新天工开物：工业尾气“点碳成金”的绿色革命

　　近日，“新天工开物——科技成就发布会”生态环境专场在国家科技传播中心举行。会上，一项由北京首钢朗泽科技股份有限公司发布的“含碳工业尾气生物发酵制乙醇及微生物蛋白技术”引发广泛关注。

　　这项技术将钢铁、铁合金等工业生产产生的含碳尾气转化为清洁燃料和优质饲料蛋白，实现了“变废为宝”的绿色革命。

　　中国工程院院士、清华大学化学工程系教授金涌在推介中评价道：“此项技术是对传统工业尾气资源化利用模式的颠覆性突破，打破了钢铁冶金工业尾气低效燃烧排放的传统困局，开辟出非粮乙醇与生物质蛋白的全新途径。”

　　从“废气排放”到“绿色工厂”：打开含碳尾气的绿色转化之门

　　传统工业生产中，钢铁厂、化工厂、炼油厂产生的大量含碳尾气，往往经简单燃烧后直接排入大气。这不仅排放粉尘、氮氧化物、二氧化硫等污染物，其中富含的一氧化碳、二氧化碳更成为加剧气候变化的主要因素之一。对钢铁、铁合金这类高耗能行业而言，绿色转型已不是“选择题”，而是关乎生存发展的“必答题”。

　　“中国的高速发展，必然要带来大量的能源消耗和资源消耗，就存在一个污染的问题、资源短缺的问题。”金涌院士指出，“为了实现可持续发展，必然要以循环经济、生态技术和市场经济相配合。”

　　首钢朗泽的技术，正是回应这一时代课题的“中国方案”。其核心原理源于自然界的馈赠——1994年，比利时科学家在兔子肠道中发现了一种名为“乙醇梭菌”的特殊细菌。

　　这种菌具备惊人的“超能力”：能以工业尾气中的一氧化碳、二氧化碳为食，高效转化为乙醇。作为这场绿色革命的破局者，首钢朗泽团队所做的，就是将这实验室的发现，驯化、放大为稳定运行的工业化体系。

　　据北京首钢朗泽科技股份有限公司研发团队负责人、高级工程师晁伟介绍，团队“从实验室起步，历经十余年攻坚，最终在2018年5月建成了全球首套钢铁工业尾气生物发酵制乙醇及蛋白工业化装置，落户河北曹妃甸。”

　　这套装置的成功投运，标志着气体发酵技术实现了从“0到1”的突破，为工业尾气高值化利用打开了全新天地，助力钢铁等高碳排放行业实现了从“废气排放”到“绿色工厂”的华丽转身。

　　跨越技术“死亡谷”攻坚之路：微生物“超级工人”诞生记

　　技术的突破，从来不是一蹴而就。回首研发历程，首钢朗泽团队面临的挑战远超预期。研发初期，实验室中的乙醇梭菌如同“温室里的花朵”在精心照料的环境下茁壮成长。

　　然而，从实验室到工业化生产，是生物技术领域著名的“死亡谷”90%的项目在此失败。在实验室中表现良好的菌种，到了真实的工业环境却显得无比“娇气”。

　　“在实验室里，它们像温室里的花朵，吃的喝的、温度湿度都被精心照料。可到了真正的工厂，工业尾气成分复杂多变，外部环境温度、压力也时刻变化。”晁伟回忆道，“这就像把娇生惯养的‘宝宝’，一下子扔进了充满挑战的荒野。”

　　最初，菌种在工业尾气中存活时间只有短短几天，根本无法满足连续生产要求。一支平均年龄30多岁的年轻团队开始了艰苦攻关。2012年，他们在首钢院内建成年产300吨乙醇的中试项目，24小时不间断跟踪发酵数据，调整控制参数，最终探索出最适合菌种生长的条件，将菌种存活时间从7天延长至300天以上。“娇生惯养”的微生物变身勤劳能干的“超级工人”，为工业化生产奠定了坚实基础。

　　技术的突破往往伴随着意外之喜。在中试过程中，团队发现蒸馏系统运行不畅，拆开检修时发现塔板上附着了许多黏稠物质。送去检测后，惊喜地发现这些物质的蛋白质含量高达80%以上，是优质的饲料蛋白原料。

　　然而，新饲料原料的认证之路同样坎坷。从零开始的团队，面对长达数年的安全论证周期和高昂成本，一度面临抉择。公司总经理董燕毅然决定：“必须做。”团队奔赴浙江舟山等偏远海岛开展养殖试验，甚至曾在返航途中遭遇台风，小船在风浪中颠簸，技术人员全身湿透，惊险万分。

　　历时6年，他们终于在2021年8月获得农业农村部颁发的国内首张饲料原料新产品证书。

　　2018年，全球首套工业化装置投产时，当时已八十多岁高龄的金涌院士亲赴曹妃甸项目现场。看到装置稳定运行，他激动地说出了“惊奇、惊讶、惊喜、敬佩”的八字评价。

　　生物制造重塑工业碳循环：打造“绿色闭环”的中国方案

　　如今，首钢朗泽的技术已从“从0到1”的突破，走向“从1到N”的快速复制。

　　截至目前，公司已在全国建成四套工业化装置，形成乙醇年产能21万吨、微生物蛋白年产能2.3万吨的规模，成为国内最大的非粮生物乙醇及蛋白生产企业。

　　市场用订单投出了信任票。“我们目前生物乙醇和微生物蛋白两个产品，销售都处在零库存状态，全部产品都实现了销售。”晁伟在接受采访时表示。成本优势显著：以工业尾气生产的乙醇，比粮食乙醇成本低20%-30%；微生物蛋白相比进口鱼粉，价格低20%-30%，且供不应求。

　　更值得关注的是其创新的商业模式。2024年，首钢朗泽与一家企业签署专利许可协议，授权其在包头建设年产6万吨乙醇装置。这意味着公司已成功跑通“技术授权+服务收费”的轻资产输出模式，为跨行业推广奠定基础。

　　“针对不同的行业，我们只需要在前端气体净化这一块做一些稍微的调整，其他工艺不会有太大变化，这样就保证了生产的可靠性。”晁伟表示，目前公司已与三家潜在客户签署谅解备忘录，规划在铁合金、电石等行业复制推广。“我们正在与东南亚、日本、欧洲的多家企业谈判合作事宜，计划将这项技术带到海外。”

　　环境效益同样亮眼。与燃烧相比，一代技术每生产1吨乙醇可实现4.36吨CO₂减排，氮氧化物减排90%以上；二代负碳技术更进一步，每吨乙醇直接消耗0.5吨CO₂。2022-2024年，公司累计减排CO₂近100万吨，为工业脱碳提供了切实路径。

　　在2025年COP30中国角“低碳技术创新与产业实践”中，该项技术入选“联合国气候大会-中国企业碳中和行动示范实践-IGEA30”案例，彰显了中国低碳技术的国际引领力。

　　从实验室研究到产业化“全球领跑”，首钢朗泽用13年时间将工业尾气转化为清洁燃料和优质饲料蛋白，生物制造重塑工业碳循环，实现了“变废为宝”的绿色革命，为全球工业绿色低碳转型提供了可复制、可推广的“中国方案”。