中國農業(yè)廢棄物發(fā)展的出路與能源技術革新！
生物質能源，是人類最主要的可再生能源之一。備受關注的農業(yè)廢棄物作為生物質能源中重要的一部分，它的發(fā)展在當前面臨著怎樣的問題和挑戰(zhàn)?我們國家農業(yè)廢棄物的出路又在哪里呢?
觀點
陳冠益：天津大學環(huán)境科學與工程學院院長/教授 、西藏大學長江學者特聘教授。
我國現階段與生物能源技術革新高度關聯的是農業(yè)廢棄物!利用農業(yè)廢棄物來做生物質能源是最有優(yōu)勢的。因為它兼顧了農業(yè)廢棄物的處理，兼顧了環(huán)境成本，兼顧了農業(yè)循環(huán)利用。我們國家農業(yè)廢棄物發(fā)展的出路就在：高效產能源，循環(huán)產肥料。能源與資源的綜合利用必然是農業(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就是培育和發(fā)展節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略性新興產業(yè)，其中包括以生物質廢棄物為原料的生物質能源等。那么我們國家目前正處于“低碳經濟”轉型期，您指出這其中生物質能源的力量將不容小覷?
陳冠益：是的。生物質廢棄物是人類在利用生物質的過程中生產和消費產生的廢棄物，包括農業(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廢棄物利用不當對環(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廢棄物能源化資源化的研究和利用。
低碳經濟轉型就意味著綠色發(fā)展，低碳經濟轉型和綠色發(fā)展是一脈相承的。而這其中，生物能源技術革新或者說突破是實現低碳經濟轉型和綠色發(fā)展的一個非常重要的技術推動。沒有這個技術推動是很難實現低碳經濟轉型，也更談不上綠色發(fā)展。
所以對于生物能源技術怎么革新?怎么突破?是我們一直在思考的問題。在我們國家現階段和能源技術革新能夠高度關聯的是農業(yè)廢棄物。因為從能源角度講，農業(yè)廢棄物能夠生產出清潔綠色可持續(xù)的生物質能源。另外一方面，它可以把農業(yè)生產綠色化，鄉(xiāng)村環(huán)境改善，農民生活品質提高，它對整個農業(yè)生態(tài)的發(fā)展都會起到推動作用。
因此農業(yè)廢棄物能源化、資源化的生物質能源綜合利用是支撐我們低碳經濟轉型，農業(yè)綠色發(fā)展，對整個能源技術的突破，都起到了很大的支撐作用。
問：那么生物能源技術要如何革新?這種革新與我們國家農業(yè)廢棄物今后的發(fā)展出路有何關聯呢?
陳冠益：我們國家生物質廢棄物的能源化開發(fā)需要依靠科技進步。將生物質資源進行多聯產開發(fā)利用，提高能量回收效率和資源利用率。
農業(yè)廢棄物今后的發(fā)展出路必然是生物質能源化、資源化的綜合利用。而這其中技術革新和突破的核心，就在八個字：“高效、綠色、循環(huán)、高值”。能源技術革新與農業(yè)廢棄物的發(fā)展出路緊密關聯。
但目前還面臨著一些問題。大家也都在呼吁，生物質能源雖然技術有很多，但大多還都很單一，很多還沒有達成共識，還沒有定型，也就是還沒有便于我們國家農業(yè)廢棄物生物質能源更好地綠色發(fā)展的系統(tǒng)的技術模式。
第二，有些時候也不太好明確哪些技術更好用。因為農業(yè)很多時候受地域影響，所以很多技術是需要因地制宜，因具體地區(qū)情況而調整改變，加之農業(yè)受到本身的自然條件，生產條件，當地環(huán)境條件等很多方面的制約，不能隨便按工業(yè)標準來制定。所以農業(yè)廢棄物生物質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，會有讓大家達成共識的好的有針對性的模式。
我所說的模式，是從技術到應用的模式，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生價值的技術應用模式，現在還是有些亂象，不好評判。但農業(yè)廢棄物的再利用，應用始終是出發(fā)點，對其能源技術革新一定要達到高效、綠色、循環(huán)、高值，這才能讓我們國家的農業(yè)廢棄物發(fā)展有更好的出路。
問：您提出農業(yè)廢棄物的發(fā)展出路需要實現“高效能源化、循環(huán)肥料化”，需要把它看成一個系統(tǒng)?而實現它，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業(yè)系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中來實現“高效能源化、循環(huán)肥料化”。
從科研技術角度講，難度還是挺大的。首先高效能源化，農業(yè)廢棄物的雜質還是很多的，相對有些雜質，不像工業(yè)雜質那么純，農業(yè)廢棄物品質低雜質多而且能量密度低，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�，其實這里的挑戰(zhàn)也是很大的。關鍵還有一個技術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化，秸稈有好幾種組份，纖維素好轉化，但是半纖維素、木質素不好轉化，或者是在這邊木質素好轉化，在那邊半纖維素不好轉化，它始終存在有些好轉化有些不好轉化，始終是在一些特定的技術里面，有一些東西不好轉化，所以難度就很大了。單一技術針對某一個組分比較好，但是秸稈有很多個組份，有些組份不好轉化，那么單一技術遇到障礙，同時秸稈中還有一些雜質，這些雜質還會限制技術的發(fā)揮。因此，很多研究人員會思考，這樣的技術如何突破?也就是這些秸稈組份能同時很好轉化是我們在思考的一個技術問題，而這里面的研究方向是生物技術和化學技術怎么結合?這也是生物質能源技術的主攻方向，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)產肥料與高效產能源需要結合在一起。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。
這就是我們進行農業(yè)廢棄物能源化、資源化綜合再利用時思考的核心問題：高效產能源，循環(huán)產資源變肥料。這樣才可以產生農業(yè)廢棄物的高價值，才可以兼顧能源和肥料的雙重效益。所以我們需要用農業(yè)系統(tǒng)的觀念來考慮和解決農業(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。對于我們當前的研究來講，其實都帶有緊迫的社會需求，也是根據國家的發(fā)展需要來進行。
問：但現實中還是有很多實際問題的，比如我們如何解決農村有機固廢收集成本的問題?對于在廢棄物處理的過程中，各種費用的產生由誰來買單，農業(yè)廢棄物處理的長效機制如何建設?您認為應該是什么樣的呢?
陳冠益：我認為農村有機固廢收集成本的問題是個現實的難題，目前更應該由政府制定政策加以引導。各種費用的產生由誰來買單，目前我認為應該由政府分攤主要的成本，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)。農業(yè)廢棄物處理的長效機制是政府引導，社會資本參與，農村農民參與的機制。
問：您覺得農業(yè)廢棄物生物質能源最終能否成功發(fā)展，關鍵是在技術和政策的管理?
陳冠益：是的。中國必須要有國家政府層面的頂層設計，推出中國模式的農業(yè)廢棄物利用模式，咱們現在對于農業(yè)廢棄物利用的模式是分散的、多元化的，其實我們需要有一個可以讓大家達成共識的技術模式。從現狀出發(fā)解決問題。從農業(yè)、農村環(huán)境來講，農業(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都是有關聯的，比如農村垃圾會影響到廢水，其實這就是一個系統(tǒng)。就是國家需要站在一個高角度來進行頂層設計，然后選擇幾個好的案例把它做好，讓大家形成共識。我們現在就是缺少對農村的系統(tǒng)化設計，系統(tǒng)設計包括幾個村 幾百個村的整體設計，目前還都是這一個點，那里一個點，缺少固定的可持續(xù)的系統(tǒng)發(fā)展模式。如果把它設計出一個可以良性循環(huán)的農村系統(tǒng)，這樣農業(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)展改革委關于全面深化價格機制改革的意見》，其中有關“創(chuàng)新和完善生態(tài)環(huán)保價格機制”環(huán)節(jié)中提到-要完善可再生能源價格機制。您覺得何為完善?價格機制的完善是否對我們整個生物質能源綠色發(fā)展會起到一種倒逼式的助推作用呢?
陳冠益：我認為完善可再生能源價格機制，主要的機制應該是誰受益誰買單，價格補貼應該折算到終端產品的銷售中，要把生態(tài)環(huán)保價格折算到實際的可再生能源價格上去，這樣才能起到促進整個生物質能源技術和產業(yè)的綠色發(fā)展。
問：您的團隊名稱叫“生物質能源環(huán)境創(chuàng)新團隊”，當前主攻的研究方向可否介紹下?
陳冠益：我們現在主攻的方向就是農村、農業(yè)中廢棄物能源和資源的綜合利用。同時使整個過程實現清潔生產和環(huán)境友好，從而實現增值，反哺生物柴油、燃料乙醇及生物質燃氣等能源產品的開發(fā)，這也是發(fā)展趨勢。
以前我的研究過多的只考慮能源，現在我考慮的是生物質能源與資源的綜合利用。所以，從科研角度，從技術研發(fā)角度講，我現在的方向主要是在生物技術和化學技術如何融合，讓它們可以形成一個整體，如何一脈相承，這是我現在研究比較多的。
單一的化學技術可以完成能源的轉化，但它實現不了能源與資源的綜合利用，所以我們需要研發(fā)出化學和生物技術的耦合，才能維持或保持能源和資源綜合的利用價值。這也是當前科研的重點。而且能源與資源的綜合利用必然是農業(yè)廢棄物的重要發(fā)展方向。希望我和我的團隊可以為農業(yè)廢棄物的綠色發(fā)展做出貢獻。
原標題:【專訪.陳冠益】中國農業(yè)廢棄物發(fā)展的出路與能源技術革新！
姓名：陳冠益
基本信息
1970年６月生，籍貫江西玉山。
職務：院長
職稱：教授、博士生導師、長江學者特聘教授
所在系/團隊：建筑環(huán)境與能源應用工程系、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）生物質能源
（3）環(huán)境工程技術與管理
學術榮譽
長江學者獎勵計劃特聘教授、享受國務院政府特殊津貼；入選天津市中青年科技創(chuàng)新領軍人才、教育部新世紀優(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)秀留學歸國人員稱號、天津五四青年獎章。
科研業(yè)績與國際合作
先后承擔了國家自然科學基金重點項目、國家863/973/科技支撐計劃課題、國際合作計劃重點項目、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費資助，派遣多名研究生到歐美著名大學進行聯合培養(yǎng)或訪問合作；指導多名外國學生；組織學生出國競賽；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，獲國家授權專利18項、軟件登記2項。
教育教學
獲得國家教學成果獎、天津市教學成果獎；曾經指導本科生獲挑戰(zhàn)杯全國大學生科技競賽天津市一等獎和創(chuàng)業(yè)競賽金獎。
