發(fā)布時(shí)間:2023-09-24 15:33:05
序言:作為思想的載體和知識(shí)的探索者,寫(xiě)作是一種獨(dú)特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇生物化工的概念,期待它們能激發(fā)您的靈感。
關(guān)鍵詞:工學(xué)結(jié)合一體化課程;五年制高職;學(xué)習(xí)方式;策略
中圖分類(lèi)號(hào):G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)48-0130-03
當(dāng)前,我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵階段,工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、市場(chǎng)化、國(guó)際化的進(jìn)程不斷加快,對(duì)高素質(zhì)勞動(dòng)者和技能型人才提出了新的要求。五年制高職作為培養(yǎng)新型技能人才的重要渠道,必須堅(jiān)持“以服務(wù)為宗旨、以就業(yè)為導(dǎo)向”的目標(biāo),創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,注重內(nèi)涵發(fā)展,以為社會(huì)培養(yǎng)生產(chǎn)、管理、服務(wù)第一線的用得上、留得住的應(yīng)用型人才為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn),不斷適應(yīng)用人單位對(duì)技能人才的要求。探索“工學(xué)結(jié)合一體化”的技能人才培養(yǎng)模式,建立以職業(yè)活動(dòng)為導(dǎo)向、以校企合作為基礎(chǔ)、以綜合職業(yè)能力培養(yǎng)為核心,理論教學(xué)與技能操作融會(huì)貫通的工學(xué)結(jié)合一體化課程體系,是提高技能人才培養(yǎng)質(zhì)量,加快技能人才規(guī)模化培養(yǎng),探索中國(guó)特色職業(yè)教育改革與發(fā)展的必由之路。
一、工學(xué)結(jié)合一體化課程及其內(nèi)涵
工學(xué)結(jié)合一體化課程,是指按照經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要和技能人才培養(yǎng)規(guī)律,根據(jù)國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn),以綜合職業(yè)能力為培養(yǎng)目標(biāo),通過(guò)典型工作任務(wù)分析、構(gòu)建課程體系,并以具體工作任務(wù)為學(xué)習(xí)載體,按照工作過(guò)程和學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)要求設(shè)計(jì)和安排教學(xué)活動(dòng)的課程。它明確了技能人才的培養(yǎng)目標(biāo),即培養(yǎng)其綜合職業(yè)能力,即在真實(shí)工作情境中整體化地解決綜合性專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的能力和相應(yīng)的技術(shù)思維方式,包括專(zhuān)業(yè)能力、方法能力和社會(huì)能力。其課程體系源于從企業(yè)真實(shí)工作過(guò)程的代表性工作任務(wù)中提煉出的典型工作任務(wù),教學(xué)的內(nèi)容則是典型工作任務(wù)轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的學(xué)習(xí)任務(wù),實(shí)施教學(xué)以學(xué)生為中心。工學(xué)結(jié)合一體化課程體現(xiàn)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的融通合一,專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)和工作實(shí)踐學(xué)做合一,能力培養(yǎng)和工作崗位對(duì)接合一的特征。其直接來(lái)源是企業(yè)的典型工作任務(wù),這就決定了它必須以校企合作為基礎(chǔ),按照企業(yè)實(shí)際工作過(guò)程實(shí)施教學(xué)。也就是說(shuō),學(xué)習(xí)就是工作,通過(guò)工作實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)。
二、五年制高職學(xué)生學(xué)習(xí)方式現(xiàn)狀分析
學(xué)習(xí)方式,也稱(chēng)學(xué)習(xí)風(fēng)格,是學(xué)習(xí)者持續(xù)一貫的帶有個(gè)性特征的方式,是學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)傾向的總和。它指的是學(xué)生在完成學(xué)習(xí)任務(wù)過(guò)程中的基本的行為和認(rèn)知的取向,反映了學(xué)生傾向于以什么樣的行為和認(rèn)知方式去完成學(xué)習(xí)任務(wù),它直接影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果。
1.傳統(tǒng)的“三中心”教學(xué)模式使學(xué)生形成了單一、被動(dòng)的學(xué)習(xí)方式。受我國(guó)“重學(xué)歷、輕能力”、“重知識(shí)、輕技能”的社會(huì)文化價(jià)值取向的影響,長(zhǎng)期以來(lái),五年制高職教育的人才培養(yǎng)模式往往體現(xiàn)“類(lèi)基礎(chǔ)教育”、“類(lèi)高等教育”的特征。在體現(xiàn)以“課堂、教師、課本”三中心為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式下,教學(xué)是教師對(duì)學(xué)生的“單向”培養(yǎng),教師負(fù)責(zé)教,學(xué)生負(fù)責(zé)學(xué)。很少有學(xué)生自主學(xué)習(xí)的空間和時(shí)間,學(xué)生很少有根據(jù)自己的理解發(fā)表看法與意見(jiàn)的機(jī)會(huì),即便是有師生互動(dòng),那也都是由教師精心策劃和安排的,學(xué)生也只能按部就班,學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力無(wú)形中受到了教師的控制。教學(xué)關(guān)系成為:我講你聽(tīng)、我問(wèn)你答、我寫(xiě)你抄、我給你收。教支配、控制學(xué),學(xué)無(wú)條件地服從教,這形成了教師對(duì)學(xué)生的權(quán)威性和學(xué)生對(duì)教師的依賴性,學(xué)生的獨(dú)立性和個(gè)性得不到尊重和發(fā)展,致使學(xué)生形成了單一、被動(dòng)的學(xué)習(xí)方式。
2.傳統(tǒng)的學(xué)科本位觀念遏制了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。受傳統(tǒng)學(xué)科教育的影響,五年制高職教育過(guò)分注重知識(shí)體系的完整性,課程體系和教學(xué)內(nèi)容過(guò)分強(qiáng)調(diào)理論的系統(tǒng)性,缺少與社會(huì)實(shí)際、生產(chǎn)實(shí)際、學(xué)生生活相聯(lián)系的生動(dòng)活潑的內(nèi)容。教師習(xí)慣于“粉筆+黑板”的授課方式,學(xué)生習(xí)慣于聽(tīng)理論、背理論、考理論的學(xué)習(xí)方式。這種學(xué)科本位觀念導(dǎo)致教學(xué)過(guò)程重灌輸輕引導(dǎo)、重接受輕探索、重理論輕實(shí)踐,使學(xué)生的創(chuàng)造思維和實(shí)踐能力不能得到有效的鍛煉。長(zhǎng)此以往,這必然養(yǎng)成學(xué)生依賴?yán)蠋熤v解的心理,學(xué)生惰性加大,不善于思考,不愛(ài)動(dòng)腦筋。在這種只注重“教”,不考慮“學(xué)”的情況下,學(xué)生難于自主學(xué)習(xí),也無(wú)力自主學(xué)習(xí)。
3.傳統(tǒng)的“師道尊嚴(yán)”使學(xué)生失去了合作、探究學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。一句“一日為師終身為父”的古訓(xùn),巧妙地將師生關(guān)系血緣化、政治化、等級(jí)化。在“師道尊嚴(yán)”的幌子下,教師可以隨意對(duì)學(xué)生(甚至包括家長(zhǎng))發(fā)號(hào)施令、指手畫(huà)腳,學(xué)生卻不能有一點(diǎn)與老師要求不相符的言行,他們的聰明才智得不到展現(xiàn),個(gè)性得不到張揚(yáng)。課堂教學(xué)以教師為中心,學(xué)生以老師講授的內(nèi)容為示范,不斷在課中、課后重復(fù)演練、模仿,他們對(duì)知識(shí)、技能的理解完全按照課本和教師的思路進(jìn)行,不會(huì)也不敢對(duì)相關(guān)知識(shí)產(chǎn)生不同看法,提出不同意見(jiàn),完全變成了接受知識(shí)的容器、唯命是從的學(xué)習(xí)“仆人”,沒(méi)有自主、合作、探究學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)和權(quán)利。工學(xué)結(jié)合一體化課程開(kāi)發(fā)的核心,是從工作世界中尋找一系列具有職業(yè)的典型意義的綜合性工作任務(wù),打破傳統(tǒng)的學(xué)科體系和教學(xué)模式,根據(jù)職業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo)的要求來(lái)重新整合教學(xué)資源,體現(xiàn)能力本位的特點(diǎn),強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)。使學(xué)生的主體意識(shí)、能動(dòng)性和創(chuàng)造性不斷得到發(fā)展,是當(dāng)前深入推進(jìn)教學(xué)改革的核心任務(wù)。
三、五年制高職學(xué)生學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變的策略
轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式,就是要改變不利于學(xué)生發(fā)展的學(xué)習(xí)行為,以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為主要目的,協(xié)調(diào)教學(xué)活動(dòng)的整體結(jié)構(gòu),把學(xué)習(xí)變成人的主體性、能動(dòng)性、獨(dú)立性不斷生成、張揚(yáng)、發(fā)展、提升的過(guò)程,使學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)能夠更有效促進(jìn)其發(fā)展。
1.加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)入學(xué)教育,提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。五年制高職生源中,很多都是在初中階段成績(jī)相對(duì)較差、考不上高中的學(xué)生,多數(shù)人入學(xué)動(dòng)機(jī)不明確,專(zhuān)業(yè)選擇比較盲目。有的是服從家長(zhǎng)意愿上學(xué)的,有的是因?yàn)橥瑢W(xué)在同一所學(xué)校上學(xué)而報(bào)考的,也有一些是因?yàn)槁?tīng)說(shuō)某個(gè)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)后能找到好工作而就讀的,更有一部分學(xué)生是因?yàn)槟挲g太小只好上學(xué)混時(shí)間。他們對(duì)自己專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)情況不了解,對(duì)專(zhuān)業(yè)課程的目標(biāo)與作用不清楚,因此學(xué)習(xí)積極性不高,主動(dòng)性不強(qiáng)。專(zhuān)業(yè)入學(xué)教育是使學(xué)生明確專(zhuān)業(yè)與課程學(xué)習(xí)目標(biāo),提高學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性的有效途徑。首先,我們要充分發(fā)揮專(zhuān)業(yè)教師的作用,以專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案為藍(lán)本,加強(qiáng)對(duì)新生的專(zhuān)業(yè)教育。我們要鞏固學(xué)生的專(zhuān)業(yè)思想,幫助他們了解自己的專(zhuān)業(yè)背景、專(zhuān)業(yè)特色、課程設(shè)置、就業(yè)方向等,讓他們充分認(rèn)識(shí)所學(xué)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)和前景,穩(wěn)定其專(zhuān)業(yè)思想,使其樹(shù)立學(xué)習(xí)目標(biāo),激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。其次,我們要著重介紹高職階段工學(xué)結(jié)合一體化課程的學(xué)習(xí)方式和方法,教育新生明確學(xué)習(xí)主體的角色轉(zhuǎn)變,學(xué)會(huì)利用圖書(shū)館和網(wǎng)絡(luò)等各種資源自我解惑,把握學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán),提醒學(xué)生合理有效地安排學(xué)習(xí)時(shí)間,養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
2.更新教學(xué)理念,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變。工學(xué)結(jié)合一體化課程改革的核心是培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)能力,強(qiáng)調(diào)以訓(xùn)練和提高學(xué)生的技能為基點(diǎn),以實(shí)現(xiàn)主要能力目標(biāo)為主線,以市場(chǎng)對(duì)人才的需求為導(dǎo)向。這一新的教學(xué)理念促使教師必須更新教學(xué)觀念,轉(zhuǎn)變自身角色,由知識(shí)的傳授者變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的組織者、引導(dǎo)者和促進(jìn)者,樹(shù)立起新的課程觀、教學(xué)觀和教學(xué)目標(biāo)觀。課程不再只是特定知識(shí)的載體,而是教師與學(xué)生共同完成項(xiàng)目任務(wù)的過(guò)程;教學(xué)也不再是教學(xué)生學(xué),而是師生交往、積極互動(dòng)、共同發(fā)展的過(guò)程,是教師教與學(xué)生學(xué)的統(tǒng)一,其中教師只起教學(xué)的主導(dǎo)作用,學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主體。新的教學(xué)目標(biāo)觀也不再是單一的知識(shí)與技能,更要使學(xué)生在通過(guò)咨詢、計(jì)劃、決策、實(shí)施、控制、評(píng)估等步驟完成學(xué)習(xí)領(lǐng)域的同時(shí),獲得相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)能力、方法能力和社會(huì)能力,促進(jìn)其綜合職業(yè)能力的提升。在這樣的教學(xué)理念下,學(xué)生的學(xué)習(xí)方式勢(shì)必發(fā)生轉(zhuǎn)變,使學(xué)生懂得學(xué)習(xí)的過(guò)程不是被動(dòng)地接受課本上的現(xiàn)成結(jié)論,而是一個(gè)學(xué)生親自參與、師生互動(dòng)、生生互動(dòng)的實(shí)踐與創(chuàng)新的過(guò)程。
3.創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。工學(xué)結(jié)合一體化課程,以培養(yǎng)學(xué)生綜合職業(yè)能力為目標(biāo),需要學(xué)生通過(guò)小組學(xué)習(xí)或自我學(xué)習(xí)的形式,運(yùn)用各種設(shè)備和材料,在教師幫助下完成實(shí)際的具有完整工作過(guò)程的學(xué)習(xí)任務(wù),從而通過(guò)顯性學(xué)習(xí)任務(wù)的實(shí)施實(shí)現(xiàn)隱性關(guān)鍵能力的培養(yǎng)。因此,我們?yōu)閷W(xué)生創(chuàng)建類(lèi)似于企業(yè)工作環(huán)境的學(xué)習(xí)情境,以典型工作任務(wù)為載體,讓學(xué)生在做中學(xué),掌握工作崗位需要的各項(xiàng)技能和相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí),對(duì)轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式、培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力至關(guān)重要。學(xué)生在盡量真實(shí)的職業(yè)情境中學(xué)習(xí)“如何工作”,在以項(xiàng)目為載體的綜合化情境中完成完整的工作過(guò)程,勢(shì)必能提高其應(yīng)用知識(shí)的意識(shí),激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣和創(chuàng)新思維,更有利于其自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。
4.轉(zhuǎn)變教學(xué)方式,強(qiáng)化學(xué)生合作、探究學(xué)習(xí)意識(shí)。工學(xué)結(jié)合一體化課程的實(shí)施強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)的學(xué)習(xí)與工作過(guò)程,強(qiáng)調(diào)學(xué)生不斷輸出學(xué)業(yè)以驗(yàn)證學(xué)習(xí)效果。傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方式顯然不能適應(yīng)新課程實(shí)施的要求,也不利于學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。因此,教師應(yīng)轉(zhuǎn)變教學(xué)方式,推行行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué),應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù),多渠道系統(tǒng)優(yōu)化教學(xué)過(guò)程,增強(qiáng)教學(xué)的實(shí)踐性、針對(duì)性和實(shí)效性。教師通過(guò)向?qū)W生傳授行動(dòng)領(lǐng)域的知識(shí),指導(dǎo)、引領(lǐng)學(xué)生按照工作過(guò)程系統(tǒng)化原則完成學(xué)習(xí)任務(wù)。教師要把學(xué)生置于開(kāi)放的、動(dòng)態(tài)的、多元化的環(huán)境中,從重教師“教”向重學(xué)生“學(xué)”轉(zhuǎn)變,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。在教學(xué)流程設(shè)計(jì)上,教師由重結(jié)果向重過(guò)程轉(zhuǎn)變,將關(guān)注的重點(diǎn)放在提供給學(xué)生更多地獲取知識(shí)的方法和渠道上,讓學(xué)生明白怎樣學(xué),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)估,激發(fā)學(xué)生積極參與討論,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,強(qiáng)調(diào)學(xué)生之間的合作和交流,使他們?cè)诤献鲗W(xué)習(xí)、自主探究中獲得一種新的學(xué)習(xí)體驗(yàn),從而進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的合作、探究意識(shí)。
當(dāng)今,轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式已成為職業(yè)院校教育教學(xué)改革的必然要求,也是一種學(xué)習(xí)理念的根本性轉(zhuǎn)變。工學(xué)結(jié)合一體化課程,以學(xué)生為主體的行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)過(guò)程,正是師生解放思想、更新觀念、轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式的過(guò)程。這種教學(xué)模式不僅大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)過(guò)程的參與度,更使其從以往的被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí);不僅強(qiáng)化了師生間的交流,活躍了課堂氣氛,更使學(xué)生的創(chuàng)新、創(chuàng)造思維模式得到了提高;不僅重視知識(shí)本身的獲取,更注重獲取知識(shí)的方法和學(xué)生自身綜合職業(yè)能力的提升。這一以校企合作為基礎(chǔ)、以綜合職業(yè)能力培養(yǎng)為核心,理論教學(xué)與技能操作融會(huì)貫通的課程體系必將對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變產(chǎn)生積極影響。
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一、生物化工工程的教學(xué)現(xiàn)狀分析
傳統(tǒng)的生物化工工程教學(xué)模式以《生化工程》課本為基礎(chǔ),仿照生物工藝流程的線性關(guān)系,主要描述從培養(yǎng)基滅菌到生物反應(yīng)器及生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)直至發(fā)酵工程下游技術(shù)。從生物工程專(zhuān)業(yè)整個(gè)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃的學(xué)科教學(xué)大綱來(lái)看,其中的許多基礎(chǔ)理論和《微生物工程工藝原理》、《酶工程》以及《生物工程設(shè)備》等課程都有不同程度的重復(fù)。這種重復(fù)知識(shí)點(diǎn)的講授很容易讓學(xué)生產(chǎn)生輕視情緒,降低學(xué)習(xí)熱情。另外,生化工程涉及許多枯燥的公式推導(dǎo),有時(shí)整堂課都是“公式復(fù)公式,公式何其多”,導(dǎo)致課堂氛圍枯燥,學(xué)生思想疲憊,注意力渙散,經(jīng)常無(wú)法達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。
二、生物化工工程在生物工程專(zhuān)業(yè)課程體系中的位置
在整個(gè)專(zhuān)業(yè)課程體系中,生化工程的主要前修課程有微生物學(xué)、生物化學(xué)、物理化學(xué)、化工原理以及微生物工程工藝原理,生化工程本身又對(duì)后面的酶工程、生物工廠設(shè)計(jì)等專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)起到鋪墊的作用,可謂承上啟下,至關(guān)重要。
三、生物化工工程課程教學(xué)改革
根據(jù)上述的分析,筆者對(duì)生物化工工程課程改革提出了以下見(jiàn)解:
1.教學(xué)內(nèi)容的承流與革新
在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中應(yīng)時(shí)刻把握好教學(xué)核心問(wèn)題:注重對(duì)工程意識(shí)的強(qiáng)化,并適當(dāng)對(duì)教學(xué)內(nèi)容做些調(diào)整,如弱化培養(yǎng)基滅菌的基礎(chǔ)理論講解,強(qiáng)化其中的動(dòng)力學(xué)衡算過(guò)程,將細(xì)胞反應(yīng)動(dòng)力學(xué)中的基礎(chǔ)原理并于《酶工程》與《微生物工程工藝原理》課程講解,但對(duì)幾種動(dòng)力學(xué)模型的建立與應(yīng)用則應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體實(shí)例,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)際應(yīng)用的興趣和工程意識(shí)。另外,設(shè)立單獨(dú)的生物化工工程綜合實(shí)驗(yàn)l,讓學(xué)生利用所學(xué)知識(shí),切實(shí)感受到生物化工工程從物料準(zhǔn)備中間發(fā)酵控制到下游處理獲得發(fā)酵產(chǎn)品的完整過(guò)程,感受生物工程生產(chǎn)線的真實(shí)過(guò)程,使學(xué)生們能夠鞏固理論知識(shí),增強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力,并增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作能力,提高專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析水平,并能夠激發(fā)學(xué)生們的科研興趣,增強(qiáng)專(zhuān)業(yè)信心。
2.教學(xué)方法的突破與創(chuàng)新
隨著計(jì)算機(jī)及電子技術(shù)的進(jìn)步,多媒體教學(xué)已經(jīng)成為高校教育的主要方式之一,在與形形生物產(chǎn)品生物工藝聯(lián)系緊密的生物工程類(lèi)課程的授課過(guò)程中,多媒體教學(xué)更是能夠發(fā)揮特長(zhǎng),靈活的展現(xiàn)生物工程高科技產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程,為學(xué)生們的視聽(tīng)?zhēng)?lái)新體驗(yàn),激發(fā)學(xué)習(xí)積極陛。充分利用多媒體的信息再現(xiàn)、信息集成、交互、虛擬等多種功能,可以在授課過(guò)程中,穿插為學(xué)生播放一些生物工藝流程以及工廠的車(chē)間場(chǎng)景的圖片;并可利用虛擬功能,虛擬工程場(chǎng)景,讓學(xué)生自主的依據(jù)工程基本原理設(shè)計(jì)布置工廠;還可以播放一些工廠運(yùn)轉(zhuǎn)的視頻,強(qiáng)化學(xué)生對(duì)工程化形成產(chǎn)品生產(chǎn)的認(rèn)識(shí)。課堂教學(xué)應(yīng)以學(xué)生為本,不要單一的僅僅采取講授的填鴨式教學(xué),可采用問(wèn)題探究式教學(xué),從Et常生活中的小問(wèn)題引出專(zhuān)業(yè)問(wèn)題,如由高壓鍋煲湯引出培養(yǎng)基滅菌,由豆豉的食用引出發(fā)酵的能量換算,努力引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究發(fā)現(xiàn)的良好習(xí)慣,培養(yǎng)學(xué)生自發(fā)自覺(jué)的科研精神,有秩序有目的的組織教學(xué)內(nèi)容,形成問(wèn)題、選擇問(wèn)題、討論問(wèn)題、形成新的假設(shè)、實(shí)踐與論證、如何獲得結(jié)論,一步步啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生的思維流動(dòng),帶著自我探究來(lái)獲得知識(shí)。
3.完善教學(xué)評(píng)價(jià)方法,改變考核方式
教學(xué)資源建設(shè)是有中國(guó)特色卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵問(wèn)題,也是長(zhǎng)期以來(lái)中國(guó)卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃實(shí)施的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。我國(guó)教學(xué)資源建設(shè)仍然存在總量不足、分布不均、共享困難、不能有效服務(wù)專(zhuān)業(yè)設(shè)置、課程建設(shè)、頂崗實(shí)習(xí)和學(xué)生就業(yè)等諸方面的不足。《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》明確要求把加快教育信息化進(jìn)程作為推動(dòng)教育改革發(fā)展的保障措施。卓越計(jì)劃結(jié)合自身規(guī)律開(kāi)發(fā)數(shù)字化資源,加強(qiáng)以優(yōu)質(zhì)視頻、教學(xué)素材、特色專(zhuān)題為主要內(nèi)容的專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源庫(kù)建設(shè),有利于推動(dòng)卓越計(jì)劃相關(guān)專(zhuān)業(yè)建設(shè)、課程改革和教學(xué)方法手段的不斷創(chuàng)新,并直接關(guān)系到卓越計(jì)劃培養(yǎng)出來(lái)的人才質(zhì)量。同時(shí),《教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見(jiàn)(教高(2012)4號(hào))》提出“通過(guò)多種方式整合校園資源,優(yōu)化辦學(xué)空間,提高辦學(xué)效益,確保高校辦學(xué)條件不低于國(guó)家基本標(biāo)準(zhǔn)。因此,建立開(kāi)放靈活的教育資源共享平臺(tái)、提高資源建設(shè)的規(guī)范性和利用效率、降低建設(shè)成本和促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源的普及和共享已成為亟待解決的重要問(wèn)題。
2卓越計(jì)劃化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源建設(shè)的思路
卓越工程師背景下的化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)需要根據(jù)行業(yè)對(duì)化工工程師知識(shí)、素質(zhì)和能力的要求,確定相關(guān)課程和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),將涉及工程意識(shí)、工程素質(zhì)、工程實(shí)踐能力、工程綜合能力培養(yǎng)、企業(yè)以及工程項(xiàng)目管理知識(shí)的課程納入培養(yǎng)方案中,增加工程教育相關(guān)課程,因此,必須按照新的人才培養(yǎng)方案,以教材建設(shè)和精品課程建設(shè)為手段,改革教學(xué)內(nèi)容,加強(qiáng)教材建設(shè),自主編寫(xiě)和完善系列專(zhuān)業(yè)教材,使教學(xué)內(nèi)容充分反映新世紀(jì)化工實(shí)際生產(chǎn)和化工行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的新要求。總體建設(shè)思路如下:
2.1構(gòu)建“新體系”
構(gòu)建以培養(yǎng)工程意識(shí)、工程素質(zhì)、工程實(shí)踐能力、工程綜合能力為目標(biāo)的實(shí)踐教學(xué)新體系。按照基本技能層、知識(shí)應(yīng)用能力與工程實(shí)踐能力層、創(chuàng)新能力與工程綜合能力層等“三層次”,循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的工程綜合能力和創(chuàng)新能力。在基本技能層,主要通過(guò)課程實(shí)驗(yàn)、上機(jī)操作等實(shí)踐環(huán)節(jié)加深對(duì)理論課程基本概念、基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論的理解和基本技能的培養(yǎng);在知識(shí)應(yīng)用能力與工程實(shí)踐能力層,主要通過(guò)課程設(shè)計(jì)、專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)、社會(huì)實(shí)踐等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力的培養(yǎng);在創(chuàng)新能力與工程綜合能力層,主要通過(guò)化工企業(yè)輪崗實(shí)習(xí)、化工企業(yè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與研究、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)、大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽、大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)、產(chǎn)學(xué)研合作開(kāi)發(fā)等方式實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的工程綜合能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
2.2突出“厚基礎(chǔ)”
本專(zhuān)業(yè)卓越工程師教育專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案課程設(shè)置分為通識(shí)教育,專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課三大模塊。通識(shí)教育包括數(shù)學(xué)與自然科學(xué)、人文與社會(huì)科學(xué)、體育、素質(zhì)教育公共選修課等,其課程學(xué)時(shí)占總學(xué)時(shí)的47.7%,課程學(xué)分占總學(xué)分的47.5%;專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課包括相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,其課程學(xué)時(shí)占總學(xué)時(shí)的34.9%,課程學(xué)分占總學(xué)分的34.3%;專(zhuān)業(yè)課包括基本專(zhuān)業(yè)課和專(zhuān)業(yè)方向課,其課程學(xué)時(shí)占總學(xué)時(shí)的17.4%,課程學(xué)分占總學(xué)分的18.2%。突出了卓越工程師培養(yǎng)的厚基礎(chǔ),為卓越工程師的培養(yǎng)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.3強(qiáng)化“寬口徑”
本專(zhuān)業(yè)卓越工程師教育專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案設(shè)置了精細(xì)化工、能源化工和生物化工三個(gè)專(zhuān)業(yè)方向課程模塊。其中,精細(xì)化工方向課程模塊開(kāi)設(shè)了精細(xì)化學(xué)品化學(xué)、精細(xì)化工工藝學(xué)、精細(xì)化工過(guò)程與設(shè)備、精細(xì)化工及分離實(shí)驗(yàn)等課程;能源化工方向課程模塊中開(kāi)設(shè)了煤化學(xué)、煤化工工藝學(xué)、潔凈煤技術(shù)、煤化工實(shí)驗(yàn)等課程;生物化工方向課程模塊中開(kāi)設(shè)了工業(yè)微生物學(xué)、生物化工工藝學(xué)、生化分離技術(shù)、生物化工實(shí)驗(yàn)等課程。強(qiáng)化了卓越工程師培養(yǎng)的寬口徑,以滿足大化工行業(yè)對(duì)工程技術(shù)人才的要求。
2.4體現(xiàn)“重創(chuàng)新”
教材建設(shè)也是教學(xué)資源建設(shè)不可缺少的內(nèi)容。在化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課教材的選用上,以“加強(qiáng)基礎(chǔ)、精選內(nèi)容、有所創(chuàng)新、有利教學(xué)”為原則,盡量選用國(guó)家規(guī)劃教材或者比較權(quán)威的高水平教材。同時(shí),組織教師立項(xiàng)編寫(xiě)或參編高質(zhì)量教材,如普通高等教育國(guó)家規(guī)劃教材或精品教材;自編配套輔導(dǎo)教材和講義,制作和充實(shí)各類(lèi)聲像教學(xué)資料,積極開(kāi)發(fā)具有專(zhuān)業(yè)特色的CAI課件,錄制網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻。重點(diǎn)開(kāi)展精品課程建設(shè),爭(zhēng)取獲得1門(mén)國(guó)家級(jí)精品課程、2~3門(mén)省級(jí)精品課程、4~5門(mén)校級(jí)精品課程,通過(guò)改革與建設(shè),不斷提高教育質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量,努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,打造出有扎實(shí)理論功底、掌握化工專(zhuān)門(mén)技能、有很強(qiáng)事業(yè)心和吃苦耐勞精神的應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)人才,以滿足現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展對(duì)化工專(zhuān)業(yè)高素質(zhì)人才的需求。我們將不斷完善卓越背景下化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)的教學(xué)資源建設(shè),確保學(xué)校教學(xué)質(zhì)量不斷提高,確保專(zhuān)業(yè)建設(shè)項(xiàng)目績(jī)效。
3卓越計(jì)劃化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源建
設(shè)存在的困難卓越計(jì)劃化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源建設(shè)的內(nèi)容相當(dāng)豐富,在實(shí)際操作過(guò)程中需要突破重重難關(guān),其中最為突出的有校企合作、人才需求的個(gè)性化和多樣化以及師資隊(duì)伍建設(shè)三個(gè)方面。
3.1校企合作是首先要解決的問(wèn)題
近年來(lái),我院不斷探索和完善校企合作的長(zhǎng)效運(yùn)行機(jī)制,努力通過(guò)各種渠道與企業(yè)溝通,先后在多家大中型企業(yè)設(shè)立了教學(xué)實(shí)習(xí)基地并成立了一個(gè)工程實(shí)訓(xùn)中心,為學(xué)生營(yíng)造了在企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐學(xué)習(xí)的良好機(jī)會(huì)。但有些企業(yè)為了兼顧安全生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效益,不能為學(xué)生提供在相應(yīng)的技術(shù)崗位上動(dòng)手操作的機(jī)會(huì),這樣一來(lái)學(xué)生的動(dòng)手能力就得不到真正的鍛煉。
3.2人才需求的個(gè)性化和多樣化
不同的公司對(duì)技術(shù)應(yīng)用型人才的需求均存在差異,如同樣是培養(yǎng)化學(xué)工程與工藝卓越工程師,有些公司需要學(xué)生具有精細(xì)化工或生物化工方面的知識(shí),而有些公司則需要學(xué)生具有能源化工方面的知識(shí)。因此,我們必須有的放矢地進(jìn)行化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)卓越工程師教學(xué)資源的建設(shè),以滿足不同公司對(duì)技術(shù)應(yīng)用型人才的多樣化需求。
3.3師資隊(duì)伍的建設(shè)
化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)卓越工程師培養(yǎng)必須擺脫傳統(tǒng)的大學(xué)生培養(yǎng)模式,為了實(shí)現(xiàn)卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)和落實(shí)卓越工程師的培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn),形成具有良好的學(xué)緣結(jié)構(gòu)、知識(shí)結(jié)構(gòu)和以中青年為主體的雙師結(jié)構(gòu)教學(xué)團(tuán)隊(duì)是順利、高效進(jìn)行教學(xué)資源建設(shè)的必要條件。而要改變目前師資水平不足,知識(shí)結(jié)構(gòu)單一和學(xué)緣結(jié)構(gòu)不合理的現(xiàn)狀將是一個(gè)長(zhǎng)期而艱巨的過(guò)程。
4結(jié)論
關(guān)鍵詞:高職院校圖書(shū)館 生物化學(xué)工程 特色文獻(xiàn)資源 開(kāi)放獲取
一、生物化學(xué)工程及發(fā)展簡(jiǎn)述
1.生物化學(xué)工程及發(fā)展簡(jiǎn)述
生物化學(xué)工程簡(jiǎn)稱(chēng)生化工程或生物化工,是生物化學(xué)反應(yīng)的工程應(yīng)用,是應(yīng)用化學(xué)工程的原理和方法,將生物技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室成果經(jīng)過(guò)工藝及工程進(jìn)行工業(yè)開(kāi)發(fā)的學(xué)科。它既可視為化學(xué)工業(yè)的一個(gè)分支,又可認(rèn)為是生物工程的一個(gè)組成部分。生化工程是一項(xiàng)重要的化學(xué)工業(yè)技術(shù),是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵,也是化學(xué)化工技術(shù)的主要前沿領(lǐng)域。生物化學(xué)工程和生物醫(yī)學(xué)工程是最初的生物工程學(xué)概念,基因重組、發(fā)酵工程、細(xì)胞工程、生化工程等在21世紀(jì)整合而形成了系統(tǒng)生物工程。發(fā)展生物經(jīng)濟(jì)正在成為許多國(guó)家應(yīng)對(duì)金融危機(jī)的戰(zhàn)略措施。生物技術(shù)是我國(guó)需求最迫切、技術(shù)與國(guó)外差距較小的領(lǐng)域之一,我國(guó)將把生物技術(shù)作為當(dāng)前科技發(fā)展的重點(diǎn),把生物產(chǎn)業(yè)作為新興產(chǎn)業(yè)培育的重點(diǎn),把生物經(jīng)濟(jì)作為引領(lǐng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)。在我國(guó)的“十二五”科技戰(zhàn)略規(guī)劃研究中,生物技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化將是“十二五”布局的重點(diǎn),突出加強(qiáng)生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、人口與健康領(lǐng)域的應(yīng)用,努力使我國(guó)成為生物技術(shù)強(qiáng)國(guó)和生物產(chǎn)業(yè)大國(guó)。[1]
2.食品生物技術(shù)及發(fā)展簡(jiǎn)述
食品生物技術(shù)是生物技術(shù)在食品原料生產(chǎn)、加工和制造中應(yīng)用的一個(gè)學(xué)科。它包括食品發(fā)酵和釀造等最古老的生物技術(shù)加工過(guò)程,也包括應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)改良食品原料加工品質(zhì)的基因、生產(chǎn)高質(zhì)量的農(nóng)產(chǎn)品、制造食品添加劑、植物和動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng),以及與食品加工和制造相關(guān)的其他生物技術(shù)。生物技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用以及最新的研究狀況表明,食品生物技術(shù)作為一項(xiàng)高新技術(shù),將為食品工業(yè)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)作用。展望21世紀(jì)基因食品的發(fā)展,未來(lái)生物技術(shù)不僅有助于實(shí)現(xiàn)食品的多樣化,而且有助于生產(chǎn)特定需求的營(yíng)養(yǎng)保健食品。[2]在與環(huán)境協(xié)調(diào)的糧食生產(chǎn)方式方面,生物技術(shù)將降低農(nóng)用化學(xué)品的使用量,并使農(nóng)作物更好地適應(yīng)特定的自然地理環(huán)境。目前人們之所以對(duì)于轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)的發(fā)展存在爭(zhēng)議(如對(duì)人類(lèi)健康、環(huán)境及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響等),主要原因在于公眾對(duì)目前的基因食品管理體系不夠信任,科學(xué)家與公眾也缺乏必要的溝通。因此,政府應(yīng)采取積極措施,隨時(shí)公開(kāi)基因食品的研究成果,以博取信任的方式與公眾進(jìn)行溝通。
3.生物制藥技術(shù)及發(fā)展簡(jiǎn)述
生物制藥技術(shù)是指運(yùn)用微生物學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物化學(xué)等的研究成果,從生物體、生物組織、細(xì)胞、體液等綜合利用微生物學(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)、生物技術(shù)、藥學(xué)等科學(xué)的原理和方法制造的一類(lèi)用于預(yù)防、治療和診斷的生物藥物制品的技術(shù)。生物制藥現(xiàn)狀:生物藥物的陣營(yíng)很龐大,發(fā)展也很快。目前全世界的醫(yī)藥品已有一半是生物合成的,特別是合成分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的藥物時(shí),它不僅比化學(xué)合成法簡(jiǎn)便,而且有更高的經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)的生物醫(yī)藥“十二五規(guī)劃”確定了生物醫(yī)藥發(fā)展的重點(diǎn),[3]包括基因藥物、蛋白藥物、單克隆抗體藥物、治療性疫苗、小分子化學(xué)藥物等。同時(shí),國(guó)家將拿出100多億元來(lái)支持重大新藥創(chuàng)制。將從100多個(gè)新藥中遴選出10多個(gè),作為重大新藥創(chuàng)制重點(diǎn)支持對(duì)象,這些原創(chuàng)新藥可能成為打入歐美市場(chǎng)的先鋒。在這些新藥品種中,生物藥和化學(xué)藥居多,其中疫苗、單克隆抗體、蛋白質(zhì)藥物、抗癌藥物等均有。
河南省建設(shè)生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)的重要性和緊迫性
全球每年生物質(zhì)的總量大約在1.7×1011 噸,估計(jì)現(xiàn)在只有6.0×109 噸生物質(zhì)(約占總量的3.5%)被人類(lèi)利用。按照能源當(dāng)量計(jì)算,生物質(zhì)能僅次于煤炭、石油、天然氣,位列第四,占世界一次能源消耗的14%,是國(guó)際社會(huì)公認(rèn)的能夠緩解能源危機(jī)的有效資源和最佳替代方式,是最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉础D壳埃镔|(zhì)能化利用的主要方向包括:生物液體燃料、生物燃?xì)狻⑸镔|(zhì)成型燃料、生物質(zhì)發(fā)電、生物質(zhì)化工等方向。生物質(zhì)能產(chǎn)品既有熱與電,又有固、液、氣三態(tài)的多種能源產(chǎn)品,以及生物化工原料等眾多的生物基產(chǎn)品,這些特質(zhì)與功能是其他所有物理態(tài)清潔能源所不具備的。
據(jù)國(guó)際能源署統(tǒng)計(jì),在所有可再生能源中,生物質(zhì)能源的比例已經(jīng)占到了77%,其中生物質(zhì)發(fā)電、液體生物燃料和沼氣分別占生物質(zhì)能源利用總量35%、31%和31%。
很多國(guó)家成立專(zhuān)門(mén)的生物質(zhì)能管理機(jī)構(gòu),主要負(fù)責(zé)相關(guān)政策的制定以及部門(mén)的協(xié)調(diào)事宜,如巴西“生物質(zhì)能委員會(huì)”,印度“國(guó)家生物燃料發(fā)展委員會(huì)”,美國(guó)“生物質(zhì)能管理辦公室”等。
很多國(guó)家都制定了關(guān)于生物質(zhì)能發(fā)展的長(zhǎng)期規(guī)劃,確定了具體的發(fā)展目標(biāo),如美國(guó)“能源農(nóng)場(chǎng)計(jì)劃”,巴西燃料乙醇和生物柴油計(jì)劃,法國(guó)生物質(zhì)發(fā)展計(jì)劃,日本“新陽(yáng)光計(jì)劃”,印度“綠色能源”工程等。各國(guó)都采取了積極務(wù)實(shí)的生物質(zhì)能源發(fā)展政策與措施,如歐盟主要采取了高價(jià)收購(gòu)、投資補(bǔ)貼、減免稅費(fèi)以及配額制度等。美國(guó)主要采取了擔(dān)保貸款、補(bǔ)助資金和減免稅費(fèi)等。
2011年,最具代表性的生物燃料――燃料乙醇全球產(chǎn)量達(dá)到了7 000萬(wàn)噸,美國(guó)燃料乙醇產(chǎn)量達(dá)到4 170萬(wàn)噸。近期美國(guó)已把生物質(zhì)能的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向第二代先進(jìn)生物燃料,《能源獨(dú)立與安全法》(EISA)強(qiáng)制要求2022年生物燃料用量達(dá)到1.1億噸,其中先進(jìn)生物燃料為6 358.8萬(wàn)噸。第二代生物燃料指“壽命周期內(nèi)溫室氣體排放比參考基準(zhǔn)減少50%以上的、玉米乙醇以外的可再生燃料”,主要包括纖維乙醇、沼氣、微藻生物柴油等。為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo),美國(guó)政府采用了投資補(bǔ)助和運(yùn)行補(bǔ)貼(每加侖1.01美元,約合2 123元/噸,按匯率6.3計(jì)算)等方式大力鼓勵(lì)先進(jìn)生物燃料相關(guān)的研發(fā)、中試、示范和商業(yè)化項(xiàng)目建設(shè),已建試驗(yàn)、示范裝置45套,預(yù)計(jì)2~3年內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。
生物質(zhì)成型燃料方面,歐美的發(fā)展最為發(fā)達(dá),其主要以木質(zhì)生物質(zhì)為原料生產(chǎn)顆粒燃料,其成型燃料技術(shù)及設(shè)備的研發(fā)已經(jīng)基本成熟,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系也比較完善,形成了從原料收集、儲(chǔ)藏、預(yù)處理到成型燃料生產(chǎn)、配送和應(yīng)用的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。截至2010年,德國(guó)、瑞典、加拿大、美國(guó)、奧地利、芬蘭、意大利、波蘭、丹麥和俄羅斯等歐美國(guó)家的生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)量達(dá)到了1 000萬(wàn)噸以上。
美國(guó)POET公司、美國(guó)杜邦公司、意大利M&G公司、西班牙Abengoa公司等將于2014年前運(yùn)行5萬(wàn)噸以上規(guī)模的纖維乙醇廠。
生物質(zhì)精細(xì)化工產(chǎn)品目前已達(dá)1 100多種,如乙二醇、乳酸、丁二酸、丁醇、2,3-丁二醇、乙酰丙酸、木糖醇、檸檬酸、山梨醇等。據(jù)分析,從生物質(zhì)制取的化學(xué)品現(xiàn)已占化學(xué)品總銷(xiāo)售額10%以上,并以每年7%~8%的速率增長(zhǎng)。美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)預(yù)測(cè),到2020年,將有50%的有機(jī)化學(xué)品和材料產(chǎn)自生物質(zhì)原料。殼牌公司認(rèn)為,世界植物生物質(zhì)的應(yīng)用規(guī)模在2060年將超過(guò)石油。
隨著技術(shù)的進(jìn)步,未來(lái)生物質(zhì)能化開(kāi)發(fā)利用將向原料多元化、產(chǎn)品多樣化、利用高值化、生產(chǎn)清潔化方向轉(zhuǎn)變,纖維乙醇生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降,與糧食乙醇相比將具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),成為液體生物燃料的主流產(chǎn)品;大中型沼氣是極具潛力的新興生物能源方向;以纖維素糖為平臺(tái)的生物化工產(chǎn)業(yè)的興起,將減少對(duì)化石資源的依賴,促進(jìn)綠色發(fā)展。遠(yuǎn)期生物質(zhì)快速熱解制生物燃料和微藻生物燃料也將有較大的發(fā)展空間。
總體上看,我國(guó)以燃料乙醇為代表的生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展基本達(dá)到世界先進(jìn)水平,推廣使用技術(shù)成熟可靠、安全可行。在法律、政策、規(guī)劃、試點(diǎn)等方面開(kāi)展了創(chuàng)造性的工作,為今后的工作打下了基礎(chǔ)。
河南生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)
作為農(nóng)業(yè)大省,河南生物質(zhì)資源非常豐富。僅農(nóng)業(yè)剩余物的干重量每年為7 000萬(wàn)噸,占全國(guó)1/10。林業(yè)剩余物資源量每年為2 000多萬(wàn)噸,其中生態(tài)能源林近期規(guī)劃500多萬(wàn)畝,遠(yuǎn)景規(guī)劃1 200萬(wàn)畝。
河南省生物質(zhì)能化開(kāi)發(fā)利用起步較早,2004年即在全國(guó)率先實(shí)現(xiàn)了乙醇汽油全覆蓋,成功創(chuàng)造了乙醇汽油推廣的“河南模式”。目前,河南省生物質(zhì)能化利用主要涵蓋了生物質(zhì)成型燃料、液體燃料、氣體燃料和發(fā)電等方向,涉及燃料乙醇、纖維乙醇、沼氣、成型燃料、生物柴油、生物質(zhì)發(fā)電、乙二醇、乳酸等產(chǎn)品,2010年生物質(zhì)能利用折標(biāo)煤420萬(wàn)噸。
液體生物燃料產(chǎn)品產(chǎn)量超過(guò)70萬(wàn)噸居全國(guó)第一,其中燃料乙醇產(chǎn)量超過(guò)60萬(wàn)噸,約占全國(guó)的30%,燃料乙醇消費(fèi)量超過(guò)30萬(wàn)噸。2009年底,河南天冠建成投產(chǎn)了全球第一條萬(wàn)噸級(jí)秸稈纖維乙醇生產(chǎn)裝置,實(shí)現(xiàn)連續(xù)規(guī)模化生產(chǎn),建立了完整的工藝路線,掌握了多項(xiàng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù),部分指標(biāo)接近或超過(guò)國(guó)外先進(jìn)水平,已經(jīng)通過(guò)了國(guó)家驗(yàn)收,具備了進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化放大和推廣的條件。全省能源林面積超過(guò)300萬(wàn)畝,開(kāi)展了生物柴油的實(shí)驗(yàn)生產(chǎn),具備了規(guī)模化生產(chǎn)的技術(shù)能力。
建成了國(guó)內(nèi)最早的工業(yè)化沼氣項(xiàng)目并獲得了廣泛推廣和應(yīng)用,擁有全球最大的1.5億立方米/年工業(yè)化沼氣裝置,配套3.6萬(wàn)千瓦沼氣發(fā)電項(xiàng)目已經(jīng)并網(wǎng)發(fā)電,同時(shí)供40萬(wàn)戶居民生活、2 500輛公交和出租車(chē)使用。農(nóng)村戶用沼氣達(dá)到361萬(wàn)戶,普及率18%,大中型沼氣達(dá)到2 360處。
生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)45萬(wàn)千瓦居全國(guó)前列,年發(fā)電量約10.6億千瓦時(shí)。
目前,河南省生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)品產(chǎn)能已超過(guò)30萬(wàn),年產(chǎn)量20多萬(wàn)噸,居華中地區(qū)首位,其中建立位于河南省汝州市的生物質(zhì)壓塊燃料生產(chǎn)工程,目前年產(chǎn)生物質(zhì)成型燃料3萬(wàn)噸,正在形成年產(chǎn)10萬(wàn)噸的生產(chǎn)基地,通過(guò)示范建設(shè),建立了壓塊成型燃料生產(chǎn)廠原料最佳收集模式、清潔生產(chǎn)模式、成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式,生產(chǎn)電耗為40kW?h/t~50kW?h/t,實(shí)現(xiàn)了壓塊成型燃料的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。建立在洛陽(yáng)偃師市和河南汝州市的成型燃料設(shè)備生產(chǎn)基地,目前正在形成年產(chǎn)300臺(tái)套的生產(chǎn)能力。
生物制氫方面國(guó)內(nèi)還沒(méi)有產(chǎn)業(yè)化,近幾年,國(guó)內(nèi)少數(shù)學(xué)者主要圍繞提高光合細(xì)菌的光轉(zhuǎn)化效率等方面,著手對(duì)光合細(xì)菌制氫進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,并取得了一些重要進(jìn)展。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)在國(guó)家自然科學(xué)基金、863計(jì)劃等項(xiàng)目支持下,正在按照生產(chǎn)性工藝條件進(jìn)行太陽(yáng)能光合生物制氫技術(shù)及相關(guān)機(jī)理的研究,并且已經(jīng)取得了一定的突破,成為河南省重要的制氫技術(shù)儲(chǔ)備。
生物質(zhì)化工產(chǎn)品總產(chǎn)量超過(guò)10萬(wàn)噸。河南財(cái)鑫集團(tuán)2010年建成纖維乙二醇中試裝置,形成了整套工藝技術(shù),達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平,正在進(jìn)行萬(wàn)噸級(jí)產(chǎn)業(yè)化示范;河南宏業(yè)生化2011年建成全球首套生物質(zhì)清潔生產(chǎn)2萬(wàn)噸/年糠醛聯(lián)產(chǎn)乙酸裝置,已實(shí)現(xiàn)連續(xù)規(guī)模化生產(chǎn),達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
河南農(nóng)業(yè)大學(xué)、鄭州大學(xué)、河南能源研究所等一批科研機(jī)構(gòu)有較強(qiáng)的生物質(zhì)能源研發(fā)實(shí)力。
河南省從事生物質(zhì)能研發(fā)和產(chǎn)業(yè)推廣的單位上百家。
2013年,生物質(zhì)能化產(chǎn)品總產(chǎn)值超過(guò)100億元。
總體來(lái)說(shuō),河南省生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)利用起步較早,達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平,其中燃料乙醇、沼氣和秸稈成型燃料等技術(shù)和裝備居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。
河南省發(fā)展生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)的總體要求
堅(jiān)持資源開(kāi)發(fā)與生態(tài)保護(hù)相結(jié)合,以不犧牲農(nóng)業(yè)和糧食、生態(tài)和環(huán)境為出發(fā)點(diǎn),科學(xué)開(kāi)發(fā)鹽堿地、“三荒”地等宜能非耕地,規(guī)模化種植新型非糧能源作物與生態(tài)能源林,加強(qiáng)農(nóng)林牧剩余物資源、城市生活垃圾與工業(yè)有機(jī)廢水、廢渣管理,堅(jiān)持梯級(jí)利用、吃干榨凈,建立標(biāo)準(zhǔn)化生物質(zhì)能化原料收儲(chǔ)運(yùn)供應(yīng)體系,推動(dòng)生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)綠色低碳循環(huán)發(fā)展。
堅(jiān)持頂層設(shè)計(jì)與先行先試相結(jié)合,把握世界生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向,統(tǒng)籌謀劃國(guó)家生物質(zhì)能化發(fā)展的新模式、新途徑,破解關(guān)鍵制約瓶頸和體制機(jī)制障礙,以資源、技術(shù)、市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀為前提,在河南先行先試,以點(diǎn)帶面,積極推進(jìn),努力探索具有示范帶動(dòng)意義的生物質(zhì)能化全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式。
堅(jiān)持自主創(chuàng)新與開(kāi)放合作相結(jié)合,立足現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),整合聚集國(guó)內(nèi)研發(fā)力量和專(zhuān)有技術(shù),強(qiáng)力推進(jìn)生物質(zhì)能化核心技術(shù)開(kāi)發(fā),加快關(guān)鍵裝備集成,占領(lǐng)世界生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展新高地。開(kāi)展國(guó)際交流與合作,合理引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)、裝備與人才,帶動(dòng)生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展。
堅(jiān)持重點(diǎn)突破與整體推進(jìn)相結(jié)合,以纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化為突破重點(diǎn),推進(jìn)沼氣高值化利用、生物化工和生物質(zhì)能化裝備規(guī)模化生產(chǎn),加快纖維丁醇、航空生物燃料、微藻生物柴油、生物質(zhì)快速熱解制生物燃料等先進(jìn)產(chǎn)品與工藝研發(fā)步伐,整體推進(jìn)生物質(zhì)能化高起點(diǎn)產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)利用,培育規(guī)模大水平高的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
堅(jiān)持政府推動(dòng)與市場(chǎng)運(yùn)作相結(jié)合,發(fā)揮政府主導(dǎo)作用,制定積極的產(chǎn)業(yè)政策,引導(dǎo)多種經(jīng)濟(jì)主體投入,扶持生物質(zhì)能化企業(yè)規(guī)模化發(fā)展。建立有效的市場(chǎng)激勵(lì)機(jī)制,營(yíng)造良好發(fā)展環(huán)境,發(fā)揮市場(chǎng)配置基礎(chǔ)作用,以市場(chǎng)開(kāi)拓帶動(dòng)生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。
在發(fā)展目標(biāo)上,充分發(fā)揮河南生物質(zhì)能化開(kāi)發(fā)利用的資源、技術(shù)和實(shí)踐優(yōu)勢(shì),集聚優(yōu)勢(shì)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu),吸引國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)能化領(lǐng)域領(lǐng)軍人才,開(kāi)展生物質(zhì)能化資源梯級(jí)循環(huán)利用,做大做強(qiáng)生物能源裝備制造業(yè),在全國(guó)率先建成規(guī)模最大、實(shí)力最強(qiáng)、技術(shù)最先進(jìn)的生物質(zhì)能化示范區(qū),全面發(fā)揮示范區(qū)的示范、輻射和帶動(dòng)作用,打造全國(guó)的生物質(zhì)能化源科研、裝備制造和推廣應(yīng)用基地,占領(lǐng)世界可再生能源領(lǐng)域新高地。
近期目標(biāo)(2014-2015年):規(guī)劃投資200億元以上,新增工業(yè)產(chǎn)值188億元以上。重點(diǎn)推進(jìn)纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化,穩(wěn)定糧食乙醇產(chǎn)量,纖維乙醇生產(chǎn)能力達(dá)到50萬(wàn)噸/年,纖維乙二醇等多元醇生產(chǎn)能力達(dá)到10萬(wàn)噸/年,聯(lián)產(chǎn)糠醛達(dá)到5萬(wàn)噸/年,新增大中型沼氣生產(chǎn)能力16.5億立方米。生物柴油總生產(chǎn)能力達(dá)到50萬(wàn)噸/年,其中高品質(zhì)航空燃油占10%以上。新增年產(chǎn)5~10萬(wàn)噸的成型燃料生產(chǎn)基地2個(gè),生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)能力達(dá)100萬(wàn)噸;初步奠定生物質(zhì)能化示范省產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),確立生物質(zhì)能化發(fā)展基本模式。
中期目標(biāo)(2016-2020年):規(guī)劃投資1 000億元以上,新增工業(yè)產(chǎn)值1 600億元以上,其中裝備制造700億元。纖維乙醇生產(chǎn)能力達(dá)到300萬(wàn)噸/年,纖維乙二醇等多元醇生產(chǎn)能力達(dá)到50萬(wàn)噸/年,聯(lián)產(chǎn)糠醛達(dá)到50萬(wàn)噸/年,新增大中型沼氣生產(chǎn)能力62億立方米。生物柴油總生產(chǎn)能力達(dá)到400萬(wàn)噸/年,其中高品質(zhì)航空燃油占30%以上。建成500個(gè)左右的生物質(zhì)成型燃料加工點(diǎn),形成約250萬(wàn)噸的生產(chǎn)能力。帶動(dòng)生物質(zhì)能化技術(shù)升級(jí),基本建成國(guó)家生物質(zhì)能化示范省。
河南省生物質(zhì)能化產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的重點(diǎn)任務(wù)
重點(diǎn)發(fā)展纖維乙醇、纖維乙二醇、纖維柴油、糠醛、沼氣,實(shí)施醇電、醇?xì)狻⒋挤省⒋蓟嘈问铰?lián)產(chǎn),著力提升農(nóng)林剩余物的資源化利用水平;積極建設(shè)工業(yè)、畜牧業(yè)、農(nóng)村大中型沼氣工程,提高城鄉(xiāng)有機(jī)垃圾資源化利用水平,加快構(gòu)建新型農(nóng)村社區(qū)配套的分布式生物能源體系;積極拓展生物質(zhì)化工,初步形成規(guī)模化的生物化工產(chǎn)業(yè)鏈;完善生物質(zhì)成型燃料體系的原料收集、儲(chǔ)存、預(yù)處理到成型燃料生產(chǎn)、配送和應(yīng)用的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈,積極推進(jìn)生物質(zhì)成型燃料的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化生產(chǎn)及應(yīng)用模式,開(kāi)拓生物質(zhì)成型燃料應(yīng)用新途徑,大規(guī)模進(jìn)行燃油、燃?xì)馓娲鷳?yīng)用,與煤炭形成相當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)力;大力推進(jìn)生物質(zhì)能化裝備產(chǎn)業(yè);積極探索開(kāi)展航空生物燃料、微藻生物柴油、快速熱解制生物燃料等先進(jìn)生物燃料技術(shù)示范。
(一)纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化
在纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化方面,圍繞纖維乙醇生產(chǎn),著力提升纖維乙醇生產(chǎn)和綜合利用技術(shù)水平、裝備和自動(dòng)化水平,能源利用轉(zhuǎn)化效率和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。形成包括科技研發(fā)、裝備制造、工程設(shè)計(jì)建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、人才培養(yǎng)和隊(duì)伍建設(shè)在內(nèi)的完整產(chǎn)業(yè)體系;形成秸桿采集、儲(chǔ)存、調(diào)運(yùn)、纖維素酶生產(chǎn)和配送、纖維乙醇生產(chǎn)與集中脫水加工等較為完備的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理模式,實(shí)現(xiàn)纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化重大突破。
1.纖維乙醇產(chǎn)業(yè)化步驟
發(fā)揮天冠、中石化、中石油等能源骨干企業(yè)人才、技術(shù)、資金、管理和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì),不斷提高生物質(zhì)資源能源化轉(zhuǎn)化效率,實(shí)現(xiàn)不同原料、不同規(guī)模、不同產(chǎn)品梯級(jí)開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。因地制宜,結(jié)合城鎮(zhèn)化和新農(nóng)村建設(shè),以產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為依托,采取不同產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模式,設(shè)計(jì)建設(shè)3~10萬(wàn)噸不同規(guī)模纖維乙醇廠。實(shí)施沼渣和爐灰還田,保持土地資源和糧食生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。
――采取“醇―氣”模式建設(shè)纖維乙醇工廠,實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維素分類(lèi)利用,纖維素生產(chǎn)乙醇,半纖維素生產(chǎn)沼氣聯(lián)產(chǎn),木質(zhì)素殘?jiān)l(fā)電供熱。
――結(jié)合現(xiàn)有秸稈電廠,采取“醇―電”聯(lián)產(chǎn)模式,首先利用秸稈中的纖維素生產(chǎn)乙醇,剩余木質(zhì)素廢渣作為電廠燃料和半纖維素等產(chǎn)生的沼氣聯(lián)產(chǎn)發(fā)電,重點(diǎn)解決醇、氣、電一體化技術(shù)和裝備系統(tǒng)集成。
――在糠醛和木糖(醇)生產(chǎn)集中地區(qū),整合糠醛、木糖(醇)生產(chǎn)規(guī)模,以玉米芯為原料,首先用半纖維素生產(chǎn)糠醛或木糖(醇),剩余糠醛或木糖渣中纖維素生產(chǎn)乙醇,剩余木質(zhì)素作為燃料發(fā)電,實(shí)現(xiàn)纖維乙醇、糠醛(木糖)和發(fā)電聯(lián)產(chǎn),提升原料資源利用效率,解決生產(chǎn)環(huán)節(jié)污染問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)“醇―化―電”一體化發(fā)展新模式。
2.實(shí)施關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新工程
――開(kāi)展纖維素酶生產(chǎn)技術(shù)提升研究,不斷提高菌種產(chǎn)酶效率,提升自控水平,進(jìn)一步降低纖維素酶生產(chǎn)和使用成本,建設(shè)配套生產(chǎn)和供應(yīng)基地。
實(shí)施關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新工程,重點(diǎn)開(kāi)展纖維素酶生產(chǎn)、原料預(yù)處理、酶解發(fā)酵三大關(guān)鍵步驟技術(shù)攻關(guān),進(jìn)一步提高纖維乙醇的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。
――加大能源植物優(yōu)選培育和能源作物基地建設(shè)力度,利用河南省未開(kāi)發(fā)荒地,種植能源作物,提高原料畝產(chǎn)和纖維素含量,開(kāi)展規(guī)模化能源作物種植。
――依托車(chē)用生物燃料技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,整合高校基礎(chǔ)研究資源,重點(diǎn)解決纖維素酶、木聚糖酶等多酶系生產(chǎn)菌種構(gòu)建,篩選優(yōu)化高效、耐逆菌株,提高纖維素酶生產(chǎn)效率和發(fā)酵酶活,提高多酶系酶解效率,實(shí)現(xiàn)纖維素酶生產(chǎn)和使用成本大幅降低。
――構(gòu)建高效、長(zhǎng)壽命、高耐受性代謝工程菌株,選育馴化適合工業(yè)化生產(chǎn)的混合糖發(fā)酵菌株,實(shí)現(xiàn)纖維素、半纖維素共同發(fā)酵生產(chǎn)乙醇,提高原料轉(zhuǎn)化乙醇效率,建設(shè)萬(wàn)噸級(jí)技術(shù)示范工程。
――開(kāi)發(fā)連續(xù)高效低能耗預(yù)處理技術(shù)和設(shè)備、提升同步糖化發(fā)酵、蒸餾濃縮耦合等工藝技術(shù)水平,形成3~10萬(wàn)噸工藝技術(shù)包。
(二)沼氣利用與農(nóng)村新能源體系建設(shè)
1.工業(yè)大中型沼氣與高值化利用
實(shí)施纖維乙醇-沼氣聯(lián)產(chǎn),提升食品、輕工、化工、生物醫(yī)藥等行業(yè)的廢渣、廢液聯(lián)產(chǎn)沼氣水平,重點(diǎn)建設(shè)日產(chǎn)5萬(wàn)m3、10萬(wàn)m3以上的大規(guī)模工業(yè)化沼氣工程,通過(guò)高溫全混厭氧發(fā)酵、中溫上流式厭氧污泥床、膨脹顆粒污泥床相結(jié)合的工藝提高厭氧發(fā)酵COD去除率、擴(kuò)大沼氣消化液資源化利用規(guī)模,降低有機(jī)廢水好氧處理的負(fù)荷。開(kāi)展以沼氣綜合利用為核心的企業(yè)泛能網(wǎng)示范,提高能源利用效率,減少污染物排放。鼓勵(lì)沼氣規(guī)模化生產(chǎn)生物天然氣入站入網(wǎng),壓縮生物天然氣(CBNG)用作車(chē)用燃?xì)狻⒕用裼脷饧鞍l(fā)電。
工業(yè)大中型沼氣主要圍繞纖維乙醇、生物化工、食品等高濃度有機(jī)廢水、廢渣排放企業(yè),按照集中就近原則,合理布局,優(yōu)先配套建設(shè)分布式能源供應(yīng)系統(tǒng)。
2.農(nóng)村大中型沼氣和農(nóng)村新能源體系建設(shè)
按照?qǐng)?jiān)持走集約、智能、綠色、低碳的新型城鎮(zhèn)化道路的要求,將生態(tài)文明理念和原則全面融入新型農(nóng)村社區(qū),構(gòu)建農(nóng)村新能源體系。以大中型沼氣建設(shè)為核心,加快農(nóng)村能源消費(fèi)升級(jí),為新農(nóng)村建設(shè)提供高品位的清潔能源,提高農(nóng)村居民生活質(zhì)量,改善居住環(huán)境,推進(jìn)生物能源鎮(zhèn)(社區(qū))示范,推動(dòng)綠色、健康、生態(tài)文明的新型農(nóng)村社區(qū)建設(shè)。依托大型養(yǎng)殖企業(yè)或利用秸稈建設(shè)大型沼氣集中供氣工程,并在條件具備的社區(qū)試點(diǎn)沼氣分布式能源,實(shí)現(xiàn)氣、電、熱聯(lián)供。開(kāi)展農(nóng)村微電網(wǎng)示范,探索可持續(xù)的運(yùn)營(yíng)模式。開(kāi)展太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)和地?zé)崮懿膳⑻峁┥顭崴痉俄?xiàng)目建設(shè)。根據(jù)各地資源條件,開(kāi)展沼氣、小水電、太陽(yáng)能、地?zé)崮堋L(fēng)能等多種能源組合的用能方式示范,探索適宜中部地區(qū)的農(nóng)村能源發(fā)展模式,推動(dòng)農(nóng)村新能源體系建設(shè)。
3.城市生活垃圾沼氣
在省轄市或地區(qū)性中心城市,結(jié)合城市污水和有機(jī)垃圾收集,建設(shè)大型或超大型工業(yè)沼氣工程。對(duì)生活垃圾進(jìn)行二次集中分類(lèi)處理,構(gòu)建“有機(jī)廢棄物―厭氧發(fā)酵―沼氣發(fā)電―沼液沼渣制肥”等循環(huán)經(jīng)濟(jì)鏈條。在建或新建垃圾填埋場(chǎng)配套建設(shè)填埋氣回收裝置生產(chǎn)沼氣,鼓勵(lì)大中型垃圾填埋場(chǎng)建設(shè)沼氣發(fā)電機(jī)組。
4.生物質(zhì)熱解氣化
以城市廢棄物和農(nóng)村生物質(zhì)廢棄物為對(duì)象,結(jié)合工業(yè)園區(qū)的能源需求,建立熱電氣聯(lián)供的生物質(zhì)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)示范工程。大力推行區(qū)域集中處理模式和循環(huán)經(jīng)濟(jì)園、工業(yè)園等園區(qū)模式,選取已經(jīng)啟動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)程序的項(xiàng)目作為示范工程,真正做到科技與需求相結(jié)合、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)相結(jié)合。提高生物質(zhì)氣化技術(shù)水平,限制生物質(zhì)氣化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要原因是技術(shù)仍處于較低水平,未來(lái)的發(fā)展首先要解決技術(shù)問(wèn)題,包括加強(qiáng)生物質(zhì)氣化基礎(chǔ)理論研究,提高氣化爐工作效率、燃?xì)鈨艋剩岣哐b備系統(tǒng)穩(wěn)定性,增強(qiáng)系統(tǒng)自動(dòng)化程度,完善產(chǎn)業(yè)鏈各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),打造生物質(zhì)氣化技術(shù)流水線生產(chǎn)。擴(kuò)展氣化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,不但要將生物質(zhì)氣化技術(shù)應(yīng)用于木質(zhì)生物質(zhì)原料,還需根據(jù)生物質(zhì)原料來(lái)源及單位用途,發(fā)展適于工業(yè)生物質(zhì)、農(nóng)業(yè)生物質(zhì)、城市生活垃圾等多元生物質(zhì)氣化技術(shù),并根據(jù)用途發(fā)展高品質(zhì)燃?xì)饧夹g(shù)、氣化供熱、發(fā)電、制冷等多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)氣化技術(shù)產(chǎn)業(yè)裝備生產(chǎn)的規(guī)模化,提高裝備的設(shè)計(jì)水平,擴(kuò)大裝備的生產(chǎn)規(guī)模,實(shí)現(xiàn)設(shè)備的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、大型化,并完善上下游相關(guān)企業(yè)單位,實(shí)現(xiàn)裝備技術(shù)的自主化設(shè)計(jì)制造,取得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),構(gòu)建完整的生物質(zhì)氣化技術(shù)裝備設(shè)計(jì)與制造產(chǎn)業(yè)鏈。
5.生物質(zhì)制氫
河南省乃至我國(guó)的生物制氫技術(shù)尚未完全成熟,在大規(guī)模應(yīng)用之前尚需深入研究。目前需要解決的問(wèn)題還很多,如高效產(chǎn)氫菌種的篩選,產(chǎn)氫酶活性的提高,產(chǎn)氫反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì),最佳反應(yīng)條件的選擇等。生物制氫技術(shù)利用可再生資源,特別是利用有機(jī)廢水廢物為原料來(lái)生產(chǎn)氫氣,既保護(hù)了環(huán)境,又生產(chǎn)了清潔能源,隨著新技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā),生物制氫技術(shù)將逐步中試和投產(chǎn),成為解決能源和環(huán)境問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。
(三)成型燃料產(chǎn)業(yè)化
在成型燃料產(chǎn)業(yè)化方面,發(fā)揮河南省科學(xué)院能源研究所有限公司、農(nóng)業(yè)部可再生能源重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室、河南省生物質(zhì)能源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、河南省秸稈能源化利用工程技術(shù)研究中心等科研院所的人才和技術(shù)優(yōu)勢(shì),依托河南省秋實(shí)新能源有限公司、河南奧科新能源發(fā)展有限公司、河南偃師新峰機(jī)械有限公司等企業(yè),加大生物質(zhì)成型燃料的關(guān)鍵技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化推廣。完善生物質(zhì)成型燃料原料、工藝、產(chǎn)品、應(yīng)用等環(huán)節(jié),建設(shè)原料收儲(chǔ)運(yùn)模式,優(yōu)化組合工藝生產(chǎn)線、降低能耗、提高自動(dòng)化控制程度,加大推廣力度和規(guī)模。
1.成型燃料產(chǎn)業(yè)化步驟
――根據(jù)河南省不同地域的生物質(zhì)原料分布產(chǎn)出規(guī)律,結(jié)合生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)模式及生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況,開(kāi)展收儲(chǔ)運(yùn)的理論研究和試驗(yàn)示范,建立生物質(zhì)原料的收儲(chǔ)運(yùn)模式,解決農(nóng)林生物質(zhì)原料收儲(chǔ)運(yùn)成本費(fèi)用問(wèn)題。建立健全農(nóng)林生物質(zhì)原料收儲(chǔ)運(yùn)服務(wù)體系,建立適宜不同區(qū)域、不同規(guī)模、不同生產(chǎn)方式的農(nóng)林生物質(zhì)原料收儲(chǔ)運(yùn)體系。在河南省有代表性的區(qū)域,建成規(guī)模不小于5萬(wàn)噸/年的成型燃料收儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)示范體系。
――研究生物質(zhì)物料特性參數(shù)、生物質(zhì)成型過(guò)程特性參數(shù)以及成型產(chǎn)品特性參數(shù)在線式數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng),保證生物質(zhì)成型燃料全生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化控制,保證成型系統(tǒng)穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)行。將生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)間提高到5 000小時(shí)/年,實(shí)現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。
――根據(jù)河南省不同地域原料特性,開(kāi)發(fā)出以木本原料為主的高產(chǎn)能、低能耗的顆粒燃料成型機(jī)組,單機(jī)生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到3-5噸/小時(shí),成型燃料生產(chǎn)電耗達(dá)到60kW?h以下;配套設(shè)備完整匹配,形成一體化連續(xù)生產(chǎn)能力,示范生產(chǎn)線規(guī)模達(dá)到1萬(wàn)噸/年;選擇代表性區(qū)域,建成年產(chǎn)2萬(wàn)噸以上顆粒燃料示范生產(chǎn)基地。
――根據(jù)河南省不同地域原料特性,開(kāi)發(fā)出以草本原料為主的高產(chǎn)能、低能耗的塊狀成型燃料成型機(jī)組,單機(jī)生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到3-5噸/h,成型燃料生產(chǎn)電耗達(dá)到40kW?h以下;配套設(shè)備完整匹配,形成一體化連續(xù)生產(chǎn)能力,示范生產(chǎn)線規(guī)模達(dá)到3萬(wàn)噸/年;選擇代表性區(qū)域,建成年產(chǎn)5萬(wàn)噸以上顆粒燃料示范生產(chǎn)基地。
2.成型燃料規(guī)模化替代化石能源關(guān)鍵技術(shù)與工程示范
針對(duì)目前生物質(zhì)成型燃料在燃料利用環(huán)節(jié)存在能源轉(zhuǎn)化效率不高、應(yīng)用規(guī)模小,高效綜合利用及清潔燃燒技術(shù)水平不高等問(wèn)題,開(kāi)展成型燃料氣化清潔燃燒關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備研發(fā)和推廣,從而實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)成型燃料的高效清潔燃燒利用,規(guī)模化替代燃油、燃?xì)獾惹鍧嵢剂稀?/p>
――研發(fā)成型燃料高效氣化及清潔燃燒關(guān)鍵技術(shù),開(kāi)發(fā)生物質(zhì)成型燃料沸騰氣化燃燒爐、大型高效氣化爐,研制低熱值燃?xì)飧咝紵拔廴究刂萍夹g(shù),取得生物質(zhì)氣化系統(tǒng)與工業(yè)窯爐耦合調(diào)控技術(shù)。燃燒設(shè)備規(guī)模達(dá)到MW級(jí),能源轉(zhuǎn)換效率達(dá)到75%,各項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)達(dá)到燃油或燃?xì)鉅t窯排放指標(biāo)。建設(shè)年消耗千噸的生物質(zhì)成型燃料的氣化燃燒替代工業(yè)窯爐燃料的示范工程,實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能源在工業(yè)窯爐上應(yīng)用的突破。
(四)開(kāi)發(fā)相關(guān)生物化工及綜合利用產(chǎn)品
積極推進(jìn)生物化工產(chǎn)品技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化示范,實(shí)現(xiàn)對(duì)石油、天然氣、煤炭等化石資源的替代。圍繞纖維乙醇的副產(chǎn)物如二氧化碳、木質(zhì)素等開(kāi)展綜合利用,提高產(chǎn)品的附加值;開(kāi)展纖維質(zhì)原料制取乙二醇項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化示范;拓展生物乙烯及下游產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈,開(kāi)拓乙醇深加工新產(chǎn)業(yè)鏈;開(kāi)發(fā)生物丁醇和生物柴油相關(guān)生物化工品。
1.二氧化碳基生物降解材料和化學(xué)品
加強(qiáng)高活性、安全、低成本催化體系研究,突破反應(yīng)條件溫和、環(huán)境友好的聚合工藝和非溶劑法提取技術(shù),開(kāi)展二氧化碳基生物降解材料及下游制品的產(chǎn)業(yè)化示范。積極研發(fā)二氧化碳與甲醇一步法合成碳酸二甲酯等關(guān)鍵技術(shù),重點(diǎn)發(fā)展聚碳酸亞丙酯樹(shù)脂、碳酸二甲酯、聚碳酸酯、發(fā)泡材料和阻隔材料等深加工產(chǎn)品。
2.纖維乙二醇、丙二醇、丁醇、糠醛下游產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化
依托天冠、財(cái)鑫等在生物化工技術(shù)研發(fā)方面具有優(yōu)勢(shì)的大型企業(yè)集團(tuán),開(kāi)展纖維質(zhì)糖平臺(tái)為基礎(chǔ)的生物化工醇技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化示范,重點(diǎn)發(fā)展纖維乙二醇、丁醇等高附加值產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化示范。依托宏業(yè)生化發(fā)展糠醛下游深加工產(chǎn)業(yè)鏈包括乙酰丙酸、糠醇、二甲基呋喃、四氫呋喃、呋喃樹(shù)脂等。
開(kāi)展纖維乙二醇等多元醇生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化改進(jìn)和產(chǎn)業(yè)化示范,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品收率、質(zhì)量,正在建設(shè)萬(wàn)噸級(jí)產(chǎn)業(yè)化示范裝置,到2015年完成10萬(wàn)噸級(jí)乙二醇、丙二醇生產(chǎn)裝置,到2020年形成50萬(wàn)噸生產(chǎn)能力。
開(kāi)展纖維素水解物生產(chǎn)丁醇菌種的選育(葡萄糖木糖共利用),推進(jìn)細(xì)胞表面固定化技術(shù)及其反應(yīng)器的開(kāi)發(fā),采用反應(yīng)-吸附耦合的過(guò)程集成研究,縮短發(fā)酵周期,提高產(chǎn)物濃度和分離效率,2015年完成2萬(wàn)噸級(jí)纖維丁醇示范,2020年形成10萬(wàn)噸/年纖維丁醇生產(chǎn)能力。
開(kāi)展以糠醛為原料的乙酰丙酸、糠醇、二甲基呋喃、四氫呋喃、呋喃樹(shù)脂等產(chǎn)品的深度開(kāi)發(fā),2015年建成連續(xù)化和規(guī)模化生產(chǎn)基地,2020年形成年加工50萬(wàn)噸糠醛生產(chǎn)規(guī)模。
3.生物乙烯及下游產(chǎn)品
開(kāi)展乙醇高效催化制乙烯產(chǎn)業(yè)化示范。著力突破乙醇脫水制備乙烯催化劑關(guān)鍵技術(shù),提高催化劑的選擇性、壽命和催化效率,實(shí)現(xiàn)生物乙醇生產(chǎn)乙烯工藝的長(zhǎng)周期、低成本、穩(wěn)定運(yùn)行。完善提升乙烯-聚乙烯-塑料制品和乙烯-環(huán)氧丙烷-乙二醇-聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)兩條產(chǎn)業(yè)鏈,大力發(fā)展塑料制品、包裝材料和高端服裝面料。
4.木質(zhì)素高值化開(kāi)發(fā)利用產(chǎn)品
提高木質(zhì)素綜合利用水平,重點(diǎn)開(kāi)發(fā)膠粘劑、有機(jī)緩釋肥料、木質(zhì)素復(fù)合材料、水泥保濕劑、高值燃料等產(chǎn)品,拓展其在化工、農(nóng)林、建筑等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。
(五)微生物柴油產(chǎn)業(yè)化
根據(jù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有研究成果,結(jié)合綠色化和生物精煉概念的理念,實(shí)現(xiàn)微生物柴油的產(chǎn)業(yè)化。微藻等微生物養(yǎng)殖和生產(chǎn)生物柴油技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破,開(kāi)展萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)化示范。集合微藻等微生物優(yōu)良品種選育、高效轉(zhuǎn)化、規(guī)模化養(yǎng)殖、油脂提取精煉等核心技術(shù),開(kāi)展工業(yè)化養(yǎng)殖、生產(chǎn)示范,實(shí)現(xiàn)微生物柴油和副產(chǎn)品的多聯(lián)產(chǎn)。
1.木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的綜合處理技術(shù)
木質(zhì)纖維素生物質(zhì)主要成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素,經(jīng)過(guò)一定的物理/化學(xué)處理,木質(zhì)纖維素糖化,用于微生物的培養(yǎng)。副產(chǎn)物中的糠醛等物質(zhì)會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)和代謝,綜合的處理技術(shù)目標(biāo)是將這些副產(chǎn)物控制在最低的水平,同時(shí)達(dá)到最高的降解效率。酸堿和離子液等化學(xué)處理要配合溫度、壓力,適度的破碎要配合微波、超聲、蒸汽爆破技術(shù),從而達(dá)到能量消耗最小,水解產(chǎn)物變性最少的效果。這些處理技術(shù)綜合起來(lái)需要針對(duì)不同物料有序?qū)嵤?/p>
2.產(chǎn)油微生物脂類(lèi)代謝的遺傳調(diào)控
對(duì)于產(chǎn)油微生物油脂過(guò)量積累的機(jī)制當(dāng)前還停留在生化水平上。利用基因組學(xué)、蛋白組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù),研究產(chǎn)油微生物脂肪代謝的基因調(diào)控機(jī)制,通過(guò)對(duì)某些關(guān)鍵基因?qū)嵤┻z傳修飾,使其朝著人為設(shè)定的代謝流方向發(fā)展,最大限度的發(fā)揮轉(zhuǎn)化作用。理解脂肪代謝的基因調(diào)控原理還有利于通過(guò)不同發(fā)酵模式調(diào)控油脂積累,有利于更好的利用工業(yè)廢棄物生產(chǎn)油脂,有利于通過(guò)培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)限制調(diào)控脂肪的積累,有利于利用小分子誘導(dǎo)物調(diào)控細(xì)胞的繁殖和脂肪積累。
3.微生物柴油原位轉(zhuǎn)酯技術(shù)
傳統(tǒng)的微生物柴油生產(chǎn)周期長(zhǎng)、成本高,而且打破微生物堅(jiān)實(shí)細(xì)胞壁的操作很難實(shí)施。基于微藻等微生物生物柴油生產(chǎn)的周期分析顯示,90%的能耗是用在微藻的油的提取工序上,表明油的提取工藝的進(jìn)步將大大影響生產(chǎn)成本,決定著生物柴油加工產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。近期“原位”轉(zhuǎn)酯方法用于藻類(lèi)生物產(chǎn)油生產(chǎn)受到密切關(guān)注,這種在細(xì)胞內(nèi)酯類(lèi)與醇類(lèi)接觸直接發(fā)生轉(zhuǎn)酯反應(yīng),而不需要將脂類(lèi)提取出來(lái)再與其發(fā)生反應(yīng)。這種直接轉(zhuǎn)酯技術(shù),不僅能夠用于微生物的純培養(yǎng)物,同時(shí)有效適用混合培養(yǎng)產(chǎn)物的生物柴油生產(chǎn)。研究顯示,原位轉(zhuǎn)酯技術(shù)能夠降低樣品中的磷脂的量,甚至達(dá)到不能檢出的水平。生物質(zhì)的含水量會(huì)極大的影響油脂的提取率,而小球藻原位轉(zhuǎn)酯研究發(fā)現(xiàn),適當(dāng)增加轉(zhuǎn)酯反應(yīng)底物醇的比例能夠從含水量較大的生物質(zhì)中獲得較高產(chǎn)率的生物柴油,將大大減少微生物生物柴油的能量消耗和設(shè)備投入,明顯降低生產(chǎn)成本。
4.生物精煉概念下的微生物柴油生產(chǎn)技術(shù)體系
木質(zhì)纖維素物質(zhì)來(lái)源廣泛,如果在處理過(guò)程中將某些附加值較高的化學(xué)提取出來(lái)將會(huì)大大提高收益。同時(shí),將微生物菌體所含的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充分利用也會(huì)大大節(jié)省原料成本,例如將酵母菌提油后的殘?jiān)?jīng)過(guò)加工脫除抗?fàn)I養(yǎng)因子后再用到微生物培養(yǎng)基的配制,可以節(jié)省大量含氮營(yíng)養(yǎng)添加物。轉(zhuǎn)酯反應(yīng)的副產(chǎn)物甘油可以提純后加工成丙二醇,后者是一種附加值更高的化學(xué)原料,甚至粗甘油用于培養(yǎng)基添加會(huì)提高微生物油脂的積累。廢水處理可以用厭氧發(fā)酵生產(chǎn)甲烷或氫氣,也可以通過(guò)微藻培養(yǎng)回用有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物。
5.生物柴油相關(guān)生物化工品
積極利用生物柴油副產(chǎn)品甘油,采用高活性、高選擇性的催化劑,突破反應(yīng)熱移除、微生物法二羥基丙酮等關(guān)鍵技術(shù),重點(diǎn)開(kāi)發(fā)環(huán)氧氯丙烷、乙二醇、丙二醇、十六碳酸甲酯、二羥基丙酮(DHA)等高附加值精細(xì)化工產(chǎn)品,拓展其在醫(yī)藥、化工、食品等領(lǐng)域應(yīng)用范圍,實(shí)現(xiàn)資源高效綜合利用。
6.生物質(zhì)乙酰丙酸平臺(tái)化合物
完成以玉米秸稈為原料水解生產(chǎn)乙酰丙酸工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)與中試,解決生產(chǎn)過(guò)程設(shè)備腐蝕問(wèn)題,完成乙酰丙酸的分離純化工藝,完成乙酰丙酸的衍生物乙酰丙酸乙酯的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì),將生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴1岬绕脚_(tái)化合物。完成千噸級(jí)的生物質(zhì)水解生產(chǎn)乙酰丙酸聯(lián)產(chǎn)糠醛工藝、乙酰丙酸酯化工藝中試裝置的建設(shè)及運(yùn),完成放大級(jí)的生物質(zhì)水解的生產(chǎn)乙酰丙酸工藝包的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。
7.生物質(zhì)間接液體燃料
開(kāi)展生物質(zhì)間接液化技術(shù)及產(chǎn)品開(kāi)發(fā),利用生物質(zhì)先氣化成合成氣(由CO和H2組成的混合氣體)、然后再將合成氣液化得到的產(chǎn)品,如甲醇、二甲醚、費(fèi)托汽柴油等,逐步建立中試及示范工程。
8.生物質(zhì)納米材料
以生物質(zhì)作為原料合成碳基納米材料、多孔碳材料及復(fù)合材料,所制備的納米材料具有優(yōu)異的固碳效率、催化性質(zhì)和電化學(xué)性質(zhì),使其在催化劑載體、固碳、吸附、儲(chǔ)氣、電極、燃料電池和藥物傳遞等領(lǐng)域潛在重要應(yīng)用,使其成為合成技術(shù)研究的熱點(diǎn)。
(六)強(qiáng)化生物質(zhì)能化裝備產(chǎn)業(yè)化與基地建設(shè)
圍繞生物質(zhì)能化產(chǎn)品規(guī)模化開(kāi)發(fā)利用,依托特色產(chǎn)業(yè)集聚區(qū),發(fā)揮骨干裝備制造企業(yè)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)優(yōu)勢(shì),加強(qiáng)與國(guó)內(nèi)外優(yōu)勢(shì)生物質(zhì)能化裝備企業(yè)和專(zhuān)業(yè)科研院所合作,整合上下游企業(yè),完善特色生物質(zhì)能化裝備產(chǎn)業(yè)鏈。突出集成設(shè)計(jì)、智能控制、綠色制造和關(guān)鍵總成技術(shù)突破,培育一批具有系統(tǒng)成套、工程承包、維修改造、備件供應(yīng)、設(shè)備租賃、再制造等總承包能力的生物質(zhì)能化裝備大型企業(yè)集團(tuán),建設(shè)一批特色鮮明、技術(shù)先進(jìn)、在全國(guó)有重要影響的生物質(zhì)能化裝備基地。
1.農(nóng)林原料收儲(chǔ)運(yùn)裝備
以洛陽(yáng)、許昌等農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為重點(diǎn),集合國(guó)內(nèi)先進(jìn)農(nóng)林機(jī)械制造企業(yè),引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)制造技術(shù),骨干企業(yè),重點(diǎn)突破秸稈剪切、拉伸、壓縮成型等基礎(chǔ)共性技術(shù),大力發(fā)展稻麥撿拾大中型打捆機(jī)、玉米秸稈收割調(diào)質(zhì)鋪條機(jī)、棉稈聯(lián)合收割機(jī)、能源林木收獲機(jī)械、高效粉碎機(jī)械與成型機(jī)等重大整機(jī)產(chǎn)品,帶動(dòng)相關(guān)零部件產(chǎn)業(yè)配套發(fā)展,切實(shí)提高生物質(zhì)收集、裝載、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏的高效性和通用性。
2.纖維乙醇成套裝備
以南陽(yáng)新能源產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為重點(diǎn),依托天冠集團(tuán)現(xiàn)有纖維乙醇成套裝備,集成國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù),加大設(shè)計(jì)研發(fā)力度,加快推進(jìn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的纖維乙醇成套裝備技術(shù)提升,打造世界領(lǐng)先的纖維乙醇成套裝備制造基地。重點(diǎn)開(kāi)發(fā)原料預(yù)處理低溫低壓、大型連續(xù)汽爆技術(shù)和裝備,纖維素酶大型、高效生產(chǎn)技術(shù)和裝備,大型高效連續(xù)酶解發(fā)酵技術(shù)和裝備,高抗堵蒸餾及熱耦合干燥成套裝備,木質(zhì)素燃燒高效能量轉(zhuǎn)化裝備。2015年前形成年總裝10套3~10萬(wàn)噸級(jí)纖維乙醇成套裝備能力。2020年形成年總裝300萬(wàn)噸纖維乙醇成套裝備能力。
3.沼氣生產(chǎn)及沼氣發(fā)電成套裝備
以南陽(yáng)新能源、鄭州經(jīng)濟(jì)技術(shù)、安陽(yáng)高新技術(shù)和長(zhǎng)葛市等產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)為重點(diǎn),依托天冠集團(tuán)、森源集團(tuán)等骨干企業(yè),加快發(fā)展有機(jī)廢棄物高效率厭氧消化及沼氣生產(chǎn)、沼氣制取生物天然氣、民用沼氣加壓輸送、撬裝式CNG加氣站以及生物天然氣分布式能源集成等成套裝備。加強(qiáng)與美國(guó)通用、德國(guó)西門(mén)子和日本三菱等國(guó)外優(yōu)勢(shì)企業(yè)合資合作,大力發(fā)展2 000千瓦以上大型沼氣發(fā)電技術(shù)和裝備。在南陽(yáng)形成大型工業(yè)沼氣成套裝備基地,在許昌和周口形成農(nóng)村大中型沼氣成套裝備基地,在鄭州形成生物天然氣分布式能源與CNG加氣成套裝備基地,在安陽(yáng)形成城市有機(jī)垃圾沼氣成套裝備基地。
4.生物質(zhì)成型燃料及其高效利用成套裝備
依托河南省科學(xué)院能源研究所有限公司、河南秋實(shí)新能源有限公司等,建成成型燃料成套生產(chǎn)設(shè)備和生物質(zhì)熱解氣化、高效燃燒及生物質(zhì)成型燃料氣炭油聯(lián)產(chǎn)設(shè)備加工生產(chǎn)基地。
5.生物柴油和生物熱解技術(shù)裝備
依托中石化、中石油集團(tuán)先進(jìn)生物柴油和航空生物燃料技術(shù),發(fā)揮洛陽(yáng)、商丘裝備制造業(yè)優(yōu)勢(shì),加快發(fā)展水力空化、臨界態(tài)甲醇酯化等新型生物柴油裝備,形成成套生產(chǎn)能力。加快開(kāi)發(fā)生物質(zhì)快速熱解、生物油催化加氫生產(chǎn)車(chē)用燃料技術(shù)和裝備。
6.生物化工產(chǎn)品關(guān)鍵裝備
依托河南財(cái)鑫集團(tuán)、華東理工大學(xué)、天津大學(xué),設(shè)計(jì)研發(fā)優(yōu)化改進(jìn)秸稈制乙二醇等多元醇高效預(yù)處理、糖化、連續(xù)氫化裂解反應(yīng)器和節(jié)能精餾分離等關(guān)鍵設(shè)備。
依托河南天冠集團(tuán)、鄭州大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、中山大學(xué)、中科院上海生命科學(xué)研究院等,設(shè)計(jì)研發(fā)優(yōu)化二氧化碳降解塑料反應(yīng)釜、脫揮擠出造粒、產(chǎn)品改性等關(guān)鍵設(shè)備,生物柴油副產(chǎn)物甘油制1,3-丙二醇反應(yīng)自控流加、膜法分離、脫鹽、濃縮、真空精餾等關(guān)鍵設(shè)備,纖維丁醇發(fā)酵分離耦合反應(yīng)器、離交樹(shù)脂產(chǎn)物分離等關(guān)鍵設(shè)備。
依托宏業(yè)生化、河南省科學(xué)院能源研究所、中科院廣州能源所、山東省科學(xué)院,設(shè)計(jì)低溫低壓精餾塔、液相管式推流反應(yīng)器、高效多級(jí)蒸發(fā)等關(guān)鍵設(shè)備;改進(jìn)廢液無(wú)公害化處理、高效分散造粒、低分子量差分離等關(guān)鍵裝備。
7.生物柴油和生物熱解技術(shù)裝備
依托中石化、中石油集團(tuán)先進(jìn)生物柴油和航空生物燃料技術(shù),發(fā)揮洛陽(yáng)裝備制造業(yè)優(yōu)勢(shì),加快發(fā)展水力空化、臨界態(tài)甲醇酯化等新型生物柴油裝備,形成成套生產(chǎn)能力。加快開(kāi)發(fā)生物質(zhì)快速熱解、生物油催化加氫生產(chǎn)車(chē)用燃料技術(shù)和裝備。
8.高比例靈活燃料汽車(chē)和雙燃料汽車(chē)
與國(guó)內(nèi)外知名汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)合作,依托鄭州日產(chǎn)、海馬和宇通開(kāi)發(fā)乙醇/汽油靈活燃料汽車(chē)和汽油/天然氣、柴油/天然氣雙燃料汽車(chē)。前期開(kāi)發(fā)專(zhuān)用發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料供給及控制系統(tǒng)、氧傳感器等,2015年后形成批量生產(chǎn)能力,配套建設(shè)相應(yīng)的燃料(E85、車(chē)用生物天然氣)輸、供、儲(chǔ)設(shè)施。2020年靈活燃料汽車(chē)產(chǎn)能達(dá)到20萬(wàn)輛以上,雙燃料汽車(chē)產(chǎn)能達(dá)到10萬(wàn)輛以上。
(七)其它先進(jìn)生物燃料技術(shù)創(chuàng)新和示范
加大科技研發(fā)投入和攻關(guān)力度,加快推進(jìn)生物柴油、航空生物燃料、生物質(zhì)快速熱解制生物燃料等其他先進(jìn)生物燃料技術(shù)取得重大突破。2015年前開(kāi)展廢棄油脂生產(chǎn)生物柴油和萬(wàn)噸級(jí)纖維丁醇等示范工程建設(shè),2020年前推動(dòng)含油林果生產(chǎn)航空生物燃料和高級(jí)油產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,微藻養(yǎng)殖和生產(chǎn)生物柴油技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破,開(kāi)展萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)化示范。
1.生物柴油
在鄭州、洛陽(yáng)、開(kāi)封、商丘、安陽(yáng)、周口、漯河、焦作等餐飲廢棄油脂和工業(yè)廢棄油脂富集的地區(qū),加快建立工業(yè)廢棄動(dòng)植物油脂回收體系、餐廚垃圾油脂回收體系,以餐廚垃圾油脂和工業(yè)廢棄動(dòng)植物油脂為主生產(chǎn)車(chē)用生物柴油。到2015年形成20萬(wàn)噸/年產(chǎn)能,2020年前在全省推廣,形成30萬(wàn)噸規(guī)模。
集合微藻優(yōu)良藻種選育、高效轉(zhuǎn)化、規(guī)模化養(yǎng)殖、油脂提取精煉等核心技術(shù),開(kāi)展工業(yè)化養(yǎng)殖、生產(chǎn)示范,實(shí)現(xiàn)生物柴油和副產(chǎn)品的多聯(lián)產(chǎn)。
2.航空生物燃料
在南陽(yáng)、洛陽(yáng)、三門(mén)峽、安陽(yáng)等山地丘陵區(qū)推進(jìn)規(guī)模化的含油林果原料基地建設(shè)和采集體系建立,到2020年實(shí)現(xiàn)以含油林果為主要原料生產(chǎn)航空渦輪生物燃料和高級(jí)油,規(guī)模達(dá)到25萬(wàn)噸/年。
3.生物質(zhì)快速熱解生產(chǎn)車(chē)用生物燃料
圍繞生物質(zhì)快速熱解生產(chǎn)生物油、生物油催化加氫生產(chǎn)車(chē)用生物燃料,開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)與工程示范研究。2015年完成千噸級(jí)中試。2020年建成5萬(wàn)噸級(jí)的生物油催化加氫生產(chǎn)車(chē)用燃料示范工程。