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科学的名义,绿色的情怀——访中国可再生能源学会理事长谭天伟

作者:admin 时间:2017-11-22 11:19 来源:太阳能杂志 点击:次 字体大小:

2017年2月18日,中国可再生能源学会第九次全国会员大会在北京化工大学召开,北京化工大学校长、中国工程院院士谭天伟当选中国可再生能源学会第九届理事会理事长。于是,对新任理事长进行采访成为我们的一个工作计划。然而,约定采访时间的确是一件困难的事,但也是预料之中的事,因为他身兼大学校长、教授、科学家,身份众多。

      我们终于将专访时间约定在5月24日,到达北京化工大学时,谭天伟刚刚接待完一批客人,采访话题就从他的最新任职说起。

 

 

 

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对中国可再生能源学会理事长一职情有独钟

关于对新近担任的中国可再生能源学会理事长这一职位的看法,谭天伟表示,他目前还担任中国化工学会副理事长,也曾担任中国生物工程学会副理事长等,但他个人最喜欢的,认为也是最有前途的行业是可再生能源,并为自己担任中国可再生能源学会理事长感到非常荣幸。

谭天伟的事业最初从化工行业起步,慢慢步入生物质能领域后,他认识到生物质能是代表可再生能源的一个重要分支,代表国家新能源的一个重要发展方向。因为传统的石油化工行业与化石能源密切相关,化石能源具有不可再生性和高碳排放性,而可再生能源代表了未来低碳绿色能源的发展方向;同时,当前面临解决雾霾问题及推动绿色发展的问题,我国在现阶段迫切需要可再生能源发挥更重要的作用。

谭天伟表示,他非常愿意毕生从事前途无量的可再生能源事业,也愿意同我国可再生能源的同行们一起努力,推动可再生能源大发展,这也是他愿意担任中国可再生能源学会理事长所考虑的最重要的一点。

 

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深耕生物质能科学研究

谭天伟在清华大学本科读的是化学工程专业,毕业后主要从事生物化工方面的研究工作,具体的研究方向就是与生物液体燃料,如燃料乙醇、丁醇、生物柴油等相关的生物质能源。

谈起生物质能研究,谭天伟如数家珍。关于他和他的团队目前的重点研究领域,主要有以下几个方面:

1)秸秆,厨余垃圾,农林废弃物,活性污泥等城市废弃物,高COD(如淀粉厂、味精厂)的工业废水,主要研究如何将这些废弃物作为一种资源,转化成清洁能源和化学品。

2)通过工业发酵,纤维素直接降解,纤维素酶的菌种选育,利用低值生物质加工成乙醇和丁醇。如最典型的非粮木薯发酵制乙醇,已在丰原生化15万t/a的项目中得到应用,2014年一次开车成功,现在仍在稳定运行。

3)利用地沟油,采用生物酶催化技术生产生物柴油。不同于传统工艺,生物酶催化技术主要有两个方面的优点:第一,原料没有选择性,各种地沟油通吃;第二,生产过程不产生废水,环境友好。当然,生物酶有一个缺点,就是成本比较高。虽然实现了生物酶的工业化生产,但如何得到更廉价的生物酶,是谭天伟及其团队十几年来一直在做的工作。

4)生物航煤。欧美一些国家一直在推动征收航空碳税,一方面是基于环保利益的出发点,另一方面,也是这些国家提高竞争力的需要。比如,美国军方将生物燃料作为后勤补给保障的重要战略物资。能否开发出耐寒和耐恶劣气候的高性能生物航空燃料,将关系到我国在航空碳税方面的话语权问题,因此生物航空燃料成为谭天伟及其团队最近几年一个重要的研究方向。

5)业界通常将以粮食为原料生产的乙醇和以油脂为原料生产的生物柴油视为第一代生物燃料,以秸秆为原料生产的生物柴油视为第二代生物燃料。谭天伟及其团队现在已开始进行第三代生物燃料的研究,即利用二氧化碳做原料生产生物燃料。他们采用的技术路线是,将多种技术工艺有机结合起来,利用微生物、菌种改造,实现二氧化碳直接转化为乙醇,实验室已取得一些好的结果;另外,现在实验室已将一氧化碳和二氧化碳的混合物直接转化成为乙醇。未来如果第三代生物燃料研究获得突破,将是一场生物质能的革命。

 

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我国生物质能产业发展大有希望

从全球范围来看,生物质能发展还是比较快的。目前全世界的生物燃料乙醇已达到了年产7000万~8000万t,继美国和巴西之后,我国已成为全球第三大燃料乙醇生产国。

在可再生能源产业大家族中,与当下火热的太阳能和风能产业相比,从总体上看,我国生物质能产业规模小,发展相对缓慢。谭天伟认为,我们的技术水平与国际先进水平有差距,原因在于技术路线还未取得大的突破,成本高;另外也与国家政策对一些生物质能分支产业的支持力度不够有关。

我国以纤维乙醇为代表的第二代生物燃料技术研发与世界先进水平基本同步,工艺路线已基本打通,在酶菌种选育及预处理技术集成研究上已取得了一批成果,在纤维素水解发酵为乙醇的原料预处理、酶水解、发酵工艺流程的一体化,提高酶解率,降低酶的消耗,降低生产成本方面,得到了很大程度的改善。迄今为止,技术在总体上与国外仍有一定差距:纤维素酶活性低、酶的成本高,生物质转化酶和催化转化效率低;纤维素水解酶的整体技术水平有待提高,成本有待降低;在纤维素酶、戊糖己糖发酵菌株构建等关键技术方面还有待突破;生产过程能耗和水耗高,综合利用水平低,生产成本高;核心技术急需自主创新,技术仍处于研发、验证、工业化示范阶段,尚缺乏竞争力和抗风险能力,不能大规模推广应用。但鉴于我国纤维素乙醇在原料预处理、纤维素糖化及酶制剂生产等方面已取得的重要进展,一些技术已开始进入产业化示范放大。

政策扶持方面,以生物质液体燃料为例。燃料乙醇过去有过补贴,但是去年补贴也取消了;生物柴油也无专门的扶持政策,完全靠市场竞争,特别在石油价格比较低的时候,其市场竞争力就会面临很大挑战。而在美国,虽然油价更低,但美国有特殊的立法政策支持,即交通用汽油都必须添加燃料乙醇,这正是美国生物燃料产量保持世界第一的根本原因。

除了技术与政策的原因,我国的生物质资源也是制约生物质能产业发展的客观原因之一。由于我国自然地理条件与耕地面积局限的原因,在我国发展生物质能产业必须遵循“不与人争粮、不与粮征地”的原则,显然没有地处热带雨林环境中的巴西通过大面积种植甘蔗生产燃料乙醇所特有的得天独厚优势。谭天伟表示,这也正是其团队要研究第三代生物燃料的重要原因之一,因为这种技术路线原材料只需要二氧化碳,不存在原料紧缺问题。

 

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可再生能源应该发挥更大作用

根据国家电网公司的数据显示,截至2016年底,全国风电装机量达14864万kW,太阳能发电装机量达7742万kW,国网调度范围内风电、太阳能发电装机量分别占全国的89%、93%。受多种因素影响,局部地区弃风弃光问题突出,2016年弃风量达396亿kWh,弃光量达69亿kWh。弃风主要集中在西北、东北,占全网90%,弃光主要集中在西北,占全网99%;其中,西北弃风、弃光主要集中在新疆、甘肃两省区,合计弃风电量占全网总弃风电量的61%,弃光电量占全网总弃光电量的80%。

在国家扶持政策的强力驱动下,我国风电、光伏发电产业近年来发展迅猛,国家规划的年度装机目标屡屡被打破,在二者产业规模、市场规模雄踞世界第一的光鲜背后,却挡不住弃光、弃风,以及电价补贴资金捉襟见肘的尴尬,资源荒废和补贴滞后发放直接给企业投资效益带来不利影响。

对此谭天伟认为:“弃光、弃风现象与电网规划建设有关。我国的电力系统仍是火电占主导的局面,电网建设规划对消纳可再生能源电力考虑不够,除了竞争关系,‘垃圾电’歧视的观念等都会造成电网建设滞后或与可再生能源电力输送不匹配的问题。因此,大力发展智能电网、能源互联网非常重要,应该引起高度重视,我们高兴地看到,国家电网公司已经开始付诸行动。为支持可再生能源发展,早期财政补贴是必须的,另外一方面,有序发展也是很关键的因素。现在我国风电、光伏发电有一窝蜂“大干快上”的倾向,这会导致产业无序发展、恶性竞争、规模失控,从而财政补贴出现缺口也就在所难免。因此,国家要有一个科学的战略规划,不能放任这种完全市场化自由的无序发展,这方面一定要做好。”

 

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重视科学研究前沿和应用前景

在求学经历中,谭天伟遇到了不同风格的导师,从事过许多科研项目研究,从课题选题到研究成败,他有很多感触,并形成了自己独特的视角。

在清华大学本科毕业考取清华大学硕士、博士研究生后,谭天伟曾被公派去德国和瑞典从事生物技术研究,他的中国导师沈忠耀教授与德国导师和瑞典导师是风格完全不同的人。沈忠耀教授是一个全面鼓励学生敢于创新的导师。德国导师则非常注重应用,这位导师总是问他研究的这个东西若将来实现产业化的成本如何,如果成本太高就不行,就得改技术路线或研究方向,曾经发生过因为偏离应用而被导师撕掉研究报告的事情。而瑞典的导师是一个新技术的创始人,他的关注点在于所要从事的研究别人是否做过,希望可以做创新性的研究。

谭天伟回到中国后,确定了自己的研究方向还是主要以应用为主,所以他强调在立项选题时要充分考虑科研路线的意向、意义在哪里,未来是否有实现产业化应用的可能。比如他选的生物航空燃料、基于二氧化碳为原材料的第三代生物燃料等,从理论上讲,是具有重要前沿科学意义和应用前景的课题。他的选题思路是:第一,考虑是否具有应用价值;第二,考虑是否具有学科前沿价值,最好可以将应用和学科前沿有机结合起来。

 

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绿色发展,中国可再生能源学会要有发言权

关于未来中国可再生能源学会的发展与规划,谭天伟认为,中国可再生能源学会完成换届之后,大家都拧成了一股劲,他表示一定要将中国可再生能源学会办得更好。

“现在我们国家正在践行五大发展理念,实施中国制造2025’战略,其中绿色发展占有重要地位,而可再生能源是推动绿色发展的重要驱动力,作为为这个战略性新兴产业服务的专业学术组织,在这方面,中国可再生能源学会在国家层面上要有发言权,比如学会应该发挥主动性,积极建言献策,向国家有关主管部门提出针对可再生能源发展更具有科学性、可行性、战略性的建议,发挥更大作用。在这些方面我们还是弱一些,要认真思考努力加强。谭天伟说道:有一种观点认为学科背景不搭边,很少考虑进行跨界合作,但我觉得加强学科交叉很有必要,有利于拓展学科应用的空间。我们知道,大部分化学工业需要蒸汽加热,仍然是以传统能源为主,我虽然是研究生物质能的,但现在我的一个研究项目就跟太阳能有关,是太阳能与生物质能联合供热系统研究,基于可再生能源复合系统的化学工业供热应用是值得研究的一个课题。

 

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科学的名义,绿色的情怀

在近两个小时的采访中,谭天伟才思敏捷,高屋建瓴,侃侃而谈。也许是科学家身份的缘故,治学严谨是其最基本的素养,因此,无论谈及研究还是管理,其字里行间都渗透着“科学”精神的内涵,我们想这也正是他取得成就的重要原因。

同时,在采访中我们始终能够深切感受到他炽热的绿色情怀,他谈话里突出的主题就是绿色”,具体的含义就是,他的研究和管理工作都与绿色的可再生能源有关,他在不遗余力地以科学的名义诠释绿色发展理念。

在作为世界最大发达国家的美国宣布退出《巴黎协议》之后,中国政府表示将一如既往地履行《巴黎协议》,由此彰显了中国作为一个最大发展中国家的历史责任与担当,可再生能源必将在中国社会经济发展中担当重要角色,我们也期待谭天伟领导的新一届中国可再生能源学会发挥更大作用。

 

 

 

 

 

 

谭天伟小传

 

 

谭天伟,男,生于1964年2月,中共党员,博士,中国工程院院士,国家教学名师。现任北京化工大学校长,党委常委,教授,博士生导师,中国可再生能源学会第九届理事会理事长。

谭天伟1986年7月毕业于清华大学化工系,同年考取清华大学硕士研究生;1987年9月直接攻读清华大学博士研究生;1990年2月~1992年10月公派到德国生物技术研究所和瑞典伦德大学攻读联合博士研究生,1993年3月获得清华大学化学工程专业博士学位。

1993年5月~1995年5月为北京化工大学生物化工专业博士后;1997年3月~1997年8月,及1998年1月~1998年4月两次到瑞典Uppsala大学做访问学者。

谭天伟于1995年留校任教;1996年为正教授,且任化学工程学院生物化工系主任;2003年任生命科学与技术学院院长;2007年11月任北京化工大学副校长;2012年6月任北京化工大学校长。

谭天伟长期从事生物化工及工业生物技术等方面的教学、研究工作。2001年获得教育部长江学者特聘教授,2003年获得国家杰出青年基金;2006年获得中国青年科技奖,何梁何利创新奖;2007年任“工业生物技术过程科学的基础研究”“973”项目首席科学家;2011年当选为中国工程院院士;现任中国化工学会副理事长,中国化工学会生物化工专业委员会主任委员,国家生物化工重点实验室学术委员会委员,国家生物反应器重点实验室学术委员会委员,并任多家中英文核心刊物编委。

作为项目负责人他先后承担了国家攻关项目、“863”项目、国家自然科学重点基金项目和“973”项目14项,部委级项目10项;累计发表SCI论文200多篇,EI论文230多篇;以第一获奖人获得国家技术发明二等奖2项,省部级一等奖5项及二等奖5项。

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