隨著全球能源綠色低碳轉型加速和生物底層技術的持續(xù)突破成熟，非糧生物基新材料產業(yè)邁進大發(fā)展階段。本中心以往研究介紹了以秸稈等農林廢棄物為原料的非糧生物基新材料聚乳酸產業(yè)，本篇基于秸稈制糖聯(lián)產黃腐酸技術再論小秸稈能撐起大產業(yè)。秸稈制糖聯(lián)產黃腐酸，是指以農作物秸稈為原料制備混合糖，并利用富含木質素的糖渣配合已分離的木質素經(jīng)發(fā)酵聯(lián)產黃腐酸。隨著技術的創(chuàng)新發(fā)展，利用該工藝能夠一次性將秸稈“吃干榨凈”，生產的黃腐酸也可重新還田，共同構建生物質循環(huán)利用體系。不僅有利于加快我國非糧生物基新材料的前進步伐，推動鄉(xiāng)村振興，還有助于保障國家糧食安全和“雙碳”目標實現(xiàn)。

國家指出“全面推進鄉(xiāng)村振興是新時代建設農業(yè)強國的重要任務”。當前鄉(xiāng)村振興正如火如荼地推進，因地制宜發(fā)展新興的高附加值產業(yè)可以為鄉(xiāng)村振興注入新的活力。本中心在前期的研究中基于產業(yè)整體視角，闡述了非糧生物基新材料聚乳酸產業(yè)通過秸稈的高值化利用，實現(xiàn)對鄉(xiāng)村產業(yè)發(fā)展的拉動，并協(xié)助改善鄉(xiāng)村生態(tài)和就業(yè)質量。

秸稈制糖聯(lián)產黃腐酸作為非糧生物基新材料聚乳酸產業(yè)流程的重要一環(huán)，是以秸稈等農林廢棄物為原材料，經(jīng)過處理分離出綜纖維素和木質素，利用綜纖維素經(jīng)酶解生產混合糖并產出糖渣，含有木質素的糖渣和之前分離出的木質素經(jīng)過發(fā)酵生產黃腐酸的生產工藝，如圖1所示。與以往秸稈制糖工藝相比，在制糖的同時增加了黃腐酸的聯(lián)合產出，實現(xiàn)了秸稈高值化高效率利用。與其他黃腐酸相比，秸稈制糖聯(lián)產的黃腐酸（后文簡稱聯(lián)產黃腐酸）在保證農業(yè)效用的同時有巨大的價格優(yōu)勢，為農業(yè)“雙減行動”的實現(xiàn)提供了有效方案，是保障黑土地改善鄉(xiāng)村生態(tài)的有力支撐，其帶來的收益也為非糧生物基新材料聚乳酸產業(yè)的進一步發(fā)展提供抓手，在改變黃腐酸產業(yè)發(fā)展走向的同時助力全面推進鄉(xiāng)村振興。

圖 1秸稈制糖聯(lián)產黃腐酸生產流程圖

一、黃腐酸產業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展

神奇的黃腐酸。黃腐酸是腐植酸中分子量較小的有機混合物，可以用作高效綠色肥料，兼有菌肥和有機肥的共同優(yōu)點，在農業(yè)生產中具有改良土壤、減少化肥使用、增強抗逆和改善農作物品質等積極作用，特別在培肥土壤、提高化肥利用率、縮短作物生長周期等方面作用突出。據(jù)中國農業(yè)科學院資料，黃腐酸主要分為礦源黃腐酸和生化黃腐酸兩種，如表1所示。其中礦源黃腐酸是由泥炭、風化煤等礦物質腐化形成的一類無定形高分子化合物組成的混合物，一般通過堿溶酸析法從礦物質中提取，黃腐酸含量可達約50%~60%，農業(yè)用效果較好，但環(huán)境污染較大、提取成本高，很難替代化肥在農田里大規(guī)模施用。生化黃腐酸是指利用微生物技術從農業(yè)廢棄物中提取得到的黃腐酸，由于農業(yè)廢棄物種類繁多且生產工藝不同，不同廠家生產的生化黃腐酸在含量和成份上都有差異，效果差別也較大。另外，生化黃腐酸相較于礦源黃腐酸，農用效果往往比較有限，但生產過程環(huán)保且成本普遍較低。

數(shù)據(jù)來源：《秸稈制糖聯(lián)產黃腐酸技術及產業(yè)進展專題研究報告》（中國農業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所）與相關文獻

技術進步推動黃腐酸產業(yè)實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展。秸稈制糖聯(lián)產黃腐酸技術通過對秸稈等農林廢棄物進行預處理，進而通過生物酶催化糖化得到混合糖，剩余的木質素和糖渣等副產物可以制成黃腐酸。國內企業(yè)基于該技術建立了秸稈高值利用技術體系，有效提高了秸稈“三素”分離及糖化效率，污染物實現(xiàn)高效回收利用，無生產廢水排放，副產物也得到高值化利用，讓秸稈從廢棄物變成新資源，助推中國生物制造經(jīng)濟換道超車。據(jù)農業(yè)農村部科技發(fā)展中心消息，安徽豐原等國內領軍企業(yè)通過全鏈條關鍵技術研發(fā)與運行模式創(chuàng)新，創(chuàng)新性地研發(fā)農作物秸稈制糖關鍵技術和微生物高效生產復合酶技術，酶解總還原糖得率可達到90%以上，同時發(fā)明了秸稈糖渣生產黃腐酸肥料技術，共同構成了秸稈制糖聯(lián)產黃腐酸技術，并實現(xiàn)產能落地。基于技術進步，國內黃腐酸產業(yè)實現(xiàn)了創(chuàng)新發(fā)展：由于聯(lián)產黃腐酸生產成本低效率高，巨大的產能潛力將助推黃腐酸肥料在農業(yè)中得到更加廣泛的應用，也將促進黃腐酸在醫(yī)療、食品等更多領域應用，并推動黃腐酸產業(yè)逐步從礦源和低端生化黃腐酸向聯(lián)產黃腐酸方向發(fā)展。

聯(lián)產黃腐酸優(yōu)勢明顯。基于秸稈制糖聯(lián)產黃腐酸技術生產的黃腐酸本質是中高端生化黃腐酸，其黃腐酸含量在35%~50%，經(jīng)技術工藝提升后黃腐酸含量可達50%~65%，與礦源黃腐酸相當。憑借其生產工藝優(yōu)勢，聯(lián)產黃腐酸中還有16%~20%含量的腐殖酸。據(jù)江西省農業(yè)科學院、云南省農業(yè)科學院的研究，聯(lián)產黃腐酸的農業(yè)效用強于礦源黃腐酸。因礦源黃腐酸價格高，一般僅用于蔬菜、水果等農業(yè)經(jīng)濟作物中，很難推廣到大田農業(yè)。聯(lián)產黃腐酸的生產成本約2500~3000元/噸，市場售價約3000~5000元/噸，與礦源黃腐酸相比，聯(lián)產黃腐酸生產成本大大降低，從有機質到黃腐酸的轉化時間也顯著縮短，憑借其成本和生產速度優(yōu)勢可推廣落實到大田農業(yè)。另外，由于使用秸稈等可再生資源生產，既有低碳可持續(xù)的特點，也解決了秸稈處理難的問題，并實現(xiàn)了秸稈的高值化利用。

二、聯(lián)產黃腐酸的重大意義

聯(lián)產黃腐酸對非糧生物基新材料聚乳酸產業(yè)的撬動作用。隨著國內秸稈制糖聯(lián)產黃腐酸技術的發(fā)展，以該技術為核心的聯(lián)產黃腐酸憑借其低成本高產量的特點，已經(jīng)成為非糧生物基新材料聚乳酸產業(yè)的重要產品之一。非糧生物基新材料聚乳酸產業(yè)受限于產能和技術因素，聚乳酸成本居高不下一直是影響市場競爭力的重要因素，也大大限制了產業(yè)的進一步發(fā)展。基于秸稈制糖聯(lián)產黃腐酸技術，聯(lián)產黃腐酸帶來的經(jīng)濟和社會收益可以增強產業(yè)整體競爭力，進而有力撬動非糧生物基新材料聚乳酸產業(yè)的發(fā)展。據(jù)測算，若以500-600元/噸的價格收購秸稈，黃腐酸價格（黃腐酸含量不低于35%，腐殖酸含量不低于20%）按2500-3000元/噸計算，秸稈混合糖成本約2500-3000元/噸，比玉米葡萄糖低約1500元/噸，且無廢水排放，后續(xù)利用秸稈混合糖生產聚乳酸的成本也大幅降低。

聯(lián)產黃腐酸對“雙碳目標”實現(xiàn)、鄉(xiāng)村生態(tài)改善的推動作用。僅從秸稈收集、轉化到產品應用過程的能源消耗進行分析，秸稈制糖生產聚乳酸聯(lián)產黃腐酸技術的溫室氣體減排主要包括兩個方面，一是黃腐酸有機肥還田固碳，腐殖酸有機肥還田封存部分碳，據(jù)中國農業(yè)科學院數(shù)據(jù)，若每噸秸稈原料轉化黃腐酸肥的固碳量按20%計算（以秸稈風干基計），即溫室氣體減排量為200g CO2e /kg秸稈；此外，混合糖若后續(xù)生產聚乳酸代替?zhèn)鹘y(tǒng)塑料，實現(xiàn)替代化石基材料溫室氣體減排折合761.8g CO2e /kg秸稈；因此，秸稈制糖聯(lián)產黃腐酸，后續(xù)生產聚乳酸的溫室氣體減排量961.8g/kg秸稈，可有效助力“雙碳”目標實現(xiàn)。同時，基于秸稈生產的黃腐酸可以減少對化肥和農藥的需求，降低農業(yè)對環(huán)境的負面影響，在一定程度上解決秸稈焚燒帶來的環(huán)境污染問題，助力鄉(xiāng)村生態(tài)改善。

聯(lián)產黃腐酸對推動大田農業(yè)、保障糧食安全的支持作用。一方面，與礦源黃腐酸相比，聯(lián)產黃腐酸憑借其低成本特質，其適用范圍不再局限于瓜果蔬菜等經(jīng)濟作物，可以更大范圍地用于糧食作物，既提高糧食產量也提升糧食質量，可以有效滿足人民群眾對食品消費更高層次的需求，順應了“解決溫飽”轉向“營養(yǎng)多元”的新趨勢，有力推動大田農業(yè)的發(fā)展。據(jù)中國農業(yè)科學院數(shù)據(jù)，利用秸稈制糖聯(lián)產黃腐酸技術可實現(xiàn)1畝地產出的黃腐酸可供5~6畝地大田作物使用、3~4畝經(jīng)濟作物使用，預計可減少30%~50%化肥使用量，為農業(yè)“雙減行動”的實現(xiàn)提供了有效方案，是保障糧食安全、改善耕地質量的有力支撐。另一方面，我國有20億畝邊際性土地，不宜種植糧食作物。如果用于種植蘆竹、甜高梁、苜蓿草等農作物，可在農業(yè)生產過程中對土壤進行生態(tài)修復，同時為聯(lián)產黃腐酸提供原材料，既能改善耕地質量，也能夠進一步保障糧食安全。

三、黃腐酸產業(yè)的未來展望

基于秸稈制糖聯(lián)產黃腐酸技術的不斷發(fā)展，未來黃腐酸產業(yè)具有巨大的發(fā)展?jié)摿褪袌銮熬?。隨著環(huán)境意識的提高和可持續(xù)發(fā)展的要求，聯(lián)產黃腐酸將得到更廣泛的應用和推廣。未來應以系統(tǒng)觀念為指導，堅持目標導向、試點先行和聯(lián)合共建，共同推動黃腐酸產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

堅持目標導向，推動生產方式轉變。實現(xiàn)黃腐酸產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展既要有一個明確的、貫穿于各項活動的長期目標，也要有若干短期目標支持長期目標，通過構建統(tǒng)一可行的目標體系保證長期目標與短期目標的有效統(tǒng)一。黃腐酸產業(yè)的發(fā)展應充分發(fā)揮技術進步帶來的新優(yōu)勢，長期目標為推動以石油煤炭為主的“黑金經(jīng)濟”向以生物質加工為主的“綠金經(jīng)濟”演變；短期可憑借聯(lián)產黃腐酸的高經(jīng)濟、高產能和高生態(tài)收益優(yōu)勢，推動國內黃腐酸產業(yè)逐步從礦源和低端生化黃腐酸向聯(lián)產黃腐酸發(fā)展和轉變。下一步，國家可發(fā)揮“一張藍圖繪到底”的體制優(yōu)勢，圍繞產業(yè)模式、盈利模式、補貼方式、基礎設施建設等方面開展扶持，并進一步細化、實化支持政策。

堅持試點先行，建設試點示范項目。通過在有限的范圍內驗證和積累秸稈制糖聯(lián)產黃腐酸工藝和產能的成功經(jīng)驗，為整個黃腐酸產業(yè)提供可復制、可推廣的模式和做法，加速產業(yè)的發(fā)展和推廣。國家可鼓勵在秸稈資源量較大的重點區(qū)域，以縣為單位建設半徑合理的分布式秸稈制糖聯(lián)產黃腐酸加工廠。在國家的引導和支持下，通過在全國選擇基礎好、代表性強的區(qū)域開展聯(lián)產黃腐酸作為有機肥生產試點示范，優(yōu)先支持聯(lián)產黃腐酸替代化肥示范縣，開展聯(lián)產黃腐酸應用推廣，打造可復制可推廣的秸稈高值化利用典型模式和示范樣板。

堅持聯(lián)合共建，形成產業(yè)共同體。依托使用秸稈制糖聯(lián)產黃腐酸技術的黃腐酸產業(yè)，各方主體可以形成緊密的聯(lián)結，共同合作解決資源受限等問題，促進共同體力量的形成，推動產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。通過加強產學研深度融合，形成技術創(chuàng)新體系，提升創(chuàng)新能力和技術水平，推動黃腐酸產業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展；通過加強產業(yè)整合，形成聯(lián)產黃腐酸的產業(yè)集群，實現(xiàn)產業(yè)鏈上下游的緊密配合，并與其他相關產業(yè)實現(xiàn)耦合，提高產業(yè)集聚效應，增強產業(yè)的競爭力和影響力；通過加強協(xié)會與產業(yè)的聯(lián)系，在政府的指導下通過行業(yè)協(xié)會和相關企業(yè)制定共同規(guī)范和標準，推動產業(yè)規(guī)范化健康化發(fā)展。

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