摘要" 根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國(guó)每年秸稈總量約為10億t，而傳統(tǒng)的秸稈處理方法則存在許多局限性，如容易產(chǎn)生二氧化碳、甲烷等溫室氣體。因此，秸稈資源化利用成為解決這一難題的熱門途徑。在此背景下，深入研究秸稈的資源化利用，并總結(jié)了當(dāng)前適用于我國(guó)的、能夠提高秸稈附加值的新途徑及工業(yè)應(yīng)用。實(shí)踐證明，秸稈在生物基材料、液體燃料、木質(zhì)纖維材料等方面具有廣泛應(yīng)用前景。因此，應(yīng)該大力發(fā)展秸稈綜合利用技術(shù)并努力推進(jìn)生物基材料、液體燃料、氫氣等高值化產(chǎn)業(yè)的廣泛應(yīng)用，使其潛力得到充分挖掘，為我國(guó)能源領(lǐng)域的高效、可持續(xù)發(fā)展注入新的動(dòng)力，從而提升我國(guó)的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞" 秸稈；高值化；資源化利用；生物基材料；液體燃料；氫氣

中圖分類號(hào)" F323.2" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼" A" 文章編號(hào)" 0517-6611（2024）05-0001-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.05.001

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Current Status of High Value-Added Industrial Applications of Straw

GAO Li-hong1.2，ZHAO Xin-peng2，ZHOU Qing-bo2 et al

（1.College of Materials Science and Engineering， Taiyuan University of Science and Technology， Taiyuan， Shanxi 030024;2.Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering， Chinese Academy of Sciences， Ningbo，Zhejiang 315201）

Abstract" According to national statistical data， the total amount of straw in China is about 1 billion tons per year.However， traditional straw treatment methods have many limitations， such as the easy generation of greenhouse gases such as carbon dioxide and methane.Therefore， the utilization of straw resources has become a popular way to solve this problem.In this context， this paper conducts in-depth research on the resource utilization of straw and summarizes the new approaches and industrial applications that are currently applicable to China and can improve the added value of straw.Practice has proven that straw has broad application prospects in bio based materials， liquid fuels， wood fiber materials， and other fields.Therefore， it is necessary to vigorously develop straw comprehensive utilization technology and strive to promote the widespread application of high-value industries such as bio based materials， liquid fuels， and hydrogen， so as to fully tap their potential and inject new impetus into the efficient and sustainable development of China's energy sector， thereby improving China's economic benefits.

Key words" Straw;High value;Resource utilization;Biobased materials;Liquid fuel;Hydrogen

基金項(xiàng)目" 浙江省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2018B10011，2019C02073）。

作者簡(jiǎn)介" 高麗紅（1998—），女，山西五臺(tái)人，碩士研究生，研究方向：生物基高分子材料。*通信作者，研究員，博士生導(dǎo)師，從事生物基高分子材料研究。

收稿日期" 2023-04-26

秸稈是指成熟植物種類中莖、葉、穗等在農(nóng)作物，包括麥子、水稻、玉米、馬鈴薯和棉花、油菜籽、甘蔗以及其他粗糧作物收割后剩余的總稱。超過(guò)50%的農(nóng)作物光合代謝物質(zhì)都存在于秸稈中［1］。秸稈富含有機(jī)纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)和糖類等有機(jī)能源來(lái)源，同時(shí)含有氮、磷、鉀和多種微量元素，是一種可再生資源，并且成本很低，具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域［2］。

隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的提高，秸稈數(shù)量逐年增多，但大量秸稈無(wú)法有效利用，造成資源的浪費(fèi)。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國(guó)每年秸稈總量約為10億t，而傳統(tǒng)的秸稈處理方法則存在許多局限性，如容易產(chǎn)生二氧化碳、甲烷等溫室氣體。因此，秸稈資源化利用成為解決這一難題的熱門途徑。事實(shí)上，秸稈綜合利用價(jià)值與糧食相差不大，完全可以進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化綜合利用［3］。秸稈的高效利用對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)民增收、可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境改善均具有重要意義，因此受到了全球范圍內(nèi)的關(guān)注［4］。在此背景下，秸稈綜合利用的可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為國(guó)家重要的戰(zhàn)略方向之一。秸稈的高效利用，不僅需要政府相關(guān)部門加大投入，更需要各方面的共同參與和推進(jìn)。

2021年10月26日，國(guó)務(wù)院發(fā)布的《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案的通知》提出，到2025年，大宗固廢年利用量達(dá)到40億t左右；到2030年，年利用量達(dá)到45億t左右，同時(shí)加快推進(jìn)秸稈高值化利用，完善收儲(chǔ)運(yùn)體系，嚴(yán)格禁止秸稈焚燒等管控措施。農(nóng)作物秸稈作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最具代表性的固體廢棄物，具有分布廣、產(chǎn)量大、產(chǎn)生時(shí)間集中、難以收集和利用等特點(diǎn)。因此，加快大宗固廢綜合利用是一項(xiàng)十分緊迫的任務(wù)［5］?！笆濉币詠?lái)，國(guó)家在東北地區(qū)大力實(shí)施秸稈綜合利用試點(diǎn)和秸稈加工措施，取得了顯著成效。2020年，全國(guó)秸稈產(chǎn)量達(dá)到8.56億t，綜合利用率達(dá)到87.6%，利用能力持續(xù)提高。在2060年前，中國(guó)的糧食產(chǎn)量預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)8.4%，棉花、油料和糖的產(chǎn)量將增長(zhǎng)14.5%，秸稈總產(chǎn)量在2030年和2060年將分別達(dá)到9億t和10億t，其可收集資源將達(dá)到7.8億t和8.8億t［6］。

隨著工業(yè)化的發(fā)展，環(huán)境和能源問(wèn)題越來(lái)越重要，農(nóng)作物秸稈作為可再生資源，推廣其綜合利用對(duì)增加收入、保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)需要做到碳排放達(dá)峰和碳中和，持續(xù)改善生態(tài)環(huán)境，推動(dòng)綠色低碳發(fā)展，有序推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和工作。秸稈綜合利用作為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)“雙碳”目標(biāo)的重要著力點(diǎn)，目前面臨著秸稈總量大但產(chǎn)品附加值低的困境。針對(duì)這一問(wèn)題，該研究重點(diǎn)從制備高附加值材料的角度出發(fā)，對(duì)秸稈再利用途徑進(jìn)行綜述，以期為我國(guó)秸稈高值化利用提供一些理論支持。

1" 秸稈的傳統(tǒng)處理方法

秸稈處理的傳統(tǒng)方式是采用將收集到的作物秸稈直接還田或焚燒的方法。雖然這種方法節(jié)省了時(shí)間和勞動(dòng)力，減少病蟲害，但實(shí)際上存在很多不利因素［7］。秸稈焚燒每年都會(huì)釋放大量的顆粒物和氣態(tài)物質(zhì)，對(duì)空氣質(zhì)量和人體健康造成不良影響，同時(shí)也會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活造成負(fù)面影響［8］。例如，秸稈焚燒會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致土壤板結(jié)、水分和肥料保持能力下降，對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展造成重大損害，并浪費(fèi)大量自然資源［9］。此外，焚燒秸稈會(huì)釋放大量溫室氣體，對(duì)空氣質(zhì)量和人類健康產(chǎn)生極大影響，影響航空和道路交通安全，間接造成大量有機(jī)物流失。同時(shí)，燃燒大量顆粒物也會(huì)對(duì)人類的呼吸系統(tǒng)健康產(chǎn)生不良影響，研究表明，暴露在顆粒狀的空氣污染中會(huì)對(duì)心臟和肺部健康產(chǎn)生不利影響［10］。為了解決這些問(wèn)題，需要采用先進(jìn)的處理技術(shù)和工藝，推動(dòng)秸稈資源化和綜合利用。

2" 秸稈的資源化利用現(xiàn)狀

2.1" 秸稈肥料化

秸稈利用是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源高效利用和環(huán)境保護(hù)的重要途徑。其中，秸稈還田技術(shù)是一種傳統(tǒng)而普遍的方式。秸稈還田可分為直接還田和間接還田，其中直接還田主要包括秸稈表層覆蓋還田、秸稈翻壓還田及秸稈深層填埋等［11］。研究表明，秸稈還田可以促進(jìn)土壤的物理、化學(xué)與生物特性的改善，特別是在高溫高濕條件下體現(xiàn)出更明顯的作用［12］。此外，在農(nóng)業(yè)土壤中，利用秸稈替代部分礦物肥料可降低農(nóng)業(yè)徑流中的富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)，提高農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展［13］。直接還田主要是將秸稈切碎后均勻撒在土壤表面；而間接還田則主要應(yīng)用于田間畜牧業(yè)，通過(guò)將秸稈切碎后作為牲畜飼料，使得秸稈成為有機(jī)肥料輸入田地中［14］。此外，秸稈還可通過(guò)炭化、發(fā)酵制氣等方式轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能、生物炭等高附加值產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)能源和資源的多元化利用。

2.2" 秸稈飼料化

秸稈飼料化是利用秸稈作為飼料進(jìn)行加工與利用的技術(shù)，主要采用青貯、揉搓切絲和壓塊等技術(shù)，旨在將秸稈轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的飼料。秸稈飼料化技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠有效降低養(yǎng)殖成本，還可以減輕環(huán)境壓力。目前，大多數(shù)家畜如牛、羊和雞等，主要采用谷物等糧食作為飼料，然而這些飼料成本較高，且加工過(guò)程煩瑣，同時(shí)也需要大量的糧食投入。隨著農(nóng)副產(chǎn)品價(jià)格的不斷上漲，發(fā)展以非食品型飼料為主的飼料已經(jīng)成為趨勢(shì)。秸稈飼料化技術(shù)包括壓塊技術(shù)、顆粒技術(shù)、青貯技術(shù)和機(jī)械化微貯技術(shù)等方面。這些技術(shù)的應(yīng)用，可以有效地提高秸稈飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，減少浪費(fèi)和環(huán)境污染。

2.2.1" 秸稈青貯技術(shù)。

秸稈青貯技術(shù)也被稱為自然發(fā)酵技術(shù)，是指將秸稈和微生物在一個(gè)封閉的設(shè)施中進(jìn)行發(fā)酵，通過(guò)控制外來(lái)細(xì)菌的繁殖，最大化地保留飼料中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。主要涉及儲(chǔ)存棚的搭建、原料的收集和混合以及發(fā)酵條件的監(jiān)測(cè)和控制等技術(shù)。青貯飼料具有營(yíng)養(yǎng)流失少、飼料轉(zhuǎn)化率高、口感好和易于長(zhǎng)期儲(chǔ)存等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。在生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用中，秸稈青貯技術(shù)也能夠有效地提高飼料利用效率、降低成本。秸稈青貯技術(shù)的關(guān)鍵操作包括儲(chǔ)藏設(shè)施的設(shè)計(jì)、飼料原料的收集和混合、壓實(shí)、密封等過(guò)程的控制與管理。尤其是在控制發(fā)酵過(guò)程中，適時(shí)地檢測(cè)物質(zhì)的pH、溫度、氧氣含量和水分等因素，并在發(fā)酵過(guò)程中進(jìn)行調(diào)整和維護(hù)，從而獲得高質(zhì)量的青貯飼料。

2.2.2" 秸稈飼料顆粒技術(shù)。

秸稈飼料顆粒技術(shù)是指利用造粒設(shè)備將粉碎成粉末的秸稈制成顆粒狀飼料。在加工過(guò)程中，還可以添加其他營(yíng)養(yǎng)成分和全價(jià)飼料，從而提高飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和顆?；阅堋Ｍㄟ^(guò)顆?；夹g(shù)，秸稈飼料可以更好地適應(yīng)動(dòng)物的消化系統(tǒng)，提高采食量和消化率。研究表明，采用秸稈顆粒飼料可使采食量提高99%，消化率達(dá)60%以上，對(duì)于提高家畜的生產(chǎn)性能、降低飼料成本等具有重要意義。秸稈飼料顆粒技術(shù)的加工過(guò)程中，需要嚴(yán)格控制物料加工的細(xì)節(jié)，包括原料的選擇、粉碎、混合、調(diào)節(jié)濕度和添加劑等方面。此外，還需要合理選擇造粒設(shè)備、控制工藝參數(shù)，確保制粒質(zhì)量和穩(wěn)定性。顆?；暳系膽?yīng)用也需要依據(jù)畜禽種類、年齡和生長(zhǎng)階段等特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行合理的飼喂計(jì)劃。

2.2.3" 秸稈壓塊技術(shù)。

秸稈壓塊技術(shù)是一種利用機(jī)械切碎或揉搓粉碎的加工工藝，秸稈通過(guò)補(bǔ)充必要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，最終擠壓成型為高密度塊狀或顆粒狀的飼料產(chǎn)品。由于其密度較高、體積較小，秸稈壓塊燃料可作為商品飼料長(zhǎng)途運(yùn)輸，特別適用于應(yīng)對(duì)冬季雪災(zāi)或夏季干旱造成的飼料短缺。秸稈壓塊加工可以通過(guò)高溫?cái)D壓的方式，增加其適口性，提高采食量，從而大大提高飼料的消化率，減少飼料浪費(fèi)，提高飼喂效率。此外，秸稈壓塊通過(guò)造粒加工，可以改善飼料中各種營(yíng)養(yǎng)成分的均衡配給，使得品質(zhì)更優(yōu)。秸稈壓塊具有抗變質(zhì)能力，可長(zhǎng)期儲(chǔ)存，這也為飼料儲(chǔ)存及使用帶來(lái)了方便。

2.2.4" 機(jī)械化秸稈微貯技術(shù)。

機(jī)械化秸稈微貯技術(shù)采用高效的機(jī)械技術(shù)將秸稈揉成細(xì)絲，隨后加入水和微生物進(jìn)行發(fā)酵處理，并采用攪拌等工藝將發(fā)酵后的秸稈存儲(chǔ)在密封的水泥坑和土坑中。這種技術(shù)處理的農(nóng)作物秸稈可轉(zhuǎn)化為酸香可口的飼料。與傳統(tǒng)貯存方式相比，機(jī)械化秸稈微貯技術(shù)具有多種優(yōu)點(diǎn)，包括高效、低成本、高消化率、高攝入量、良好的適口性、長(zhǎng)保質(zhì)期、生產(chǎn)周期長(zhǎng)以及使用方便等［15］。

2.3" 燃料化

將秸稈轉(zhuǎn)化為燃料以供利用，是一種有效緩解能源和環(huán)境問(wèn)題的方法，同時(shí)也可以有效地減少秸稈露天焚燒的問(wèn)題，是提高秸稈資源利用率的重要途徑之一［16］。秸稈燃料化利用主要包括秸稈氣化、沼氣生產(chǎn)、固化成型、秸稈炭化和發(fā)電等多種方法，涉及物理、化學(xué)、生物和綜合處理等多種技術(shù)路線。

2.3.1" 秸稈氣化。

秸稈氣化技術(shù)是一種以秸稈為原料，通過(guò)熱解還原反應(yīng)在匱乏氣氛的條件下進(jìn)行的氣化處理。秸稈的熱化學(xué)反應(yīng)可以將其轉(zhuǎn)化為氫氣、甲烷、一氧化碳等燃料氣體分子。通常，秸稈氣化經(jīng)歷干燥、裂解反應(yīng)、氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)4個(gè)階段，處理完成后會(huì)產(chǎn)生大量氣體，可用于民用供暖、工業(yè)發(fā)電和農(nóng)業(yè)烘干等領(lǐng)域［17］，同時(shí)大大提高了環(huán)保性，有效推進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高效發(fā)展，增加農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入。在秸稈能源利用中，秸稈氣化爐是必不可少的設(shè)備，也稱為燃?xì)獍l(fā)生裝置、氣化爐或生物質(zhì)氣化爐［18］。氣化爐主要分為制氣式氣化爐和半氣化氣化爐2種類型，其目的是從生物質(zhì)原料中產(chǎn)生氣體，并自動(dòng)分離和凈化氣體。燃料進(jìn)入爐膛后，產(chǎn)生大量的氫氣和一氧化碳，然后通過(guò)自動(dòng)進(jìn)入燃燒分離系統(tǒng)進(jìn)行蒸汽脫水、去除煙塵和焦油等過(guò)程，確保生產(chǎn)出的煤氣質(zhì)量?jī)?yōu)良。

2.3.2" 秸稈制備沼氣。

秸稈沼氣生產(chǎn)是一種將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物能源的策略，對(duì)可再生能源的發(fā)展具有重要意義［19］。為了實(shí)現(xiàn)基質(zhì)生物的降解，木質(zhì)纖維素材料必須經(jīng)過(guò)機(jī)械預(yù)處理，如輥磨、擠壓、造粒和錘磨等。秸稈沼氣生產(chǎn)具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此被列為“十三五”規(guī)劃中的關(guān)鍵戰(zhàn)略工程之一［20］。通常，沼氣是通過(guò)厭氧發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的，包括組裝、儲(chǔ)運(yùn)、預(yù)處理、厭氧發(fā)酵以及沼氣處理等多個(gè)步驟。在處理過(guò)程中，可產(chǎn)生大量可燃性沼氣，可為農(nóng)村地區(qū)和縣城提供集中供應(yīng)的沼氣，從而在一定程度上減少天然氣的消耗。這種技術(shù)是一種和平、生態(tài)良好、穩(wěn)定、節(jié)能、環(huán)境友好且經(jīng)濟(jì)效益良好的技術(shù)，因此得到了廣泛應(yīng)用。

2.3.3" 固化成型。

我國(guó)在20世紀(jì)80年代開始了對(duì)秸稈固化燃料生產(chǎn)技術(shù)的研究，該技術(shù)可將農(nóng)作物秸稈壓縮成固體燃料，代替煤炭或天然氣為人們提供熱量［21］。當(dāng)時(shí)該技術(shù)采用木質(zhì)素作為黏合劑，將秸稈進(jìn)行研磨和提煉，形成大型固體燃料。秸稈固化燃料易于點(diǎn)燃，燃燒效率高，廢氣污染易于控制，碳排放低，同時(shí)易于儲(chǔ)存和運(yùn)輸［22］。此外，16%的剩余生物質(zhì)可作為煤炭的替代品，比煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳排放量低。使用有機(jī)生物質(zhì)秸稈可以降低能源成本，生產(chǎn)綠色能源［23］。

2.3.4" 秸稈炭化。

秸稈炭化技術(shù)是一種處理秸稈廢棄物的技術(shù)，其過(guò)程為先將秸稈進(jìn)行粉碎，然后在炭化設(shè)備中，在隔絕氧氣或幾乎沒有氧氣通風(fēng)的條件下，進(jìn)行干燥、熱解和冷卻，從而產(chǎn)生炭和熱解氣體等產(chǎn)品。這種處理方式有助于秸稈廢棄物的管理，并有潛力提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量［24］。秸稈炭化技術(shù)包括機(jī)制炭技術(shù)和生物炭技術(shù)，其特點(diǎn)為雜質(zhì)少、易燃、熱值高，可作為優(yōu)質(zhì)清潔燃料，并可加工成活性炭。此外，生物炭具有堿性和良好的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，因此可以用作土壤改良劑或木炭肥料。李新［25］發(fā)明了一種新型的回轉(zhuǎn)炭化設(shè)備，該設(shè)備采用了熱解氣體再利用燃燒的方法來(lái)處理生物質(zhì)秸稈，并結(jié)合連續(xù)旋轉(zhuǎn)輸送的原理，該技術(shù)有望成為秸稈廢棄物處理的有力工具。

2.3.5" 秸稈發(fā)電。

秸稈發(fā)電技術(shù)是一項(xiàng)利用秸稈作為發(fā)電材料的高效能技術(shù)。此技術(shù)通過(guò)將秸稈輸送到電廠，在鍋爐中進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生高壓蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。該技術(shù)自20世紀(jì)90年代以來(lái)，一直是最為重要的研究之一。相較于其他電力生產(chǎn)方法，秸稈發(fā)電技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，其大量減少了秸稈焚燒所產(chǎn)生的環(huán)境污染。同時(shí)，秸稈發(fā)電技術(shù)也是一種可直接替代煤炭等化石燃料發(fā)電的技術(shù)，具有非凡的節(jié)能減排效果。在發(fā)展過(guò)程中，該技術(shù)也省去了秸稈固化、燒炭等復(fù)雜工序，讓更多的秸稈可以直接用于發(fā)電，并帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。

2.4" 基料化

“秸稈基質(zhì)”是指以秸稈為主要原料，經(jīng)過(guò)加工或制備后可以為微生物、植物或動(dòng)物的生長(zhǎng)提供養(yǎng)分和良好條件的有機(jī)物料。這種基質(zhì)主要應(yīng)用于食用菌技術(shù)、植物栽培育苗基質(zhì)技術(shù)和動(dòng)物飼養(yǎng)墊料技術(shù)等領(lǐng)域［26］。秸稈基質(zhì)作為食用菌的基料，一定程度上改善了食用菌生產(chǎn)的原料來(lái)源。同時(shí)，由于基料成本較低，秸稈基質(zhì)可大幅降低生產(chǎn)成本，并消耗大量的農(nóng)作物秸稈，從而對(duì)環(huán)境有保護(hù)作用［27］。目前，秸稈被廣泛用于生產(chǎn)平菇、香菇、金針菇和雞腿菇等［28］食用菌栽培技術(shù)，成為新時(shí)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)。充分利用秸稈資源生產(chǎn)具有優(yōu)質(zhì)食用菌基料，可以進(jìn)一步降低食用菌種植成本，提高食用菌的整體營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。利用秸稈生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)食用菌，有助于促進(jìn)食用菌產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，并提高經(jīng)濟(jì)與資源效益。

3" 秸稈的工業(yè)化應(yīng)用

3.1" 秸稈造紙

我國(guó)的造紙業(yè)發(fā)展迅速，但缺乏足夠的森林資源作為造紙?jiān)牧希S多需求只能通過(guò)進(jìn)口進(jìn)行滿足。因此，紙漿和造紙工業(yè)正經(jīng)歷著嚴(yán)重的紙漿木材短缺問(wèn)題，目前需要尋求其他原材料以補(bǔ)充。盡管回收的紙張可以部分替代化學(xué)紙漿生產(chǎn)，但仍無(wú)法生產(chǎn)高質(zhì)量的紙張。此外，再生紙的收集數(shù)量有限，難以滿足造紙業(yè)的需求。對(duì)此，從非木材原材料中提取化學(xué)紙漿至關(guān)重要［29］。研究表明，農(nóng)業(yè)殘留物如秸稈可成功應(yīng)用于制漿造紙工業(yè)［30］。汪潑［31］設(shè)計(jì)的一種無(wú)污染的玉米秸稈多輥壓延造紙技術(shù)，部分替代了現(xiàn)有的工業(yè)用紙生產(chǎn)，對(duì)解決秸稈原料問(wèn)題、減少環(huán)境污染、節(jié)約自然資源等具有重要意義。

秸稈清潔制漿造紙技術(shù)通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新突破了傳統(tǒng)造紙技術(shù)的瓶頸，解決了秸稈造紙行業(yè)的纖維原料、環(huán)境保護(hù)和水資源等三大技術(shù)問(wèn)題。此項(xiàng)技術(shù)開發(fā)了清潔制漿、環(huán)保型草漿制品、草漿廢液生產(chǎn)木質(zhì)素有機(jī)肥等三項(xiàng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，并通過(guò)“一草兩用”的方式建立了水資源減量化、廢紙液再利用、固體廢棄物回收的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系［32］。所有這些舉措都有助于實(shí)現(xiàn)秸稈造紙關(guān)鍵技術(shù)的成功應(yīng)用。

3.2" 秸稈的三素分離

將秸稈三大主要組分實(shí)現(xiàn)高效分離和高值化利用是經(jīng)濟(jì)有效利用秸稈資源的關(guān)鍵。發(fā)展高效的秸稈組分分離技術(shù)是生物基能源、化學(xué)品和材料生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。然而，這些技術(shù)成本高昂，是實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維素類秸稈原料工業(yè)化生產(chǎn)的主要技術(shù)難點(diǎn)之一。目前，通過(guò)自主研發(fā)和技術(shù)合作，采用生物酶法、含有催化劑的復(fù)雜有機(jī)溶劑、充分應(yīng)用有機(jī)組分分離等技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)三組分高效分離，即高純度的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，有效降低了成本和污染。三組分的分離為產(chǎn)品的精細(xì)轉(zhuǎn)化和后續(xù)的價(jià)值化提供了更大的保障，具有極其重要的意義。推動(dòng)秸稈綜合利用的產(chǎn)業(yè)化，對(duì)實(shí)現(xiàn)綠色經(jīng)濟(jì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有十分重要的意義。

3.3" 秸稈草磚

近年來(lái)，由于能源危機(jī)和全球變暖問(wèn)題的日益突出，提高能源效率已成為社會(huì)廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)議題之一。在全球范圍內(nèi)，建筑領(lǐng)域的能源消耗占總消耗的20%，因此對(duì)于建筑節(jié)能和提高能源效率具有極其重要的作用。在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中使用合適的保溫材料和技術(shù)是確保室內(nèi)舒適度、減少對(duì)于冷卻和加熱系統(tǒng)依賴的有效途徑。保溫材料的主要作用在于減緩熱量的傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射流動(dòng)。目前，玻璃纖維、礦棉和塑料等合成材料由于其出色的熱性能成為保溫材料主流，但這些材料的生產(chǎn)消耗大量不可再生資源，并導(dǎo)致溫室氣體排放，最終導(dǎo)致氣候變化和環(huán)境污染，同時(shí)這些材料也無(wú)法被有效降解。因此，合理利用秸稈廢料是一種有效的節(jié)約能源和減碳途徑。秸稈內(nèi)部的中空結(jié)構(gòu)、低密度和很好的導(dǎo)熱性能使其可以被用作絕緣材料。由于對(duì)秸稈加工和現(xiàn)代化的需求越來(lái)越大，傳統(tǒng)建筑材料的嚴(yán)重污染，以及秸稈廢料的良好性能，使用秸稈磚作為建筑材料成為一個(gè)重要的趨勢(shì)［33］。秸稈磚由秸稈經(jīng)過(guò)機(jī)械壓制纏繞而成，主要用于非承重部位的建筑，具有良好的保溫性能和低能耗，同時(shí)對(duì)環(huán)境無(wú)不良影響。秸稈復(fù)合材料則是通過(guò)將秸稈纖維與各種黏合劑混合而來(lái)。

茅草磚房是一種由太陽(yáng)能、水和礦物質(zhì)制成的環(huán)保和健康的建筑材料。對(duì)于節(jié)約能源而言，秸稈磚具有較低的加工成本和極高的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，這是因?yàn)槠涫褂脧U棄秸稈資源。同時(shí)，使用秸稈磚代替?zhèn)鹘y(tǒng)磚材可以減少燒制過(guò)程中的碳排放，并起到一定的環(huán)境保護(hù)作用。從成本角度來(lái)看，與傳統(tǒng)的磚房相比，茅草磚房的成本可以降低約25%。此外，茅草磚房的壽命通常比常用磚房的壽命高出1～2倍。由于秸稈磚具有良好的保溫、隔音和吸聲性能，因此在東北地區(qū)寒冷氣候下是一個(gè)理想選擇。同時(shí)，由于草磚被緊密壓縮，即使在接觸火焰時(shí)，其中心也因缺氧而不容易燃燒，起到了一定的防火作用。此外，在沒有氧氣的情況下，也不必?fù)?dān)心秸稈磚內(nèi)部產(chǎn)生蟲害。這些優(yōu)異的性能不僅使得秸稈磚成為一種理想的保溫和隔墻材料，而且為秸稈廢料的處理提供了一個(gè)潛在的解決方案。

3.4" 人造板

我國(guó)面臨著木材資源匱乏的問(wèn)題，尤其是大口徑木材。隨著人造板產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，其已成為緩解木制品供需矛盾、保護(hù)森林資源和生態(tài)環(huán)境的重要手段。因此，可采用秸稈作為人造板生產(chǎn)原料并不斷增加秸稈人造板產(chǎn)量。 秸稈人造板的生產(chǎn)一般包括秸稈粉碎、預(yù)處理、再粉碎、加入黏合劑混合、鋪裝、熱壓、冷卻和脫模等步驟［34］。黏合劑的使用直接影響板材的性能，是生產(chǎn)秸稈基板材的核心。普遍采用的黏合劑包括有機(jī)黏合劑和無(wú)機(jī)黏合劑。在有機(jī)黏合劑中，異氰酸酯廣泛使用，具有防水性好、耐候性高、熱壓時(shí)間短、用量少以及不含游離甲醛等環(huán)保特點(diǎn)。然而，由于異氰酸酯的高成本，其應(yīng)用仍受到一定限制。在無(wú)機(jī)黏合劑中，硅酸鹽和氧化鎂膠黏劑的應(yīng)用最為廣泛。值得一提的是，我國(guó)的秸稈板膠黏劑已經(jīng)達(dá)到零甲醛的標(biāo)準(zhǔn)。人造板具有力學(xué)性能穩(wěn)定以及原料來(lái)源廣泛的優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于家具生產(chǎn)、裝飾板、木結(jié)構(gòu)建筑板等領(lǐng)域，成為木制品的理想替代材料。

3.5" 木糖醇

木糖醇是一種天然甜味劑，廣泛應(yīng)用于食品、牙科和制藥行業(yè)，并被用作其他有價(jià)值化學(xué)品的平臺(tái)。目前，市場(chǎng)上的商業(yè)生產(chǎn)模式仍然是基于半纖維素水解物中的木糖進(jìn)行催化氫化提純。然而，木糖提純過(guò)程非常復(fù)雜，因此該生產(chǎn)模式被認(rèn)為是低效且昂貴的。與傳統(tǒng)的高溫高壓催化加氫生產(chǎn)方法相比，采用從秸稈中分離提取半纖維素并通過(guò)發(fā)酵半纖維素水解物來(lái)生產(chǎn)木糖醇的方法具有諸多優(yōu)勢(shì)，如原料成本低、能耗低、反應(yīng)條件溫和，并且產(chǎn)品質(zhì)量良好。秸稈的半纖維素含量與其他類型的生物質(zhì)相似，半纖維素水解物中木糖的高濃度也表明，秸稈可作為木糖轉(zhuǎn)化為木糖醇的理想原料［35］。

4" 高值化路徑

4.1" 生物基材料

4.1.1" 聚乳酸。

2020年1月16日，我國(guó)公布了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)塑料污染治理的意見》，鼓勵(lì)生產(chǎn)和使用可降解塑料制品。聚乳酸塑料（PLA）因其來(lái)源廣泛、生物相容性良好而成為可降解塑料的一個(gè)重要分支。聚乳酸材料可以通過(guò)現(xiàn)代生物發(fā)酵技術(shù)利用秸稈等農(nóng)作物原料生產(chǎn)一系列塑料替代制品。這種完全綠色可降解材料近年來(lái)廣受關(guān)注，它不僅能增加農(nóng)作物收入，同時(shí)廢棄聚乳酸產(chǎn)物還會(huì)在土壤微生物或水分的作用下降解為完全無(wú)毒低分子物質(zhì)水（H2O）與二氧化碳（CO2）。因此，PLA的生命周期形成一個(gè)封閉的循環(huán)，制品在廢棄后焚燒或降解都不會(huì)加重溫室效應(yīng)。PLA具有機(jī)械性能高、塑性好、加工成型容易等特點(diǎn)，目前可以廣泛應(yīng)用于醫(yī)療藥品、包裝、塑料餐具、日用品、紡織服裝面料、口罩、皮革、環(huán)保材料、農(nóng)用地膜、組織工程支架、裝飾品、健身器、3D打印等領(lǐng)域［36-39］。PLA以其原材料來(lái)自農(nóng)作物、可生物降解、綜合性能佳等優(yōu)良特性被譽(yù)為緩解全球石油危機(jī)、白色污染和溫室效應(yīng)的最有前途的材料［40］。以2022年北京冬奧會(huì)為例，為參會(huì)人員提供的注塑類餐具和一次性餐具都是以聚乳酸為原料。這些產(chǎn)品不含甲醛雙酚A，焚燒過(guò)程中不排放氮化物、硫化物及其他有毒氣體，6個(gè)月內(nèi)堆肥過(guò)程中可以通過(guò)微生物的作用將其降解成二氧化碳及水。這些可降解材料的應(yīng)用作為綠色奧運(yùn)的重要組成部分，起到了舉足輕重的作用。

聚乳酸是一種脂肪族聚酯，由乳酸聚合而成。它可以從天然生物體中提取，也可以通過(guò)人工合成得到。目前有2種主要的方法：直接聚合法和間接聚合法。這2種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，直接聚合法制備的聚乳酸分子量較低，而低分子量聚乳酸則較易降解，適合用于醫(yī)藥領(lǐng)域；直接脫水聚合制備方法為：將乳酸脫水從而得聚乳酸。這一方法聚乳酸相對(duì)分子量小，且分子間范圍較大，需進(jìn)一步除外聚合，才可獲得分子量較大聚乳酸。該工藝需要對(duì)水、溫度和其他條件得到有效的控制，具體分為溶液縮聚法、熔融縮聚法等［41］。間接聚合法雖能得到高分子量聚乳酸產(chǎn)品，但是制備工藝比較煩瑣，適用于紡織和塑料工業(yè)。間接聚合法即為開環(huán)聚合，以乳酸為原料，經(jīng)縮聚、解聚得到環(huán)形丙交酯，然后進(jìn)行丙交酯開環(huán)聚合反應(yīng)，獲得聚乳酸。開環(huán)聚合是一種在較短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的反應(yīng)，反應(yīng)溫度和使用不同的催化劑類型，可控制聚乳酸分子量的合成工藝。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)原理簡(jiǎn)單、反應(yīng)過(guò)程具有可控性，但聚乳酸后續(xù)純化工藝較復(fù)雜，所需費(fèi)用較高。根據(jù)所用催化劑的不同及相應(yīng)反應(yīng)原理，間接聚合法又可分為離子開環(huán)聚合、配位開環(huán)聚合及有機(jī)開環(huán)聚合等方式。

稈制膜技術(shù)是以秸稈為原料，通過(guò)對(duì)秸稈纖維進(jìn)行發(fā)酵處理、高濃度研磨、提取凈化廢液以及低濃度研磨處理形成有機(jī)秸稈漿料，最終形成秸稈膜的一種技術(shù)。它的優(yōu)點(diǎn)是清潔無(wú)污染、完全生物降解，能抑制雜草生長(zhǎng)和保水，可作為普通地膜的適宜替代品。新疆石河子的棉花作物種植試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)PE地膜相比，聚乳酸降解地膜的出苗率更高，保水性也有所改善，達(dá)到了20%以上，而且其抑制雜草的能力也更強(qiáng)，完全可以滿足棉花生產(chǎn)的覆蓋需求［42］。Li等［43］將46 mm×62 mm的長(zhǎng)方形PLA生物地方埋入野外土壤24個(gè)月后，PLA地膜大約降解10%。然而，聚乳酸的制備成本較高，這也是其被廣泛應(yīng)用的限制因素之一。應(yīng)致力聚乳酸合成與制備工藝的創(chuàng)新，促進(jìn)聚乳酸的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。取而代之的是，也可以使用聚乳酸制成包括地膜在內(nèi)的導(dǎo)致白色污染的制品［44］。以推進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)為前提，探索聚乳酸價(jià)值，降低制備成本。

4.1.2" 植物短纖維-生物基復(fù)合材料。

植物短纖維-生物基樹脂復(fù)合材料作為新一代環(huán)保材料，近年來(lái)得到了廣泛關(guān)注。這種材料是由可再生資源制成的，包括農(nóng)作物秸稈、麻纖維和竹子纖維。它還含有改性淀粉和聚乳酸等生物基樹脂。通過(guò)注塑和3D打印等加工方式，它可以制成各種容器、工藝品、包裝材料和日常用品。具有高強(qiáng)度、質(zhì)樸的表面紋理、鮮艷的顏色和獨(dú)特的質(zhì)感，可多次重復(fù)使用，并可替代部分塑料、玻璃、陶、瓷等制品。在廢棄后還可以生物降解，從而減輕對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)。我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)一次性餐具的需求量很大，但大部分是由塑料或紙制品制成，這既危害了生態(tài)環(huán)境，也會(huì)對(duì)人們的健康造成危害。而植物纖維環(huán)保材料，如小麥秸稈+食品級(jí)PP材料的生活用品，則成為一種取代傳統(tǒng)餐具的綠色環(huán)保健康選擇。這些用小麥秸稈制成的生活用品具有獨(dú)特的綠色環(huán)保、自然麥香和可降解的特性，并且可以在自然環(huán)境中自然降解，因此受到大眾的喜愛和迅速的發(fā)展。市面上很多以小麥秸稈為宣傳點(diǎn)的生活用品，如牙杯、餐具、砧板等，都以綠色環(huán)保健康為主要銷售點(diǎn)［45］。秸稈餐具作為一種環(huán)保友好型餐具，具有易降解、可回收、原料清潔、來(lái)源廣泛、對(duì)人體無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)，既可以減輕環(huán)境污染，又可以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益［46］。另外，我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，秸稈原料極其豐富，通過(guò)利用秸稈生產(chǎn)餐具可以提高秸稈的綜合利用率，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此秸稈餐具被視為一種節(jié)約資源和環(huán)保的寶貴貢獻(xiàn)。

4.1.3" 木塑材料。

木塑復(fù)合材料克服了木材強(qiáng)度和可變性以及有機(jī)材料低模量等局限，同時(shí)還能夠充分利用廢棄木材和塑料，減少環(huán)境污染，具有可塑性、可降解性、低生產(chǎn)成本及環(huán)保等特點(diǎn)。秸稈生物質(zhì)塑料則是通過(guò)將秸稈粉碎后與一定比例的熱塑性樹脂混合，并加入偶聯(lián)劑、阻燃劑、相容劑、潤(rùn)滑劑、發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑和其他加工助劑等，以改善材料的性能。隨后通過(guò)熱壓、擠出成型、注塑成型等技術(shù)生產(chǎn)，木塑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有效促進(jìn)了秸稈的高值利用［47］。

4.2" 液體燃料

4.2.1" 乙醇。

木質(zhì)纖維素生物質(zhì)是一種廣泛、豐富和可再生的資源，含有大量的可發(fā)酵糖類。作為綠色生物能源領(lǐng)域備受矚目的創(chuàng)新，在木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中生產(chǎn)乙醇已成為科學(xué)界廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)［48］。將豐富的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乙醇可提高能源安全性、減少溫室氣體排放量并提高價(jià)格穩(wěn)定性。秸稈等木質(zhì)纖維素材料易于獲取并可以發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，因此可以作為純車輛燃料或添加到汽油混合物中的成分［49］。燃料乙醇是通過(guò)將秸稈等木質(zhì)纖維素原料進(jìn)行預(yù)處理、酸水解/酶水解、微生物發(fā)酵及乙醇濃縮而生產(chǎn)出來(lái)的。近年來(lái)，生物燃料乙醇技術(shù)已涌現(xiàn)出來(lái)，乙醇生物燃料技術(shù)成為替代傳統(tǒng)石油等能源的重要方法。第二代木質(zhì)纖維素生物燃料乙醇是未來(lái)大規(guī)模替代石油的關(guān)鍵。利用秸稈等生產(chǎn)乙醇可直接替代工業(yè)乙醇生產(chǎn)中大量消耗的糧食，為維護(hù)國(guó)家糧食安全做出巨大貢獻(xiàn)。因此，秸稈轉(zhuǎn)化為乙醇已成為目前生物燃料乙醇技術(shù)研究的熱點(diǎn)方向。

4.2.2" 丁醇。

可再生資源在生產(chǎn)燃料、化學(xué)品和環(huán)保材料方面的應(yīng)用是可持續(xù)工業(yè)發(fā)展中的重要問(wèn)題［50］。對(duì)于玉米秸稈等廢棄物，其含有的碳水化合物能通過(guò)轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵的糖，用于生物燃料的生產(chǎn)。生物丁醇是一種可替代的燃料，可從玉米秸稈中獲得。同時(shí)，Nanda等［51］提出了從不同的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中獲得新燃料的方法，比如通過(guò)丙酮-丁醇-乙醇（ABE）發(fā)酵過(guò)程生產(chǎn)丁醇。幾種農(nóng)業(yè)廢棄物，包括玉米秸稈在內(nèi)，已成功實(shí)現(xiàn)了ABE發(fā)酵生產(chǎn)生物丁醇［52］，具有很好的應(yīng)用前景。由于快速達(dá)到所需的工業(yè)規(guī)模，玉米秸稈目前被視為工業(yè)化國(guó)家生產(chǎn)生物乙醇的最重要原料之一。此外，玉米秸稈由于其纖維結(jié)構(gòu)和高碳水化合物含量也成為一種有趣的生物丁醇生產(chǎn)原料，這種特性引起了研究人員的極大興趣。利用玉米秸稈生產(chǎn)第二代生物丁醇不僅能發(fā)電，還可以有效減少溫室氣體排放、提高廢棄物的利用率［53］，因此具有很高的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

4.3" 氫氣

隨著化石能源的大量消耗和環(huán)境危害的日益加劇，越來(lái)越多的關(guān)注被投入發(fā)展清潔高效的可再生能源上。全球正在積極尋找替代“化石燃料”的清潔和綠色能源，以最大限度地減少“溫室效應(yīng)”和“氣候變化”給人類帶來(lái)的威脅。氫氣是一種高效且環(huán)保的燃?xì)?，可以從生物質(zhì)、水、碳?xì)浠衔?、天然氣等多種組合形式中得到，具有較高的發(fā)熱量，備受關(guān)注?？梢哉f(shuō)，氫能源是21世紀(jì)最重要的清潔能源之一，其制備技術(shù)正在得到廣泛的發(fā)展和應(yīng)用［54］。

木質(zhì)纖維素生物質(zhì)是一種碳水化合物含量高達(dá)70%～80%的理想制氫原料。但是，由于含有木質(zhì)纖維素的水稻秸稈結(jié)構(gòu)復(fù)雜且緊密，因此在制氫前需要進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理的第一步是將秸稈粉碎，然后采用機(jī)械或化學(xué)方法脫木素，并進(jìn)行暗發(fā)酵過(guò)程［55］。在暗發(fā)酵過(guò)程中，水稻秸稈中的纖維素和半纖維素可水解成碳水化合物，然后進(jìn)一步處理為有機(jī)酸和氫氣。已經(jīng)證明，厭氧產(chǎn)氫菌（如NCIMB10102）在暗發(fā)酵法生產(chǎn)氫氣方面具有很高的產(chǎn)氫能力［56］。暗發(fā)酵工藝連續(xù)生產(chǎn)氫氣的影響因素有很多，包括pH、水力停留時(shí)間和溫度等。為了精確掌握連續(xù)生產(chǎn)氫氣的影響因素，申勛宇等［57］使用連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器，利用暗發(fā)酵法以稻草秸稈為原料連續(xù)生產(chǎn)氫氣，并進(jìn)行了大量研究。研究表明，當(dāng)pH為5.5、水力停留時(shí)間為18 h、氫氣產(chǎn)量為6.8 L/d、45.0 mL/g COD，其反應(yīng)條件最優(yōu)。Datar等［58］使用蒸汽爆炸法對(duì)玉米秸稈進(jìn)行預(yù)處理，并研究了其產(chǎn)氫發(fā)酵性能。該研究以玉米秸稈為模型生物質(zhì)，采用從當(dāng)?shù)匚鬯幚碓O(shè)施獲取的微生物群落接種于間歇式生物反應(yīng)器中，展示了溶解半纖維素和固體木質(zhì)纖維素餾分作為底物的氫發(fā)酵。結(jié)果表明，通過(guò)玉米秸稈蒸汽爆炸法預(yù)處理，選取220 ℃下3 min的處理?xiàng)l件可以得到最佳的氫氣產(chǎn)量，可能是由于該條件下釋放了最多的葡聚糖和木聚糖。盡管水解液中的大多數(shù)糖都是低聚物，木糖是主要成分，但微生物仍然可以有效地分解這些低聚糖并將其發(fā)酵成氫。

5" 總結(jié)與展望

我國(guó)的秸稈綜合利用目前仍處于起步階段，難以建立規(guī)?；?、簡(jiǎn)單化、粗放化的整個(gè)秸稈產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)化運(yùn)作。其中，秸稈產(chǎn)品低附加值和低經(jīng)濟(jì)效益是目前的主要問(wèn)題。自“十二五”規(guī)劃實(shí)施以來(lái)，秸稈的利用有了進(jìn)一步的發(fā)展，我國(guó)秸稈總利用率超過(guò)80%，在以肥料為主、飼料和燃料為輔的基礎(chǔ)上，積極推進(jìn)秸稈原料和基礎(chǔ)材料的利用模式。盡管如此，秸稈的使用引起了很多問(wèn)題，并且仍存在種種困境。由于技術(shù)和成本的限制，目前秸稈的資源化程度較低，工業(yè)應(yīng)用也未得到全面推廣，并且需要提高秸稈產(chǎn)品的附加值。

因此，秸稈綜合利用面臨的問(wèn)題需要針對(duì)性地逐步完善政策，開發(fā)針對(duì)性的技術(shù)和產(chǎn)品。在現(xiàn)有成熟技術(shù)和產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，秸稈的高值化發(fā)展應(yīng)當(dāng)向“工業(yè)化、高值化”方向發(fā)展，主要包括三個(gè)方面的應(yīng)用：一是生產(chǎn)生物基材料，例如具有良好生物降解性和可重復(fù)利用性的聚乳酸、植物短纖維-生物基復(fù)合材料等；二是將秸稈轉(zhuǎn)化為乙醇、丁醇等液體燃料；三是將秸稈轉(zhuǎn)化為生物天然氣，例如轉(zhuǎn)化為氫氣等。秸稈具有非常廣泛的應(yīng)用前景，推動(dòng)秸稈高值化發(fā)展有利于其充分利用，高附加值產(chǎn)品使我國(guó)秸稈的新工業(yè)用途達(dá)到一個(gè)新水平，同時(shí)也符合我國(guó)綠色環(huán)保、低碳經(jīng)濟(jì)政策和節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，有助于促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境的和諧發(fā)展。

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