2023-05-31 10:27:19
5月下旬，淮河流域的冬小麥進(jìn)入收割期。一邊是顆粒歸倉的豐收?qǐng)鼍?，一邊是地里的光禿禿的秸稈。秸稈除了還田，是否還有利用價(jià)值？
5月27日，在安徽省蚌埠市舉行的秸稈深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)上，行業(yè)專家圍繞著秸稈高值利用進(jìn)行探討，目光瞄準(zhǔn)了秸稈離田綜合開發(fā)的發(fā)展方向。中國循環(huán)經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì)副會(huì)長李邊卓這樣說：“發(fā)展秸稈等非糧生物基材料產(chǎn)業(yè)，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的邏輯。秸稈從農(nóng)業(yè)廢物，變成生產(chǎn)生物基產(chǎn)品的原料，遵循資源高效循環(huán)利用原則，符合生物循環(huán)綠色的經(jīng)濟(jì)增長模式。”
秸稈只能是農(nóng)業(yè)廢棄物嗎？
新疆昌吉農(nóng)高區(qū)是首批9個(gè)國家級(jí)農(nóng)業(yè)高新區(qū)之一，一項(xiàng)重要任務(wù)就是以棉花為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展棉花全產(chǎn)業(yè)鏈，打造成為新疆棉花的技術(shù)創(chuàng)新高地。農(nóng)高區(qū)副主任常元利告訴記者：數(shù)據(jù)顯示，新疆棉花種植面積達(dá)到4000萬畝，占全國棉花總產(chǎn)量的91%。其中，棉花用在紡織、印染、織布等方面只占棉花產(chǎn)業(yè)鏈的40%，棉籽用于榨油，而棉稈經(jīng)過粉碎還田，在棉稈深加工方面處于空白，這是阻礙打造新疆棉花全產(chǎn)業(yè)鏈的難題。
小麥、玉米、棉花等農(nóng)作物秸稈，是否具備深加工的開發(fā)價(jià)值？2022年5月，國家發(fā)展和改革委員會(huì)印發(fā)了《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》，提出推動(dòng)生物技術(shù)和信息技術(shù)融合創(chuàng)新，優(yōu)先發(fā)展生物育種、生物農(nóng)業(yè)、生物制造、生物醫(yī)藥、生物安全等五大產(chǎn)業(yè)，做大做強(qiáng)生物經(jīng)濟(jì)。2023年，工業(yè)和信息化部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等六部門聯(lián)合印發(fā)《加快非糧生物基材料創(chuàng)新發(fā)展三年行動(dòng)方案》，明確提出加大秸稈及剩余物等非糧生物質(zhì)原料化高值利用的發(fā)展方向，引導(dǎo)推動(dòng)非糧生物基產(chǎn)業(yè)發(fā)展的步伐，對(duì)推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色低碳發(fā)展和全面實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興具有重要意義。
秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)物，也是重要的農(nóng)業(yè)資源。農(nóng)作物光合作用的產(chǎn)物一半在籽實(shí)，一半在秸稈，秸稈資源化利用就是找回農(nóng)業(yè)的另一半。
“近年來，我國秸稈綜合利用成效顯著，2021年綜合利用率為88.1%，達(dá)到了歷史高位，但總體還處于直接還田為主、離田多元利用為輔的發(fā)展階段，產(chǎn)品價(jià)值還不高，需向高值高效方向轉(zhuǎn)型，持續(xù)打造綠色、低碳、循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈?！敝袊r(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所研究員于佳動(dòng)說。
目前，全國農(nóng)作物秸稈利用量6.47億噸，仍以秸稈還田為主，全年秸稈還田量達(dá)4億噸。秸稈離田利用率達(dá)33.4%，以飼料化利用為主，年利用量達(dá)1.32億噸。全國秸稈利用市場(chǎng)主體為3.4萬家，年利用量1萬噸以上的市場(chǎng)主體1700余家，秸稈市場(chǎng)化利用加快突破。
農(nóng)作物秸稈深加工主要產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D。
秸稈高值利用突破技術(shù)壁壘了嗎？
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院農(nóng)村能源與環(huán)保研究所副所長馮晶在闡述秸稈原料化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀時(shí)指出：目前，全國秸稈原料化利用率約1.0%，原料化利用年消納秸稈量達(dá)到700萬噸以上。
秸稈原料化利用指以秸稈為主要原料，采用物理、化學(xué)或生物酶解等方法制備各類（手）工業(yè)制品、化學(xué)品或化工原料的過程。目前，秸稈技術(shù)應(yīng)用的產(chǎn)品有秸稈復(fù)合材料、秸稈生物炭、秸稈降解地膜、秸稈餐具、秸稈生物基材料等。
4月15日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所聯(lián)合安徽豐原集團(tuán)研發(fā)的“農(nóng)作物秸稈高效制糖聯(lián)產(chǎn)黃腐酸關(guān)鍵技術(shù)及裝備”項(xiàng)目通過了農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技發(fā)展中心組織的專家評(píng)審。清華大學(xué)教授李十中代表專家組宣布了評(píng)價(jià)結(jié)果：“該成果獲得了10項(xiàng)國家發(fā)明專利，制定2個(gè)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，整體達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中木質(zhì)纖維素復(fù)合酶生產(chǎn)技術(shù)、兩步法綜纖維素酶解糖化技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。”
李十中介紹，從技術(shù)層面來講，采用復(fù)合酶生產(chǎn)技術(shù)的復(fù)合酶活性高、成本低，有競(jìng)爭性；采用二步法纖維素酶解糖化技術(shù)得到的糖濃度高，發(fā)酵產(chǎn)品分離提取的成本低；木質(zhì)素可以生產(chǎn)黃腐酸制成有機(jī)肥，既解決了土壤肥力的問題，又實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)增值。
二十多年來，安徽豐原集團(tuán)投資20多億元持續(xù)自主創(chuàng)新，發(fā)展生物材料、生物能源及生物肥料產(chǎn)業(yè)。董事長李榮杰認(rèn)為：以農(nóng)作物秸稈為原料生產(chǎn)秸稈制糖聯(lián)產(chǎn)黃腐酸技術(shù)，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，生產(chǎn)生物能源、生物材料，變石油煤炭的“黑金經(jīng)濟(jì)”為生物質(zhì)原料的“綠金經(jīng)濟(jì)”。
“僅從在農(nóng)業(yè)方面的秸稈高值利用路線來看，秸稈中的纖維素和半纖維素經(jīng)過酶解、水解形成混合糖生產(chǎn)聚乳酸，進(jìn)而可生產(chǎn)降解地膜，減少農(nóng)業(yè)面源污染；秸稈中的木質(zhì)素產(chǎn)生的黃腐酸可以作為高效有機(jī)肥的重要原料，全部還田，有利于改善土壤有機(jī)質(zhì)、有利于高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)、有利于黑土地保護(hù)，減少使用化學(xué)肥料，大幅減少碳排放?？梢哉f，秸稈從土壤中生長，采用先進(jìn)的技術(shù)，經(jīng)過工業(yè)化手段提取、轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)出可降解地膜和黃腐酸有機(jī)肥，最終回歸到土壤中，綠色、環(huán)保，零碳排放，形成一條綠色農(nóng)業(yè)循環(huán)發(fā)展之路?！崩顦s杰說。
秸稈深加工產(chǎn)業(yè)前景廣闊嗎？
推動(dòng)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用、清潔能源替代、種養(yǎng)循環(huán)模式發(fā)展，是推進(jìn)農(nóng)業(yè)減排固碳的重要抓手，是落實(shí)我國雙碳目標(biāo)的重要內(nèi)容。
目前，國內(nèi)木質(zhì)纖維素制糖技術(shù)研究處于起步階段，纖維素酶和工業(yè)化菌株仍需進(jìn)口，成本較高，預(yù)處理效率等與國外還有一定差距。聚乳酸生產(chǎn)技術(shù)逐步走向工業(yè)規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化階段；基于秸稈等非糧生物質(zhì)纖維素制乙醇的生產(chǎn)技術(shù)正處于攻關(guān)階段；其他以秸稈為原料的生物基材料，如呋喃聚酯、納米纖維素等，大多仍處于中試階段。
馮晶認(rèn)為：秸稈原料化是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向工業(yè)化大生產(chǎn)的延伸。當(dāng)前，秸稈高值產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)取得明顯突破，國家和地方在用地、用電、原料運(yùn)輸?shù)确矫娼o予政策支持，相關(guān)企業(yè)積極創(chuàng)新原料化利用商業(yè)化模式，有力促進(jìn)了秸稈原料化利用產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。總體上看，秸稈原料化利用具備產(chǎn)業(yè)化示范條件。
2021年，《“十四五”全國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》指出：促進(jìn)秸稈基料化和原料化，發(fā)展食用菌生產(chǎn)等秸稈基料，引導(dǎo)開發(fā)人造板材、包裝材料等秸稈原料產(chǎn)品，提升秸稈附加值。2023年，《國家農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展先行區(qū)整建制全要素全鏈條推進(jìn)農(nóng)業(yè)面源污染綜合防治實(shí)施方案》指出：在秸稈資源豐富的先行區(qū)，全面推進(jìn)秸稈綜合利用，促進(jìn)肥料化、飼料化、燃料化、基料化、原料化。
常元利說：“在農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈綠色轉(zhuǎn)型的背景下，將此項(xiàng)科技成果引到新疆來，在新疆建立秸稈制糖加工廠，一方面解決了棉稈回收利用率低、污染耕地的問題，一方面又可生產(chǎn)有機(jī)肥和可降解地膜，就近生產(chǎn)、就近使用，棉花產(chǎn)業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)綠色、生態(tài)發(fā)展。”
根據(jù)測(cè)算，推廣鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布式秸稈制糖加工廠，一個(gè)3萬噸/年產(chǎn)量的工廠投資約為2億元，可使用秸稈8-9萬噸，可生產(chǎn)3萬噸混合糖，聯(lián)產(chǎn)5萬多噸黃腐酸有機(jī)肥，投資回收期為7-8年。
我國非糧生物質(zhì)總量每年約20億噸（秸稈約9億噸、農(nóng)林廢棄物約11億噸），用秸稈制混合糖替代糧食制淀粉糖，生產(chǎn)2億噸生物材料和2億噸生物燃料，產(chǎn)生副產(chǎn)品8-10億噸黃腐酸有機(jī)肥，可以有效緩解糧食安全和能源安全。“以秸稈為原料的生物質(zhì)化工可提供綠色能源、材料，必將成為傳統(tǒng)石油化工的重要補(bǔ)充，是能源與化工產(chǎn)業(yè)的重要戰(zhàn)略方向。加大科研創(chuàng)新和政策創(chuàng)設(shè)，提升秸稈高值利用技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和商業(yè)模式可持續(xù)性，為我國秸稈高值利用提供有力保障?！瘪T晶說。
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