欧阳平凯：做好3个“绿色化”抓好生物制造契机
- 2019/11/15 14:38:23
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- 来源：环保在线整理
- 关键词:环保设备水处理
推进化工园区绿色发展，可持续发展正在成为化工园区的一门必修课，无论是从技术创新、管理创新还是模式创新上来说，都需要有所突破。
2019年11月13日至15日在南京召开的“2019 中国化工园区可持续发展大会”上，中国工程院院士、南京工业大学教授欧阳平凯教授就以《加强技术创新，推动化工行业绿色可持续发展》为题做了主题报告。
以下为欧阳平凯教授的发言稿整理：
中国工程院院士、南京工业大学教授欧阳平凯教授 作主题报告
说化工是我国的基础产业、支柱产业一点都不为过。作为我国产业链中一个重要的、关键的部分，如何促进化工产业在新时代高标准、高要求下顺利转型升级意义非凡。而化工园区的建立、发展，对化工企业来说是新的契机。
欧阳平凯介绍，一些特定设备，我国很多元器件已经做到世界，但是系统集成和发达国家还是有很大的差距。因此，要抓住新技术的机会，真正从原料绿色化，过程、装备与产品绿色化，产业结构绿色化等方面，来解决化工当前面临核心的两个问题——环保，即环境污染问题，还有安全问题。
从大的环保角度来说，原料绿色化是一个长期的过程，需要从当下开始行动起来。目前，我国化工原料主体仍是石油，发展比较快的是煤矿工。总的来说，大污染、小污染都有。已经有严密的物理证据证明，自工业化时代以来，大气中的二氧化碳显著增加，人们比较熟悉的温室效应就是这种现象下的直观反馈。
那么未来，欧阳平凯认为，不用石油，也不用煤炭，还有生物质。现在，中国的这些原料从哪来呢？欧阳平凯表示，很多企业还在用粮食。
说到粮食，现在美国，以及西方国家有大量的粮食，而中国耕地少，人均耕地更少，基本是世界倒数。再加上水资源非常不均匀，土地资源都在东北、西北，南方山地多，所以说起来，我国粮食资源、油料资源还是比较少的。
在这样的背景下，欧阳平凯指出，我国秸秆资源非常大，每年可以收集20亿吨，所以要把这个资源用起来。就以燃料酒精为例：
第一代原料是玉米，第二代用纤维素，第三代则采用的半纤维素+纤维素，第四代则是生物乙醇技术。第三代燃料酒精把木质素用起来，经济性提高了一倍。欧阳平凯还指出，木质素其实可以用来做成很多材料，比如泡沫材料。
如果木质素能够实现高效利用，这样我国就有了充分的葡萄糖来源，还有有机酸、有机醇、氨基酸、蛋白质、脂肪等。可以说，这是一种未来趋势，而现在就已经能看出点苗头了。
关于过程、装备与产品绿色化，欧阳平凯也挑了生物制造这个面来进行分享。合成生物学的核心就是酶与细胞的设计与合成，现在改变化学合成的路径越来越多，也越来越好了。其中有一个核心技术，那就是细胞群体的合成及优化，比如人造牛肉也是一个细胞群体。
它实现的是细胞抗衰老，生命周期延长、反复利用，反应速率提高，以及自修复能力增加。欧阳平凯也给出了具体数据，比如“蛋白生产提升50—150%，细胞培养效率提升2到6倍，细胞群体处理效率提高2到4倍，污水处理的污泥量减少80%”。
欧阳平凯做主题报告 题为《加强技术创新，推动化工行业绿色可持续发展》
接下来，欧阳平凯详细分解的时候提到了微流场技术，即一种反应特征尺度在微米级别的反应技术，设备也可以微型化。
目前，不管是还是国内，微流场技术应用的规模化还不够，与化工单位的集成存在不足。为此，欧阳平凯团队做了一系列工作，比如工艺、外力场、材质、系统集成相协同的装备研制模式，还有3D打印，单元器件的开发等等，南工大在这方面做了很多系统工作。
而关于生物可降解材料，欧阳平凯着重介绍了培养生物基PX单体这个研究工作。生物基，其两大材料分别为聚氨酯和多元醇。在说到聚氨酯的时候，欧阳平凯介绍到，其关键组分之一是异氰酸酯。而另一个材料——尼龙5X，欧阳平凯也特别提了一下。这是一种从纺织材料到高品质材料都有一定适用性的材料，特别是其中有一个类别，耐温可以到300度，强度是钢的3倍，而且价格还便宜。
后，欧阳平凯讲了一下产业结构绿色化这个概念。
欧阳平凯认为，传统行业其实都有危机，化工自然也不例外。先天性不足是一方面，土地量少、水资源这种也是问题，再加上气候变暖。这样看下来，矛盾就比较多了。就像农业，如果是传统的栽培方式，很容易出现化肥污染、抗生素污染等等，生产效率也很低下。
那么，不如想一想，为什么化工业就不能搞蛋白制造呢？
顺着这个观点，欧阳平凯表示，秸秆转化为糖以后，饲用蛋白、食用蛋白、药蛋白，特别是食用蛋白这块，或者是人造肉、人造奶都是可以做的。
就说药用蛋白，可以做蛋白抗体药，生物效率是植物的1000倍，动物的10000倍。而且药用蛋白现在发展地很快，世界销售排前10的药有7个是生物药。现在我国产业链中的药用蛋白，制剂都是进口的，那化工为什么不进入这个领域呢？
这些都可以是化工技术的延伸，包括食用蛋白规模化、高效率生产。欧阳平凯又抛出了另一个例子，农业中的聚谷氨酸+益生菌复合肥料。
化肥和农药对土壤结构是有破坏作用的，所以欧阳平凯团队做了聚谷氨酸+益生菌复合肥料的研究，目前也有很多合作的化学企业。这其中的原料，涉及到豆腐产业，规模化豆腐厂因每年要产生差不多5000万吨的废水被环保诟病。而现在，欧阳平凯团队能够用黄浆水生产纳豆激酶、聚谷氨酸、益生菌等，完全可以用来制作聚谷氨酸+益生菌复合肥料。
所以说，生物制造前景很广阔，这是欧阳平凯教授后的总结。希望，化工园区和化工企业能更多地从技术工艺出发，从原料绿色化，过程、装备与产品绿色化，产业结构绿色化等着手，加快推动自身的绿色和可持续发展。
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