農林生物質在新能源體系中潛力無限

2024年度國家科學技術獎勵大會上，一項名為“農林生物質廢棄物氣化供熱聯產電、炭、肥關鍵技術與產業化”的項目榮獲國家科學技術進步獎二等獎。第一完成人，南京林業大學二級教授、俄羅斯工程院外籍院士周建斌回憶，“在人民大會堂接過證書的那一刻，感觸萬千。”

這不僅是對他團隊20余年科研攻關的肯定，更是對“農林生物質”這一重要能源品種最有力的正名。

當黨的二十屆四中全會提出，“加快經濟社會發展全面綠色轉型，建設美麗中國”“加快建設新型能源體系，積極穩妥推進和實現碳達峰，加快形成綠色生產生活方式”；當“十五五”規劃綱要新增“能源強國”建設目標，2030年非化石能源占能源消費總量比重將達25%——周建斌和團隊感到，農林生物質的發展迎來了新的機遇。在他看來，面對化石能源進口“卡脖子”困境以及“雙碳”戰略的迫切需求，我們必須重新審視農林生物質——這個每年蘊藏量高達百億噸的“零碳寶藏”。

被誤讀的零碳能源蘊藏巨大潛力

長期以來，在部分政策目錄和公眾認知中，農林生物質（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，“農林生物質是國際公認的零碳能源。它的化學組成主要是纖維素、半纖維素和木質素，不是污染物。之所以產生污染，是因為直燃取暖等落后的利用方式，不是能源本身的問題。”

他列舉了一組數據：我國石油進口超73%、天然氣進口近50%、煤炭進口約10%，能源安全面臨嚴峻挑戰。而與此同時，地球上生物質總量每年高達1600億—1800億噸，相當于世界總能耗的5倍。僅中國，19億畝耕地每年產生超過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噸生物質廢料。因此，我國每年生產著超百億噸的生物質資源。

“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。農林廢棄物在地里腐爛發酵會產生甲烷，其溫室效應是二氧化碳的20多倍，還會引發森林大火。利用它，是減碳；放任它，是增排。”

經過多年研究，周建斌團隊堅信，生物質能作為唯一含碳的穩定可再生能源，是構建新型能源體系、替代化石能源的不二之選。

一項技術顛覆三個產業

傳統的生物質氣化技術，單一產氣，存在廢渣和廢水處理難題，長期依賴政府補貼，推廣艱難。傳統的活性炭生產，靠燒煤，耗能高。而傳統的燒炭工藝，更是冒著濃煙，效率低下。

周建斌團隊在張齊生院士提出的“生物質氣化多聯產”理念基礎上，經過20多年攻關，完成了一場顛覆性的創新。

“我們的技術，是在不需要外加能源的條件下，讓生物質在熱解氣化過程中，同時產出燃氣（生物質可燃氣可以替代天然氣）、固體（生物質炭可以替代煤炭）、液體（生物質提取液）3種產品。”周建斌將這項技術的精妙之處娓娓道來。

以一座3MW的項目為例，每年消耗3.5萬噸農林廢棄物，不僅能發2100萬度綠電，還能產出6000噸活性炭和7440噸肥料，總產值近億元。這徹底改變了生物質利用只能吃補貼的窘境。

顛覆能源生產：不僅提供穩定的熱能、電能，生產過程本身不再消耗化石能源。

顛覆材料制備：生產活性炭不再需要外部能源輸入，反而能聯產電能、熱能。與國外同類技術相比，南京林業大學的技術建設成本僅為美國加州大學類似項目的1/6不到，且早已實現大規模產業化。

顛覆農肥技術：生物質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%，不僅能改良板結的土壤，還能修復重金屬污染。“為什么現在的瓜果吃不出小時候的味道？因為土壤里的中微量元素被透支了。生物質炭還田，是把地力的根養好。”周建斌解釋道。

看不見的中醫 摸得著的雙碳

在周建斌的實驗室里，除了黑色的炭，還有一種棕褐色的液體——生物質提取液。這被看作是打開高品質農業的一把鑰匙。

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

而看得見的貢獻，則體現在對國家“雙碳”戰略的支撐上。

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

“特別是這個‘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物。”他提到，2025年，南京年達環境科技有限公司利用秸稈炭化還田多聯產技術示范項目，產生的330噸碳清除量，在國際碳信用認證平臺Puro成功掛網銷售并獲簽碳信用，成為國內首個在該國際碳信用平臺交易成功的項目。

周建斌興奮地表示，1噸生物質炭相當于固定了2噸多二氧化碳，在歐洲的交易價格約150美元。這不僅解決了環境問題，還創造了經濟價值。如果將我國每年百億噸的生物質資源利用起來，年減排量可達上百億噸，相當于全國一年的碳排放總量。這為實現我國“3—5年實現碳達峰、提前實現碳中和”的目標提供了一條切實可行的技術路徑。

政策東風已至 產業迎來新定位

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：“國家鼓勵合理開發利用生物質能，因地制宜發展生物質發電、生物質能清潔供暖和生物液體燃料、生物天然氣。”

2024年6月，國家發改委、國家能源局發文推動煤電機組耦合生物質發電，要求具備摻燒10%以上生物質燃料的能力。2025年，生態環境部將“純農林生物質并網發電、熱電聯產”納入CCER方法學征求意見，生物質的綠色價值終于可以在碳市場變現。

一系列政策的密集出臺，讓周建斌看到了希望。他呼吁，國家應將林業生物質像農業一樣重視起來，改變“封山育林”的舊觀念，科學開展森林撫育間伐，把部分煤礦工人和林業消防工人轉變為林業能源工人。

“我們不是在燒柴火，我們是在開發生態油田；我們不是在處理垃圾，我們是在城市周邊建立碳匯工廠。”周建斌認為，“隨著CCER市場的開放和技術的成熟，農林生物質在新型能源體系中，理應占據主導地位。它不是補充能源，而是主體能源的候選者，是聯結能源安全、鄉村振興與碳中和的戰略紐帶。”

從南京林業大學的實驗室，到遍布全國20多個省份的產業化基地，周建斌團隊正用一次次實踐證明：那些閑置在林間地頭的枯枝秸稈，通過科技創新與科學應用，能燃燒出照亮未來的火光。