開發(fā)可再生的秸稈類生物質(zhì)資源對(duì)解決固體廢物的污染問題和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。然而，現(xiàn)有的生物質(zhì)利用方式面臨產(chǎn)品價(jià)值較低、應(yīng)用范圍有限和易造成二次污染的問題，極大地制約了生物質(zhì)資源的充分利用。本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外秸稈類生物質(zhì)利用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)梳理了利用生物質(zhì)生產(chǎn)高價(jià)值化學(xué)品、高品質(zhì)液態(tài)燃料、氫氣和新型材料的最新研究進(jìn)展，提出要發(fā)展基于循環(huán)農(nóng)業(yè)的秸稈綜合利用模式、完善秸稈禁燒制度并加快研發(fā)秸稈資源化新技術(shù)。研究結(jié)果可為我國(guó)生物質(zhì)資源化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和大規(guī)模產(chǎn)業(yè)應(yīng)用提供理論支撐。

石油等化石燃料的大量消耗引發(fā)了一系列的生態(tài)環(huán)境問題，資源短缺、能源危機(jī)和環(huán)境污染已經(jīng)成為威脅人類發(fā)展的世界性難題。開發(fā)以秸稈類生物質(zhì)為代表的可再生資源制備高價(jià)值的液態(tài)燃料、精細(xì)化學(xué)品和新型材料，替代當(dāng)前廣泛應(yīng)用的石化產(chǎn)品，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。生物質(zhì)兼具資源和固體廢物的雙重屬性，秸稈類生物質(zhì)的焚燒也是造成我國(guó)大氣污染問題的關(guān)鍵因素之一。因此，實(shí)現(xiàn)秸稈類生物質(zhì)的資源化也是治理環(huán)境污染的應(yīng)有之義。

為了實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)資源化，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)生物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，初步建立了通過(guò)生物煉制獲得高價(jià)值產(chǎn)品的技術(shù)體系，相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)在許多重要領(lǐng)域展現(xiàn)出應(yīng)用前景，體現(xiàn)出生物煉制替代石油煉制的潛力。近年來(lái)，隨著國(guó)家投入的持續(xù)加大，我國(guó)的生物質(zhì)資源化技術(shù)取得了一系列重要進(jìn)展。因此，梳理國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)的利用現(xiàn)狀、生物質(zhì)資源化技術(shù)研究前沿和發(fā)展趨勢(shì)，明確當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)，對(duì)進(jìn)一步加快生物質(zhì)資源化的基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用、推進(jìn)生態(tài)文明和美麗中國(guó)建設(shè)具有重要意義。

秸稈類生物質(zhì)利用現(xiàn)狀

我國(guó)秸稈類生物質(zhì)利用現(xiàn)狀

我國(guó)農(nóng)作物秸稈的總產(chǎn)量高達(dá)10.4億噸，可收集量約為9億噸，其中主要是玉米秸稈（32.5%）、稻草（25.1%）、麥稈（18.3%）、棉稈（3.1%）和油料作物秸稈（4.4%）等。在長(zhǎng)期的歷史進(jìn)程中，秸稈類生物質(zhì)在我國(guó)廣大農(nóng)村地區(qū)一直作為做飯和取暖的主要燃料、禽畜養(yǎng)殖的重要飼料以及家用工具的構(gòu)建材料，在生產(chǎn)和生活中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。農(nóng)村生產(chǎn)和生活方式的快速轉(zhuǎn)變是秸稈類生物質(zhì)從資源轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w廢物的主要原因。隨著液化氣、煤炭和電力在農(nóng)村地區(qū)的普及，秸稈作為燃料的用途已經(jīng)被完全取代。家庭散養(yǎng)禽畜的規(guī)模逐年萎縮，而大規(guī)模養(yǎng)殖業(yè)主要使用加工飼料，因此，秸稈作為飼料的利用量也在大幅減少。與此同時(shí)，秸稈作為材料的用途已經(jīng)被塑料等合成材料完全取代。在多重壓力的綜合作用下，秸稈已經(jīng)喪失了大部分傳統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值，被大量廢棄和焚燒，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。

為了治理秸稈焚燒造成的大氣污染問題，我國(guó)開始在全國(guó)范圍內(nèi)推行秸稈禁燒的政策。2016年以來(lái)，農(nóng)業(yè)管理部門在部分?。▍^(qū)）推行秸稈綜合利用試點(diǎn)工作。2018年修訂實(shí)施的《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》規(guī)定各級(jí)人民政府要禁止秸稈焚燒。2019年開始在全國(guó)范圍內(nèi)全面推進(jìn)秸稈綜合利用工作，提出縣域秸稈綜合利用率達(dá)到90%以上或比上年提高5%。隨著秸稈禁燒政策的逐漸落實(shí)，在農(nóng)作物收獲季節(jié)集中焚燒秸稈造成大氣重污染的現(xiàn)象已經(jīng)得到有效遏制，但在其他時(shí)段無(wú)序焚燒秸稈的現(xiàn)象依然普遍存在。2018年衛(wèi)星遙感共監(jiān)測(cè)到全國(guó)秸稈焚燒火點(diǎn)7647個(gè)，秸稈焚燒造成大氣污染的難題仍未從根本上得到解決。在得到資源化利用的秸稈中，秸稈直接還田的比重一般為40%～60%，高價(jià)值轉(zhuǎn)化路徑的比重仍然偏低。由于腐熟度不夠，秸稈直接還田存在著容易導(dǎo)致病蟲害和影響農(nóng)作物生長(zhǎng)的問題。在當(dāng)前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，大量使用化肥、農(nóng)藥和充分的灌溉可能會(huì)在短期內(nèi)掩蓋秸稈直接還田帶來(lái)的病蟲害和土壤結(jié)構(gòu)破壞，但其長(zhǎng)期環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)不容忽視。

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