间:2021-02-02文字:[小] [中] [大] 打印本页

为了蓝天碧水净土

——记生物质高值气化产业领跑者、德博生物能源科技有限公司董事长张守军

人物小传:张守军,1972年生,男,汉族,安徽金寨人,高级工程师,安徽省民建会员。现任合肥德博生物能源科技有限公司董事长、安徽德博生态环境治理有限公司董事长、国电长源湖北生物质气化科技有限公司董事。作为第一发明人获批国家专利100余项,率先提出“生物质气化高值化利用技术”、“生物质工农能一体化利用技术”,并衍生出生物质气化多联产、生物质气化耦合燃煤机组发电和双流化床制天然气/氢气/燃料电池发电等多项原创性技术。主持及参加多项国家、省级科研课题,主编及参与编制多项行业标准。


“柴比煤贵不是不可能!”“烧农林残余物等于烧钱!”“小秸秆大产业‘钱景’广阔!”

……

初听这些观点,你是不是有种“痴人说梦”的感觉?但在安徽合肥德博生物能源科技有限公司,眼前的事实又让你不得不相信那散落在漫山遍野的农林废弃物,真真切切都是“宝”。

这个让“废物”变“宝”的领头人叫张守军,合肥德博生物能源科技有限公司董事长,一个从大别山革命老区安徽金寨走出来的高级工程师。他以科技呵护自然为己任,十年磨一剑,深耕生物质高值气化领域,以生物质气化耦合、生物质气化多联产、生物质气化制氢/合成天然气/燃料电池发电为突破点,率先研制出了处于国际领先水平的“生物质气化高值化利用技术”“生物质工农能一体化利用技术”,个人拥有100余项国家发明专利,成功建设并运营近百项国内国际项目,创造了环保、高值、持续的运营模式,获得江苏省科学技术一等奖、梁希林业科学技术一等奖、合肥市科技进步奖、荆门市科技发明奖、华电集团科技进步一等奖和国电集团科技进步二等奖,主持及参加多项国家、省级科研课题,主编及参与编制多项行业标准,实现社会效益、环保效益、经济效益的三翼齐飞,为营造蓝天碧水净土,造福子孙后代做出自己的一份贡献。

寻着这串闪光的足迹,让我们走近张守军,走进他探索生物质综合利用的内心世界。

突飞猛进”热潮下的冷思考

生物质能,古老而又年轻的可再生能源,在人类发展史上一直有着举足轻重的地位。“薪火相传”、“伐薪烧炭南山中”和“兵马未动,粮草先行”,这些我们熟知的成语和故事无不显示着生物能源对我们祖先的重要作用。只不过是进入工业时代后,随着煤炭、石油等矿物能源的大量开发,生物质能源利用正逐渐式微。


潮起潮落,历史的发展总是螺旋式上升波浪式前进,各种能源发展也是如此。上个世纪末,随着全球温室气体效应的日益加剧,生物质、太阳能、风力、水能等可再生能源由于能够实现二氧化碳零排放,缓解甚至消除温室效应,日益受到重视,多种可再生能源利用技术实现长足发展,可再生能源产业快速壮大。

生物质能作为可再生能源中最重要的一环,同样得到了科学家及产业界的青睐。由于生物质历来与农民和农业为伴,在我国生物能源的最初发展,也是以解决农村清洁能源供应作为突破口,生物质气化集中供气技术应运而生。当生物质气化产生的燃气在农民炉灶上发出蓝色透明的火焰时,不仅颠覆了烧柴做饭的传统,也点燃了大家对生物质能源的激情,上至国家领导下到乡野村夫,都在短时间认可了该技术。在大量财政资金补贴下,生物质气化集中供气技术在中国农村“突飞猛进”。一时间,各种生物质气化企业如雨后春笋般出现在神州大地。


中国农村生物质气化居民集中供气项目

张守军也是在这个时间进入生物质气化领域的。他组织工程队建设了一个生物质集中供气工程,并亲自盯在现场研究整个气化系统的运行、设备维护、财务状况等。经过一年左右的实际测试,财务平衡计算和深入思考,他逐渐发现了生物质气化集中供气项目存在的各种问题。

从技术上来看,集中供气技术主要解决农民的一日三餐用能问题,导致气化设备规模小且无法实现长时间连续稳定运行;由于启停频繁,焦油处理设备不完善,时间一长焦油逐渐在供气管道凝结,造成了管道堵塞、设备停用;从商业角度来看,政府的财政资金提供了所有建设费用,各地上马项目尽管热情高涨,但项目运行后,燃气费用很难从农民那获得,不长时间项目就沦为面子工程,甚至只有领导来时才进行“表演式”运行。

此时,摆在张守军面前有两条路:一条是借着生物质集中供气的热潮继续赚快钱,等财政补贴退出后,换一个领域来做;另一条是进行持续研发,解决生物质气化的各种技术问题,将生物质气化扩大到工业用途上,实现生物质项目自身良性循环发展。

抉择是痛苦的,更是艰难的。作为出生在将军县金寨的孩子,与土地和山林的自然亲近让张守军毅然选择把生物质气化作为终身奋斗的事业,他要用大别山赋予其性格中的顽强和勇敢,闯出了一条与众不同的路。

在艰难抉择中闯新路开新局

正所谓时势造英雄。

经过仔细调研,张守军发现稻米加工行业能够提供充足的稻壳原料,且经常面临缺电窘况,在稻米加工厂利用稻壳气化发电是通向生物质气化工业化的第一扇门。

这一发现,让迷茫中的张守军找到了方向。带着兴奋和希冀,他注册成立了德博能源公司,开始组织力量进技术行攻关。功夫不负有心人,通过高效净化设备,解决了燃气中的焦油去除问题,匹配适应生物燃气特性的内燃发电机组,实现了气化设备连续稳定运行。经过几年的发展,他们依次开发了50kw~3MW的稻壳气化发电系统,德博能源也逐渐站稳脚跟,在气化发电行业内开始小有名气。


江西上高2MW生物质气化发电联产炭项目

湖南宁乡2.5MW稻壳气化多联产项目

然而,千禧年的到来并未给生物质气化行业带来好运,由于前期农村集中供气的大量建设并陆续停产,浪费了大量财政资金,不少主管部门开始谈“气化”色变,国家、省、地市大量叫停项目建设,退出财政补贴。而随着国家大量电源项目的建设,米厂缺电情况基本缓解,作为气化发电原料的稻壳也随着用途逐渐增多,价格不断攀升。

气化集中供气和气化发电这两条路越走越窄,而2007年开始发展起来的生物质直燃发电技术,逐步成为了生物质利用行业的主流,气化技术逐渐被边缘化。

行业困境下,很多气化企业逐渐消失或者开始转行,德博能源同样面临坚守气化还是退出转行发展的又一次艰难选择。

是进还是退?张守军带领公司人员仔细分析气化行业形势以及面临的困难后,一致感到气化行业出现波动是行业发展的必然,主要原因在于气化技术本身不完善和气化应用的范围较小,导致过度依赖国家补贴和稻米加工行业。为此,他们决定两条腿走路,一方面加大对气化技术的研发力度,开拓生物质气化产品的应用和领域;另一方面,借力国外市场,针对东南亚、非洲和欧洲市场,推出专门应用于独立电网的小型气化发电设备。

斯洛文尼亚400kW生物质气化发电项目

希腊400kW橄榄渣气化发电项目

“只要方向对了,就不怕路远。”回首那段历程,张守军感慨万千。为了气化事业发展,德博能源开始与相关科研单位深入合作,并投入大量资金进行技术研发。他们从生物质原料特性做起,建立了涵盖秸秆、稻壳、玉米芯、木块、竹屑在内的100多种生物质的堆密度、流动性、元素分析、灰成分等理化特性库;开发出了适合不同原料的固定床和流化床气化装置,实现了对燃气和生物炭等多种产品的智能调控;研发多工况下生物燃气的高效清洁燃烧利用技术,实现了生物燃气在电力供应、热能生产、化工领域、金属冶炼等领域的全覆盖。

在生物炭材料上,张守军花费了更多的功夫,详尽分析了不同的生物质炭的特性。秸秆炭具备一定燃烧热量,富含植物生长必需的 N、P、K、Ca、Mg 等营养元素,且具备较强吸附功能的孔隙结构,pH值为8~10,将其用在在农业生产上可以改良酸性土壤、增强土壤的通气性和保水能力、吸附有毒物质,促进农业低碳、循环、可持续发展。木屑、果壳气化产生的木炭具有较高的固定碳、较低的灰分,非常适合制成活性炭产品提高生物质炭的附加值,可用于气体净化和水体处理。谷壳炭和稻草炭等虽然灰分含量较高,但是其硅含量也非常高,可用与制活性炭同时提取二氧化硅。稻壳炭还可以用于冶金行业的保温材料,将其覆盖在钢水、铁水上进行保温可大大提高成品率。在高性能碳材料方面,张守军与合作单位深入研发,将生物炭变成为价值极高的电极材料,实现了生物质向高端碳材料的转化。


原创技术变商业模式实现“三翼齐飞”

好棋一着,全盘皆活。

数年的坚守与钻研,张守军率领德博能源为生物质利用闯出了一条新路。利用生物质中挥发分、水分、固定碳和灰分的分布特性,在气化过程中通过调整固定碳的氧化程度,实现高效气化或高品质生物炭及燃气的同时输出,进而提升生物质价值,开发出基于生物质气化的多联产、耦合发电、制备氢气/天然气/燃料电池发电等多项原创性技术。


生物质气化的多联产工艺流程图


生物质气化耦合发电工艺流程图


生物质气化制备氢气/天然气/燃料电池发电工艺流程图

以入股国电长源下属的湖北生物质气化科技有限公司为标志,张守军带领德博公司走向生物质能源项目运营。通过引进三家院士团队,控股安徽德博生态环境治理有限公司,投资运营安徽德博永锋新能源有限公司、安徽虹源生物质有限公司、江苏德博荣宝电力有限公司、安庆中基能源有限公司、安国德博新能源科技有限公司等多家生物质能源运营公司,实现以技术研发为基础、以工程建设为突破、以投资运营为龙头的生物质利用的商业模式,实现了社会效益、环保效益、经济效益的三翼齐飞。


怀宁经济开发区生物质气化 明光经济开发区生物质气化


集中供热联产炭项目 集中供热联产炭项目


 肥西生物质气化供10t锅炉 河南南阳物质气化


热炭联产合同能源管理项目 烧炉窑联产炭项目


河北安国生物质气化供700万大卡导热油锅炉联产炭项目

由于生物质气化多联产、燃煤生物质气化耦合发电和天然气制备具有建设成本低、转化效率高、产品多元化、运行灵活性高等特点,为我国农林废弃物处理提供了新思路,这些技术一经问世,就吸引了政府和行业内更多人的关注。如今,在生物质气化领域,德博能源在国内外已建有近百套成功案例,产品远销东南亚及欧美,客户包括江西圣牛、湖南谷力、安徽海泉等大型粮食龙头企业,江西龙净等活性炭领军企业,中国水业等上市公司和上海电气等大型国有集团;“绿水青山就是金山银山”发源地的浙江安吉圣氏生物和丽水双枪等知名企业;在气化耦合发电领域,由德博能源技术支持的国电长源10.8MW生物质气化耦合发电项目稳定连续运行超过6年,华电襄阳15MW级的耦合发电项目已经投运,更多大型电力集团也与德博能源携手共同推进气化耦合发电;在制备天然气、氢气等化工品领域,在德博能源气化中试项目技术支撑下,国内客户已经完成项目的施工设计……



浙江丽水生物质气化供8t锅炉联产炭项目 浙江安吉生物质气化供10t锅炉联产炭项目



湖北荆门10.8MW生物质气化耦合发电项目 湖北襄阳15MW生物质气化耦合发电项目

随着生物质高值气化产业的发展,张守军和德博能源也越来越多得到了社会认可。生物质气化多联产技术荣获江苏省科技进步一等奖,林业和草原局梁希科技一等奖,合肥市科技进步二等奖。燃煤机组耦合生物质气化发电技术荣获湖北省荆门市科技发明二等奖,开发的生物质高值化气化产品获得了中国能源研究院评出的“中国能源装备十大卓越性能产品”,公司也获得《中华工商时报社》评出的“2017年度最具成长力企业”。


中国电力新闻网、中国发展网、中国能源报、华讯活性炭网等多家官方媒体对德博的成长历程及技术创新做了多次报道。目前,德博能源是安徽省入驻三家院士团队的民营企业,并与浙江大学、东南大学、合肥工业大学建立了紧密合作关系。


张守军与张齐生院士、袁隆平院士、蒋剑春院士、陈温福院士、丁文江院士在一起

党的十九大和中央十四五规划对推进绿色发展、着力解决突出环境问题提出了明确任务和新的更高要求,也为生物质气化行业的大发展带来了春天和新的契机。

中国农业大学的统计数字显示,全世界秸秆年产量29亿多吨,中国每年可生产秸秆7亿多吨。如何对海量的秸秆进行无害处理考量着人们的智慧。曾经一个时期,一个“烧”字把天地打回了烟雾茫茫的混沌初开。但在张守军和他的团队这里,原先一名不文的农林废弃物,经过多联产设备催化运行,不但能发电产热,而且能生成大量的炭基肥,实现变废为宝,清洁高效。

“秸秆作为深加工的工业原料,如增值1.5到3倍,就是一个500亿到1000亿的大产业。”挺立行业发展的潮头,沐浴着国家政策的春风,张守军既有责任的重担与压力,更有前行的信心与动力。他决心奋进气化发展新征程,继续研发气化技术,并将其应用在有机固废的高效处理方面,为固废高效处理开辟一条新路,用更多的气化产品实现“蓝天、碧水、净土”的愿景,为美丽中国建设贡献自己的力量。

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