关于加强生物质能源及生物基纤维开发利用的建议

■林怡苏 王国灿

在全球能源转型与“双碳”战略背景下，生物质能源及生物基纤维的开发利用已成为破解资源约束、推动绿色低碳发展的关键路径。本文深入分析国内外技术前沿与政策导向，针对我国农林废弃物规模化利用不足、产业链协同薄弱等瓶颈，提出构建“资源-技术-产业-政策”四维支撑体系的对策建议，旨在激活生物质经济的多维价值，为乡村振兴与能源安全提供新动能。

一、战略意义：从废弃物到“绿色富矿”的转型机遇

破解双碳难题的必然选择全球生物质能源年潜力约100亿吨标准煤，我国农林废弃物资源量超10亿吨/年（秸秆占7亿吨），但利用率不足60%。通过热解气化制备生物燃气、生物炭等高值产品，可实现碳封存与化石能源替代双重减排。例如，1吨秸秆制生物炭可固碳0.3吨，替代标煤0.5吨，减排CO₂ 1.2吨（数据来源：《“十四五”生物经济发展规划》）。

重构乡村产业生态的关键抓手生物质产业链贯通农业、能源、材料三大领域：

能源化：生物燃气供热、生物柴油燃料

材料化：生物基纤维（Lyocell、聚乳酸纤维）替代化纤

生态化：生物炭改良土壤、修复污染以山东禹城为例，秸秆综合利用项目带动农民亩均增收200元，创造就业岗位3.6万个（数据来源：农业农村部2024年典型案例）。

应对国际竞争的迫切需求欧盟“生物经济战略”将生物基产品替代率目标提至25%，美国能源部投入20亿美元开发生物精炼技术。我国生物基材料产业规模仅占全球15%，亟需突破“原料收集-工艺优化-市场应用”的全链条瓶颈（数据来源：国际能源署《2024生物质能源报告》）。

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二、国内外发展趋势与政策演进

（一）国际前沿：技术突破与产业融合

欧盟：聚焦生物精炼集成系统，芬兰St1公司实现秸秆制纤维素乙醇产业化，转化率达92%；

美国：基因编辑能源作物（如高糖玉米）推动生物基丙烯酸生产成本降低30%，ADM公司建成全球最大生物基丙烯酸生产线；

日本：超临界水解技术突破，东丽集团PLA纤维服装应用占全球市场份额18%（数据来源：《Nature Sustainability》2024年专题报告）。

（二）国内政策：从鼓励到体系化布局

顶层设计：《“十四五”生物经济发展规划》明确“生物能源替代行动”，提出2025年生物基材料市场规模超7000亿元；

地方实践：浙江出台秸秆离田补贴40元/吨，广西建立生物质发电标杆电价0.75元/千瓦时；

瓶颈制约：收储运成本占比超30%，生物基纤维生产成本仍高于化纤20%（数据来源：中国生物发酵产业协会2024年度报告）。

三、我国发展现存问题深度剖析

资源转化效率低下秸秆分散收集难，机械化打捆率仅45%；热解技术能量转化效率普遍低于50%，杂质焦油含量高（≥8%），导致产品品质不稳定。

产业链条断层明显生物炭多用于低端肥料（售价＜2000元/吨），未能对接高附加值领域（如电池电极材料售价＞10万元/吨）；生物基纤维应用集中于包装（占比68%），纺织、医疗等高利润市场渗透不足（数据来源：中国林业科学研究院《生物质高值化利用研究报告》）。

技术创新支撑不足核心设备国产化率低：意大利产连续热解炉价格超国产设备3倍；酶制剂成本占生物乙醇生产40%，依赖诺维信等外企，国产化率不足15%。

政策协同性待提升能源、农业、环保部门管理交叉，补贴政策碎片化；生物炭尚未纳入CCER交易体系，碳汇价值难以变现，每吨生物炭碳汇潜在收益损失约200元（数据来源：生态环境部《碳汇交易试点报告》）。

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四、系统性对策建议

（一）强化顶层设计：构建“三位一体”政策框架

立法保障：制定国家《生物质资源综合利用条例》，明确秸秆离田强制性指标（2027年利用率≥85%）；

市场引导：设立生物基产品绿色采购目录，政府预算采购占比≥30%；

金融支持：对生物质装备制造企业实行增值税即征即退，发行专项绿色债券，试点生物碳汇质押融资（参考浙江“碳汇贷”模式）。

（二）突破技术瓶颈：部署四大核心攻关方向

原料收储运革新：研发丘陵地带小型打捆机（作业效率≥15亩/小时），建设县域集约化储运中心（辐射半径≤30公里），降低收储运成本20%；

转化工艺升级：开发微波耦合催化热解技术（生物油产率提升至35%），推广厌氧发酵膜分离提纯系统（甲烷纯度＞95%）；

产品高端化路径：拓展生物炭在储能（锂硫电池阴极）、环保（重金属吸附剂）领域应用；开发生物基碳纤维（拉伸强度≥3.5GPa）替代航空航天材料；

数字化赋能：构建“秸秆云”管理平台，实现从地块到工厂的全程溯源，提升产业链协同效率15%。

（三）打造产业生态：贯通“农-工-商”价值链

县域循环经济模式推广“三链融合”示范工程：

农业链：秸秆饲料化→畜禽养殖

能源链：粪污沼气化→生物发电

材料链：沼渣制生物炭→反哺农田河南滑县模式已实现区域碳减排12万吨/年，农民人均增收1800元（数据来源：农业农村部《县域循环经济试点报告》）。

建设产业集群载体在东北、黄淮海等粮食主产区布局5个国家级生物质精炼产业园，推动恒天集团、中粮生物等龙头企业建设“全组分利用”生产线，实现生物质转化率提升至80%以上。

（四）健全支撑体系：激活可持续发展动能

标准体系：制定《生物炭分级分类》国家标准（区分能源级/材料级），建立生物基纤维性能评价指标；

人才机制：在高校增设生物质工程学科，推行“双导师制”校企培养，每年培养专业人才5000人；

国际合作：共建“一带一路”生物经济走廊，输出秸秆处理技术，参与国际生物基产品标准制定。

五、结语：迈向生物经济的黄金时代

生物质能源与材料产业，既是破解“垃圾围村”“材料卡脖子”的务实之举，更是培育新质生产力、重塑人与自然关系的战略选择。当秸秆转化为高强纤维织就华服，农林废弃物变身为支撑储能电网的“黑色黄金”，乡村的每一份“绿色遗产”都将成为中国式现代化最深厚的底蕴。这要求我们以科技创新的锐度、产业布局的高度、政策协同的力度，将生物质资源开发纳入生态文明建设核心议程，让循环经济的星火点燃乡村振兴的燎原之势，最终构建起人与自然和谐共生的中国方案。

（本文作者：林怡苏系浙江之江绿色科技创新研究院副院长；王国灿系浙江之江绿色科技创新研究院资深副院长）