張齊生
■本報記者 丁佳
當今世界，人類面臨著氣候變化、環(huán)境污染、能源枯竭等生態(tài)危機的挑戰(zhàn)，尋找可持續(xù)發(fā)展的綠色能源成為全球的共同選擇。
在中國工程院院士、南京林業(yè)大學教授張齊生看來，包括各種秸稈、稻殼、果殼、果樹枝條等在內(nèi)的農(nóng)林生物質(zhì)，具有來源廣、數(shù)量多、可再生等特點，是一種十分寶貴的綠色資源。
生物質(zhì)的利用方式有很多，其中氣化技術(shù)是指生物質(zhì)在高溫、無氧或缺氧條件下加熱產(chǎn)生可燃氣體的過程。其實早在19世紀，氣化技術(shù)就已經(jīng)在歐洲誕生。但由于當時使用油、氣十分便捷，這項技術(shù)一直未受到工業(yè)界的重視，被人們忘卻了一個多世紀。
十幾年前，張齊生和他的研究團隊開始關(guān)注這項技術(shù)。他們提出了氣化多聯(lián)產(chǎn)的理念，在制取可燃氣的同時，獲得了生物質(zhì)炭和生物質(zhì)提取液，解決了產(chǎn)品單一問題，同時他們還著力開發(fā)可燃氣、生物質(zhì)炭、生物質(zhì)提取液、焦油的多種應用途徑和余熱的回收利用技術(shù)，建設(shè)綜合的電、熱、炭聯(lián)合工廠。
“生物質(zhì)經(jīng)過加工，能夠產(chǎn)生氣、炭、液、熱四大產(chǎn)品。”張齊生說，“1千克生物質(zhì)燃料，能夠產(chǎn)生2.5~3立方米的可燃氣，這些可燃氣可用于發(fā)電和鍋爐燃料。”
而另一副產(chǎn)品——生物質(zhì)炭，制成活性炭后，是優(yōu)良的吸附、凈化材料，也可以作為催化劑或催化劑載體，是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、交通、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)保事業(yè)和尖端科學不可或缺的重要材料。
以秸稈炭為例，它可以用于改良土壤和制作炭基復合肥還田，增加土壤孔隙度，改善土壤通氣、透水狀況，緩解土壤板結(jié)的難題；同時將氮、磷、鉀、鎂等元素返回到土壤中，可補充植物所必需的銅、鐵、鋅等微量元素，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。而湖南農(nóng)業(yè)大學一項水稻試驗表明，在兩處鎘一級污染土壤中施加炭基復合肥后，稻谷中鎘和鉛的含量未檢出，產(chǎn)量增長超過10%。
“炭是一種非常具有研究前景的材料，歷史上多次獲得諾貝爾獎。生物質(zhì)氣化后產(chǎn)生的炭，其附加值甚至能夠超過可燃氣。”張齊生呼吁，年輕科學家應多多關(guān)注生物質(zhì)炭。
生物質(zhì)材料經(jīng)熱解氣化后，會產(chǎn)生一些液體，其中含有酸類、醇類、酯類、酚類等多種有機化學成分。
這些所謂的“廢液”其實也是寶貝。張齊生的研究表明，生物質(zhì)提取液中含有的許多有機化合物，本身都具有生物活性，具有促進作物生長和抑菌、殺菌等性能。如生物質(zhì)稻殼活性提取液對白色念珠菌、大腸桿菌有很強的抑菌、殺菌效果，抑菌率可達90%以上。
“還可以用生物質(zhì)提取液作為基質(zhì)，加上農(nóng)作物生長必需的一定數(shù)量的大量元素、中量元素和微量元素，制成活性有機葉面肥。”張齊生說，在番茄、蘋果、蘿卜、水稻等農(nóng)產(chǎn)品上開展的試驗都表明，這類葉面肥能夠顯著提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。
此外，由于氣化過程的多個步驟都需要進行冷卻，可產(chǎn)生大量的余熱蒸汽，而這些回收起來的熱能，也能夠在工業(yè)上大展身手。“只要認真加以研究，生物質(zhì)氣化技術(shù)是大有可為的。我們打算在現(xiàn)有500千瓦氣化爐成功運行多年的基礎(chǔ)上，建設(shè)5兆瓦生物質(zhì)電廠與炭基復合肥、生物質(zhì)電廠與活性炭等聯(lián)合企業(yè)。力爭使每個企業(yè)消耗6萬噸生物質(zhì)材料，實現(xiàn)億元銷售。”張齊生說。
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