隨著全球能源綠色低碳轉(zhuǎn)型加速和生物底層技術(shù)的持續(xù)突破成熟，非糧生物基新材料產(chǎn)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(nóng)林廢棄物為原料的非糧生物基新材料聚乳酸產(chǎn)業(yè)，本篇基于秸稈制糖聯(lián)產(chǎn)黃腐酸技術(shù)再論小秸稈能撐起大產(chǎn)業(yè)。秸稈制糖聯(lián)產(chǎn)黃腐酸，是指以農(nóng)作物秸稈為原料制備混合糖，并利用富含木質(zhì)素的糖渣配合已分離的木質(zhì)素經(jīng)發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)黃腐酸。隨著技術(shù)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(chǎn)的黃腐酸也可重新還田，共同構(gòu)建生物質(zhì)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(nóng)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(chǎn)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(chǎn)業(yè)整體視角，闡述了非糧生物基新材料聚乳酸產(chǎn)業(yè)通過秸稈的高值化利用，實現(xiàn)對鄉(xiāng)村產(chǎn)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(zhì)量。

秸稈制糖聯(lián)產(chǎn)黃腐酸作為非糧生物基新材料聚乳酸產(chǎn)業(yè)流程的重要一環(huán)，是以秸稈等農(nóng)林廢棄物為原材料，經(jīng)過處理分離出綜纖維素和木質(zhì)素，利用綜纖維素經(jīng)酶解生產(chǎn)混合糖并產(chǎn)出糖渣，含有木質(zhì)素的糖渣和之前分離出的木質(zhì)素經(jīng)過發(fā)酵生產(chǎn)黃腐酸的生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)的黃腐酸（后文簡稱聯(lián)產(chǎn)黃腐酸）在保證農(nóng)業(yè)效用的同時有巨大的價格優(yōu)勢，為農(nóng)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(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展提供抓手，在改變黃腐酸產(chǎn)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(chǎn)黃腐酸生產(chǎn)流程圖

一、黃腐酸產(chǎn)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有改良土壤、減少化肥使用、增強抗逆和改善農(nóng)作物品質(zhì)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(nóng)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(zhì)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(zhì)中提取，黃腐酸含量可達約50%~60%，農(nóng)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(nóng)田里大規(guī)模施用。生化黃腐酸是指利用微生物技術(shù)從農(nóng)業(yè)廢棄物中提取得到的黃腐酸，由于農(nóng)業(yè)廢棄物種類繁多且生產(chǎn)工藝不同，不同廠家生產(chǎn)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(nóng)用效果往往比較有限，但生產(chǎn)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(chǎn)黃腐酸技術(shù)及產(chǎn)業(yè)進展專題研究報告》（中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所）與相關(guān)文獻

技術(shù)進步推動黃腐酸產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展。秸稈制糖聯(lián)產(chǎn)黃腐酸技術(shù)通過對秸稈等農(nóng)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(zhì)素和糖渣等副產(chǎn)物可以制成黃腐酸。國內(nèi)企業(yè)基于該技術(shù)建立了秸稈高值利用技術(shù)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(chǎn)廢水排放，副產(chǎn)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(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技發(fā)展中心消息，安徽豐原等國內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)通過全鏈條關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與運行模式創(chuàng)新，創(chuàng)新性地研發(fā)農(nóng)作物秸稈制糖關(guān)鍵技術(shù)和微生物高效生產(chǎn)復合酶技術(shù)，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(chǎn)黃腐酸肥料技術(shù)，共同構(gòu)成了秸稈制糖聯(lián)產(chǎn)黃腐酸技術(shù)，并實現(xiàn)產(chǎn)能落地?；诩夹g(shù)進步，國內(nèi)黃腐酸產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了創(chuàng)新發(fā)展：由于聯(lián)產(chǎn)黃腐酸生產(chǎn)成本低效率高，巨大的產(chǎn)能潛力將助推黃腐酸肥料在農(nóng)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(lǐng)域應用，并推動黃腐酸產(chǎn)業(yè)逐步從礦源和低端生化黃腐酸向聯(lián)產(chǎn)黃腐酸方向發(fā)展。

聯(lián)產(chǎn)黃腐酸優(yōu)勢明顯。基于秸稈制糖聯(lián)產(chǎn)黃腐酸技術(shù)生產(chǎn)的黃腐酸本質(zhì)是中高端生化黃腐酸，其黃腐酸含量在35%~50%，經(jīng)技術(shù)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(chǎn)工藝優(yōu)勢，聯(lián)產(chǎn)黃腐酸中還有16%~20%含量的腐殖酸。據(jù)江西省農(nóng)業(yè)科學院、云南省農(nóng)業(yè)科學院的研究，聯(lián)產(chǎn)黃腐酸的農(nóng)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(nóng)業(yè)經(jīng)濟作物中，很難推廣到大田農(nóng)業(yè)。聯(lián)產(chǎn)黃腐酸的生產(chǎn)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(chǎn)黃腐酸生產(chǎn)成本大大降低，從有機質(zhì)到黃腐酸的轉(zhuǎn)化時間也顯著縮短，憑借其成本和生產(chǎn)速度優(yōu)勢可推廣落實到大田農(nóng)業(yè)。另外，由于使用秸稈等可再生資源生產(chǎn)，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(chǎn)黃腐酸的重大意義

聯(lián)產(chǎn)黃腐酸對非糧生物基新材料聚乳酸產(chǎn)業(yè)的撬動作用。隨著國內(nèi)秸稈制糖聯(lián)產(chǎn)黃腐酸技術(shù)的發(fā)展，以該技術(shù)為核心的聯(lián)產(chǎn)黃腐酸憑借其低成本高產(chǎn)量的特點，已經(jīng)成為非糧生物基新材料聚乳酸產(chǎn)業(yè)的重要產(chǎn)品之一。非糧生物基新材料聚乳酸產(chǎn)業(yè)受限于產(chǎn)能和技術(shù)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(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。基于秸稈制糖聯(lián)產(chǎn)黃腐酸技術(shù)，聯(lián)產(chǎn)黃腐酸帶來的經(jīng)濟和社會收益可以增強產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)聚乳酸的成本也大幅降低。

聯(lián)產(chǎn)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(zhuǎn)化到產(chǎn)品應用過程的能源消耗進行分析，秸稈制糖生產(chǎn)聚乳酸聯(lián)產(chǎn)黃腐酸技術(shù)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(nóng)業(yè)科學院數(shù)據(jù)，若每噸秸稈原料轉(zhuǎn)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(chǎn)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(chǎn)黃腐酸，后續(xù)生產(chǎn)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(chǎn)的黃腐酸可以減少對化肥和農(nóng)藥的需求，降低農(nóng)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(chǎn)黃腐酸對推動大田農(nóng)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(chǎn)黃腐酸憑借其低成本特質(zhì)，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(chǎn)量也提升糧食質(zhì)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(zhuǎn)向“營養(yǎng)多元”的新趨勢，有力推動大田農(nóng)業(yè)的發(fā)展。據(jù)中國農(nóng)業(yè)科學院數(shù)據(jù)，利用秸稈制糖聯(lián)產(chǎn)黃腐酸技術(shù)可實現(xiàn)1畝地產(chǎn)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(nóng)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(zhì)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(nóng)作物，可在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中對土壤進行生態(tài)修復，同時為聯(lián)產(chǎn)黃腐酸提供原材料，既能改善耕地質(zhì)量，也能夠進一步保障糧食安全。

三、黃腐酸產(chǎn)業(yè)的未來展望

基于秸稈制糖聯(lián)產(chǎn)黃腐酸技術(shù)的不斷發(fā)展，未來黃腐酸產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

堅持目標導向，推動生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變。實現(xiàn)黃腐酸產(chǎn)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(gòu)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(chǎn)業(yè)的發(fā)展應充分發(fā)揮技術(shù)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(zhì)加工為主的“綠金經(jīng)濟”演變；短期可憑借聯(lián)產(chǎn)黃腐酸的高經(jīng)濟、高產(chǎn)能和高生態(tài)收益優(yōu)勢，推動國內(nèi)黃腐酸產(chǎn)業(yè)逐步從礦源和低端生化黃腐酸向聯(lián)產(chǎn)黃腐酸發(fā)展和轉(zhuǎn)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(chǎn)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(nèi)驗證和積累秸稈制糖聯(lián)產(chǎn)黃腐酸工藝和產(chǎn)能的成功經(jīng)驗，為整個黃腐酸產(chǎn)業(yè)提供可復制、可推廣的模式和做法，加速產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)黃腐酸作為有機肥生產(chǎn)試點示范，優(yōu)先支持聯(lián)產(chǎn)黃腐酸替代化肥示范縣，開展聯(lián)產(chǎn)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(chǎn)業(yè)共同體。依托使用秸稈制糖聯(lián)產(chǎn)黃腐酸技術(shù)的黃腐酸產(chǎn)業(yè)，各方主體可以形成緊密的聯(lián)結(jié)，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(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。通過加強產(chǎn)學研深度融合，形成技術(shù)創(chuàng)新體系，提升創(chuàng)新能力和技術(shù)水平，推動黃腐酸產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展；通過加強產(chǎn)業(yè)整合，形成聯(lián)產(chǎn)黃腐酸的產(chǎn)業(yè)集群，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的緊密配合，并與其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)耦合，提高產(chǎn)業(yè)集聚效應，增強產(chǎn)業(yè)的競爭力和影響力；通過加強協(xié)會與產(chǎn)業(yè)的聯(lián)系，在政府的指導下通過行業(yè)協(xié)會和相關(guān)企業(yè)制定共同規(guī)范和標準，推動產(chǎn)業(yè)規(guī)范化健康化發(fā)展。

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