生物質應從(cong)傳(chuan)統(tong)利(li)用(yong)方(fang)式變成資源(yuan) “變廢(fei)為寶(bao)”可以更
壹提到(dao)可再生能源(yuan)，人們(men)總(zong)會先(xian)想到(dao)太(tai)陽(yang)能(neng)、風能(neng)，zui後才(cai)能(neng)想到(dao)生(sheng)物質能(neng)源(yuan)。長期(qi)以來(lai)，生物質能(neng)源(yuan)雖被(bei)納(na)入可再生能源(yuan)之(zhi)列(lie)，卻始(shi)終(zhong)發(fa)展(zhan)得(de)“不溫不火”。如今，我(wo)國大力推進生態(tai)文(wen)明(ming)建設(she)，生物質的(de)利(li)用迎來(lai)了新(xin)的(de)發展(zhan)機遇(yu)。

科(ke)學(xue)家建議(yi)，生(sheng)物質應從(cong)傳(chuan)統(tong)的(de)能(neng)源(yuan)利用方(fang)式(shi)變成資源(yuan)，並(bing)協(xie)同解決其中(zhong)的(de)壹些(xie)基(ji)礎(chu)科(ke)學(xue)問題，同(tong)時，國家(jia)應高度重視(shi)生(sheng)物質高值(zhi)利(li)用(yong)，在(zai)國家(jia)重(zhong)點研(yan)發計劃中(zhong)設(she)立(li)“生物質綜合(he)利用(yong)”專(zhuan)項(xiang)，系(xi)統(tong)開(kai)展(zhan)多(duo)聯產技(ji)術(shu)創(chuang)新和(he)工(gong)程示範推(tui)廣(guang)。

換(huan)個思(si)路(lu)謀發展

2001年(nian)，中(zhong)國加(jia)入(ru)世界貿(mao)易組織(zhi)，中(zhong)國經(jing)濟發(fa)展(zhan)進(jin)入持(chi)續(xu)、高速(su)增(zeng)長的(de)時(shi)期(qi)。很快，化石能源短(duan)缺問題出(chu)現(xian)，並(bing)為(wei)生物質能(neng)源(yuan)提供(gong)了發(fa)展(zhan)空(kong)間。

在此(ci)背景下，21世紀(ji)的(de)zui初15年(nian)，生(sheng)物質利(li)用(yong)的基礎(chu)科(ke)學(xue)研(yan)究、技(ji)術(shu)研(yan)究、轉化應用(yong)、裝備(bei)研(yan)發都(dou)成為(wei)國家(jia)計(ji)劃支持(chi)的(de)重點(dian)，壹系(xi)列(lie)重大項(xiang)目(mu)先(xian)後(hou)啟(qi)動。

“在重(zhong)大項(xiang)目(mu)的(de)支持(chi)下(xia)，生物質利(li)用(yong)領域(yu)取得(de)了巨(ju)大成就。” 科(ke)技(ji)部(bu)中(zhong)國農(nong)村技(ji)術(shu)開發(fa)中(zhong)心(xin)主任、研(yan)究員賈敬(jing)敦說。

但(dan)是(shi)，盡管技(ji)術(shu)突(tu)破(po)為(wei)生(sheng)物質利(li)用(yong)開創(chuang)了新(xin)業態(tai)，但(dan)與(yu)太(tai)陽(yang)能(neng)、風能(neng)發展(zhan)的(de)“熱(re)火朝(chao)天(tian)”相比，生物質能(neng)源(yuan)發展仍(reng)顯(xian)得(de)“叫(jiao)好(hao)不叫座(zuo)”。

在(zai)報(bao)告(gao)中(zhong)指(zhi)出(chu)，發(fa)展清(qing)潔(jie)能源(yuan)是改善能源結(jie)構、保(bao)障(zhang)能源(yuan)安(an)全(quan)、推進生(sheng)態文(wen)明(ming)建設的重要(yao)任務(wu)。與此(ci)同(tong)時，我(wo)國經(jing)濟由高速(su)增(zeng)長向(xiang)高質量(liang)發(fa)展(zhan)轉(zhuan)變。生(sheng)物質利(li)用(yong)面(mian)臨(lin)綠(lv)色發(fa)展的(de)新的現(xian)實(shi)需(xu)求(qiu)。

生(sheng)物質包(bao)括(kuo)農(nong)作物稭(jie)稈、林業剩(sheng)余(yu)物、農(nong)產品(pin)加(jia)工(gong)廢棄物、畜禽(qin)糞(fen)便(bian)、城(cheng)市生(sheng)活垃(la)圾(ji)等(deng)。據(ju)統(tong)計(ji)，目(mu)前生物質資源(yuan)有(you)1700億噸(dun)，中(zhong)國正(zheng)在以(yi)不到(dao)世(shi)界7%的(de)土(tu)地(di)，承載著(zhe)近三分之(zhi)壹的(de)中(zhong)低(di)品(pin)位(wei)生物質排(pai)放。

“人類(lei)社(she)會廢棄的(de)生(sheng)物質是(shi)環境(jing)汙(wu)染(ran)的zui大源(yuan)頭，總(zong)量(liang)超(chao)過70%，若(ruo)不加(jia)以(yi)充分利(li)用(yong)，會形成嚴(yan)重(zhong)的排(pai)放問題。”南(nan)京(jing)工(gong)業大學(xue)教(jiao)授、中(zhong)國工(gong)程(cheng)院院士歐(ou)陽(yang)平(ping)凱說。

轉(zhuan)變生(sheng)物質利(li)用(yong)發展思(si)路(lu)迫(po)在(zai)眉睫。“利(li)用(yong)生(sheng)物制造(zao)，將(jiang)稭(jie)稈等(deng)廢棄生(sheng)物質高值(zhi)化(hua)利(li)用(yong)，對解決環境(jing)、能源、材(cai)料(liao)的轉型(xing)升(sheng)級將發揮(hui)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)。”歐(ou)陽(yang)平(ping)凱說。

生(sheng)物質有(you)新(xin)用途

2016年(nian)底(di)我(wo)國發(fa)布的(de)“生物質能(neng)發(fa)展十三五(wu)規(gui)劃(hua)”指(zhi)出(chu)，到(dao)2020年(nian)燃料(liao)乙(yi)醇產量(liang)達(da)400萬噸(dun)。

制(zhi)備能源是(shi)生(sheng)物質zui為(wei)傳(chuan)統(tong)的(de)利(li)用(yong)方向，但(dan)目(mu)前燃料(liao)酒精大多(duo)以糧食(shi)為原(yuan)料(liao)，生物質制(zhi)備(bei)燃料(liao)酒精的(de)潛能(neng)有(you)待發(fa)掘(jue)。

“由於生物質是(shi)自(zi)然(ran)界zui豐(feng)富(fu)的含(han)碳(tan)有(you)機(ji)大分子(zi)功能體，生(sheng)物質煉制成為(wei)降低(di)燃料(liao)酒精成本(ben)的(de)重要(yao)途(tu)徑(jing)。以木質素高值(zhi)化(hua)利(li)用(yong)為方向的第(di)四(si)代(dai)燃料(liao)乙(yi)醇技(ji)術(shu)，可以使木質(zhi)纖維(wei)素酒精比(bi)傳(chuan)統(tong)用(yong)糧(liang)食(shi)酒精的(de)成本(ben)降低(di)30%以上(shang)，是提高木質纖(xian)維(wei)素酒精競爭力的有效(xiao)途(tu)徑(jing)。”歐(ou)陽(yang)平(ping)凱說。

生(sheng)物質還可以用來制(zhi)備生物基材(cai)料(liao)。“傳(chuan)統(tong)的(de)高分子(zi)材(cai)料(liao)存在白(bai)色汙(wu)染(ran)、生物安全(quan)性(xing)差等(deng)缺陷，生物基材(cai)料(liao)過程安全性(xing)高、生物可降解性(xing)好(hao)、生(sheng)物安全(quan)性(xing)好(hao)、材(cai)料(liao)性(xing)能也(ye)有所提升(sheng)。”歐(ou)陽(yang)平(ping)凱說。

此(ci)外，歐(ou)陽(yang)平(ping)凱表(biao)示，通(tong)過合(he)成生(sheng)物學(xue)技(ji)術(shu)改造(zao)細(xi)胞工(gong)廠(chang)，以木(mu)質(zhi)纖(xian)維(wei)素水(shui)解液中(zhong)的(de)五(wu)碳(tan)糖和(he)六(liu)碳糖為原(yuan)料(liao)，可以生產油脂(zhi)，緩(huan)解我(wo)國對(dui)進(jin)口(kou)大豆(dou)的依賴。

賈敬(jing)敦告(gao)訴記(ji)者，生(sheng)物質能(neng)源(yuan)的發展(zhan)應該與(yu)美(mei)麗(li)鄉(xiang)村建(jian)設(she)相結(jie)合(he)，與城(cheng)市發(fa)展相結合(he)，充分發(fa)揮(hui)生(sheng)物質產(chan)業技(ji)術(shu)在生(sheng)態環境(jing)改善和(he)清(qing)潔(jie)能源(yuan)產品(pin)方(fang)面(mian)的(de)雙向(xiang)清(qing)潔(jie)作用(yong)。同時，技(ji)術(shu)研(yan)究應瞄(miao)準(zhun)註入生(sheng)物基材(cai)料(liao)、化學(xue)品(pin)、高附(fu)加(jia)值(zhi)燃料(liao)等(deng)高值(zhi)化(hua)的(de)轉(zhuan)化途徑，利於(yu)產(chan)業的(de)推(tui)進發(fa)展。

科(ke)技(ji)支撐(cheng)高值(zhi)化(hua)

生(sheng)物質高值(zhi)化(hua)利(li)用(yong)的各個方向，都(dou)有(you)亟(ji)待解決的科(ke)學(xue)問題。“生(sheng)物質的(de)高值(zhi)科(ke)技(ji)，是(shi)研(yan)發高值(zhi)產(chan)品(pin)的(de)支撐(cheng)。”賈敬(jing)敦在會議發言時(shi)說。

在生物質制(zhi)備(bei)燃料(liao)酒精方(fang)面(mian)，中(zhong)國科(ke)學(xue)院過程工程研(yan)究所研(yan)究員陳洪章表(biao)示，要(yao)使(shi)生(sheng)物質煉制燃料(liao)酒精產(chan)業形(xing)成競爭力，還需(xu)要(yao)用(yong)科(ke)學(xue)研(yan)究層(ceng)面(mian)破(po)解天(tian)然(ran)生(sheng)物質抗降解屏障(zhang)，突(tu)破(po)生(sheng)物質轉(zhuan)化(hua)過程的效(xiao)率(lv)問題，並(bing)實(shi)現(xian)生物質資源(yuan)工(gong)農(nong)壹體化(hua)利用新(xin)模式。

生(sheng)物制氫(qing)過程中(zhong)也(ye)存在諸(zhu)多制(zhi)約技(ji)術(shu)工業化(hua)應用(yong)的(de)科(ke)學(xue)問題。“科(ke)技(ji)工(gong)作者還需(xu)要(yao)探(tan)討各(ge)類(lei)生(sheng)物質原(yuan)料(liao)的預處(chu)理、產氫(qing)微(wei)生物選育(yu)方法(fa)和(he)技(ji)術(shu)、生化(hua)反(fan)應動力學(xue)特征及(ji)調(tiao)控方(fang)法(fa)、工(gong)藝(yi)技(ji)術(shu)優化方(fang)法等(deng)問題，以(yi)提高產氫(qing)效(xiao)率(lv)、降低(di)生物制氫(qing)成本(ben)。”在(zai)河南(nan)農(nong)業大學(xue)副(fu)校長(chang)張國全(quan)說(shuo)。

中(zhong)科(ke)院廣(guang)州(zhou)能源(yuan)研(yan)究所所長、研(yan)究員馬(ma)隆龍(long)表(biao)示，生(sheng)物質能(neng)轉(zhuan)化利用(yong)仍(reng)存在轉(zhuan)化過程效(xiao)率(lv)低、產(chan)品(pin)附(fu)加(jia)值(zhi)低(di)、成本(ben)高等(deng)瓶頸(jing)，需(xu)要(yao)在(zai)定(ding)向解聚(ju)、催(cui)化(hua)材(cai)料(liao)等(deng)生物質高值(zhi)轉(zhuan)化(hua)的(de)共(gong)性(xing)科(ke)學(xue)問題方(fang)面(mian)形(xing)成新(xin)的(de)理論突(tu)破(po)。

在(zai)利(li)用(yong)生(sheng)物質制(zhi)備(bei)新材(cai)料(liao)方面(mian)，“與(yu)發達(da)國家(jia)相(xiang)比，我(wo)國無論是在(zai)與產(chan)品(pin)的(de)數量(liang)，還是產(chan)業的(de)規(gui)模和(he)水(shui)平(ping)上(shang)都(dou)還存在較(jiao)大的(de)差距(ju)。”中(zhong)國林業科(ke)學(xue)研(yan)究院副(fu)院長儲(chu)富(fu)祥表(biao)示，我(wo)國亟(ji)待突(tu)破(po)生(sheng)物基材(cai)料(liao)生物合(he)成、定(ding)向(xiang)重組、功能化(hua)等(deng)前沿(yan)技(ji)術(shu)，開發(fa)生物基材(cai)料(liao)綠(lv)色制(zhi)備技(ji)術(shu)，降低(di)生產(chan)成本(ben)，提高產品(pin)經(jing)濟型(xing)與(yu)產品(pin)性(xing)能。

此(ci)外，生(sheng)物質資源(yuan)的(de)開(kai)發(fa)利(li)用(yong)是壹個多學(xue)科(ke)交(jiao)叉(cha)、融合(he)的新(xin)興(xing)研(yan)究領域(yu)。“生物質資源(yuan)開(kai)發(fa)利(li)用(yong)需(xu)要(yao)物理、化(hua)學(xue)、植(zhi)物學(xue)、微生物學(xue)等(deng)多個學(xue)科(ke)的(de)知(zhi)識。”在中(zhong)國生(sheng)物質能(neng)技(ji)術(shu)研(yan)究開發中(zhong)心(xin)副(fu)理事(shi)長(chang)、中(zhong)國工(gong)程(cheng)院院士蔣(jiang)劍春(chun)看(kan)來(lai)，促(cu)進(jin)學(xue)科(ke)間相互(hu)滲透、交(jiao)叉(cha)，是(shi)解決木質纖維(wei)類(lei)生(sheng)物質的(de)重(zhong)要(yao)前提。
檢測生(sheng)物質燃料(liao)熱(re)值(zhi)可選用鶴(he)壁(bi)市恒(heng)科(ke)儀器(qi)儀表(biao)有(you)限(xian)公(gong)司(si)生(sheng)產(chan)的(de)生物質顆(ke)粒熱(re)值(zhi)測定(ding)儀，生(sheng)物質燃料(liao)熱(re)值(zhi)化(hua)驗機(ji)等(deng)分析(xi)儀器(qi)。