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生于土 歸于土 一根秸稈的高效循環(huán)利用之路

2023-06-16 15:42:10   

眼下,夏收正在全國各地火熱進行。一邊是顆粒歸倉的豐收場景,一邊是地里的光禿禿的秸稈。秸稈除了還田,是否還有其它利用價值呢?

近日,在安徽省蚌埠市舉行的秸稈深加工產業(yè)發(fā)展大會上,行業(yè)專家圍繞秸稈高值利用進行探討,目光瞄準了秸稈離田綜合開發(fā)的發(fā)展方向。中國循環(huán)經濟協會副會長李邊卓說:“秸稈從農業(yè)廢物,變成生產生物基產品的原料,遵循資源高效循環(huán)利用原則,符合生物循環(huán)綠色的經濟增長模式?!?/p>

秸稈具備深加工的價值嗎?

新疆昌吉農高區(qū)是國家級農業(yè)高新區(qū)之一,一項重要任務就是以棉花為主導產業(yè),發(fā)展棉花全產業(yè)鏈,打造成為新疆棉花的技術創(chuàng)新高地。農高區(qū)副主任常元利告訴記者,新疆棉花種植面積達到4000萬畝,棉稈會被粉碎還田,但在棉稈深加工方面處于空白,這是阻礙打造新疆棉花全產業(yè)鏈的難題。

小麥、玉米、棉花等農作物秸稈,是否具備深加工的開發(fā)價值?2023年,工業(yè)和信息化部、農業(yè)農村部等六部門聯合印發(fā)《加快非糧生物基材料創(chuàng)新發(fā)展三年行動方案》,明確提出加大秸稈及剩余物等非糧生物質原料化高值利用的發(fā)展方向,引導推動非糧生物基產業(yè)發(fā)展的步伐,對推進農業(yè)綠色低碳發(fā)展和全面實現鄉(xiāng)村振興具有重要意義。

“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,產品價值還不高,需向高值高效方向轉型,持續(xù)打造綠色、低碳、循環(huán)產業(yè)鏈?!敝袊r業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所研究員于佳動說。

截至2021年,全國農作物秸稈利用量6.47億噸,全年秸稈還田量達4億噸。秸稈離田利用率達33.4%,以飼料化利用為主,年利用量達1.32億噸。全國秸稈利用市場主體為3.4萬家,年利用量1萬噸以上的市場主體1700余家,秸稈市場化利用加快突破。

秸稈高值利用突破技術壁壘了嗎?

農業(yè)農村部規(guī)劃設計研究院農村能源與環(huán)保研究所副所長馮晶在闡述秸稈原料化產業(yè)應用現狀時指出: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到700萬噸以上。

秸稈原料化利用是指以秸稈為主要原料,采用物理、化學或生物酶解等方法制備各類(手)工業(yè)制品、化學品或化工原料的過程。目前,秸稈技術應用的產品有秸稈復合材料、秸稈生物炭、秸稈降解地膜、秸稈餐具、秸稈生物基材料等。

前不久,中國農業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所聯合安徽豐原集團研發(fā)的“農作物秸稈高效制糖聯產黃腐酸關鍵技術及裝備”項目通過了農業(yè)農村部科技發(fā)展中心組織的專家評審。清華大學教授李十中代表專家組宣布了評價結果:該成果獲得了10項國家發(fā)明專利,整體達到國際先進水平,其中木質纖維素復合酶生產技術、兩步法綜纖維素酶解糖化技術達到國際領先水平。

李十中介紹,從技術層面來講,采用復合酶生產技術的復合酶活性高、成本低,有競爭性;采用二步法纖維素酶解糖化技術得到的糖濃度高,發(fā)酵產品分離提取的成本低;而木質素可以生產黃腐酸制成有機肥,既解決了土壤肥力的問題,又實現了農業(yè)增值。

安徽豐原集團董事長李榮杰認為,以農作物秸稈為原料生產秸稈制糖聯產黃腐酸技術,利用特殊馴化的菌種、生物發(fā)酵技術、提取純化技術、合成聚合技術、精餾技術等生產生物能源和材料,能夠變石油煤炭的“黑金經濟”為生物質原料的“綠金經濟”。

“僅從農業(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過酶解、水解形成混合糖生產聚乳酸,進而可生產降解地膜,減少農業(yè)面源污染;秸稈中的木質素產生的黃腐酸可以成為作為高效有機肥的重要原料,全部還田,有利于土壤有機質改善、高標準農田建設和黑土地保護,減少使用化學肥料,大幅減少碳排放。可以說,秸稈從土壤中生長,采用先進的技術,經過工業(yè)化手段提取、轉化,生產出可降解地膜和黃腐酸有機肥,最終回歸到土壤中,實現綠色、環(huán)保,零碳排放,形成了一條綠色農業(yè)循環(huán)發(fā)展之路?!崩顦s杰說。

秸稈深加工產業(yè)前景廣闊嗎?

推動農業(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,是推進農業(yè)減排固碳的重要抓手,是落實我國“雙碳”目標的重要內容。

目前,國內木質纖維素制糖技術研究處于起步階段,纖維素酶和工業(yè)化菌株仍需進口,成本較高,預處理效率等與國外還有一定差距。聚乳酸生產技術逐步走向工業(yè)規(guī)?;彤a業(yè)化階段;基于秸稈等非糧生物質纖維素制乙醇的生產技術正處于攻關階段;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。

馮晶認為,秸稈原料化是農業(yè)生產向工業(yè)化大生產的延伸。當前,秸稈高值產品開發(fā)技術取得明顯突破,國家和地方在用地、用電、原料運輸等方面給予政策支持,相關企業(yè)積極創(chuàng)新商業(yè)化模式,有力促進了秸稈原料化利用產業(yè)化進程??傮w上看,秸稈原料化利用具備產業(yè)化示范條件。

2021年,《“十四五”全國農業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》指出:促進秸稈基料化和原料化,發(fā)展食用菌生產等秸稈基料,引導開發(fā)人造板材、包裝材料等秸稈原料產品,提升秸稈附加值。2023年,《國家農業(yè)綠色發(fā)展先行區(qū)整建制全要素全鏈條推進農業(yè)面源污染綜合防治實施方案》指出:在秸稈資源豐富的先行區(qū),全面推進秸稈綜合利用,促進肥料化、飼料化、燃料化、基料化、原料化。

常元利說:“在農業(yè)全產業(yè)鏈綠色轉型的背景下,將此項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,一方面又可生產有機肥和可降解地膜,就近生產、就近使用,棉花產業(yè)就能夠實現綠色、生態(tài)發(fā)展。”

根據測算,若是推廣鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布式秸稈制糖加工廠,一個年產量3萬噸的工廠投資約為2億元,可使用秸稈8—9萬噸,生產3萬噸混合糖,聯產5萬多噸黃腐酸有機肥,投資回收期為7—8年。

我國非糧生物質總量每年約20億噸(秸稈約9億噸、農林廢棄物約11億噸),用秸稈制混合糖替代糧食制淀粉糖,生產2億噸生物材料和2億噸生物燃料,產生副產品8—10億噸黃腐酸有機肥,可以有效緩解糧食安全和能源安全?!耙越斩挒樵系纳镔|化工可提供綠色能源、材料,必將成為傳統(tǒng)石油化工的重要補充,是能源與化工產業(yè)的重要戰(zhàn)略方向。我們要加大科研創(chuàng)新和政策創(chuàng)設,提升秸稈高值利用技術經濟性和商業(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。

來源:農民日報
編輯:于婷婷
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