首鋼朗澤公司瞄準高附加值產品生產 探尋工業尾氣利用有效路徑

　　這是首鋼朗澤公司投產的鋼鐵尾氣生物發酵工業化裝置。（資料圖片）

　　工業尾氣怎樣利用？傳統做法是通過燃燒將其中的熱能轉換成電能。北京首鋼朗澤科技股份有限公司（以下簡稱“首鋼朗澤”）卻探索出一條全新路徑：利用合成生物技術與CCUS（碳捕獲、利用與封存）技術相結合，將含碳工業尾氣直接轉化為生物乙醇及微生物蛋白等高價值產品。

　　從洗衣液中的表面活性劑、飲料瓶中的聚酯材料，到乙醇纖維做成的運動服……首鋼朗澤持續創新研發，推動產品在眾多領域實現應用，自身也成長為國家級專精特新“小巨人”企業。

　　從0到1

　　常溫常壓下，不到22秒一氧化碳、二氧化碳直接轉化為乙醇和蛋白――這聽起來像天方夜譚，卻是首鋼朗澤突破化工合成路徑已經實現工業化的技術路線。首鋼朗澤用非糧原料生產乙醇和蛋白，每生產1噸乙醇可節糧3噸、節地8畝，對保障國家糧食安全和能源安全具有積極意義。

　　“與燃燒相比，一代技術可實現二氧化碳減排33%以上，氮氧化物減排90%以上；二代技術不僅可以做到無二氧化碳排放，每噸乙醇還可直接消耗二氧化碳0.5噸，能源轉化率達60%。”首鋼朗澤副總經理宋慶坤告訴記者。

　　這些數字背后是首鋼朗澤在自主創新路上的持續探索。2011年，公司引進一項將工業尾氣轉化為乙醇的生物發酵技術，這項技術雖然在實驗室研發成功，但并沒有進行中試，業內許多人認為不可能實現產業化。“一項新技術要從實驗室走向產業化，需要經過小試、中試，最終實現量產才算成功。我們的首要任務就是完成這項技術的中試。”宋慶坤說。

　　在大股東首鋼集團支持下，公司一期投入6000多萬元進行中試研發，希望中試成功后可以推廣應用于鋼鐵生產流程上，為鋼鐵企業綠色轉型提供新路徑。為實現這個目標，首鋼朗澤組建了一支年輕技術團隊，全身心投入研發工作。

　　盡管做了充分的心理準備，但中試過程比想象得更艱辛。在產業鏈條中，實驗室發酵技術只是很小的一個單元，上游要接入不同類型的工業尾氣，精準控制尾氣中的雜質含量；下游要產出高質量的合格產品，滿足客戶要求，如果沒有產出，技術再好也沒有經濟性。之前沒有意識到的一些問題，在中試過程中也集中地暴露了出來。

　　沒有退路，只能迎難而上。但在相當長時間內，技術團隊雖一步步解決了流程中的梗阻，卻依然沒有突破性進展。2014年，埋頭做了3年研發的團隊面臨一道艱難的選擇題：公司賬面上只剩下80多萬元，是斷腕止血，還是孤注一擲？經過激烈討論，技術團隊認真梳理總結了項目研發中存在的技術難點，自我施壓，明確攻克時間點，并爭取到首鋼集團的增資。

　　憑借堅持不懈的努力，技術團隊于2016年完成中試，形成全系統工藝技術集成，在曹妃甸開建首套大工業化裝置。2018年5月正式投產，產出符合國家標準的燃料乙醇。項目順利建成，讓首鋼朗澤實現了“從0到1”的突破，并擁有大量自主知識產權。

　　意外之喜

　　2015年，在首鋼技術研究院工作的晁偉來到首鋼朗澤，負責中試技術研發。如今，他已經是首鋼朗澤負責科技創新的副總經理。“到公司前，我在曹妃甸中試現場聽完介紹后就動心了。一方面感覺技術很先進，對鋼鐵產業意義重大，多花點代價也值得做。另一方面我是學化學的，在這里可以發揮更大的價值。”

　　到中試基地安家后不久，晁偉就遇到了難題：分離蒸餾系統總是運行不順暢，無法連續產出合格乙醇。技術人員把蒸餾塔拆開，發現塔板上附著了很多黏稠物質，導致蒸餾塔板堵塞，氣流無法通過。不管怎么清理，只要系統運行，這些物質會一直產生，想提取乙醇，必須在前端把這部分黏稠物去除掉。

　　這些惱人的黏稠物到底是什么？送到國家權威機構一檢測，結果令人驚喜――其中蛋白質含量很高。但這些蛋白質是否有利用價值？帶著疑問，他們拿著樣本去了中國農科院飼料所，經檢測發現蛋白質含量高達80%以上，而且氨基酸種類齊全、平衡性好，非常適合做飼料。

　　在解決生產問題的同時，發現了更有價值的新產品，這對企業來說是一個重大驚喜。“這些黏稠物就是乙醇梭菌蛋白。我們花了6年時間做飼料產品認證，于2021年8月取得農業農村部頒發的飼料原料新產品證書。”晁偉說。自那時起，乙醇梭菌蛋白成為眾多水產飼料企業蛋白原料的首選。

　　“現在很多研究人員都在研究菌種，但缺乏工業化轉化能力，這個方面恰好是我們的優勢。”晁偉說，工業化要考慮從氣體凈化到連續發酵、蒸餾脫水、乙醇蛋白分離提純的全流程。這套使實驗室發酵技術實現產業化應用的工業化轉化能力，形成了首鋼朗澤的核心競爭力。

　　隨著首鋼工業尾氣變廢為寶的消息見諸報端，原本重點在鋼鐵行業謀劃發展的首鋼朗澤，被一個偶然的機會改變了產業布局。2018年，一家來自寧夏的民營鐵合金企業登門拜訪，希望在寧夏合作建廠，處理鐵合金生產過程中產生的尾氣。

　　與鋼鐵業相比，鐵合金行業相對小眾，但寧夏鐵合金企業集中度高、氣源豐富，尾氣中的有效成分濃度很高，這無疑為首鋼朗澤打開了一扇窗。

　　2021年5月，首鋼朗澤控股的鐵合金尾氣利用項目――寧夏首朗吉元新能源科技有限公司建成投產，年產乙醇4.5萬噸、乙醇梭菌蛋白5000噸。隨后，在寧夏和貴州建成了第二家、第三家鐵合金領域的項目，跨領域發展取得成功。

　　這些合作讓首鋼朗澤充分意識到，他們擁有的是一項平臺技術，始于鋼鐵，但不止于鋼鐵。“我國鋼鐵產能規模大，尾氣資源豐富且易于收集。我們的技術還可以在鐵合金、電石、化工、垃圾氣化、生物質氣化等許多領域實現應用。”晁偉說。

　　儲備未來

　　無論是乙醇還是蛋白，市場空間都非常巨大。考慮到糧食安全，我國在嚴格控制燃料乙醇加工產能擴張的同時，還每年進口大量的大豆，大豆榨油后剩下的豆粕用于生產飼料。首鋼朗澤產出的生物乙醇和微生物蛋白，無疑能極大滿足市場需求。

　　“我們生產的乙醇直接成本比國內糧食發酵的乙醇約低30%。未來不只做乙醇，還可以做丁醇、丁二醇、異丙醇、可持續航空燃料等一些附加值更高的產品。”首鋼朗澤總工程師莫志朋告訴記者。

　　在實現“從0到1”的技術突破后，首鋼朗澤想得更多的是“從1到N”的快速推廣。首鋼朗澤生產的生物乙醇已經應用在香水、化妝品、清潔劑、食品飲料包裝、服裝化纖等產品中。國外的合作伙伴還把生物乙醇做成可持續航空燃油（SAF）應用在商業航班上。公司生產的微生物蛋白可作為水產、雞、豬的蛋白原料，產品供不應求。

　　如今，這家員工平均年齡33歲的企業，已申請專利250余項，其中發明專利100余項，發展駛入快車道。“企業要始終服務于國家戰略，國家需要什么我們就做什么。”宋慶坤說，首鋼朗澤正向成為合成生物學和CCUS行業領軍企業默默努力。未來隨著寧夏、河北、內蒙古、上海、山東等地多個新項目的落地，規劃中的生物乙醇年產能將達50萬噸、微生物蛋白年產能將達6萬噸。（經濟日報記者 楊學聰）