必威 必威betway必威 必威betway经全国供销合作总社《关于组织执行2019年第四批国家推荐性标准计划的通知》（供销科标字【2020年03号）文件批复，中国再生资源资源回收利用协会\安徽省质量和标准研究院作为起草单位，起草的推荐性国家标准《秸秆收储打包体系建设规范》已经国家标准管理委员会2022第21号公告（第374项）发布即将实施。现诚邀地方政府、研究机构及秸秆设备、秸秆收储运和秸秆相关生产企业参与此国家标准推广普及、示范研讨等活动。

　　因疫情影响，导致各种会议、展会暂停或延期举办，为了充分展示秸秆、畜禽粪污等农林废弃物行业发展，展示优秀品牌企业、挖掘创新技术、推广应用产品，传播区域项目信息，宣传先进经验，现诚邀地方政府、研究机构及秸秆设备、秸秆收储运、装备制造和秸秆产品相关生产企业参与，展示企业品牌、应用产品、先进技术、市场项目和应用成果。

　　摘 要：在碳达峰、碳中和目标下，能源转型、固碳减排成为国家的重大需求。探索并打造经济可行的负碳能源模式，降低化石能源消费占比，建设绿色低碳能源体系成为国内外研究与产业的热点。生物质能是天然的碳中性能源，其在固碳减排进程中具有重要且不可代替的作用。然而，在认识上，对农林生物质资源尤其是林业生物质资源量及重要性认识不足；在技术上，单一能源化技术利用模式经济效益差；在环保上，传统直燃和气化技术存在废渣、废水污染等；在政策上，生物质是否属于清洁能源，存在较大争议，一些政策文件存在矛盾，有些部门和专家把生物质当做高污染性燃料来看待，因此现阶段生物质能的利用远未达到预期效果。目前，国内已突破农林生物质气化定向调控“电、炭、肥、热”多联产关键技术，在制备可燃气（用于发电或供热）的同时，分类定向联产活性炭、机制炭、炭基肥、液体肥等高值化产品。该技术同时将生物质原料中的大部分碳、硫和氮元素保留在炭产品中，每利用1 t生物质，得到0.2~0.25t生物质炭（含碳量65~85%），固定CO2 0.48~0.78 t。该技术在经济效益和环境效益方面具有显著的优势，可助力国家早日实现“双碳”目标。

　　减少温室气体尤其是CO2的排放，减缓气候变化，已成全球共识[]。当前，我国能源需求总量大、能源短缺，能源结构以煤炭为主。2020年，我国化石能源消费占比达84%，CO2排放总量为98.94亿t，CO2减排难度巨大[]，开发利用好生物质能是降低化石能源占比、推进能源转型的重要且不可替代的保障。

　　地球上生物质能总量达1600~1800亿t/年，相当于世界总能耗的8倍[,]。生物质具有资源量巨大、可再生、碳中性等优点，已成为国内外学术界、产业界研究和产业的热点。若农林废弃物不合理利用，任其腐烂发酵产生CH4，其温室效应将是CO2的20多倍[]。2021年9月，《Nature》发表文章表明全球枯木每年释放超过399亿吨CO2，相当于化石燃料排放量的1.15倍[]。这些生物质若不合理利用对生态环境造成巨大危害，甚至引发森林火灾。事实上，生物质能够有效替代化石能源，是具有安全性、稳定性的碳能源，也是最具产业化前景的清洁能源[]。符合国家乡村振兴发展战略，是保障国家能源安全，助力国家实现“双碳战略”目标的重要且不可替代的可再生能源。

　　近些年，生物质能有了一定的发展，但远没有达到预期效果。影响生物质能发展的主要原因：（1）对生物质的认识不足。许多专家、学者认为生物质数量不足，难以担当能源的重任。主要是因为多年来仅重点考虑了农业秸秆资源，而忽视了资源量数倍于农业秸秆的林业生物质。我国有18亿亩耕地（10亿t秸秆、0.5亿t稻壳）、43亿亩林地（过去十年已造林10亿亩，“十四五”期间计划造林5亿亩）、39亿亩草地[]。每年有大量的林业资源未得到有效高价值利用，其中森林抚育材约30亿t、木材加工剩余物约5亿t、造纸剩余物约2亿t、果木枝条约2亿t、芦苇约2亿t等。（2）传统技术经济效益差。现阶段的生物质能源推广利用技术（直燃、气化、沼气、生物柴油、生物酒精、成型燃料等），以单一产品转化为主，有的技术需要外加能源或添加化学药品，有的技术还依靠补贴为主，有的存在废渣、废水污染等，经济效益普遍偏低，许多部门及人失去信心。（3）生物质能源领域不足。国家虽然在可再生能源领域投入了大量的资金，但主要集中在风、光、水电领域。生物质能源以小型个体民营企业为主，而风、光、水电领域大部分由大型国企、央企和上市公司为主，享受超过80%的国家可再生能源补贴。（4）生物质能源是具有与煤炭能源一样的稳定性（不存在间隙性）、连续性的能源。基于对生物质能源的认识、技术、政策和导向等因素，生物质能的利用规模、经济效益、固碳减排远未达到应有的效果。

　　生物质利用技术成为国内外研究与产业的热点、发展途径多样，如制备生物质液体燃料、化学品、石墨烯等，但在技术可行性、经济性和环保性等方面尚需要突破。生物质固碳气化多联产技术已获得国家发改委、农业部、环保部、能源局、林草局等部委重视和政策支持（表1），是目前公认的、成熟的、可产业化的技术之一[]。

　　该技术是在不需要外加能源，也不需要添加任何化学药品、助剂、添加剂等条件下，发生热分解反应，将生物质中的纤维素、半纤维素、木质素大分子分解成小分子的可燃气、生物质炭和生物质液的过程，进而转化为“热、电、气、炭、肥”等多种高值产品（图1）。生物质炭是国际公认的最具经济可行性的碳封存手段。然而，国内外关于传统生物质气化技术的著作、论文、教材中，气化技术仅有可燃气，剩下的都是灰渣和废水。生物质固碳气化多联产技术实现能源利用的同时产出生物质炭和生物质液（肥料），兼具良好的经济、社会和生态效益。

　　国内研究单位根据生物质组成、流动性等不同，将生物质分为秸秆类、果壳类、木片（竹）类三大类，研究揭示了生物质固碳气化特性与反应机制，攻克了生物质脱氧富碳、气化定向调控等关键技术瓶颈，创制了连续化智能化规模化气化多联产系列成套装备，开发了电炭肥热系列产品，解决了行业长期存在的资源利用效率低、产品单一、废水废渣污染、规模化生产连续稳定性差、经济效益不佳等突出共性问题[]。

　　（1）气化多联产供热模式：规模可大可小（单台设备可供4~30 t·h-1锅炉）。

　　（2）内燃机发电模式：生物质经过热解气化产生可燃气经净化后进入燃气内燃机燃烧发电，同时产生物质炭和生物质液。单机0.5~3 MW。  （3）锅炉汽轮机发电模式：生物质经过热解气化产生可燃气，热燃气不经冷凝直接进入锅炉燃烧产生蒸汽推动汽轮机发电，同时产生物质炭。单机达6 MW。  （4）气化耦合燃煤发电模式：生物质气化产生的热燃气与燃煤锅炉耦合发电，可减少化石燃料消耗，同时产生物质炭。单机达10 MW。

　　以6 MW生物质发电多联产项目为例，年利用原料8万t，发电4200万kW·h，为4~5 t·h-1锅炉供热，得到生物质炭1.6~2.0万t（产率20~25%），节约标煤约1.68万t，减排CO2约4万t，减排NOX约123 t，减排SO2约400 t。

　　生物质气化多联产的减排效益显著。1 t生物质（其中碳元素含量约50％）需要从环境中吸收1.83 t CO2（光合作用），1 t生物质气化后，0.88 t的CO2（含碳0.24 t）将被固定在生物质炭产品中[]。因此，该技术减排效果显著，实现了CO2负排放。

　　2.3生物质固碳气化多联产的产品性能与作用（1）生物质可燃气：热值为900~1300 kcal/Nm3，可燃成分有CH4、CO、H2等，不可燃成分有N2、CO2等。可燃气经净化后可用于内燃机发电或集中供气，热燃气可以直接送入锅炉燃烧供热或蒸汽轮机发电。

　　（2）生物质炭：生物质炭根据原料不同，分为木（竹）炭、果壳炭、稻壳炭、秸秆炭等。木竹及果壳原料可制备活性炭（气化得到的生物质炭活化制备活性炭所需活化时间更短、得率更高）、机制烧烤炭、工业用炭，秸秆类的炭由于其灰分含量高，适合做炭基复合肥（生物质炭含量10-30%），有如下效果：每千克的秸秆炭中含K 53 g、N 4.3 g、P 2.6 g、Mg 3.52 g、微量元素Cu 0.015 g、Fe 0.58 g、Zn 0.11 g，所以生物质炭还田可以解决肥料的中微量元素不足问题，平衡施肥，同时生物质炭来自作物，由于其同源性，各种元素更有利于作物吸收，有利于提高农作物的产量和品质。生物质炭具有良好的缓释效果、稳定土壤的pH值，改善土壤的微生物环境，修复板结、退化、酸化及污染的土壤等功效，已在皖、苏、湘、赣、黑、云等多省市推广使用[]。

　　（3）生物质提取液：生物质提取液是生物质热解气化时产生的液体成分，经冷凝、分离、收集得到，含有酸类、醇类、酯类、醛类、酮类、酚类等多种化学成分。生物质提取液可生产促进作物生长的液体肥，由于植物源液来自于作物、吸收迅速、抗病增产，因此生物质提取液既有肥效又有药效，达到了天然的药肥一体化效果，是西医理论无法达到的效果[]。近20多年来，生物质提取液肥已在宁、鲁、赣、皖、湘、黑、云等多省市推广并大量应用于各种大田作物、经济作物、蔬菜、水果等农林作物。    根据全生命周期计算，肥料生产设备和生产过程产生的碳排放使作物产生的温室气体碳足迹高，我国化肥过量施用导致的碳排放甚至占农业碳排放的60%以上[,4]。生物质炭基肥和液体肥的使用实现了传统化肥和农药的减量，如将10~30%的生物质炭和生物液添加到肥料中，按照我国每年肥料用量7000万t计，每年可减少肥料用量1400万t，这将大力促进农业转向低碳、绿色、循环及可持续发展。

　　（1）河北承德地区是全国杏壳集散地、也是果壳活性炭产业中心。传统活性炭技术生产1t需烧2t煤，成本高、污染大、能耗高。承德地区属于三省交界地，气温低，供暖时间长、需求大，宾馆浴室小煤炉多。采用生物质固碳气化多联产技术，建成了“杏壳生物质气化发电联产活性炭、肥、热”项目（图2），淘汰了市区宾馆浴室小煤炉。该项目每年发电2100万度（0.75元/度），价值1575万元，生产活性炭6000 t（9000元/t），价值5400万元，热水（80 ℃）20万t（20元/t），价值400万元，提取液2600 t（生产液体肥约4970 t，5000元/t），价值2485万元。总产值约9860万元。经济和环境效应极佳，是传统生产活性炭产值的3倍，利润是原来的4倍[]。另外节约标煤约8400 t，减排CO2约2.1万t，6000 t活性炭固定CO2约1.8亿吨，总减排固碳达3.9亿吨[]。

　　（2）河北滦平果木废料多，冬季供暖时间长，供暖成本高，采用生物质固碳气化多联产技术，建成了“果木废料分布式清洁供暖联产活性炭”项目（图3）。该项目于2018年建成了16.4万m2的供暖生产线的供暖生产线个供暖季，主要用于学校、等冬季供暖。该项目在生物质固碳气化-热燃气燃烧供暖的同时，得到具有广阔应用价值的活性炭产品，淘汰了燃煤锅炉，达到CO2减排作用，产生了良好的经济与环境效益。近三年，替代燃煤3.6万t，减排 CO2 9.6万t，新增产值10530万元，新增利税6863万元。

　　（3）吉林秸秆资源丰富，资源利用率低、焚烧污染大，冬季供暖时间长，清洁能源需求大。在吉林市高新区建成“秸秆生物质分布式清洁供暖”项目（图4）。该项目于2017年建成了65.2万m2用于吉林市高新区职业教育产业园清洁供暖，2020年全部达产后达到120万m2的秸秆清洁供暖生产线个供暖季。近三年，该项目新增产值5628万元，新增利税1407万元。该项目年消耗2.5万t秸秆，替代1.02万t标准煤，减排CO2 2.66万t，SO2 246 t，NOx 72 t，经济、社会、环保等综合效益十分显著。

　　（4）云南西双版纳的橡胶是国家战略资源，橡胶木产量大，木材加工企业多，利用率低（＜50%），同时木材加工企业对热蒸汽需求量大。采用生物质固碳气化多联产技术，建成了“4 t蒸汽锅炉生物质气化联产炭、热”项目（图5）。该项目年消耗2万t橡胶木加工剩余物，产生2.88万t蒸汽，同时得到木炭2700 t，总产值达924万元。该项目与传统燃煤锅炉相比，可节约标煤0.29万t，减排CO2 0.92万t，0.27万t炭固定CO2约0.83万t，总减排CO2约1.75万t。相对于传统直接燃烧锅炉，橡胶木废料气化联产炭技术，提高了橡胶木加工企业的经济和环境效益。

　　（5）安徽省颍上县大米加工企业多，稻壳资源量大。采用生物质固碳气化多联产技术，建成了“3 MW稻壳气化发电联产炭、肥”项目（图6）。该项目每年发电2100万度（0.75元/度），价值1575万元，生产稻壳炭10000 t（2000元/t），价值2000万元，生产炭基肥18500 t（3000元/t），价值5550万元。总产值约9125万元，节约标煤约8400 t，减排CO2 2.7万t，1万稻壳t炭固定CO2约2万t，总减排固碳CO2约4.7万t。

　　（6）在山东省临沂市建成以生物质提取液为原料生产生物质活性液体肥料的生产线，同时建成以秸秆炭为原料的炭基肥生产线。针对不同地域和作物的差异化需求，复配一定量的N、P、K及其它中微量元素，有良好的增产增质效果。液体肥年产2000 t，炭基肥年产2万t，在苏、鲁、宁、赣、冀、辽等多省市应用，2013年企业获得2个肥料登记证并通过环保生态肥料认证，形成了生物质基肥产品（碧丰宝、棉丰宝、茄果宝、花生果大壮、翠多收等品牌），市场占有率90%以上。

　　（1）林业的面积、生长时间和生物量是农业的数倍。如果国家把林业当做农业来重视（包括管理、施肥、浇水、基础设施建设可便于机械化操作及运输的道路等），林业生物质数量还会数倍增加，达到百亿吨以上，实现习在今年参加首都义务植树活动时指出的，森林是水库、钱库、粮库和碳库（即能源库）的多元功能与多重价值[]，也是“绿水青山就是金山银山”的具体体现。习关于林业工作的重要论述，为重构林业价值体系、实现林业高质量发展开阔了思路，指明了方向。

　　（2）国家若将部分煤矿工人转变成林业能源工人，将山上的林业三剩物和城市、乡村、道路（520万公里）修剪的枝条收集，有以下五方面显著效果：一是可以有效起到森林防火作用；二是减少CH4、CO2等温室气体大量排放；三是为先进的生物质固碳气化多联产技术提供丰富的原料，并解决森林病虫害（在800 ℃左右条件下气化，病虫害都会灭亡）；四是大量增加居民就业与收入；五是改善城市、乡村和道路环境，变成美丽乡村、美丽城市和景观道路等。

　　（3）我国如将100亿t农林生物质用于固碳气化多联产技术与产业，可发电约6万亿kW·h（我国目前年用电约8万亿kW·h），减排CO2约40亿t，同时生产生物质炭20亿t，固定CO2约60亿t，总减排CO2约100亿t，相当于我国全年CO2排放总量，这对我国甚至世界清洁能源、减排、绿色发展具有重要意义。

　　周建斌，1965年9月，博士/教授/博士生导师，俄罗斯工程院院士/俄罗斯自然科学院院士。现任生物质气化多联产国家创新联盟理事长、国家林草局生物质多联产工程技术研究中心主任、江苏省生物质气化多联产工程研究中心主任、江苏省能源研究会常务理事、中国林产工业协会活性炭副秘书长、中国能源协会专家委员会副主任委员、有机固废技术创新产业联盟副理事长、中国林学会活性炭专业委员会常委、中国兵工学会活性炭委员会常委等。担任《中国林业百科全书》、《林产化学与工业》、《林业工程学报》等期刊编委、《Materials》、《Frontiers in Energy Research》客座主编、《Energy Conversion and Management》、《Cellulose》、《Energy & Fuels》、《Biomass Conversion and Biorefinery》等特约审稿专家。

　　一直从事生物质能源与炭材料的教学、研究及产业化工作30余年，培养硕士、博士研究生40余名，发表学术论文100多篇，出版专著教材5部，主持和参与国家级、省部级科研项目20余项，企业委托科技攻关项目100余项，授权国家发明专利30余项，获省部级鉴定成果12项，先后荣获国家科技进步一等奖、国家科技进步二等奖、江苏省科技进步一等奖、浙江省科技进步一等奖、国家林草局梁希林业科技进步一等奖等。为国家林草原局生物质热解气化多联产创新团队负责人，入选江苏省“六大人才高峰”、江西省首批“双千计划”人才、“姑苏创新创业领军人才”、山东省“泰山创新创业”人才计划，项目技术获2021年中国国际互联网＋大赛金奖、科技部首届全国颠覆性技术创新大赛总决赛优秀奖。享受国务院特殊津贴专家，2019年荣获中央/国务院/联合颁发的庆祝中华人民共和国成立70周年纪念章。

　　在世界首创“生物质气化热、电、气、炭、肥多联产技术”并实现大规模产业化（在皖、冀、苏、赣、湘、浙、滇等省及国外），探索出了一条农林生物质利用“绿色、低碳、循环、可持续”发展之路，形成了生物质气化发电联产炭、肥、热产业链，推动并引领了世界生物质能源（气化发电、供热、供暖）、生物质炭（活性炭、工业用炭、机制烧烤炭）、生物质肥（生物质炭基肥、液体肥）等行业技术的发展。

　　在国内外首创了生物质能源多种清洁并行利用方式，以承德华净活性炭公司为例，包括生物质气化发电并网联产活性炭、炭基肥料、液体肥，发电机尾气余热产生热水供承德平泉市的浴室、宾馆 （替代小型燃煤锅炉）使用，经过余热锅炉降温后尾气输入蔬菜大棚，起到了对大棚供暖和补充二氧化碳、强化植物光合作用，达到了节能减排和环保的效果，为我国区域性清洁能源供热和农村大棚供暖提供了绿色发展模式。

　　生物质气化多联产技术2016年10月28日得到了时任了中央常委、国务院副总理对南京林业大学的生物质能源多联产技术作出了批示，2017年以来国家发改委、能源局、科技部、工信委、农业部、林业局等10多个部委相继采纳并发文在全国推广实施生物质能源多联产项目。

　　（1）、颠覆创新了传统生物质气化（能源）的技术（100多年），本技术不仅有生物质能源，还可以生产生物质炭、肥料！

　　（2）、颠覆创新了活性炭生产的技术（100多年），传统活性炭生产需要烧煤（2吨煤/吨活性炭），本技术生产活性炭过程中不仅不需要外加能源，在生产活性炭过程中还可以发电、供热、产肥料！

　　（3）、颠覆创新了几千年的世界烧炭的技术（3000多年），传统的烧炭技术污染环境、效率低、劳动强度大，本技术在生产炭的同时还可以发电、生产肥料！

　　（4）、创新了肥料的历史（使用炭基肥料、生物质提取液肥料，可以直接减少肥料用量10%-30%并且具有一定的药效，同时修复板结、退化、污染的土壤）！必威 betway必威必威 betway必威