项目成果/简介:以我市丰富的绿藻生物质资源（浒苔、石莼）为主要研究对象，针对藻体胞壁特性、多糖结构、理化质构特性及生物活性进行系统研究，探索出一系列具有自主知识产权的绿藻生物工程技术，攻克了海藻温和高效转化关键技术，率先实现绿藻综合利用及其产品的成果转化与产业化推广，实现生物乙醇、精准生物肥、绿藻多糖等农用制品的规模化生产，经济效益显著。系统性阐明了绿藻糖链分子结构、理化性质、生物学功能及其空间定量构效关系，首次构建绿藻多糖工具酶系并明晰酶多位点催化与调控机制。创新性建立了绿藻资源的生物转化关键技术，突破了藻体温和破壁液化与高效提取转化技术瓶颈，开发了具有自主知识产权菌株的绿藻工具酶的液体高通量发酵与规模化制备技术。构建基于计算机在线智能控制的硫酸鼠李低聚糖酶法精准制备技术、人工智能神经网络下的糖链构效实时预测系统、稳定性叶绿素制取以及非酸温和预处理乙醇转化技术，开拓了绿藻资源高值化综合利用的新领域。项目阶段:工业化生产阶段效益分析:浒苔（Enteromorpha prolifera）和石莼（Ulva lactuca）是我国黄海、东海最主要的绿藻资源，同属于绿藻纲、石莼目，具有良好食用和药用价值，（本草纲目、临海异物志等），在我国东南沿海养殖量均在10万吨以上。我国黄海海域自07年以来连续10年暴发绿潮浒苔，生物量高达1000万吨每年。将这类大型生物质资源合理利用并高值转化，不仅有助于环境保护，而且会带来显著的经济效益。项目开发产品包括绿藻多糖工具酶、硫酸鼠李低聚糖、稳定性叶绿素、农用精准生物肥、功能性饲料添加剂、新型植物病害生物防治等生物制品。在农用制品领域实现绿藻精深加工的成果转化与产业化推广，开拓了我国海藻利用范围，提升产业整体技术水平，市场预期前景广阔。知识产权类型:发明专利 、 软件著作权知识产权编号:ZL2012102016043 ZL201410298678.2 ZL2013102784589 ZL2012101066863技术成熟度:通过中试技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:无

以我市丰富的绿藻生物质资源（浒苔、石莼）为主要研究对象，针对藻体胞壁特性、多糖结构、理化质构特性及生物活性进行系统研究，探索出一系列具有自主知识产权的绿藻生物工程技术，攻克了海藻温和高效转化关键技术，率先实现绿藻综合利用及其产品的成果转化与产业化推广，实现生物乙醇、精准生物肥、绿藻多糖等农用制品的规模化生产，经济效益显著。 系统性阐明了绿藻糖链分子结构、理化性质、生物学功能及其空间定量构效关系，首次构建绿藻多糖工具酶系并明晰酶多位点催化与调控机制。 创新性建立了绿藻资源的生物转化关键技术，突破了藻体温和破壁液化与高效提取转化技术瓶颈，开发了具有自主知识产权菌株的绿藻工具酶的液体高通量发酵与规模化制备技术。 构建基于计算机在线智能控制的硫酸鼠李低聚糖酶法精准制备技术、人工智能神经网络下的糖链构效实时预测系统、稳定性叶绿素制取以及非酸温和预处理乙醇转化技术，开拓了绿藻资源高值化综合利用的新领域。

本团队开发出新型复合功能树脂以及成套化装备，并在大丰自来水厂实现了百吨级/天，千吨级/天的中试试验，取得了良好的运行效果，目前正在进行单体规模3万吨/天，总规模10万吨/天的规模化工程建设。针对树脂脱附液的处置，创新性开发出以电渗析为核心的腐殖酸与盐溶液分离及浓缩技术，实现了脱附液盐的再生回用，以及腐植酸制备成液体肥料。此外，有别于传统的树脂脱附液末端处置技术，本项目创新性地提出以电渗析为核心的脱附液资源化技术，实现了盐和腐植酸的同时回收。

在医药、食品、纺织、新材料等生产过程，往往采用甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、正丁醇、异丙醇、氯仿等作为反应和萃取分离的溶剂。在生产过程排出的废液中不可避免地有这些有机溶剂的残留，少则千分之几，多则百分之几（有些为混合溶剂）。这些低浓度的有机溶剂若不加以回收直接排入生化池处理，既浪费资源又加重处理成本。 为此，本团队研发了低含量有机溶剂的资源化技术：m-HCAD工艺。其主要思路是将废液中低浓度有机溶剂资源化。

本项目创新开发了基于微生物过程强化关键技术的造纸和发酵废水厌氧资源化处理工艺、创新开发了基于自由基缓释和催化剂固定化的异相催化氧化技术、创新开发了氨浸渍强化吸附及泡沫活性碳变压吸附沼气净化技术，并创新集成了针对造纸和发酵废水的资源化及超低排放处理技术体系，有效解决了造纸和发酵行业典型废水生物质能回收和超低排放的技术问题。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、成果简介 本项目属于轻工业科学技术领域的轻工业废物处理与综合利用方向，围绕我国造纸和发酵废水排放量占全国工业废水排放量比例高、处理技术不成熟、处理成本高等问题，按照资源化利用、超低排放或回用的要求，创新开发了基于微生物过程强化关键技术的造纸和发酵废水厌氧资源化处理工艺、创新开发了基于自由基缓释和催化剂固定化的异相催化氧化技术、创新开发了氨浸渍强化吸附及泡沫活性碳变压吸附沼气净化技术，并创新集成了针对造纸和发酵废水的资源化及超低排放处理技术体系，有效解决了造纸和发酵行业典型废水生物质能回收和超低排放的技术问题。项目技术凭借工艺先进、清洁环保、质优价廉等特点打破了国外在该领域近30年的垄断。目前该技术广泛应用于中国、俄罗斯等200多家大型企业，为造纸和发酵行业的典型废水处理提供先进配套技术及装备。项目系统创新性强，社会经济效益显著。本项技术具有完备自主知识产权，获得海内外授权技术专利26项，2016年获国家科技进步二等奖。

1 成果简介我国内蒙古中西部和山西北部等地区的煤炭资源赋存丰富的含铝矿物（主要是伯姆石），用于燃烧发电后产生的粉煤灰中氧化铝含量高达 40-50%，是一种十分宝贵的具有较高经济开发价值的潜在含铝资源，尤其在我国现今面临日益匮乏的铝土矿资源情势下， 甚至具有作为铝土矿替代资源生产氧化铝以保障铝产业安全的重要意义。然而， 现今对内蒙古和山西两地的高铝粉煤灰的铝资源开发利用十分有限， 截至目前， 历史堆存量已经超过两亿吨，成为当地排放量最大的工业废渣。其中极少部分通过建设粉煤灰贮存库进行较规范的贮存， 如山西朔州建成贮存能力 1 亿吨高铝粉煤灰贮存库，绝大部分高铝粉煤灰露天堆积于旷野、平地，不仅占用宝贵的土地资源， 而且给周边生态和居民健康带来较大的环境安全隐患，如大气粉尘污染、水体污染、土壤盐碱化等。因而高铝粉煤灰的消纳和处理，尤其是高铝粉煤灰的高附加值资源化利用， 已经成为山西、内蒙古两地亟待解决的社会和环境问题。 针对上述高铝粉煤灰资源化潜力和现状，国家发展改革委组织有关方面于 2011 年编制并印发了《 关于加强高铝粉煤灰资源开发利用的指导意见》，提出积极开拓高铝粉煤灰生产氧化铝这一新领域，促使资源最大化，对于增加国内铝资源供给、保障铝产业安全，发展循环经济、保护生态环境、节约宝贵的土地资源，促进区域经济发展具有重要意义，同时也对减少或者消除因粉煤灰而产生的中国东部地区严重的雾霾等环境问题具有积极的意义。 在上述背景下， 我们研发并提出了该技术，旨在以低于传统铝土矿生产氧化铝的平均行业成本， 高效回收高铝粉煤灰中的铝资源，以生产市场需求量很大的冶金级氧化铝（仅国内每年的市场容量就超过 1200 亿人民币）及高经济附加值的特种氧化铝，同时不造成资源的二次大量消耗，不带来环境的二次污染， 提取氧化铝以后产生的尾渣为纯度高于 99% 的二氧化硅，为市场价格很高的白炭黑，最终实现高铝粉煤灰的全部高附加值利用。 该技术的特点如下：流程简单，不需要添加石灰石等，避免了相关开采带来的生态和环境破坏；成本低，氧化铝单位生产成本不超过 1000 元/吨，是目前铝土矿生产氧化铝成本的1/3 到 1/2；尾渣量少，且中氧化硅含量超过 99%， 经过筛分，就可以得到价格为高于 3000 元/吨的白炭黑。2 应用说明该技术主要适用于高铝粉煤灰高附加值资源化，但原料可以扩展至低品位铝土矿、霞石矿等。采用低能耗、低成本的方式，回收其中蕴含的资源。3 效益分析目前我国高铝粉煤灰的堆存量超过 3 亿吨，仅内蒙古托克托电厂每年新产生的高铝粉煤灰就达到 500 万吨。假设高铝粉煤灰中氧化铝平均含量 40%，总体回收率 90%，氧化铝市场价格 2600 元/吨，若建成处理能力为 150 万吨/年的高铝粉煤灰回收氧化铝生产冶金级氧化铝生产线，年产量为 51 万吨，仅冶金级氧化铝产品产值即可达到 14 亿元，而副产品白炭黑的产值亦可达到约 15 亿元。经过前期设备考察，总投资预计不超过 10 亿元，投资额度仅为以铝土矿为原料的产能相同的生产氧化铝工艺的投资额的 1/3。该技术的开发和推广，可以大大加速我国高铝粉煤灰高附加值资源化利用的进程，显著降低高铝粉煤灰带来的大气和地下水污染。此外，由该新技术推广而衍生的试剂回收成套设备生产也将带来可观的经济和社会效益。 综上所述， 该技术的全面推广，将有助于整体提升我国高铝粉煤灰资源化利用水平，一定程度上摆脱我国对国外进口铝土矿的依赖，保障铝产业安全，发展循环经济，促进区域经济与环境的可持续协调发展。

冬 虫 夏 草 O p h i o c o r d y c e p s sinensis青藏高原的特色传统名贵药材，目前面临分布区萎缩、资源量减少的问题，资源可持续利用引起了普遍关注。通过在西藏高寒灌丛及青海高寒草甸冬虫 夏草适生地建立研究基地，对冬虫夏草资源可持续利用关键技术进行了研究。

大规模风电、光伏等可再生能源的接入是新能源电力系统的重要特征，其发电、负荷、设备故障以及天气等因素的多重不确定性交互渗透，对信息控制系统产生严重依赖，使系统安全面临严峻的挑战。 　　为全面提升新能源电力系统防御风险的能力，华北电力大学刘文霞和张建华教授团队在 2007 至 2016 年间 ，承担了国家科技部和国家自然科学基金委等 5 个纵向课题，同时与贵州、海南和吉林省等多家电力公司合作，从电网规划、运行、应急和信息四个应用领域入手本项目从电网规划、运行、应急和信息四个应用领域入手，开展风险评估理论及其应用关键技术研究。取得的创新性成果如下： 　　（1）创新提出了表征新能源不确定性影响的电压波动风险量化评价方法，突破了复杂大电网风险评价效率和风电场模型精度低的技术难题，研发了计及多重风险的大规模风电并网规划方案辅助决策系统（见图1、图2a）； 　　（2）提出了大规模风电并网下电力系统小信号稳定性与运行风险评估新方法，建立了融合运行风险的优化调度框架，率先研发了电网短期和超短期风险评估系统（见图2b），填补了国内外该应用领域空白； 　　（3）提出了电力系统大停电风险的辨识与预警方法，解决了大规模风电接入情况下电网自组织临界态的辨识难题，首次建立了区域电网大停电风险的应急管理体系； 　　（4）系统地提出了设备、厂站及广域系统三个层面的电力信息安全评估方法，突破了信息-物理域耦合带来的安全性量化难题，为新能源电力系统的安全经济运行提供了信息安全技术支撑。 　　基于此项目，研究团队共申请发明专利 11 项，已授权 7 项；软件著作权 3 项；发表论文 76 篇，其中 SCI 论文 10篇、 EI 期刊论文 46 篇，总被引用量 29237 次；专著 1 册。同时，此项目成功应用于北京、华北电网的安全和应急体系建设，有利支撑了奥运保电；研发的应用系统应用于贵州、海南和吉林等省，创造了巨大的经济效益。

 随着蔬菜产业的发展，蔬菜集约化育苗势在必行。然而在北方寒区采用连栋温室育苗耗能大、成本高，难以大面积推广；而采用传统日光温室育苗则采光差、光照不均匀，影响幼苗质量。因此研制出一种光照均匀、保温蓄热好的育苗专用日光温室及配套设备和技术，建立低成本节能日光温室集约化育苗技术体系，十分必要。本项目在国家和省部的资助下，历时十余年研制出育苗专用日光温室及配套设备和关键技术，应用效益显著。具体成果如下：     （一）主要技术内容和特点     1. 研制出育苗专用日光温室 首次完整创建了以冬至合理透光率和太阳能截获、合理热阻和保温比、合理蓄热体起始温度和蓄热量为核心的日光温室设计理论与方法，据此设计出第三代育苗专用节能日光温室，研制出由连贯间连接的育苗专用日光温室群，制定了建造技术规范。育苗专用日光温室采用短后坡、前坡双曲面和大屋面角设计，使室内采光均匀；而且较连栋温室降低成本50%，较第二代节能日光温室增光6%以上和增温5℃以上；夜间室内外温差35℃以上，可在-20℃以上地区不加温或-20～-30℃地区少加温进行果菜育苗。     2. 研制出日光温室蔬菜育苗专用配套设备与营养基质 创新研制出适用于日光温室钢骨架安装的单轨悬挂式室内喷淋机、三轨式新型立柱喷淋机、半地下式可移动育苗床架、便携式穴盘播种机等育苗配套设备，成本较连栋温室相应设备降低55%以上。研制出日光温室蔬菜育苗专用营养基质、低成本穴盘育苗营养母剂、椰糠营养基质和营养育苗块，较营养液育苗降低成本50%以上。     3. 研制出日光温室蔬菜穴盘育苗关键技术 研制出提高抗病性与壮苗指数的稀土壮苗剂和具有提高耐低温弱光能力与壮苗指数的钙素壮苗剂，黄瓜和甜瓜穴盘苗贴接和断根嫁接技术；研究确定了以光照度为核心的果菜类蔬菜育苗最佳环境管理指标。     4. 集成构建了日光温室主要果菜集约化节能育苗技术体系 集成本项目研制出的育苗专用日光温室、配套设备、育苗关键技术等，构建了我国北方寒区日光温室果菜集约化育苗技术体系，制订了日光温室蔬菜集约化穴盘育苗技术规程。应用本规程，较普通日光温室育苗提高壮苗指数18%以上，达到连栋温室育苗质量，但较连栋温室育苗成本降低60%以上、节能80%以上。

建筑节能已成为我国节能技术领域的重要议题.冷热电三联供技术是充分利用低品位热能的一种有效手段,该系统能源综合利用率高,一般均可达到70﹪以上.本文阐述了分布式区域冷热电联供系统的原理和特点,提出一种基于热气机的天然气能源岛系统.并指出充分推动分布式区域冷热电联供技术的应用,对于能源节约,环境保护,能源安全以及资本有效运作具有十分重要的意义.