生物质具有可再生性，并且十分丰富，每年生产量远远超过目前世界能源需求总量，相当于世界年能耗总和的10倍。因而，生物质成为仅次于煤炭、石油和天然气的世界第四大能源。

本刊记者  王 军

　　生物质可以通过微生物发酵生产沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气/发电/供热、生产燃料酒精、生产生物柴油等方式进行转化和利用，应用在国民经济的各个领域。随着化石能源的日趋枯竭和人类对全球性环境问题的重视，生物质能替代化石能源利用的研究和开发，已成为国内外众多学者研究和关注的热点。

让农林剩余物变废为宝

　　2014年1月10日，中国林业科学研究院林产化学工业研究所（以下简称“林化所”）所长蒋剑春带领创新团队完成的科研项目——“农林剩余物多途径热解气化联产炭材料关键技术开发”摘得2013年度国家科技进步奖二等奖，这项荣誉是对他所取得的科研成果的极大的肯定和鼓励。
　　自1986年开始，持续20多年的科研，几代人的点滴积累，终于“开花结果”。这20多年里，林化所牵头组织产学研科技攻关，开展了热解气化反应过程的基础理论、控制机制、反应器新型结构等一系列研究，实现了生物质气化发电、供热、供气的产业化应用。
　　上世纪80年代，热解气化技术作为生物质能转化利用的重要途径，逐渐成为了国内外研究的热点，我国在这方面取得了初步进展，但由于缺乏基础理论研究和有效的定向控制手段，还存在着技术单一、气化设备的原料适应性窄、燃气品质低、系统操作弹性和运行稳定性差、气化固体产物没有得到高值化利用、工程化技术集成应用创新不足等一系列问题，难以规模化推广应用，严重制约了产业化进程。
　　此时，缘于对国家能源需求的准确而前瞻的判断，蒋剑春将研究重点瞄准于此。“当初我国石油、煤炭等化石能源价格较低，当时大家都觉得没有必要研究生物质能，这个行业也没有发展与利用的前景。但生物质能确实是当时国家有需求的科研项目，而且林化所也有传统研究优势，我坚定地认为这个方向非常具有科研价值。”他说。
　　蒋剑春介绍说，“生物质多途径热解气化”技术就是利用内循环锥形流化床、上吸式气化炉、下吸式气化炉三种不同设备和工艺路线，采用最低成本的空气气化法，将农林剩余物完全气化或部分气化制备燃气，而部分气化时可同时生产出高附加值炭材料应用于工业。因此，蒋剑春和团队以实际应用的需求为出发点，通过创新研究，突破内循环锥形流化床气化、大容量固定床气化、富氧催化气化、联产高附加值炭材料等技术瓶颈。
在这段科研的“长跑”中，蒋剑春带领团队，取得了多项创新性成果，比如发明了内循环锥形流化床气化技术及装备，创制了大容量固定床气化技术及装备，开发了富氧气化和催化裂解制备高品质燃气技术，创新了农林剩余物热解气化联产炭材料技术；这项技术成果赢得了多项“第一”、“首创”和“领先”。该项目在2012年通过了国家林业局组织的鉴定，专家组认为“首创了锥形流化床生物质气化技术与设备”、“首次实现了利用生物质气化过程联产高碳含量固体炭产品的优化耦合生产技术，提高了生物质气化技术应用的经济价值，为生物质可再生能源转化综合利用开拓了新途径”、“建立了世界上最大规模利用生物质燃气供热的年产5000吨化学法活性炭示范生产线”。同时，该项目得到了国际同行的肯定和高度评价：“这是一项杰出的成果，在生物质流化床反应器放大方面具有重要意义。”
　　自2000年起，利用该技术成果已建成不同规模、分布式利用的农林剩余物多途径热解气化工业化装置计190台套，在北京、安徽、山东、辽宁等地推广应用，并出口英国、意大利、日本、马来西亚等10多个国家。
　　近3年来，该技术推广应用累计形成综合经济效益约27亿元；利用农林生物质约180万吨、替代燃煤100余万吨，减排二氧化碳约250万吨、二氧化硫达3万吨，增加就业岗位6000个以上；获得授权发明专利11项、实用新型专利22项，制定相关国家标准2项。
目前该技术的应用还主要局限在林业领域，农业领域涉及较少。蒋剑春表示：“我国农业生产加工的剩余物（废弃物）更丰富，每年多达数亿吨。这是我们希望下一步重点推广的目标。”

生物质能源的探索者

　　蒋剑春在利用林业资源开发生物质能的这条道路上艰难跋涉，见证了生物质能源从“无人问津”到“炙手可热”的全过程。
　　20世纪90年代初，生物质能研究在中国尚处于起步阶段。也就是在那个时期，蒋剑春开始与生物质能源结缘。“1993年我加入了全国生物质能源专业委员会，当时研究生物质能的人非常少，我们召开会议时来参加的只有十多个人。”即便在10年后，参与林化所举办的全国生物质能源会议的业内人士也只有50余人。“现如今，每年全国范围内的与生物质能相关的会议可谓铺天盖地。”
　　打从1996年以来，蒋剑春就一直从事林产化学加工领域的生物质能源转化化学与利用、活性炭制备和应用等方向的化学化工相关技术领域的基础和应用基础研究及成果转化工作。在当时，在可能“坐冷板凳”的科研领域，怀揣着为国家解决需求的决心，蒋剑春带领团队就此开启了农林剩余物热解气化的研究之路。他先后主持和参加完成国家“863”、“科技攻关/支撑”、“自然科学基金”、“948”、部省级科技攻关和国际合作等重点研究科研项目20余项；主持和参加完成科技成果转化、技术服务和推广示范工程设计项目24项等。
　　随着研究的深入，蒋剑春发现，研究和开发生物质基功能材料对于利用我国丰富的可再生资源，开发高性能、高附加值的相关产品同样具有重要意义，于是，他将研究领域拓展到生物质炭质吸附材料上。他们研究的活性炭技术提高了我国活性炭深加工水平，替代进口并提高出口产品的附加值；开展大气、水处理等环境保护用活性炭制备技术、应用技术和再生技术研究，满足了我国环境保护领域日益增长的活性炭市场需求。
　　科学家总有一双善于发现的眼睛。依托技术攻关，蒋剑春又敏锐地发现，采用催化热裂解的方式进行油脂的精炼加工的方法，可将生物质转化成常规的液态燃料以及其他化工原料或者产品，该技术和化石燃料的利用方式具有很大的兼容性。因而近两年，他又领衔了国家科技支撑计划课题——“富烃车用生物柴油及其综合利用技术的研究与示范”，对高效的生物质液体燃料炼制技术进行开发。
　　许多的自主创新是持续创新的结果，没有稳定的创新团队，这种持续创新是不可能实现的。一路走来，蒋剑春是勇敢的探索者，更是领路人，他培养出一支优秀的团队。目前，林化所有科技人员180人，包括中国工程院院士1人，研究员19人，副高级53人、中级人员57人。老专家中还有国际木材科学院院士2人，曾任国际林联执行局委员1人。专家中有全国劳动模范、“五一”奖章获得者，省劳模，国家级和部级突出贡献专家以及享受政府特贴者等一批优秀专家和学者。而林化所这个平台也日渐坚实：现设有生物质化学利用国家工程实验室、国家林产化学工程技术研究中心等科技创新平台，还设有中国林学会林产化学化工分会、国家林业局林化产品质量监督检验站等学术和技术机构；设有2个博士、4个硕士学位培养点和博士后流动站。
　　蒋剑春本人也因此收获了诸多荣誉：获国家科技进步奖一等奖1项、国家科技进步奖二等奖2项、部省级科技进步二等奖6项，梁希林业科技技术奖三等奖1项；获得授权专利39项，其中授权发明专利29项；在国内外刊物发表研究报告和论文106篇，其中SCI和EI收录有30余篇。
　　我们应该感到庆幸，有这样一群为我国能源未来殚精竭虑的科学家，才会让人类的生活更美好。