中國農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)展的出路與能源技術(shù)革新！
生物質(zhì)能源，是人類最主要的可再生能源之一。備受關(guān)注的農(nóng)業(yè)廢棄物作為生物質(zhì)能源中重要的一部分，它的發(fā)展在當(dāng)前面臨著怎樣的問題和挑戰(zhàn)?我們國家農(nóng)業(yè)廢棄物的出路又在哪里呢?
觀點(diǎn)
陳冠益：天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院院長/教授 、西藏大學(xué)長江學(xué)者特聘教授。
我國現(xiàn)階段與生物能源技術(shù)革新高度關(guān)聯(lián)的是農(nóng)業(yè)廢棄物!利用農(nóng)業(yè)廢棄物來做生物質(zhì)能源是最有優(yōu)勢的。因為它兼顧了農(nóng)業(yè)廢棄物的處理，兼顧了環(huán)境成本，兼顧了農(nóng)業(yè)循環(huán)利用。我們國家農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)展的出路就在：高效產(chǎn)能源，循環(huán)產(chǎn)肥料。能源與資源的綜合利用必然是農(nóng)業(yè)廢棄物的重要發(fā)展方向。
——陳冠益
訪 談
問：陳老師，您好!您多年來一直從事生物質(zhì)能源與環(huán)境的研究工作。能源與環(huán)境問題是我們國家可持續(xù)發(fā)展的兩大戰(zhàn)略問題。“十二五”乃至“十三五”期間，我們國家的一項重要任務(wù)就是培育和發(fā)展節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，其中包括以生物質(zhì)廢棄物為原料的生物質(zhì)能源等。那么我們國家目前正處于“低碳經(jīng)濟(jì)”轉(zhuǎn)型期，您指出這其中生物質(zhì)能源的力量將不容小覷?
陳冠益：是的。生物質(zhì)廢棄物是人類在利用生物質(zhì)的過程中生產(chǎn)和消費(fèi)產(chǎn)生的廢棄物，包括農(nóng)業(yè)廢棄物、林業(yè)廢棄物、生活廢棄物、工業(yè)廢棄物等。目前我國可收集利用的生物質(zhì)資源總量巨大，每年約為10億噸，其中可收集作為能源和資源的秸稈每年約為4億多噸。那么為了減少生物質(zhì)廢棄物利用不當(dāng)對環(huán)境造成的污染，我們需要回收寶貴的能量和資源，人們也就加大了對生物質(zhì)廢棄物能源化資源化的研究和利用。
低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型就意味著綠色發(fā)展，低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和綠色發(fā)展是一脈相承的。而這其中，生物能源技術(shù)革新或者說突破是實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和綠色發(fā)展的一個非常重要的技術(shù)推動。沒有這個技術(shù)推動是很難實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，也更談不上綠色發(fā)展。
所以對于生物能源技術(shù)怎么革新?怎么突破?是我們一直在思考的問題。在我們國家現(xiàn)階段和能源技術(shù)革新能夠高度關(guān)聯(lián)的是農(nóng)業(yè)廢棄物。因為從能源角度講，農(nóng)業(yè)廢棄物能夠生產(chǎn)出清潔綠色可持續(xù)的生物質(zhì)能源。另外一方面，它可以把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綠色化，鄉(xiāng)村環(huán)境改善，農(nóng)民生活品質(zhì)提高，它對整個農(nóng)業(yè)生態(tài)的發(fā)展都會起到推動作用。
因此農(nóng)業(yè)廢棄物能源化、資源化的生物質(zhì)能源綜合利用是支撐我們低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展，對整個能源技術(shù)的突破，都起到了很大的支撐作用。
問：那么生物能源技術(shù)要如何革新?這種革新與我們國家農(nóng)業(yè)廢棄物今后的發(fā)展出路有何關(guān)聯(lián)呢?
陳冠益：我們國家生物質(zhì)廢棄物的能源化開發(fā)需要依靠科技進(jìn)步。將生物質(zhì)資源進(jìn)行多聯(lián)產(chǎn)開發(fā)利用，提高能量回收效率和資源利用率。
農(nóng)業(yè)廢棄物今后的發(fā)展出路必然是生物質(zhì)能源化、資源化的綜合利用。而這其中技術(shù)革新和突破的核心，就在八個字：“高效、綠色、循環(huán)、高值”。能源技術(shù)革新與農(nóng)業(yè)廢棄物的發(fā)展出路緊密關(guān)聯(lián)。
但目前還面臨著一些問題。大家也都在呼吁，生物質(zhì)能源雖然技術(shù)有很多，但大多還都很單一，很多還沒有達(dá)成共識，還沒有定型，也就是還沒有便于我們國家農(nóng)業(yè)廢棄物生物質(zhì)能源更好地綠色發(fā)展的系統(tǒng)的技術(shù)模式。
第二，有些時候也不太好明確哪些技術(shù)更好用。因為農(nóng)業(yè)很多時候受地域影響，所以很多技術(shù)是需要因地制宜，因具體地區(qū)情況而調(diào)整改變，加之農(nóng)業(yè)受到本身的自然條件，生產(chǎn)條件，當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件等很多方面的制約，不能隨便按工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來制定。所以農(nóng)業(yè)廢棄物生物質(zhì)能源的綜合利用不能像工業(yè)那樣簡單明確，它需要有變化，它會有很多種。但我想，通過我們不斷的研究，會有讓大家達(dá)成共識的好的有針對性的模式。
我所說的模式，是從技術(shù)到應(yīng)用的模式，一條線打通，綠色到高值，從這個角度去評判，確定出方案一 方案二，讓大家去選擇和利用，變?yōu)榭僧a(chǎn)生價值的技術(shù)應(yīng)用模式，現(xiàn)在還是有些亂象，不好評判。但農(nóng)業(yè)廢棄物的再利用，應(yīng)用始終是出發(fā)點(diǎn)，對其能源技術(shù)革新一定要達(dá)到高效、綠色、循環(huán)、高值，這才能讓我們國家的農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)展有更好的出路。
問：您提出農(nóng)業(yè)廢棄物的發(fā)展出路需要實(shí)現(xiàn)“高效能源化、循環(huán)肥料化”，需要把它看成一個系統(tǒng)?而實(shí)現(xiàn)它，是否難度大呢?
陳冠益：是的。我們需要把它看成是一個能源肥料農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中來實(shí)現(xiàn)“高效能源化、循環(huán)肥料化”。
從科研技術(shù)角度講，難度還是挺大的。首先高效能源化，農(nóng)業(yè)廢棄物的雜質(zhì)還是很多的，相對有些雜質(zhì)，不像工業(yè)雜質(zhì)那么純，農(nóng)業(yè)廢棄物品質(zhì)低雜質(zhì)多而且能量密度低，在這樣的條件下，要把它高效做成能源，會有很多挑戰(zhàn)。并且農(nóng)業(yè)廢棄物能量密度是很低的，由低能量密度變?yōu)楦吣芰棵芏�，其�?shí)這里的挑戰(zhàn)也是很大的。關(guān)鍵還有一個技術(shù)上的突破就是原料成本的約束。
拿秸稈為例，秸稈做能源也好做資源肥料也好，始終面臨秸稈有些組份不好轉(zhuǎn)化，秸稈有好幾種組份，纖維素好轉(zhuǎn)化，但是半纖維素、木質(zhì)素不好轉(zhuǎn)化，或者是在這邊木質(zhì)素好轉(zhuǎn)化，在那邊半纖維素不好轉(zhuǎn)化，它始終存在有些好轉(zhuǎn)化有些不好轉(zhuǎn)化，始終是在一些特定的技術(shù)里面，有一些東西不好轉(zhuǎn)化，所以難度就很大了。單一技術(shù)針對某一個組分比較好，但是秸稈有很多個組份，有些組份不好轉(zhuǎn)化，那么單一技術(shù)遇到障礙，同時秸稈中還有一些雜質(zhì)，這些雜質(zhì)還會限制技術(shù)的發(fā)揮。因此，很多研究人員會思考，這樣的技術(shù)如何突破?也就是這些秸稈組份能同時很好轉(zhuǎn)化是我們在思考的一個技術(shù)問題，而這里面的研究方向是生物技術(shù)和化學(xué)技術(shù)怎么結(jié)合?這也是生物質(zhì)能源技術(shù)的主攻方向，也是秸稈利用的一個方向。
另外，從綠色循環(huán)肥料的角度來看秸稈，它的核心問題倒不是做肥料難，難的是它是一個系統(tǒng)，綠色循環(huán)產(chǎn)肥料與高效產(chǎn)能源需要結(jié)合在一起。它在整個秸稈的利用系統(tǒng)，獲得比較好的價值，在這個過程中，難的是需要兼顧整個系統(tǒng)的效率，兼顧整個系統(tǒng)的價值，不但要把秸稈變?yōu)槟茉�，而要把它變�(yōu)橘Y源，變成肥料。
這就是我們進(jìn)行農(nóng)業(yè)廢棄物能源化、資源化綜合再利用時思考的核心問題：高效產(chǎn)能源，循環(huán)產(chǎn)資源變肥料。這樣才可以產(chǎn)生農(nóng)業(yè)廢棄物的高價值，才可以兼顧能源和肥料的雙重效益。所以我們需要用農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的觀念來考慮和解決農(nóng)業(yè)廢棄物能源化和資源化的綜合利用的發(fā)展。
解決好農(nóng)業(yè)廢棄物，不僅是解決能源、資源再利用問題，更大的是解決了環(huán)境問題。對于我們當(dāng)前的研究來講，其實(shí)都帶有緊迫的社會需求，也是根據(jù)國家的發(fā)展需要來進(jìn)行。
問：但現(xiàn)實(shí)中還是有很多實(shí)際問題的，比如我們?nèi)绾谓鉀Q農(nóng)村有機(jī)固廢收集成本的問題?對于在廢棄物處理的過程中，各種費(fèi)用的產(chǎn)生由誰來買單，農(nóng)業(yè)廢棄物處理的長效機(jī)制如何建設(shè)?您認(rèn)為應(yīng)該是什么樣的呢?
陳冠益：我認(rèn)為農(nóng)村有機(jī)固廢收集成本的問題是個現(xiàn)實(shí)的難題，目前更應(yīng)該由政府制定政策加以引導(dǎo)。各種費(fèi)用的產(chǎn)生由誰來買單，目前我認(rèn)為應(yīng)該由政府分?jǐn)傊饕某杀�，因為畢竟是涉及環(huán)境污染控制與節(jié)約能源資源的社會公益事業(yè)。農(nóng)業(yè)廢棄物處理的長效機(jī)制是政府引導(dǎo)，社會資本參與，農(nóng)村農(nóng)民參與的機(jī)制。
問：您覺得農(nóng)業(yè)廢棄物生物質(zhì)能源最終能否成功發(fā)展，關(guān)鍵是在技術(shù)和政策的管理?
陳冠益：是的。中國必須要有國家政府層面的頂層設(shè)計，推出中國模式的農(nóng)業(yè)廢棄物利用模式，咱們現(xiàn)在對于農(nóng)業(yè)廢棄物利用的模式是分散的、多元化的，其實(shí)我們需要有一個可以讓大家達(dá)成共識的技術(shù)模式。從現(xiàn)狀出發(fā)解決問題。從農(nóng)業(yè)、農(nóng)村環(huán)境來講，農(nóng)業(yè)廢棄物種類有很多，都是很緊迫地需要解決。而這些廢棄物之間其實(shí)都是有關(guān)聯(lián)的，比如農(nóng)村垃圾會影響到廢水，其實(shí)這就是一個系統(tǒng)。就是國家需要站在一個高角度來進(jìn)行頂層設(shè)計，然后選擇幾個好的案例把它做好，讓大家形成共識。我們現(xiàn)在就是缺少對農(nóng)村的系統(tǒng)化設(shè)計，系統(tǒng)設(shè)計包括幾個村 幾百個村的整體設(shè)計，目前還都是這一個點(diǎn)，那里一個點(diǎn)，缺少固定的可持續(xù)的系統(tǒng)發(fā)展模式。如果把它設(shè)計出一個可以良性循環(huán)的農(nóng)村系統(tǒng)，這樣農(nóng)業(yè)廢棄物的處理利用也會有的放矢。
問：國家發(fā)改委剛剛發(fā)布《國家發(fā)展改革委關(guān)于全面深化價格機(jī)制改革的意見》，其中有關(guān)“創(chuàng)新和完善生態(tài)環(huán)保價格機(jī)制”環(huán)節(jié)中提到-要完善可再生能源價格機(jī)制。您覺得何為完善?價格機(jī)制的完善是否對我們整個生物質(zhì)能源綠色發(fā)展會起到一種倒逼式的助推作用呢?
陳冠益：我認(rèn)為完善可再生能源價格機(jī)制，主要的機(jī)制應(yīng)該是誰受益誰買單，價格補(bǔ)貼應(yīng)該折算到終端產(chǎn)品的銷售中，要把生態(tài)環(huán)保價格折算到實(shí)際的可再生能源價格上去，這樣才能起到促進(jìn)整個生物質(zhì)能源技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展。
問：您的團(tuán)隊名稱叫“生物質(zhì)能源環(huán)境創(chuàng)新團(tuán)隊”，當(dāng)前主攻的研究方向可否介紹下?
陳冠益：我們現(xiàn)在主攻的方向就是農(nóng)村、農(nóng)業(yè)中廢棄物能源和資源的綜合利用。同時使整個過程實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)和環(huán)境友好，從而實(shí)現(xiàn)增值，反哺生物柴油、燃料乙醇及生物質(zhì)燃?xì)獾饶茉串a(chǎn)品的開發(fā)，這也是發(fā)展趨勢。
以前我的研究過多的只考慮能源，現(xiàn)在我考慮的是生物質(zhì)能源與資源的綜合利用。所以，從科研角度，從技術(shù)研發(fā)角度講，我現(xiàn)在的方向主要是在生物技術(shù)和化學(xué)技術(shù)如何融合，讓它們可以形成一個整體，如何一脈相承，這是我現(xiàn)在研究比較多的。
單一的化學(xué)技術(shù)可以完成能源的轉(zhuǎn)化，但它實(shí)現(xiàn)不了能源與資源的綜合利用，所以我們需要研發(fā)出化學(xué)和生物技術(shù)的耦合，才能維持或保持能源和資源綜合的利用價值。這也是當(dāng)前科研的重點(diǎn)。而且能源與資源的綜合利用必然是農(nóng)業(yè)廢棄物的重要發(fā)展方向。希望我和我的團(tuán)隊可以為農(nóng)業(yè)廢棄物的綠色發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
原標(biāo)題:【專訪.陳冠益】中國農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)展的出路與能源技術(shù)革新！
姓名：陳冠益
基本信息
1970年６月生，籍貫江西玉山。
職務(wù)：院長
職稱：教授、博士生導(dǎo)師、長江學(xué)者特聘教授
所在系/團(tuán)隊：建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程系、環(huán)境工程系
電子信箱：chen@tju.edu.cn
研究方向
（1）可再生能源與建筑節(jié)能
（2）生物質(zhì)能源
（3）環(huán)境工程技術(shù)與管理
學(xué)術(shù)榮譽(yù)
長江學(xué)者獎勵計劃特聘教授、享受國務(wù)院政府特殊津貼；入選天津市中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃、天津市131創(chuàng)新型人才培養(yǎng)工程第一層次；寶鋼教育基金會優(yōu)秀教師；獲得霍英東教育基金會優(yōu)秀青年教師基金、改革開放30周年天津市優(yōu)秀留學(xué)歸國人員稱號、天津五四青年獎?wù)隆?/span>
科研業(yè)績與國際合作
先后承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目、國家863/973/科技支撐計劃課題、國際合作計劃重點(diǎn)項目、歐盟研究項目、中荷政府合作項目、企業(yè)項目等。
國際合作活躍，連續(xù)多年獲得國外研究經(jīng)費(fèi)資助，派遣多名研究生到歐美著名大學(xué)進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng)或訪問合作；指導(dǎo)多名外國學(xué)生；組織學(xué)生出國競賽；多次組織國際會議，在國際會議做大會報告。發(fā)表論文150余篇，其中SCI收錄論文近80篇，EI收錄120余篇，獲國家授權(quán)專利18項、軟件登記2項。
教育教學(xué)
獲得國家教學(xué)成果獎、天津市教學(xué)成果獎；曾經(jīng)指導(dǎo)本科生獲挑戰(zhàn)杯全國大學(xué)生科技競賽天津市一等獎和創(chuàng)業(yè)競賽金獎。
