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秸稈高值化利用:“生態(tài)包袱”變“綠色財(cái)富”

——雙碳背景下秸稈高值化利用先進(jìn)技術(shù)成果發(fā)布會(huì)綜述

日期: 2022-08-16  來源:農(nóng)民日?qǐng)?bào)·中國農(nóng)網(wǎng) 作者:劉趁

   農(nóng)業(yè)的產(chǎn)物一半在籽實(shí),一半在秸稈。同是資源的一種,籽實(shí)被人們視若珍寶,秸稈卻被丟棄。8月4日,由中國循環(huán)經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì)主辦的“雙碳背景下秸稈高值化利用先進(jìn)技術(shù)成果發(fā)布會(huì)”在京舉辦,與會(huì)專家共同表示,要撿回“另一半農(nóng)業(yè)”。

如何處理好秸稈這個(gè)“另一半農(nóng)業(yè)”?目前,全國秸稈“五化”利用正在加速推進(jìn),2020年全國秸稈綜合利用率達(dá)到87.6%,但多地秸稈綜合利用率已明顯高出全國平均值,農(nóng)作物秸稈綜合利用早已不能唯數(shù)字是尊。會(huì)上,與會(huì)專家和企業(yè)代表對(duì)秸稈高值化利用技術(shù)與發(fā)展建議進(jìn)行了深入探討,我們?cè)噲D在討論中,探求秸稈高值化利用的內(nèi)容和意義。

高值化利用:

秸稈利用的主攻方向

近年來,秸稈問題始終牽動(dòng)著公眾神經(jīng),秸稈如何使用關(guān)乎藍(lán)天白云,也關(guān)乎農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。就地燃燒污染大氣環(huán)境、威脅公共安全,更破壞土壤結(jié)構(gòu)、降低農(nóng)田質(zhì)量。“焚燒禁令”之下,秸稈不再付之一炬,關(guān)于綜合利用的探索逐漸走深走實(shí)。秸稈這個(gè)“被放錯(cuò)了地方的資源”正在從“生態(tài)包袱”變?yōu)?ldquo;綠色財(cái)富”。

我國是農(nóng)業(yè)大國,秸稈資源豐富,可收集資源量占比較高,秸稈產(chǎn)量近10年來穩(wěn)定在8億噸/年。目前,我國秸稈綜合利用主要包括肥料化、飼料化、燃料化、基料化和原料化的“五化”利用方式,五種方式的利用量占秸稈可收集量的比例分別為62.1%、15.4%、8.5%、0.7%和1.0%,秸稈基料化、原料化利用方面還存在很大空間。

2021年10月,國務(wù)院印發(fā)《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》,明確提出“加快推進(jìn)秸稈高值化利用”要求,為秸稈的未來指明了方向。

原農(nóng)業(yè)部常務(wù)副部長尹成杰在會(huì)上表示,農(nóng)業(yè)農(nóng)村是綠色能源的大產(chǎn)業(yè)大基地,農(nóng)業(yè)是生物質(zhì)能的最大生產(chǎn)基地,生物質(zhì)能有其他能源不可比擬的優(yōu)勢(shì)。每一棵農(nóng)作物都是一臺(tái)綠色能源生產(chǎn)機(jī)器,農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能具備綠色、低碳、可持續(xù)利用等優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。“我們把秸稈丟掉了,就相當(dāng)于丟掉了另一半農(nóng)業(yè)。秸稈綜合利用沒有止境,不能只停留在‘五化’上,需要進(jìn)一步提高‘五化’科技含量和附加值,加快推進(jìn)秸稈高值化利用。”

秸稈的高值化利用路徑有哪些?中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所研究員姚宗路介紹,秸稈可通過熱化學(xué)轉(zhuǎn)化、生物化學(xué)轉(zhuǎn)化等技術(shù)制成固態(tài)的生物基材料,液態(tài)的化學(xué)品、燃料,氣態(tài)的氫氣、天然氣等,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)秸稈的高附加值利用。

中國循環(huán)經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì)會(huì)長朱黎陽指出,大力發(fā)展秸稈高值化利用是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重要路徑,在實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的背景下,要抓住雙碳目標(biāo)所帶來的新一輪科技革命的歷史性機(jī)遇,特別應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注生物技術(shù)的研發(fā)、推廣和應(yīng)用,通過生物基替代化石基材料,能從根本上實(shí)現(xiàn)本質(zhì)減排和固碳,這是綠色低碳產(chǎn)業(yè)的重要技術(shù)發(fā)展方向。

生物基材料:

綠色環(huán)保的“未來之鑰”

塑料餐盒、口罩、襯衫、水杯……擺在會(huì)場上的生活用品引起了參會(huì)者的注意,它們和秸稈高值化利用有什么聯(lián)系?安徽豐原集團(tuán)董事長李榮杰介紹,這些日用品都是以秸稈等可再生資源為原料,通過生物技術(shù)加工而成的。

秸稈如何變?nèi)粘S闷??這有賴于秸稈高值轉(zhuǎn)化路徑之一的產(chǎn)物——生物基材料,顧名思義,即利用谷物、秸稈等生物質(zhì)為原料,或經(jīng)由生物制造得到的材料,例如生物基塑料、生物基化學(xué)纖維、生物基橡膠等等。其中,生物塑料是最活躍、最具前景的研究方向,包括聚乳酸(PLA)、聚氨脂(Bio-PU)等。

國家發(fā)改委今年5月印發(fā)的中國首部生物經(jīng)濟(jì)五年規(guī)劃文件《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》提出明確要求,“重點(diǎn)圍繞生物基材料、新型發(fā)酵產(chǎn)品、生物質(zhì)能等方向,構(gòu)建生物質(zhì)循環(huán)利用技術(shù)體系”。

國家發(fā)展改革委環(huán)資司原司長任樹本在主旨演講中指出,秸稈的原料化利用是農(nóng)業(yè)生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的增長點(diǎn),也是實(shí)現(xiàn)秸稈高值化利用的重要保證。將源源不斷的秸稈資源轉(zhuǎn)化為具有高附加值的商品,可有效實(shí)現(xiàn)工農(nóng)復(fù)合型產(chǎn)業(yè),拓展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈,增加就業(yè)機(jī)會(huì)和農(nóng)民收入。

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院研究員叢宏斌介紹,生物基材料原料可再生,結(jié)構(gòu)、性能可編輯,綠色低碳、環(huán)境友好,產(chǎn)品適用性強(qiáng),市場空間巨大。目前,我國生物基材料發(fā)展迅猛,據(jù)統(tǒng)計(jì),2020年市場規(guī)模達(dá)到171.54億元。叢宏斌預(yù)測,生物基材料將成為引導(dǎo)科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),引領(lǐng)綠色發(fā)展和低碳經(jīng)濟(jì)的“耀眼明星”。

在技術(shù)成果發(fā)布環(huán)節(jié),李榮杰介紹了由安徽豐原集團(tuán)聯(lián)合中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所成功研發(fā)的以農(nóng)作物秸稈為原料生產(chǎn)秸稈混合糖聯(lián)產(chǎn)黃腐酸高效有機(jī)肥技術(shù)。該技術(shù)使用混合糖為原料,利用特殊馴化的菌種、生物發(fā)酵技術(shù)、提取純化技術(shù)、合成聚合技術(shù)、精餾技術(shù)等加工生物材料和生物能源,使用農(nóng)作物秸稈等生物質(zhì)資源,利用生物技術(shù)生產(chǎn)生物能源、生物材料,實(shí)現(xiàn)可再生資源的利用與轉(zhuǎn)化。聯(lián)產(chǎn)的黃腐酸高效有機(jī)肥可全部還田,有利于改善土壤有機(jī)質(zhì)、建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田、保護(hù)黑土地,促進(jìn)化學(xué)肥料減量、減少碳排放。

生物降解地膜:

“白色污染”下的綠色路徑

“魚類體內(nèi)出現(xiàn)微塑料”“南極降雪中發(fā)現(xiàn)微塑料”……微塑料頻頻“現(xiàn)身”的新聞,每每出現(xiàn)無不刺痛著人們的神經(jīng)。微塑料難題如何破解?何時(shí)才能告別“談塑色變”?——“廢棄物”秸稈再次給出了新答案。

秸稈經(jīng)預(yù)處理、糖化、乳酸發(fā)酵產(chǎn)生乳酸,經(jīng)提取、純化、聚合,形成具有一定分子量的聚乳酸,可用作纖維制品和可降解塑料的生產(chǎn)。

去年底,秸稈聚乳酸生產(chǎn)技術(shù)被納入農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國家發(fā)展改革委印發(fā)的《秸稈綜合利用技術(shù)目錄(2021)》。因其良好的機(jī)械性能、抗拉強(qiáng)度及延展度,在生產(chǎn)生活中用途廣泛,其制品具有良好的生物可降解性,尤其是可降解農(nóng)膜的絕佳原料。

目前,我國是世界上地膜使用量最多、覆蓋面積最大的國家,每年要使用約145萬噸地膜,農(nóng)作物覆蓋面積近3億畝,其為農(nóng)產(chǎn)品增產(chǎn)增收做出巨大貢獻(xiàn)的同時(shí),也因難以回收和土壤中的大量殘留帶來了不可忽視的污染問題。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所研究員、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)膜污染防控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任嚴(yán)昌榮認(rèn)為,生物降解地膜作為一種環(huán)境友好型的新產(chǎn)品,具有很好的應(yīng)用前景。農(nóng)膜污染防控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員劉家磊展示了不同配方的聚乳酸降解地膜在棉花上的應(yīng)用試驗(yàn),結(jié)果顯示,使用生物降解地膜的棉花發(fā)芽率、保溫性、棉花產(chǎn)量等方面與傳統(tǒng)PE地膜無差異,且降解效果佳。

但是,現(xiàn)階段生物降解地膜的經(jīng)濟(jì)性和增溫保墑功能仍不敵傳統(tǒng)的聚乙烯(PE)地膜,替代傳統(tǒng)地膜也具備一定條件。未來隨著產(chǎn)能提升、原料來源不斷廣泛、技術(shù)逐步提高,生物降解地膜品質(zhì)將進(jìn)一步提升,價(jià)格將更具優(yōu)勢(shì)。嚴(yán)昌榮介紹:“今年年初,生物降解地膜每噸售價(jià)3.2萬元,現(xiàn)在為每噸2.6萬元左右,成本下降速度還是非??斓?。”

目前,國內(nèi)外聚乳酸產(chǎn)業(yè)大部分以玉米為原料,國內(nèi)如安徽豐原集團(tuán)已率先開展秸稈制糖發(fā)酵乳酸合成聚乳酸技術(shù)研究,1.5萬噸級(jí)秸稈處理項(xiàng)目即將上線,這將為秸稈高值化利用的產(chǎn)業(yè)體系提供更多寶貴經(jīng)驗(yàn)。

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