2024年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，一項(xiàng)名為“農(nóng)林生物質(zhì)廢棄物氣化供熱聯(lián)產(chǎn)電、炭、肥關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化”的項(xiàng)目榮獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。第一完成人，南京林業(yè)大學(xué)二級(jí)教授、俄羅斯工程院外籍院士周建斌回憶，“在人民大會(huì)堂接過證書的那一刻，感觸萬千。”

這不僅是對(duì)他團(tuán)隊(duì)20余年科研攻關(guān)的肯定，更是對(duì)“農(nóng)林生物質(zhì)”這一重要能源品種最有力的正名。

當(dāng)黨的二十屆四中全會(huì)提出，“加快經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型，建設(shè)美麗中國”“加快建設(shè)新型能源體系，積極穩(wěn)妥推進(jìn)和實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，加快形成綠色生產(chǎn)生活方式”;當(dāng)“十五五”規(guī)劃綱要新增“能源強(qiáng)國”建設(shè)目標(biāo)，2030年非化石能源占能源消費(fèi)總量比重將達(dá)25%——周建斌和團(tuán)隊(duì)感到，農(nóng)林生物質(zhì)的發(fā)展迎來了新的機(jī)遇。在他看來，面對(duì)化石能源進(jìn)口“卡脖子”困境以及“雙碳”戰(zhàn)略的迫切需求，我們必須重新審視農(nóng)林生物質(zhì)——這個(gè)每年蘊(yùn)藏量高達(dá)百億噸的“零碳寶藏”。

被誤讀的零碳能源蘊(yùn)藏巨大潛力

長(zhǎng)期以來，在部分政策目錄和公眾認(rèn)知中，農(nóng)林生物質(zhì)(秸稈、樹枝、木廢料)曾被歸類為“高污染燃料”。

“這是一種屬性的誤讀。”周建斌指出，“農(nóng)林生物質(zhì)是國際公認(rèn)的零碳能源。它的化學(xué)組成主要是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，不是污染物。之所以產(chǎn)生污染，是因?yàn)橹比既∨嚷浜蟮睦梅绞?，不是能源本身的問題。”

他列舉了一組數(shù)據(jù)：我國石油進(jìn)口超73%、天然氣進(jìn)口近50%、煤炭進(jìn)口約10%，能源安全面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。而與此同時(shí)，地球上生物質(zhì)總量每年高達(dá)1600億—1800億噸，相當(dāng)于世界總能耗的5倍。僅中國，19億畝耕地每年產(chǎn)生超過10億噸秸稈;42.6億畝林地、39.6億畝草地、0.3億畝園地以及城市綠化、道路綠化、城市公園等，每年修剪和間伐，每畝可以獲得2—3噸生物質(zhì)廢料。因此，我國每年生產(chǎn)著超百億噸的生物質(zhì)資源。

“合理利用就能變廢為寶。”周建斌引用2021年《自然》雜志的文章說，“枯木每年釋放近400億噸二氧化碳，是化石燃料的1.15倍。農(nóng)林廢棄物在地里腐爛發(fā)酵會(huì)產(chǎn)生甲烷，其溫室效應(yīng)是二氧化碳的20多倍，還會(huì)引發(fā)森林大火。利用它，是減碳;放任它，是增排。”

經(jīng)過多年研究，周建斌團(tuán)隊(duì)堅(jiān)信，生物質(zhì)能作為唯一含碳的穩(wěn)定可再生能源，是構(gòu)建新型能源體系、替代化石能源的不二之選。

一項(xiàng)技術(shù)顛覆三個(gè)產(chǎn)業(yè)

傳統(tǒng)的生物質(zhì)氣化技術(shù)，單一產(chǎn)氣，存在廢渣和廢水處理難題，長(zhǎng)期依賴政府補(bǔ)貼，推廣艱難。傳統(tǒng)的活性炭生產(chǎn)，靠燒煤，耗能高。而傳統(tǒng)的燒炭工藝，更是冒著濃煙，效率低下。

周建斌團(tuán)隊(duì)在張齊生院士提出的“生物質(zhì)氣化多聯(lián)產(chǎn)”理念基礎(chǔ)上，經(jīng)過20多年攻關(guān)，完成了一場(chǎng)顛覆性的創(chuàng)新。

“我們的技術(shù)，是在不需要外加能源的條件下，讓生物質(zhì)在熱解氣化過程中，同時(shí)產(chǎn)出燃?xì)?生物質(zhì)可燃?xì)饪梢蕴娲烊粴?、固體(生物質(zhì)炭可以替代煤炭)、液體(生物質(zhì)提取液)3種產(chǎn)品。”周建斌將這項(xiàng)技術(shù)的精妙之處娓娓道來。

以一座3MW的項(xiàng)目為例，每年消耗3.5萬噸農(nóng)林廢棄物，不僅能發(fā)2100萬度綠電，還能產(chǎn)出6000噸活性炭和7440噸肥料，總產(chǎn)值近億元。這徹底改變了生物質(zhì)利用只能吃補(bǔ)貼的窘境。

顛覆能源生產(chǎn)：不僅提供穩(wěn)定的熱能、電能，生產(chǎn)過程本身不再消耗化石能源。

顛覆材料制備：生產(chǎn)活性炭不再需要外部能源輸入，反而能聯(lián)產(chǎn)電能、熱能。與國外同類技術(shù)相比，南京林業(yè)大學(xué)的技術(shù)建設(shè)成本僅為美國加州大學(xué)類似項(xiàng)目的1/6不到，且早已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。

顛覆農(nóng)肥技術(shù)：生物質(zhì)炭富含作物所需的鈣、硅、鐵、鋅、鎂等中微量元素，具有較大的比表面積。將其還田，可以減少化肥用量10%—30%，不僅能改良板結(jié)的土壤，還能修復(fù)重金屬污染。“為什么現(xiàn)在的瓜果吃不出小時(shí)候的味道?因?yàn)橥寥览锏闹形⒘吭乇煌钢Я恕Ｉ镔|(zhì)炭還田，是把地力的根養(yǎng)好。”周建斌解釋道。

看不見的中醫(yī) 摸得著的雙碳

在周建斌的實(shí)驗(yàn)室里，除了黑色的炭，還有一種棕褐色的液體——生物質(zhì)提取液。這被看作是打開高品質(zhì)農(nóng)業(yè)的一把鑰匙。

“這東西成分復(fù)雜，有酸類、酚類、酯類，如果用西醫(yī)理論分析不清楚，但從中醫(yī)的整體觀念來看，它既有肥效又有藥效。”噴在果樹上，果實(shí)提前成熟、色澤光亮、糖分提高;用于飼養(yǎng)場(chǎng)所，可以消毒除臭。這是一種天然的“藥肥一體化”方案，體現(xiàn)了生物質(zhì)全元素利用的智慧。

而看得見的貢獻(xiàn)，則體現(xiàn)在對(duì)國家“雙碳”戰(zhàn)略的支撐上。

周建斌算了一筆清晰的碳賬：每利用1噸生物質(zhì)，通過光合作用、能源替代和生物質(zhì)炭的永久固碳，可綜合減排二氧化碳3.6—4噸。

“特別是這個(gè)‘炭’，它是把大氣中的二氧化碳通過植物光合作用固定下來的產(chǎn)物。”他提到，2025年，南京年達(dá)環(huán)境科技有限公司利用秸稈炭化還田多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)示范項(xiàng)目，產(chǎn)生的330噸碳清除量，在國際碳信用認(rèn)證平臺(tái)Puro成功掛網(wǎng)銷售并獲簽碳信用，成為國內(nèi)首個(gè)在該國際碳信用平臺(tái)交易成功的項(xiàng)目。

周建斌興奮地表示，1噸生物質(zhì)炭相當(dāng)于固定了2噸多二氧化碳，在歐洲的交易價(jià)格約150美元。這不僅解決了環(huán)境問題，還創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)價(jià)值。如果將我國每年百億噸的生物質(zhì)資源利用起來，年減排量可達(dá)上百億噸，相當(dāng)于全國一年的碳排放總量。這為實(shí)現(xiàn)我國“3—5年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、提前實(shí)現(xiàn)碳中和”的目標(biāo)提供了一條切實(shí)可行的技術(shù)路徑。

政策東風(fēng)已至 產(chǎn)業(yè)迎來新定位

2025年1月1日起正式施行的《中華人民共和國能源法》第二十六條明確：“國家鼓勵(lì)合理開發(fā)利用生物質(zhì)能，因地制宜發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電、生物質(zhì)能清潔供暖和生物液體燃料、生物天然氣。”

2024年6月，國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)文推動(dòng)煤電機(jī)組耦合生物質(zhì)發(fā)電，要求具備摻燒10%以上生物質(zhì)燃料的能力。2025年，生態(tài)環(huán)境部將“純農(nóng)林生物質(zhì)并網(wǎng)發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)”納入CCER方法學(xué)征求意見，生物質(zhì)的綠色價(jià)值終于可以在碳市場(chǎng)變現(xiàn)。

一系列政策的密集出臺(tái)，讓周建斌看到了希望。他呼吁，國家應(yīng)將林業(yè)生物質(zhì)像農(nóng)業(yè)一樣重視起來，改變“封山育林”的舊觀念，科學(xué)開展森林撫育間伐，把部分煤礦工人和林業(yè)消防工人轉(zhuǎn)變?yōu)榱謽I(yè)能源工人。

“我們不是在燒柴火，我們是在開發(fā)生態(tài)油田;我們不是在處理垃圾，我們是在城市周邊建立碳匯工廠。”周建斌認(rèn)為，“隨著CCER市場(chǎng)的開放和技術(shù)的成熟，農(nóng)林生物質(zhì)在新型能源體系中，理應(yīng)占據(jù)主導(dǎo)地位。它不是補(bǔ)充能源，而是主體能源的候選者，是聯(lián)結(jié)能源安全、鄉(xiāng)村振興與碳中和的戰(zhàn)略紐帶。”

從南京林業(yè)大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室，到遍布全國20多個(gè)省份的產(chǎn)業(yè)化基地，周建斌團(tuán)隊(duì)正用一次次實(shí)踐證明：那些閑置在林間地頭的枯枝秸稈，通過科技創(chuàng)新與科學(xué)應(yīng)用，能燃燒出照亮未來的火光。