本站訊:我們賴以生存的地球家園由于人類無節(jié)制工業(yè)化正變得滿目蒼夷。
自人類文明進入工業(yè)時代,石化能源發(fā)揮著重要的作用。石油、煤炭的大規(guī)模使用,化石能源的利用造就人類更高層次的文明。然而,工業(yè)文明在極大豐富人類物質生活的同時,卻對自然造成了空前嚴重的傷害,全球生態(tài)失衡和人類生存環(huán)境的惡化。特別是因使用一次性塑料袋、餐具、吸管、農地膜等一次性石化塑料用品所造成的白色污染問題已經到了無以復加的程度。
6月3日,經合組織(OECD)發(fā)出警告,如果不采取任何措施,與2019年相比,2060年全球塑料消費量將增加近兩倍,由4.6億噸增至12.31億噸,而塑料垃圾也將以同樣的比例增加,從3.53億噸增至10.14億噸。(全球塑料展望:到2060年的政策情景)
為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,全球范圍內掀起了一場用生物可再生資源替代化石資源的大變革,生物基材料替代石油基材料是材料產業(yè)發(fā)展變革的必然,生物產業(yè)將是這場變革的重要引領者。
大力發(fā)展生物經濟,助推綠色低碳發(fā)展
5月10日,國家發(fā)展和改革委員會印發(fā)《“十四五”生物經濟發(fā)展規(guī)劃》,這也是我國首部生物經濟五年規(guī)劃。
《規(guī)劃》明確提出:“推動生物技術和信息技術融合創(chuàng)新,加快發(fā)展生物醫(yī)藥、生物育種、生物材料、生物能源等產業(yè),做大做強生物經濟?!?
《規(guī)劃》將【順應“追求產能產效”轉向“堅持生態(tài)優(yōu)先”的新趨勢,發(fā)展面向綠色低碳的生物質替代應用】明確作為優(yōu)先發(fā)展四大領域重點之一。
什么是生物經濟?
生物經濟是基于綠色生物資源(農林作物以及農林廢棄物等生物質),利用生物技術,生產滿足經濟社會對綠色可持續(xù)需求得產品,解決人口、糧食、能源、環(huán)境等方面日益增長的壓力。
生物能源助推減排降碳
我國是全球生物資源最豐富的國家之一,生物質發(fā)電、供熱、燃料乙醇、天然氣、柴油等生物質能技術和產業(yè)化漸趨成熟,具有發(fā)展生物能源環(huán)保產業(yè)的獨特優(yōu)勢。實現(xiàn)對生物能源的充分開發(fā)與利用,將極大地發(fā)揮環(huán)境效應,有效減少溫室氣體的排放量,推動化石能源向綠色低碳可再生能源轉型。
實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展、達成碳中和目標,根本方法是從能源結構進行轉型,用可再生能源、核能等清潔能源替代煤炭、石油、天然氣等化石能源。
生物經濟助力現(xiàn)代農業(yè)綠色發(fā)展
每一棵農作物都是一臺綠色能源生產機器,農業(yè)生物質能具備綠色、低碳、可持續(xù)利用等優(yōu)勢和特點。
現(xiàn)代農業(yè)綠色發(fā)展和資源節(jié)約循環(huán)利用是鄉(xiāng)村振興的必由之路,迫切需要加強農作物秸稈、畜禽糞便、農村生活垃圾等農林生物質資源綜合利用。
發(fā)揮農業(yè)農村生物質資源優(yōu)勢,就地取材、就地建廠、就地轉化、就地利用,既有利于解決綜合利用農業(yè)生物質資源,提高資源利用效率,又有利于保護生態(tài)環(huán)境;既有利于發(fā)展農村能源新產業(yè)新業(yè)態(tài),又有利于擴大農民就業(yè)和增加農民收入。
生物材料引領生物經濟發(fā)展
2018年以后,全球主要經濟體紛紛制定“雙碳”目標,要實現(xiàn)碳中和目標,核心意義就是減少使用化石資源,減少碳排放,發(fā)展可再生能源和生物經濟,實現(xiàn)經濟可持續(xù)發(fā)展。
據(jù)測算,全球塑料和化纖產量約5億噸/年,中國消耗量為1.6-1.8億噸/年(其中塑料1.1-1.3億噸/年,化纖5000萬噸/年)。據(jù)統(tǒng)計,僅有10%的塑料杯回收,每年有達800萬噸塑料垃圾流入海洋,在海洋環(huán)境下,塑料垃圾降解周期需450年以上,非但不能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,并且對全球生態(tài)環(huán)境造成災難。
利用生物質可再生資源為原料,通過生物技術加工制造生物能源和生物材料產品,以生物材料聚乳酸(PLA)替代普通塑料(PE、PP、PVC)和普通化纖(PET、PBT、PTT等),以生物基聚氨酯(Bio-PU)、生物基聚碳酸酯(Bio-PC)、生物基聚酰胺尼龍(Bio-PA)替代傳統(tǒng)化學工程材料(PU、PC、PA等),是實現(xiàn)人類共同持續(xù)發(fā)展和解決環(huán)境污染等問題的重要途徑。
生物基材料的主要分類
(1)聚乳酸 PLA
聚乳酸以玉米、農作物秸稈為原料,通過生物發(fā)酵技術制取的高純度乳酸聚合而成,是未來實現(xiàn)“碳中和”最有發(fā)展?jié)摿Φ沫h(huán)保生物材料。
聚乳酸制品具有環(huán)保、無毒、可降解、人類和動物食用后可代謝的特點,是消除白色污染的重要材料,作為醫(yī)用材料使用,在人體內無排異性,具有良好的相容性。
(2)生物基聚氨酯 Bio-PU
生物基聚氨酯以玉米、農作物秸稈為原料,生產聚乳酸多元醇、生物基異氰酸酯、生物基碳酸酯多元醇,替代傳統(tǒng)石化原料,制備的生物基聚氨酯符合環(huán)保、低碳要求,性能優(yōu)越,可廣泛應用于油漆涂料油墨、膠粘劑、發(fā)泡材料(硬泡用于工業(yè)保冷、包裝材料,軟泡用于生產海綿)、人造革、彈性體材料等領域。
(3)生物基聚碳酸酯 Bio-PC
以生物基1,3-丙二醇為原料生產生物基聚碳酸酯(Bio-PC),材料本身具有優(yōu)異高透明度、彈性、韌性,同時兼具環(huán)保、無毒、可降解等特性,已經在雙向拉伸膜、農地膜、快遞袋、食品包袋等領域進行應用。
(4)生物基聚酰胺(尼龍) Bio-PA
全生物基尼龍生產技術也已成熟,可以通過生物基戊二胺分別與生物基乙二酸、生物基丁二酸合成,制備尼龍PA54、尼龍PA52,主要用于紡織、汽車內飾、工程材料等行業(yè)
(5)聚羥基脂肪酸酯 PHA
聚羥基脂肪酸酯(PHA)是由微生物通過發(fā)酵生成的不同結構的脂肪族聚酯,是微生物代謝胞內積累的高分子材料,其性能主要由單體結構及其含量決定。PHA生物材料具有低碳、環(huán)保、可降解的性能,可廣泛使用于生物塑料、纖維、醫(yī)用材料等領域。
劃時代的農業(yè)革命
發(fā)展秸稈高值化利用是發(fā)展循環(huán)經濟實現(xiàn)雙碳目標的重要路徑
雙碳目標的背景下,通過生物基替代化石基原料,能從根本上實現(xiàn)本質減排和固碳,這是綠色低碳產業(yè)的重要技術發(fā)展方向。
豐原集團聯(lián)合中國農業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所,成功研發(fā)了以農作物秸稈為原料生產秸稈混合糖聯(lián)產黃腐酸高效有機肥技術,使用混合糖為原料,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、精餾技術等加工生物材料和生物能源,使用農作物秸稈等生物質資源,利用生物技術生產生物能源、生物材料,實現(xiàn)可再生資源的利用與轉化,變石油煤炭的“黑金經濟"為生物質原料的“綠金經濟”,以工業(yè)的方式推動農業(yè)發(fā)展,保障國家糧食安全,解決能源危機和環(huán)境污染問題,實現(xiàn)社會的綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)文明發(fā)展。
秸稈制糖聯(lián)產有機肥的工藝路線
秸稈制糖聯(lián)產有機肥的成本優(yōu)勢
以農作物秸稈為原料生產混合糖(五碳糖約30% +六碳糖約70%)聯(lián)產黃腐酸高效有機肥萬噸級工業(yè)示范線項目獲得成功!約2.5-2.7噸秸稈生產1噸混合糖,聯(lián)產1.5-1.7噸黃腐酸高效有機肥。
據(jù)測算,秸稈制混合糖成本比市場葡萄糖價格低1000元/噸。
秸稈制糖聯(lián)產黃腐酸高效有機肥的價值分析
(1)應用價值
一方面以秸稈混合糖為原料,利用特殊馴化的菌種、生物發(fā)酵技術、純化提取技術、合成聚合技術、精餾技術等加工生物材料和生物能源,替代化石資源,保障糧食安全,助力全球限塑、禁塑需求以及碳中和目標,實現(xiàn)農民增收、鄉(xiāng)村振興,以工業(yè)的方式推動農業(yè)發(fā)展。
另一方面,聯(lián)產的黃腐酸高效有機肥可以全部還田,有利于改善土壤有機質、有利于高標準農田建設、有利于黑土地保護,減少使用化學肥料,大幅減少碳排放,具有良好的環(huán)境效益、社會效益和經濟效益。踐行“兩山”理論,實現(xiàn)綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)文明發(fā)展。
(2)項目發(fā)展模式
未來可以通過利用全國主要地區(qū)每年8-9億噸秸稈等農林副產物,以分布式糖廠的模式,在鄉(xiāng)鎮(zhèn)建立混合糖和有機肥加工廠,以年產3萬噸混合糖聯(lián)產4.5萬噸黃腐酸高效有機肥為模塊建設,為美好鄉(xiāng)村、美好鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農民增收、農民就業(yè)創(chuàng)造條件,變廢為寶,找回農業(yè)生產的另一半。
結語
秸稈原料化利用是農業(yè)生態(tài)產業(yè)發(fā)展新的增長點,也是實現(xiàn)秸稈高值化利用的重要保證。將源源不斷的秸稈資源轉化為具有高附加值的商品,可有效實現(xiàn)工農復合型產業(yè),拓展農業(yè)產業(yè)鏈,增加就業(yè)機會和農民收入。
特別是在雙碳背景下,以秸稈為原料的生產過程對于提升企業(yè)的碳匯價值,為下游制品改善碳足跡數(shù)值,實現(xiàn)產品減碳甚至實現(xiàn)產品碳中和創(chuàng)造了新的市場機遇。

















