破解秸稈焚燒處理難題 推動(dòng)生物質(zhì)新材料產(chǎn)業(yè)化

▲6月10日安徽麥?zhǔn)战斩捠者\(yùn)。

▲農(nóng)民喜收炭基肥西瓜。

　　如果通過技術(shù)手段將秸稈熱裂解，產(chǎn)生的氣體、液體、固體等三相物質(zhì)都有用處。整個(gè)過程的物質(zhì)循環(huán)率能達(dá)到85%以上，且能有效“減排”近0.6噸CO2當(dāng)量。

　　青年創(chuàng)業(yè)者李鳳雷在遼寧省建平縣承包了400多畝的大棚，一年不到的時(shí)間，棚里的櫻桃番茄、西葫蘆、小黃瓜等特色果蔬不僅產(chǎn)量高，而且莖稈粗壯、葉子挺闊、口感清脆。“上午收獲，下午就可以運(yùn)送到北京的超市，新鮮優(yōu)質(zhì)！”李鳳雷說。

　　讓他底氣十足的“秘訣”是南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教授潘根興團(tuán)隊(duì)創(chuàng)制的炭基肥，而這款減肥又增產(chǎn)的肥料竟是由多年來讓人頭疼的秸稈變身而來。

　　從2009年開始，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院教授、農(nóng)業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境研究所所長潘根興帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)聚焦秸稈焚燒處理難、利用難、推廣難的問題，在國內(nèi)率先研制示范農(nóng)業(yè)廢棄物熱裂解生物質(zhì)炭循環(huán)資源化技術(shù)，并成功牽手優(yōu)勢(shì)行業(yè)企業(yè)，推動(dòng)發(fā)展生物質(zhì)新材料產(chǎn)業(yè)化，使新技術(shù)走出“深閨”，走向應(yīng)用，為解決農(nóng)業(yè)秸稈等廢棄物循環(huán)利用探出了新路。

　　秸稈渾身都變出了“寶”

　　和李鳳雷一樣，江蘇宜興徐舍鎮(zhèn)的種植戶王大伯也嘗到了“甜頭”。差不多十年前，一位聲稱是省城來的大學(xué)教授向他“推銷”新式技術(shù)“炭土壤肥料”。因?yàn)閾?dān)心被“坑”，他還提前簽了保本協(xié)議，要求潘根興每年補(bǔ)貼他800元一畝的試驗(yàn)費(fèi)。

　　結(jié)果顯示，肥料果然管用。這種肥料是將一種黑色的炭施入土壤，和鄰居家的稻田對(duì)比，水稻不僅從不倒伏，土質(zhì)還特別松軟、透氣，少施追肥，少噴農(nóng)藥，稻米比別人家的更好吃。

　　王大伯地里用的就是從秸稈里“變”出來的生物質(zhì)炭。潘根興解釋說，在高溫密閉的系統(tǒng)中，回收來的秸稈通過熱裂解技術(shù)，轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)炭。施了生物炭的土壤，會(huì)有炭顆粒與土壤結(jié)合，土壤會(huì)更加疏松，根系更為發(fā)達(dá)，植物也更加健康。

　　據(jù)了解，在自然狀態(tài)下，傳統(tǒng)秸稈還田的資源轉(zhuǎn)化率僅為5%，不僅耗時(shí)長，且會(huì)影響發(fā)苗和農(nóng)作。旱地條件下，1噸秸稈分解一般會(huì)釋放0.7~0.8噸CO2當(dāng)量的溫室氣體，稻田還會(huì)釋放大量甲烷。

　　但是，如果通過技術(shù)手段將秸稈熱裂解，產(chǎn)生的氣體、液體、固體等三相物質(zhì)都有用處——氣體是生物質(zhì)可燃?xì)猓捎米?a href="http://www.msthinker.com/" target="_blank">能源；液體可以加工為葉面調(diào)理劑或液體有機(jī)肥；固定殘?jiān)褪巧镔|(zhì)炭，可以用作土壤改良劑，進(jìn)而加工成炭基肥。

　　“整個(gè)過程的物質(zhì)循環(huán)率能達(dá)到85%以上，且能有效‘減排’近0.6噸CO2當(dāng)量。”潘根興給記者算了一筆賬，通過技術(shù)處理，令人頭疼的秸稈渾身都變出了“寶”。

　　此外，潘根興說，經(jīng)過450℃~550℃的高溫處理，秸稈中含有的病原菌被殺死，農(nóng)藥殘留被去除，同時(shí)，重金屬的活性大大降低，秸稈中含有的鎘、鉛等重金屬有效含量會(huì)下降80%以上。

　　新技術(shù)走出深閨

　　“給我3噸稻秸稈，還你1噸生物質(zhì)炭，生產(chǎn)4噸炭基肥，外加2000方可燃?xì)饽茉础?rdquo;據(jù)潘根興介紹，通過熱裂解技術(shù)，稻秸和稻殼還能有效地轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)炭，節(jié)能又環(huán)保。

　　這讓付興國眼前一亮，作為傳統(tǒng)石化龍頭企業(yè)——北京三聚環(huán)保新材料股份有限公司的副總裁，他正在為尋找替代傳統(tǒng)化石能源的新循環(huán)產(chǎn)業(yè)方向犯愁。

　　2015年底，付興國到南京實(shí)地考察潘根興說的這套新技術(shù)和新裝備。一個(gè)想著讓新技術(shù)走出深閨，一個(gè)亟待給舊能源換上新衣，兩人一拍即合，三個(gè)月時(shí)間不到，雙方就簽訂校企戰(zhàn)略合作協(xié)議，合作共建“三聚—南農(nóng)”農(nóng)業(yè)生物質(zhì)綠色工程中心。

　　付興國告訴記者，“1噸秸稈（回收）的成本是300多元，3噸差不多是1000多元，但轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)氣、炭、液，一噸產(chǎn)值3000多元。”

　　2016年，雙方進(jìn)一步展開合作，成立了秸稈生物質(zhì)炭高效利用工程技術(shù)研究中心，提升開發(fā)了大型秸稈熱解生物質(zhì)炭化的配套生產(chǎn)系統(tǒng)，單臺(tái)套年處理秸稈能力可達(dá)3萬~5萬噸。

　　除了轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源，近年來，雙方聚焦于將生物炭與肥料結(jié)合，制成“炭基肥”。該肥料價(jià)格與市場(chǎng)上常見的復(fù)合肥相當(dāng)，又可有效減少10%~15%的化肥量，因而很受農(nóng)戶歡迎。

　　高校專注于提供技術(shù)支撐，企業(yè)則負(fù)責(zé)打通產(chǎn)業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)， “三聚—南農(nóng)”模式開始被各地復(fù)制。2017年4月，來自東北、新疆、河南、山東、湖北和江蘇等地近20家企業(yè)牽手南農(nóng)大，合作興建秸稈生物質(zhì)企業(yè)，預(yù)計(jì)到2020年，年處理秸稈500萬噸以上，產(chǎn)值達(dá)200多億元。

　　打通“最后一公里”

　　產(chǎn)品何處去的問題解決了，但秸稈從何來？

　　在淮安市淮陰區(qū)凌橋鄉(xiāng)，近年來夏收季節(jié)已經(jīng)難見成捆的秸稈躺在田間地頭，取而代之的是一臺(tái)臺(tái)大機(jī)器滿載著秸稈集中運(yùn)往回收點(diǎn)，機(jī)器“吃”進(jìn)去的是秸稈，“吐”出來的則是手指粗細(xì)、成條狀的秸稈顆粒。

　　淮安聯(lián)創(chuàng)秸稈合作社經(jīng)理李永奇告訴記者，這是秸稈顆粒機(jī)，農(nóng)戶們將秸稈從田里收上來，在自家門口就能初加工。“這‘家伙’一天能處理10多噸秸稈。”

　　以往秸稈從田間地頭走向工廠車間的過程中，運(yùn)輸和儲(chǔ)存會(huì)耗費(fèi)大量的成本。如今，拉到田間地頭的秸稈處理機(jī)，不僅解決了秸稈運(yùn)輸和存儲(chǔ)的問題，還帶動(dòng)了當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶增收。“以往就靠拿35元一畝的（秸稈回收）補(bǔ)貼，現(xiàn)在將秸稈拉進(jìn)顆粒機(jī)里‘滾’一下，一噸顆粒能賣500多，賺個(gè)兩三百塊！”村民朱海清說。

　　在田間設(shè)備的開發(fā)上，潘根興團(tuán)隊(duì)致力于為不同規(guī)模的農(nóng)田提供多樣化的選擇。比如有的對(duì)于秸稈原料化的處理只是簡(jiǎn)單的切割粉碎、省工省電，適合規(guī)模較大的家庭農(nóng)場(chǎng)；有的是牽引式可移動(dòng)的設(shè)備，可在田間完成作業(yè)，減少秸稈運(yùn)輸?shù)某杀?，真正解決了秸稈處理“最后一公里”的問題。

　　如今，與老百姓不斷提升的餐桌需要相適應(yīng)，炭基肥已從大田作物轉(zhuǎn)向了特色果蔬，在安徽、遼寧、內(nèi)蒙古等地投入大棚應(yīng)用，減肥20%以上，直接提高收益30%左右。“不僅將秸稈變成炭基肥，同時(shí)帶動(dòng)生產(chǎn)更多的優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品，這才是生態(tài)農(nóng)業(yè)的必由之路。”潘根興說。

　　從“引智”到“輸出”

　　2010~2015年，潘根興團(tuán)隊(duì)聘請(qǐng)了國際生物質(zhì)炭權(quán)威專家作為團(tuán)隊(duì)兼職教授，指導(dǎo)生物質(zhì)炭的研究及技術(shù)發(fā)展。如今，通過集成創(chuàng)新，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)從當(dāng)初的“引智”走向了“輸出”。

　　“中國已經(jīng)領(lǐng)跑世界生物炭技術(shù)。”在2015年召開的全球生物質(zhì)炭項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)上，法國大自然保護(hù)國際基金會(huì)主席Guy Reinauld這樣評(píng)價(jià)。同一年，潘根興團(tuán)隊(duì)還參與了聯(lián)合國全球生物質(zhì)炭項(xiàng)目，并承擔(dān)了首期對(duì)參與國的技術(shù)培訓(xùn)。至今，潘根興團(tuán)隊(duì)舉辦了3期國際生物質(zhì)炭培訓(xùn)，也承擔(dān)了我國政府“亞專”對(duì)東南亞國家的秸稈生物質(zhì)炭綠色農(nóng)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)推廣。

　　“綠色發(fā)展”理念將是新時(shí)代三農(nóng)工作的引領(lǐng)。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)副校長丁艷鋒認(rèn)為，提倡綠色生產(chǎn)，實(shí)際上是通過提高資源利用率，擺脫過去過度依賴資源消耗促進(jìn)“量”的發(fā)展，轉(zhuǎn)向更加注重滿足“質(zhì)”的需求。

　　近年來，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)致力于“激活”農(nóng)業(yè)廢棄物等“錯(cuò)放的資源”，從產(chǎn)學(xué)研合作出發(fā)，積極探索“科學(xué)研究—技術(shù)發(fā)展—農(nóng)業(yè)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化”一體化發(fā)展的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)路徑。

　　潘根興團(tuán)隊(duì)讓技術(shù)“走出深閨”，變秸稈為寶便是其中的范例。（■通訊員 許天穎 記者 胡璇子）