生物質應從傳統利用方式變成資源 “變廢為寶”可以更
一提(ti)到(dao)可(ke)再生(sheng)(sheng)(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)，人們總會先想到(dao)太陽能(neng)(neng)(neng)、風能(neng)(neng)(neng)，zui后(hou)才能(neng)(neng)(neng)想到(dao)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)質能(neng)(neng)(neng)源(yuan)。長期以來，生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)質能(neng)(neng)(neng)源(yuan)雖被(bei)納入(ru)可(ke)再生(sheng)(sheng)(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)之列(lie)，卻始終發展得(de)“不溫不火”。如今，我國大(da)力推進生(sheng)(sheng)(sheng)態文明(ming)建設，生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)質的(de)利用迎來了新的(de)發展機遇。
科學(xue)家建議，生物(wu)質應從傳統的(de)能源利用(yong)方式變成資源，并協(xie)同解(jie)決其中的(de)一些基礎科學(xue)問題，同時，國家應高度重(zhong)視生物(wu)質高值利用(yong)，在國家重(zhong)點研發(fa)計(ji)劃(hua)中設立“生物(wu)質綜合利用(yong)”專項，系(xi)統開(kai)展多(duo)聯產技(ji)術創(chuang)新和(he)工程示范推廣。
換個思路謀發展
2001年，中(zhong)國(guo)加入世(shi)界貿易組織(zhi)，中(zhong)國(guo)經濟(ji)發展進入持續(xu)、高速增(zeng)長(chang)的時期。很快，化石能(neng)源(yuan)短(duan)缺問題出(chu)現，并為生物質能(neng)源(yuan)提供了發展空間。
在此背(bei)景下(xia)，21世紀的(de)(de)zui初15年，生物(wu)質利用(yong)的(de)(de)基礎科學研究、技術研究、轉化應用(yong)、裝備研發都(dou)成為國家計劃支持的(de)(de)重點(dian)，一系列重大項(xiang)目(mu)先(xian)后啟動。
“在重大項目(mu)的支(zhi)持下(xia)，生(sheng)物質利用領(ling)域取得了(le)巨大成就。” 科技部中國農村(cun)技術開發中心主任、研(yan)究員賈敬敦說。
但(dan)是，盡管(guan)技術(shu)突(tu)破為生物(wu)質利(li)用(yong)開(kai)創了(le)新(xin)業態，但(dan)與(yu)太陽能、風能發(fa)展(zhan)的“熱火(huo)朝天”相比(bi)，生物(wu)質能源發(fa)展(zhan)仍(reng)顯得“叫好不叫座”。
在報告中指出，發展(zhan)清潔能(neng)(neng)源是(shi)改(gai)善能(neng)(neng)源結構、保障(zhang)能(neng)(neng)源安全、推進生(sheng)態文明建設的重(zhong)要任務。與此同時，我(wo)國經(jing)濟由高速增(zeng)長(chang)向高質量發展(zhan)轉變。生(sheng)物(wu)質利(li)用(yong)面臨綠色發展(zhan)的新的現實需(xu)求。
生物(wu)(wu)質(zhi)包括農(nong)作(zuo)物(wu)(wu)秸稈(gan)、林(lin)業剩余(yu)物(wu)(wu)、農(nong)產品加工廢棄物(wu)(wu)、畜禽糞便、城(cheng)市生活垃(la)圾等。據(ju)統計，目前生物(wu)(wu)質(zhi)資源有1700億噸，中國(guo)正在(zai)以不(bu)到世界7%的土地，承載著近三分之一的中低品位(wei)生物(wu)(wu)質(zhi)排放(fang)。
“人(ren)類社會廢棄的生物質是環境(jing)污染的zui大(da)源頭，總量超過70%，若不(bu)加以充分利(li)用，會形成(cheng)嚴重的排放問(wen)題。”南京(jing)工業大(da)學教授、中國工程(cheng)院院士歐陽平凱(kai)說。
轉變生(sheng)物質利用發展思路迫在眉睫(jie)。“利用生(sheng)物制造，將秸稈等廢棄生(sheng)物質高值化利用，對解(jie)決環境、能源、材(cai)料(liao)的轉型升級將發揮重要作用。”歐陽平凱說。
生物質有新用途
2016年(nian)(nian)底我國發布(bu)的(de)“生物質能發展十三五規劃”指出，到2020年(nian)(nian)燃料乙醇產量達400萬噸。
制(zhi)備能源(yuan)是(shi)生物(wu)質zui為(wei)傳統的利用(yong)方向，但目前燃料酒精(jing)大多以(yi)糧食為(wei)原料，生物(wu)質制(zhi)備燃料酒精(jing)的潛能有待發(fa)掘(jue)。
“由于(yu)生(sheng)物質(zhi)是自(zi)然界(jie)zui豐富的(de)(de)含碳有機(ji)大(da)分子功能體(ti)，生(sheng)物質(zhi)煉制成(cheng)(cheng)為(wei)降低燃(ran)料酒(jiu)精(jing)成(cheng)(cheng)本的(de)(de)重要途徑(jing)。以(yi)木(mu)質(zhi)素高值化利用為(wei)方向的(de)(de)第四代(dai)燃(ran)料乙醇技術，可(ke)以(yi)使木(mu)質(zhi)纖(xian)維(wei)素酒(jiu)精(jing)比傳統用糧食酒(jiu)精(jing)的(de)(de)成(cheng)(cheng)本降低30%以(yi)上(shang)，是提高木(mu)質(zhi)纖(xian)維(wei)素酒(jiu)精(jing)競爭力的(de)(de)有效(xiao)途徑(jing)。”歐陽平(ping)凱說。
生(sheng)(sheng)物(wu)質(zhi)還可(ke)以用(yong)來制(zhi)備生(sheng)(sheng)物(wu)基材(cai)料(liao)。“傳統的高分子材(cai)料(liao)存在(zai)白色(se)污染、生(sheng)(sheng)物(wu)安(an)全(quan)性(xing)(xing)(xing)差(cha)等缺陷，生(sheng)(sheng)物(wu)基材(cai)料(liao)過(guo)程安(an)全(quan)性(xing)(xing)(xing)高、生(sheng)(sheng)物(wu)可(ke)降解性(xing)(xing)(xing)好、生(sheng)(sheng)物(wu)安(an)全(quan)性(xing)(xing)(xing)好、材(cai)料(liao)性(xing)(xing)(xing)能也有所提升。”歐陽平凱說。
此外，歐陽(yang)平凱表示(shi)，通過(guo)合成生物學技術改造細(xi)胞(bao)工廠，以(yi)木質纖維素水(shui)解(jie)液中(zhong)的五碳糖和六碳糖為原料，可以(yi)生產油脂，緩解(jie)我國對進口大豆的依賴。
賈敬敦(dun)告訴記者(zhe)，生(sheng)物(wu)質能源的發(fa)展(zhan)(zhan)應該與美麗鄉村建設(she)相結合(he)，與城(cheng)市(shi)發(fa)展(zhan)(zhan)相結合(he)，充分(fen)發(fa)揮(hui)生(sheng)物(wu)質產業技(ji)術(shu)在生(sheng)態環(huan)境改善和清(qing)潔(jie)能源產品(pin)方面的雙向清(qing)潔(jie)作用。同(tong)時(shi)，技(ji)術(shu)研究應瞄準注入生(sheng)物(wu)基材料、化(hua)學品(pin)、高(gao)附加值燃料等(deng)高(gao)值化(hua)的轉化(hua)途徑(jing)，利(li)于產業的推進發(fa)展(zhan)(zhan)。
科技支撐高值化
生(sheng)物質高值(zhi)化利(li)用的(de)各個方向，都有(you)亟待解決的(de)科(ke)學問題。“生(sheng)物質的(de)高值(zhi)科(ke)技，是(shi)研發(fa)高值(zhi)產品的(de)支撐。”賈(jia)敬敦在(zai)會議發(fa)言(yan)時說。
在(zai)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)制備燃料酒精方面(mian)，中國科學院過程工程研(yan)(yan)究所研(yan)(yan)究員陳洪(hong)章表示，要(yao)使生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)煉制燃料酒精產業形(xing)成競爭力，還需要(yao)用科學研(yan)(yan)究層面(mian)破解天然(ran)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)抗降解屏障，突破生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)轉化過程的效率問(wen)題(ti)，并實現生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)資源工農一體化利用新模式。
生物(wu)(wu)制(zhi)氫過程中也存(cun)在諸多制(zhi)約技術(shu)工(gong)業化應(ying)用的科學問題(ti)。“科技工(gong)作者還需要(yao)探討各類(lei)生物(wu)(wu)質原料的預(yu)處(chu)理、產氫微生物(wu)(wu)選(xuan)育(yu)方法(fa)和技術(shu)、生化反應(ying)動力學特征(zheng)及調控方法(fa)、工(gong)藝(yi)技術(shu)優化方法(fa)等問題(ti)，以提(ti)高產氫效率、降(jiang)低生物(wu)(wu)制(zhi)氫成本。”在河南(nan)農業大學副校長(chang)張國全說。
中科院廣州能(neng)源研(yan)究所(suo)所(suo)長、研(yan)究員(yuan)馬隆龍(long)表示(shi)，生物質(zhi)能(neng)轉化(hua)利用仍存(cun)在(zai)轉化(hua)過程效率低(di)、產品附加值低(di)、成(cheng)(cheng)本高等瓶頸，需要在(zai)定(ding)向(xiang)解聚、催化(hua)材料等生物質(zhi)高值轉化(hua)的共性科學問題方面形成(cheng)(cheng)新(xin)的理論突破。
在利用(yong)生(sheng)物(wu)質制備新材(cai)料方面，“與發達國家相比，我國無論是在與產品的數量，還(huan)是產業(ye)的規模和水平上都還(huan)存在較大的差距(ju)。”中國林(lin)業(ye)科學(xue)研究(jiu)院(yuan)副院(yuan)長儲富祥表示，我國亟(ji)待(dai)突破生(sheng)物(wu)基(ji)材(cai)料生(sheng)物(wu)合成、定(ding)向重組、功(gong)能化等前沿技術(shu)，開發生(sheng)物(wu)基(ji)材(cai)料綠色(se)制備技術(shu)，降低生(sheng)產成本，提(ti)高產品經濟型(xing)與產品性能。
此外，生物質資源的開發利用是一個多學科交叉、融合的新興研究領域。“生物質資源開發利用需要物理、化學、植物學、微生物學等多個學科的知識。”在中國生物質能技術研究開發中心副理事長、中國工程院院士蔣劍春看來，促進學科間相互滲透、交叉，是解決木質纖維類生物質的重要前提。
檢測生物質燃料熱值可選用鶴壁市恒科儀器儀表有限公司生產的生物質顆粒熱值測定儀，生物質燃料熱值化驗機等分析儀器。
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