雷廷宙:绿色能源情 美丽中国梦

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文章来源: 河南科技报

雷廷宙:绿色能源情 美丽中国梦

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雷廷宙在国家科学技术奖励大会现场。(资料图片)

雷廷宙(右一)在美国路易斯安那州立大学进行学术交流。(资料图片)

雷廷宙在5兆瓦风力发电机机头里参观。(资料图片)

雷廷宙,河南省科学院原副院长,长期专注于我国生物质能源领域研究,具有深厚的理论功底和较高的学术造诣。先后被聘为国家科技进步奖、国家支撑计划、国家“863”计划、国际合作计划等项目评审专家,2012年被国家科技部遴选为“863”计划先进能源技术领域可再生能源主题专家组专家,成为河南省在“863”计划先进能源技术领域唯一的专家。2012年入选“中原学者”。2013年入选“国家百千万人才工程”,并授予“国家有突出贡献中青年专家”称号,同年获得“首届河南省杰出专业技术人才”称号。2014年被授予“第六届全国优秀科技工作者”称号。

科学研究结硕果

雷廷宙科研作风严谨,学风正派,求实敬业,有很强的创新和奉献精神。他先后主持了包括国家“863”计划、国家科技支撑计划在内的40多项国家和省级科研课题。

在生物质成型燃料技术研究方面,雷廷宙从2001年开始带领其团队人员在国内首次全面系统研究了生物质的干燥、粉碎、成型特性和机理,建立了干燥、成型过程的数学模型,在研究方法和机理方面有了新突破,为生物质成型燃料工艺及成套设备的研究设计奠定了理论基础。在国内首次研发出一体化、自动化成套设备系统。建立了成型燃料生产厂原料最佳收集模式,生产合作模式、推广模式及产品应用模式,建立了高效合理的大规模生物质成型燃料产业发展模式。

该项目成果“农业废弃物成型燃料清洁生产技术与整套设备”于2013年获得国家科技进步二等奖,成为当年度河南省四个主持完成的国家科技进步奖之一。

在生物质气化合成液体燃料技术研究方面,雷廷宙作为河南省杰出人才和郑州市领军人物,研究了包括生物质定向气化、生物质燃气焦油裂解、生物质燃气催化重整、生物质燃气合成醇醚燃料催化剂等关键技术环节。

在国内首次进行了全面、系统的生物质气化特性、热解动力学特性研究,建立了生物质定向气化的自动控制系统,实现了气化参数及燃气组分的准确控制。建立了包括生物质预处理、生物质气化、焦油催化裂解、气体重整、气体净化、合成醇醚以及醇醚的分离纯化在内的一套领域内前沿的试验装置,打通了生物质热解制气进而合成二甲醚的整个工艺路线,推进了我国生物质定向气化及合成液体燃料的发展。

秸秆“变身”清洁能源

雷廷宙1986年大学毕业后就开始从事能源技术研究工作,多年持之以恒地研究,都源自他对梦想的追求和对科学研究的热爱。他从小就有个梦,长大了当科学家,纵然小时候还不知道科学家的真正含义,那时他只是觉得科学研究是可以实现科技的进步和给人们带来便捷的崇高职业。

雷廷宙是在农村长大的,小时候看着遍地的秸秆,就想着将来自己能够掌握技术,把秸秆更高效地利用,而不让它随意地被丢弃。现在他终于从事了能源研究工作,要倍加珍惜。因此,他不断努力学习和掌握相关的新技术,在能源技术方面开拓进取。虽然我国的清洁能源之路任重而道远,但他坚定地表示要一步一个脚印,用自己的行动努力去实现他的梦想,为建设美丽中国贡献一份力量。

我国农业废弃物资源十分丰富,每年的生产量达8亿吨,河南省是农业大省,农作物秸秆每年产量达8000万吨。秸秆等农业废弃物的普遍状况是资源分散、能量密度小,制约了其大规模应用。

雷廷宙带领团队经过十几年潜心研究,开发了有效解决农业废弃物资源的收集、运输与储存问题的农业废弃物成型燃料清洁生产技术与整套设备,生产的生物质成型燃料不仅可作为固体燃料直接用于工业锅炉、民用炊事采暖等设备替代煤炭燃烧利用,还可进一步转化为生物质燃气、液体燃料等能源产品,作为城市燃气和车用燃料使用,应用领域十分广泛。

生物质能是唯一可以存储和运输的可再生能源,生物质成型燃料的应用可缓解一次能源短缺,减少化石燃料消耗,为能源安全提供一定的保障。同时,可美化农村环境,促进社会主义新农村的建设和发展,成型燃料作为商品可增加当地民众收入,促进农村经济发展。

每吨秸秆等农业废弃物经设备加工为成型燃料后可赚50~80元,以万吨级成型燃料生产基地为例,一年可赚50万~80万元,1万吨秸秆成型燃料可节约煤炭约5000吨,减排二氧化碳1.2万多吨,减排二氧化硫100多吨,减少和避免秸秆随意燃烧带来的空气、土地及河流污染,减少交通隐患。

每年如果把2000万吨秸秆用作生物质能源,则可为当地农民增收36亿元,同时,2000万吨的秸秆等生物质能利用产业可满足2万~3万人就业,对农业大省的经济发展方式的转变起到积极的作用。同时2000万吨的秸秆作为能源利用可替代标准煤约1000万吨,减排二氧化碳2200万吨,减排二氧化硫20万吨。

雷廷宙带领团队在生物质液体燃料、生物质气体燃料、生物质高效燃烧等方面取得了数十项成果和专利,推广应用前景良好。

消化吸收再创新

2005年3月,雷廷宙带头组建了河南省生物质能源重点实验室,该实验室是我省唯一专门从事生物质能源研究的省级重点实验室。当时还是河南省科学院能源研究所所长的他,不顾管理工作的繁忙,兼任着重点实验室的主任,一手抓科研管理一手抓技术研究。当时该实验室的实验面积才800平方米,也只是在生物质气化方面小有成就,实力比较薄弱,在全国的同行排名也非常靠后。但是雷廷宙相信,只要努力奋斗就有成功的希望,况且他很喜欢这个研究方向,希望看到河南这个农业大省在生物质能源方面的发展壮大。

功夫不负有心人,通过几年在生物质能源基础研究、技术开发方面的辛勤付出,2009年该实验室顺利通过河南省科技厅的验收,各项指标均超过预期目标。实验室在生物质预处理、生物质气化、生物质发电、生物质制氢、生物质燃烧、生物质合成等多个方面全面开花,开始承担国家“863”计划等国家级课题。

2017年,该实验室占地面积已超过3000平方米,拥有固定资产原值近3000万元,拥有各类仪器设备300多台(套),生物质成型燃料、液体燃料、热解气化及高效燃烧、发电等专业实验室更加完善,同时还设立了十多个公用实验室。雷廷宙带领的研究团队被评为河南省科技型创新团队,承担的科研项目都与国家及河南省国民经济和社会发展紧密结合,完成的项目多数达到国际先进水平,推进了我国生物质能利用水平的提高和产业的发展,产生了良好的社会、经济和环境效益。

该实验室整体上在生物质能源化研究领域处于国内先进水平。先后研发出生物质成型设备干燥设备、粉碎设备、沸腾气化燃烧装置、气化炉、气化合成醇醚装置、高效燃烧炉、气炭油联供装置、MW级固定床气化装置等生物质高效利用设备及装置数十种,推广利用设备上千台(套)。

2011年,雷廷宙通过组建河南省秸秆能源化利用工程技术研究中心,把生物质能源技术取得的科研成果进行了产业化转化。该中心已对生物质平模成型设备、生物质高效燃烧设备等几十种产品进行了推广应用,每年为企业创造直接经济效益数百万元。

雷廷宙乐于及时捕捉国内、国际生物质能源方面的新知识、新信息,结合自身团队的研究水平与能力,提出新的研究方向和课题。他说:“只有不断了解新知识,不断自主创新、集成创新、消化吸收再创新,我们才能持续不断承担高水平的研究课题,取得高水平的成果。”

2014年,雷廷宙带领化工能源与材料类的博士们,联合美国路易斯州立大学教授,创建了河南省生物质基能源及材料国际联合实验室。他希望生物质资源不但可以高效转化成能源,也可以转化为附加值更高的材料。一方面,可以抵御能源市场变化对生物质能发展的冲击和影响;另一方面,可以通过发展高附加值的生物质基材料,为社会创造更多的财富,尤其为生物质资源丰富的农村地区提供更多的发展机遇。(雷运乾)

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