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秸秆制作生物炭走出研究室

生物技术 时间:2020-01-01 23:28:49 作者:莫敖坤
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近日,“生物炭产业发展战略”研讨会在辽宁省沈阳市召开,中国科学院、中国工程院、农业部、中国农业大学、淅江大学等单位的60余位专家学者与会。会议认为,生物炭研究要面向应用解决生产实际问题,主动争取政府支持让更多研究成果落地转化为现实生产力。

在田间地头实现炭化处理

我国粮食生产实现了十一连增,但这种只种不养的高强度掠夺式生产方式、长期过量的化肥投入、日趋剧烈的气候变化,造成了土壤的大面积退化。据统计,我国粮食收获所产生的秸秆高达7亿吨,其中只有不到1/3的秸秆实现了还田,秸秆肥料化利用率仅为15.6%,而秸秆焚烧屡禁不止。为了克服这个老大难的问题,沈阳农业大学教授、中国工程院院士陈温福率先提出了“秸秆炭化还田”理念与技术体系,2011年组建了辽宁省生物炭工程技术研究中心。

该中心为解决长期制约农林废弃物资源化利用和产业化发展的原料收集难、储运成本高等“瓶颈”问题,研发了以“半封闭式亚高温缺氧干镏炭化新工艺和移动式组合炭化炉”为核心的生物炭制备技术,实现了农林废弃物在田间地头的炭化。为了减少化肥施用量,中心研发了可提高养分利用效率的生物炭肥料;为了调整农村能源结构、改善农民生产条件,中心探讨了生物质能源化利用的可能性。

陈温福院士说,为了加速以“秸秆炭化还田技术”为代表的生物炭产业发展、实现产学研用的有机结合,该中心积极与辽宁金和福农业开发有限公司协作开展技术的开发和推广,逐步建立起“以生物炭为核心,以简易制炭技术为基础,以生物炭肥和土壤改良剂为主要发展方向,兼顾能源应用”的农林废弃物炭化综合利用理论与技术体系,面向全产业链的生物炭研发体系基本建成。

生物炭做肥料增产效果好

2014年,生物碳进行了在相关企业的参与下开展了推广试点工作,取得了良好的经济与生态效益。云南威鑫农业科技股份有限公司去年进行了烤烟专用炭醋缓释配方肥田间试验,在姚安县的对比试验显示:用当地推荐的肥料最高亩产229公斤,中上等烟比率73%,亩产值5552元,用炭醋缓释配方肥最高亩产252公斤,中上等烟比率高达90%,亩产值6324元。“今年我们公司准备在云南示范推广2.8万亩,云南全省烟草面积600万亩,如果全部使用生物碳的话增产效益将相当可观。”威鑫农业公司总经理蔡志远说。

沈阳农业大学在辽宁省彰武县、法库县、辽中县、新民市和铁岭县开展了炭基产品示范,其中水稻平均增产8%、玉米平均增产7.55%、花生平均增产9.44%、马铃薯平均增产8.5%。通过秸秆综合利用、生物炭材料销售、炭基产品应用增产等途径,共实现农民增收328.28万元、CO2减排3078.8吨。辽中县沈阳农业大学卡力马院士工作站负责稻田管理的当地农民王友山说:“使用了炭基肥,352亩水稻平均亩增产105斤。与常规掺混肥相比,增产率7.66%,亩增产效益在百元以上。”

沈阳农业大学教授孟军向记者介绍说,推广生物炭技术,不仅有利于促进农民增收、就业以及农业增产,还有助于提高农业废弃物综合利用水平、减少散乱堆放和焚烧等面源污染,从而实现农民增收、生活环境改善、减少二氧化碳等温室气体排放,为我国的固碳减排任务做出贡献。

生物炭产业化进程加速

生物炭产业化,需要解决秸秆回收、秸秆炭化、炭基肥料应用等难题。金和福公司已经推出了3项国家高新技术产业项目:一是秸秆高效收割机,能将田间的立秆、铺放或散状的秸秆自动切割捡拾,通过粉碎、压缩制成外形整齐规则的长方体。二是多联产生物炭化成套设备,能将作物秸秆、食用菌基质、果树树枝等农林废弃物制成优质生物炭。三是生物炭基肥料制造设备,能将生物炭精细特殊工艺的处理,制成显著提高地温、延长肥效、改良土壤的生物炭基肥。这些设备系统成套、性能稳定高效,将大大加速生物炭产业化的发展进程。

“我们公司的多联产生物炭化成套设备,一天能处理9吨秸秆、制3吨生物炭,一套要60万元,已经销售了几十台。生物炭基肥料更是供不应求,50公斤一包售价110元,与普通化肥比价格差不多。公司计划到2017年,每年生产2000台秸秆高效收割机,1500套多联产生物炭成套设备,100万吨生物炭基肥料,处理农林废弃物120万吨。”金和福公司总经理刘金说。

但是由于原料收集受季节限制,加工成产品的产业链比较长、资金利用率低,政府没有具体的补助政策,生物炭产业化受到影响。金和福公司产能最大可以达10多万吨,但实际只有6、7万吨。按一亩大田施40公斤炭基肥计算,一年产量能还不够200万亩大田用量。“生物炭产业将是我国最具潜力的新兴产业,国家应该鼓励发展。我们现在更希望得到政府的生产资金扶持,比如一吨炭基肥给补多钱,这样企业有效益,才能把秸秆转化做得更好。”刘金说。

专家点评

农业部环境保护科研监测所所长任天志:生物炭为秸秆污染治理开辟了新的途径,同时能改良土壤。

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