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会员风采

李金来:清洁能源开路人

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         来源:河北日报                                                                                     发布时间: 2016-02-23

 

李金来

男,1962年10月出生于河北安国。工学博士,教授级高级工程师,新奥集团技术总裁,煤基低碳能源国家重点实验室副主任。他长期从事清洁能源利用技术研究,在煤炭清洁利用和“泛能网”领域取得了显著成果,先后被评为全国劳动模范、中组部国家“万人计划”科技创新领军人才、享受国务院特殊津贴专家、河北省省管优秀专家。

2016年2月22日,获河北省科学技术突出贡献奖。

阅读提示

富煤、贫油、少气,中国能源资源的特点决定了煤炭将长期占据我国能源结构的主体地位。

效率低、污染重、效益差,在煤炭资源开采利用过程中又存在着众多现实难题,节能减排压力越来越大。

一面是难以改变的能源结构,一面是让人诟病的现实难题,如何才能有效实现节能减排?

新奥集团技术副总裁、煤基低碳能源国家重点实验室副主任李金来开出了自己的良方:从煤炭的清洁高效利用入手,建立传统化石能源与可再生能源优势互补的现代能源体系。

30年如一日,李金来潜心研究煤炭资源清洁开采利用技术,取得了二甲醚节能生产新技术、加氢气化多联产技术等突破性科技成果,开创了被称为“泛能网”的能源高效利用新模式,填补了我国在清洁能源技术领域的多项空白。

□本报记者 陈 诚

1、研发替代能源

创新二甲醚节能生产新技术

石油资源短缺和环境污染问题,促使人类寻找、开发新的替代能源。说起替代能源,人们熟知太阳能、核能、风能等新能源,却很少有人知道,有一种叫做二甲醚的替代能源,被称为21世纪的新型燃料,具有替代石油和天然气产品的潜力。

二甲醚是一种无毒、低碳的清洁燃料,能实现充分清洁和高效燃烧,碳烟的排放量为零,安全环保性极强,并在交通运输、发电、民用及化工等领域有着十分广阔的应用前景。

2005年,辞去省化工研究院副院长职务跳槽到新奥集团刚刚两年的李金来着手研发二甲醚节能生产新技术。“当时,无论在国际还是国内,二甲醚生产技术还很不成熟。”李金来说,“成本高、能耗高等问题,让国内外很多企业望而却步,更谈不上实现产业化。”

为潜心研发二甲醚,李金来只身一人到北京成立了新奥新能科技有限公司。随后他遍访国内重点科研院所,很快组织起50多人的科研团队。在此后一年的时间里,他带领自己的团队反复试验研究,接连研发了具有自主知识产权的甲醇气相脱水、新型低温催化剂等专利技术,使生产装置与国内外同类工业装置相比节能达20%以上,达到了国际先进水平。

2007年10月,新奥20万吨/年二甲醚生产装置终于在江苏张家港开车运行。

然而,开车运行并不一帆风顺。

反应器突然出现超温现象,温度偏高100℃!开车运行中出现了以往试验中从未出现的新状况,而现场存放大量易燃易爆气体,稍有不慎便可能酿成事故。

李金来立即下令停止试车。为了查出故障原因,李金来一连几天没合眼,凭着多年的经验,他意识到这是由于气量低、分布不均造成的,于是决定加大处理气量,重新开启反应器。

在李金来的果断处理下,国际首套试车20万吨/年二甲醚生产装置开车圆满完成。

二甲醚节能生产新技术实现了近零排放,自2007年投产后已实现产值80亿元,技术出口埃及。

2、煤炭清洁利用

研发四大煤制天然气技术

我国煤炭储量丰富,目前查明达到1.3万亿吨,预测煤炭总资源量为5.57万亿吨。在国内天然气供应缺口逐年加大、对外依存度快速上升的背景下,煤制天然气被寄予厚望。

“目前,国内外煤制气技术使用的是德国的鲁奇炉。这个技术始于上个世纪三十年代,气化效率低,还会产生大量难处理的含焦油废水。”李金来想,既然传统的气化技术存在瓶颈,为何不自己开发新的煤气化技术?

2008年,李金来开启了一项前无古人的创新试验——煤催化气化技术。

催化气化炉要求耐高温、高压,材料选择不当会有危险。“国际上没有可借鉴的经验,甚至找不到现成的制作材料。”他清楚地记得,那段时间,他和大家一起从白天忙到晚上,甚至经常工作到后半夜,就连周末也整天待在实验室内。

“创新就要承担风险。从最初的炼钢到最后炉体锻造,全部由我们自己完成。”试车当天,李金来既兴奋又不安,24小时目不转睛地盯着炉子,直到确认安全后才放下心来。

靠着李金来及其团队的不懈努力,他们终于打通了实现煤高效转化的关键环节,气化炉出口甲烷含量高达20%—25%,碳转化率超过95%,一举奠定了我国在煤气化技术上的领先地位。

李金来创新的脚步并没有停下。

他率领团队相继开发了加氢气化多联产技术、超临界水处理技术、煤炭地下气技术等煤制天然气技术,建成了国内首套30万立方米/天的天然气和液化生产装置,开发了新型耐腐蚀堵塞反应器和新型高温高压防堵塞换热器,建立了国内首个无井煤炭地下气化产业化示范基地……我国清洁能源技术上的一个个难题被攻克。

3、编织“泛能网”

建立能源高效利用新模式

互联网和可再生能源,两种截然不同的技术碰撞在一起会擦起怎样的火花?

闭上眼睛,一起来想象。

临近下班,你在电脑或手机登录“泛能网”平台,启动热力系统,将住宅恒温器降低5℃,将烤箱的自动加热器打开。20分钟后,你回到家,屋顶和百叶窗上镶嵌的太阳能电池板吸收的太阳能已转换成电力储存在电池内,这已经够你使用一整晚。烤箱多余的热量连接到浴室,热力显示器提醒你,你可以使用15分钟的热水,你舒适地洗了个澡。睡前,你打开电脑查看联机水电账单,发现运用系统能效技术后,你节省了30%的能源费用。

这不是科幻电影,而是新奥首创的“泛能网”概念所描绘的未来场景。

长期以来,人们对能源的生产、利用方式都是一种相互割裂的“竖井式”思维,气、电、热等能源系统都是割裂状态,形成大量重复建设和浪费。

“‘泛能网’就是要彻底改变这种思维。”李金来介绍说,“它是利用能源和信息技术,将能源网、物联网和互联网进行高效集成形成的一种新型能源互联网。”

2015年5月18日,在京津冀生态环境协同发展高端会议上,国内首个“泛能网”项目——“廊坊新朝阳区块泛能微网”举行启幕仪式,新奥集团首创的“泛能网”概念走进现实。

廊坊新朝阳区块是廊坊市的核心商住聚集区之一,涵盖了新朝阳购物中心、乐晟广场等,共覆盖人口5.7万人。然而,该片区大多用户以自有设施供能,排放量大。通过“泛能网”技术把这几家的用能因时、因需地规划协调,互联互通起来,最终总体投资减少30%,能源设施利用率提高50%,区域能效提高25%,二氧化碳减排31%。

“储能电池技术是‘泛能网’运行的关键。”李金来告诉记者,传统的储能电池储电成本每度电高达1.5元,循环寿命短,不易产业化。

李金来带领团队与美国麻省理工学院展开合作,运用纳米技术开发了新的储能电池技术,一举将储电成本降到了每度电0.3元,为大规模可再生能源接入奠定了可靠基础。

目前,新奥已开发建设了青岛中德生态园、株洲神农城、长沙黄花机场、江苏亭湖医院等多个“泛能网”技术示范工程。结果表明,仅2014年,这些示范工程就实现减排1859万吨,其中二氧化碳1073万吨,二氧化硫75万吨,氮氧化物33万吨,粉尘678万吨。

能源问题,关乎国家安全。“无论身份如何转变,荣誉如何之多,我始终是一名技术人员,最大的成就感就是来自于技术研发成功的那一刻。”李金来表示,他希望自己的技术研发能够为解决能源问题提供帮助,让更多人享受清洁能源带来的好处。