張齊生院士：年輕科學家應多關注生物質炭

張齊生

　　當今世界，人類面臨著氣候變化、環境污染、能源枯竭等生態危機的挑戰，尋找可持續發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、果樹枝條等在內的農林生物質，具有來源廣、數量多、可再生等特點，是一種十分寶貴的綠色資源。

　　生物質的利用方式有很多，其中氣化技術是指生物質在高溫、無氧或缺氧條件下加熱產生可燃氣體的過程。其實早在19世紀，氣化技術就已經在歐洲誕生。但由于當時使用油、氣十分便捷，這項技術一直未受到工業界的重視，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注這項技術。他們提出了氣化多聯產的理念，在制取可燃氣的同時，獲得了生物質炭和生物質提取液，解決了產品單一問題，同時他們還著力開發可燃氣、生物質炭、生物質提取液、焦油的多種應用途徑和余熱的回收利用技術，建設綜合的電、熱、炭聯合工廠。

　　“生物質經過加工，能夠產生氣、炭、液、熱四大產品。”張齊生說，“1千克生物質燃料，能夠產生2.5~3立方米的可燃氣，這些可燃氣可用于發電和鍋爐燃料。”

　　而另一副產品——生物質炭，制成活性炭后，是優良的吸附、凈化材料，也可以作為催化劑或催化劑載體，是工業、農業、國防、交通、醫藥衛生、環保事業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，提高農作物的產量和品質。而湖南農業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。生物質氣化后產生的炭，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注生物質炭。

　　生物質材料經熱解氣化后，會產生一些液體，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。

　　“還可以用生物質提取液作為基質，加上農作物生長必需的一定數量的大量元素、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、水稻等農產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量和品質。

　　此外，由于氣化過程的多個步驟都需要進行冷卻，可產生大量的余熱蒸汽，而這些回收起來的熱能，也能夠在工業上大展身手。“只要認真加以研究，生物質氣化技術是大有可為的。我們打算在現有500千瓦氣化爐成功運行多年的基礎上，建設5兆瓦生物質電廠與炭基復合肥、生物質電廠與活性炭等聯合企業。力爭使每個企業消耗6萬噸生物質材料，實現億元銷售。”張齊生說。