小秸秆“撑”起循环经济大产业

　　图为参加秸秆深加工产业高质量发展大会的代表参观安徽丰原集团秸秆制糖联产黄腐酸生产线

　　小满天天赶，芒种不容缓。当下，我国正处于“夏收、夏种、夏管”的“三夏”大忙季节。各种农作物收割后，剩下大量秸秆。或是还田，或是焚烧，秸秆大多时候被看作农业废弃物。

　　而在安徽省蚌埠市固镇工业园，秸秆的“一出好戏”正在精彩“热映”。它们经过切碎、清洗、预热、机械揉搓、稀碱液低温蒸煮、逆流洗涤、酶解过滤等多道程序后，先是变成了混合糖液和黄腐酸，最后有的会变成聚乳酸，有的会变成乙醇，还有的会变成有机肥再回到田间地头。小小的秸秆正以一种全新的方式，展现出多彩的“面貌”，“撑”起循环经济大产业。

　　农作物光合作用的产物一半在籽实，一半在秸秆。据中国农业科学院环发所研究员于佳动提供的数据，2021年我国秸秆产生量8.65亿吨，可收集量7.34亿吨，利用量6.47亿吨。由此可见，秸秆不仅是农业生产的副产物，更是重要的资源。秸秆高值化利用就是找回农业生产的另一半，是农业延伸的重要方向。

　　生物经济是中国工业领域的一个重要分支。2022年5月我国首次发布生物经济五年规划——《“十四五”生物经济发展规划》。《规划》明确了生物经济是实现高水平科技自立自强的重要方向，并提出要依托生物制造技术，实现化工原料和过程的生物技术替代，推动化工、材料等重要工业产品制造与生物技术深度融合。

　　作为重要的可再生资源，秸秆资源富含热能和碳、氮、磷、钾、微量元素等。且相比废塑料等其他废弃物，秸秆的分布更加集中，有助于保持供应稳定性。在2023年1月工信部等六部门联合印发的《加快非粮生物基材料创新发展三年行动方案》中，秸秆成为唯一被三次点名的品类。秸秆，慢慢的变成了促进工农业协调发展、助力乡村振兴和美丽中国建设的优选项。

　　中国工程院院士、浙江工业大学教授郑裕国2023年3月在《人民日报》撰文表示，生物制造作为全球新一轮科技革命和产业变革的战略制高点之一，正在改变物质生产方式，实现生产原料、制造工程、产品性质的重大革新，因此被视为制造领域一次新的“工业革命”。

　　他说，理论上，全球一半以上的重要化学品可以用生物制造方法获得，但目前真正的完成生物制造的产品仅占很小一部分。从技术赋能经济发展角度来看，理论比例和实际应用之间的巨大差距，意味着新的经济增长点。这也是世界各国抢占生物制造科技制高点的原因所在。

　　“以非粮生物质作为原料的生物技术创新，将带来新一轮科技革命。通过生物基资源替代化石基资源，能从根本上实现减排和固碳。生物循环绿色的经济发展模式，将成为循环经济助力降碳的新路径和减少白色污染的代塑新方案，秸秆高值化利用将为实现‘双碳’目标提供新路径。”5月27日，中国循环经济协会副会长李边卓在秸秆深加工产业高质量发展大会暨中央、省市媒体蚌埠行活动上如是说。

　　“在‘捡回来的另一半农业’中，秸秆综合利用是主体，充分的利用秸秆可产生经济和环境双重效益。一方面，秸秆综合利用能保护环境，秸秆转化为生物质能源可改善现有能源结构;另一方面，秸秆综合利用可提升土地产出率和资源利用率，增加经济效益。”安徽丰原集团董事长李荣杰在上述活动的现场接受记者正常采访时表示。

　　“2021年我国秸秆综合利用率达到了历史高位88.1%，但总体还处于还田为主、离田多元利用为辅的低值化发展阶段，急需向原料化利用等高值高效利用转型。目前，秸秆制糖技术已实现工业应用。随着这一技术的逐步提升，将可能逐步替代生物质发电、秸秆人造板材等低效益利用方式。在保证粮食安全、重要农产品供给的前提下，秸秆还田、饲料化利用之外的秸秆资源均可作为秸秆制糖的原料。由此推算，用于秸秆制糖高值利用的资源量约有1.61亿吨，可生产混合糖6210万吨、聚乳酸等生物基材料5209万吨，还可以开发糖类食品、生物航煤、黄腐酸有机肥等多方面用途。”于佳动介绍道。

　　农业农村部规划设计研究院能环所副所长冯晶表示，目前我国秸秆综合利用的主要路径包括肥料化、饲料化、燃料化、基料化和原料化，其中以秸秆为原料生产生物基材料具备明显的高值化优势，是我国实现绿色低碳发展的重要路径。

　　随着绿色发展理念的普及，秸秆高值化利用在国内掀起了热潮，不少企业布局秸秆高值化利用。如中粮集团、河南天冠和山东龙力生物等企业已掌握纤维素酶生产的基本工艺，形成以“预处理、酶解、发酵”为主要工艺路线的生物转化技术平台。杭州德泓科技有限公司用小麦秸秆等农业废弃物制备聚乳酸的千吨级示范线正在加速建设。圣泉集团百万吨级“圣泉法”植物秸秆精炼一体化项目(一期)在黑龙江大庆市全面投产。安徽丰原集团年处理1.5万吨的秸秆制糖联产黄腐酸工艺示范线成功投产运营。

　　其实，我国从上世纪六七十年代就开始了生物制造的尝试和探索，国际上杜邦等众多企业也一直在秸秆高值化利用等方面做研发。

　　但受制于成本等因素，几十年过去了，非粮生物基材料一直不温不火。国内众多示范生产线的建设，是否意味着产业化突破的曙光初现?

　　“安徽丰原集团这项技术的突破为我们国家发展秸秆生物制品、乳酸、聚乳酸等非粮生物基材料提供了重要的技术储备。”冯晶表示。

　　从秸秆到混合糖，再从混合糖到聚乳酸，然后联产黄腐酸有机肥，并延伸出塑料加工、纺织、工业及家用装饰材料、生物化学品、生物燃料、生物肥料等六大产业集群。5月27日的活动上，记者亲眼见证了一根秸秆在蚌埠如何走出了产业高值化利用之路。

　　“在实际运行过程中，安徽丰原集团的这项技术可达到2.5～2.7吨秸秆生产1吨混合糖，联产1.5～1.7吨黄腐酸有机肥;副产的糖渣可产生蒸汽和电，用于支持聚乳酸的生产。同时，生产的全部过程中的废水和碱液可全部实现循环使用。”蚌埠星河秸秆生物科技有限公司助理工程师贾辰介绍说。这也印证了丰原以秸秆为原料的生物基产品开发利用正发展成为极具前途的“绿金经济”。

　　“将秸秆资源转化为具有高的附加价值的商品，可实现工农复合型产业。在‘双碳’背景下，以秸秆为原料的生产的全部过程能提升企业的碳汇价值，为下游生物基制品改善碳足迹数值，实现产品减碳甚至实现产品碳中和创造新的市场机遇。”国家发改委环资司原司长任树本曾公开表示。

　　但据工信部公开资料，与基于传统粮食原料规模化生产生物基材料路线相比，秸秆等非粮生物质在原料预处理、提高糖化和发酵转化效率、降低综合成本等方面还有较大难度。目前，国内基于非粮生物质的生产技术正处于攻关爬坡阶段，工业菌种(群)与酶蛋白功能元件制备、非粮生物质标准化采收保存及预处理、非粮生物质高效糖化、非粮生物质糖替代传统粮食发酵转化等关键平台技术正待突破。

　　这些难点问题该如何突破呢?李荣杰和记者说，“纤维素酶制剂技术和菌种发酵技术可谓‘生物芯片’。有了‘生物芯片’的支撑，就可以对秸秆做深加工，提高其附加值。不仅能让秸秆从废弃物变成新物质资源，还有助于实现乡村振兴和绿色低碳发展，助推我国生物制造经济换道超车。”

　　由安徽丰原集团牵头完成的“农作物秸秆高效制糖联产黄腐酸关键技术与装备”项目，不久前通过了农业农村部科技发展中心组织的技术评价。由中国工程院院士周卫和王玉忠领衔的鉴定组认定，整体达到国际领先水平，其中木质纤维素复合酶生产技术和两步法综纤维素酶解糖化技术达到国际领先水平。该技术突破了利用农作物秸秆生产乳酸、聚乳酸的技术壁垒，全面掌握乳酸菌种选育、发酵控制、分离纯化、聚合反应全产业链核心技术和生产管理经验，已在安徽、广东、江西等省份推广应用，具有非常明显的生态、经济和社会效益。

　　实际应用根据结果得出，利用秸秆制糖副产的黄腐酸肥料，既是植物生长剂，又是土壤改良剂。每亩施用25千克含85%有机质的黄腐酸肥料，土壤有机碳含量当年就能提高10%～20%，是秸秆粉碎直接还田效果的5~6倍。

　　“生物芯片”不仅进一步提升了秸秆利用的产业链价值，还以秸秆为原料生产聚乳酸，每吨成本从1.7万～1.8万元降到1.3万～1.5万元;黄腐酸肥料更是直接反哺了农业，为工农复合产业价值链提升打造出了一把金钥匙。

　　在蚌埠采访时，记者见到了宁波家联科技股份有限公司董事长王熊。他表示，在全球“限塑、禁塑”和绿色低碳发展的大趋势下，该公司提前布局，深度投入研发建成10万吨生物全降解材料数字化改性车间，为客户提供绿色可持续产品解决方案。秸秆制糖技术与玉米淀粉制糖技术相比，具有较大的成本优势。家联现有全球知名客户均对全降解产品有着极大需求，产业应用广泛，未来行业发展前途广阔。

　　记者在蚌埠还偶遇了千里迢迢赶来的新疆昌吉国家农业科技园管委会副主任常元利。

　　“棉花种植是新疆重要的产业，仅昌吉州棉花种植培养面积就达170万亩，棉花秸秆体量巨大。黄腐酸作为一种绿色有机肥，对新疆特色农产品特别是果蔬的发展，提高农产品绿色有机品质上很有价值。这次我们来，就是打算与安徽丰原集团合作，把棉花秸秆利用起来，实现棉花秸秆的高值化。这样棉花就能实现‘全身是宝、点草成金’，可以在全疆推广。”常元利对秸秆深加工的合作很是期待。

　　农产品的增收提质效果确实是看得见的。安徽丰原集团的实验对比显示，将黄腐酸含量为15%～18%、腐殖酸含量为30%～35%的有机肥施入西瓜田后，瓜秧的长势和结瓜数量明显好于未施有机肥的瓜秧，且西瓜的成熟期平均缩短10天。每亩地施用量仅需50千克，若按3.5元/千克计算，农地施肥成本低，很容易达到化肥用量减半的效果。

　　每一棵农作物都是一台绿色能源生产机器，秸秆高值化利用的技术创新，为发展乡村产业，构筑完备的乡村产业体系提供了有力的科技支撑。

　　“未来，秸秆高值化利用产业化发展将沿着秸秆、混合糖、聚乳酸、下游应用、联产黄腐酸有机肥等产业链集群发展，包括从混合糖到聚乳酸再到改性材料等;从混合糖到生物乙醇再到生物航煤等；从黄腐酸有机肥到有机优质农业种植再到设施农业等，并将逐步拓展成塑料加工产业集群、纺织产业集群、工业及家用装饰材料产业集群、生物化学品产业集群、生物燃料产业集群和生物肥料产业集群。”李荣杰表示，安徽丰原集团的技术真正的完成了秸秆从土里来、再到土里去的可持续发展。今后丰原会继续把脚立在田间地头、把头扎进实验室里，继续专研秸秆高值化利用技术。下一步，安徽丰原集团将以分布式糖厂的模式，以年产3万吨混合糖联产4.5万吨黄腐酸高效有机肥为建设模块，在国内秸秆资源丰富的乡镇建立混合糖厂和有机肥加工厂。同时，安徽丰原集团也期待与更多业界同仁合作，共同拓展、拓宽下游应用场景，用小秸秆“撑”起一个大产业。

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