*会议交流材料*
秸秆深加工产业发展大会由中国循环经济协会主办 、中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所编制《秸秆制糖高值利用技术及产业进展专题研究报告》
秸秆深加工产业发展大会
——秸秆制糖联产黄腐酸高值利用技术助力绿色低碳产业发展
一、化石资源对生态和人类的影响
工业文明发展促进了人类社会的进步，但大量使用化石资 源，也造成了地球生态恶化，化石资源应用对生态和人类的影 响已凸显出来，主要有以下五个问题：
1、温室效应：使用化石资源产生大量二氧化碳、氮氧化 物等温室气体，导致地球生态严重破坏；
2、微塑料颗粒：化工塑料、化纤制品在使用过程中会产 生大量塑料微颗粒，流入地表和江河湖海，污染土壤和动植物以及鱼类生物，危及人类生命健康；
3、释放有毒气体：化工塑料、化纤制品在使用老化和垃 圾填埋过程中，会产生和排放有毒气体，损害人类和动植物健康；
4、土壤污染：化工塑料、化纤碎片在土壤中残留，会影 响植物生长；
5、江河湖海污染：化工塑料、化纤碎片被江河湖海里的 鱼类、鸟类生物误食会导致死亡。 以上这些问题已然对生态环境和人类社会造成负面影响， 并构成了巨大威胁，因此人类必须寻求新的社会发展模式，使用生物质可再生资源替代化石资源，发展绿色低碳产业成为必然。
二、全球绿色低碳发展的趋势
为实现绿色、可持续发展，全球范围内掀起了一场用生物可再生资源替代化石资源的大变革，生物基材料替代石油基材料、生物能源替代化石能源是后石油时代变革的必然，生物产业将是这场变革的重要引领者。
据美国《生物质技术路线图》规划，2030 年生物基化学品将替代 25%有机化学品和 20%的石油燃料。据欧盟《工业生物技术远景规划》规划，2030 年生物基原料将替代 6%-12%化工原料、30%-60%精细化学品；2050 年在航空领域全部使用可持续生物航煤。我国规划未来现代生物制造产业产值超 1万亿元，生物基产品在全部化学品产量中的比重达到 25%。据世界经合组织(OECD)预测，未来十年至少有 30% 的石化产品可由生物基产品替代，而目前替代率不到 5%，存在巨大的市场缺口。2022 年 11 月 18 日至 19 日，亚太经合组织第二十九次领导人非正式会议在泰国曼谷举行，讨论了促进生物循环绿色经济的方式，通过了《生物循环绿色经济曼谷目标》。 2023 年 3 月 22 日，美国针对 2022 年 9 月 12 日拜登签署的《生物法案》后又发布了《生物技术和生物制造明确目标》，目标是在 20 年内用生物基塑料替代现有 90%的塑料，生物燃料占海运 50%；到 2030 年，生产 30 亿加仑(约 114 亿升)可持续生物航煤/年；在供应链端，20 年内通过可持续和具有成本效益的生物制造方式生产美国化学品至少 30%的需求。
三、中国绿色低碳发展战略
2020 年 9 月 22 日，习总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论会上宣示中国“双碳战略”：中国二氧化碳排放量力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和。习总书记首次提出“双碳战略”,并将其上升为国家战略。党的二十大报告中提出，发展绿色低碳产业，倡导绿色消费，推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式。发展生物材料和生物能源产业，能够大幅减少当前石油路线的碳排放，改善生态环境，大力支撑禁限塑等一系列环保政策。
早在 2017 年，习近平总书记在中央农村工作会议上指出：向耕地草原森林海洋、向植物动物微生物要热量、要蛋白，全方位多途径开发食物资源。让老百姓从过去“吃得饱”转向“吃得好”，再到“吃得健康”。要求发展生态低碳农业。
2019 年 9 月 9 日，习总书记在中央全面深化改革委员会第十次会议中强调：“应积极应对塑料污染，牢固树立新发展理念，有序禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用，积极推广可循环易回收可降解替代产品，增加绿色产品供给，有力有序有效治理塑料污染”，为绿色发展指明了方向。
2020 年 1 月 16 日，国家发改委、生态环境部发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》，要求到 2020 年底，率先在部分地区、部分领域禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用；到 2022 年底，一次性塑料制品的消费量明显减少，替代产品得到推广。随即国内各省、直辖市相继出台限塑、禁塑令，为可降解材料作为可替代产品提供了巨大市场容量。
2022 年 5 月 10 日，国家发展和改革委员会印发了《“十四五”生物经济发展规划》，提出推动生物技术和信息技术融合创新，优先发展生物育种、生物农业、生物制造、生物医药、生物安全等五大产业，做大做强生物经济。
2022 年 10 月 12 日，财政部、住房城乡建设部、工业和信息化部联合发布《关于扩大政府采购支持绿色建材促进建筑品质提升政策实施范围的通知》，要求开展政府采购支持绿色建材促进建筑品质提升试点工作，全面推广绿色建筑和绿色建材。聚乳酸发泡墙体材料及建筑装饰材料具有保温、无毒、难燃、无黑烟等特点，是理想的绿色建材。
2022 年 12 月 23 日，习总书记在中央农村工作会议上部署加快建设农业强国，推进农业农村现代化，指出全面推进乡村振兴是新时代建设农业强国的重要任务。
2023 年 1 月 23 日，工业和信息化部等六部门印发《加快非粮生物基材料创新发展三年行动方案》的通知，引导基于大宗农作物秸秆及剩余物等非粮生物质的生物基材料产业创新发展，促进工农业协调发展，助力乡村振兴和美丽中国建设。
2023 年 4 月 6 日，国家能源局关于印发《2023 年能源工作指导意见》的通知，要求加快培育能源新模式新业态。支持纤维素等非粮燃料乙醇生产核心技术攻关和试点示范，研究推动生物燃料多元化利用。
2023 年 4 月 15 日农业农村部、市场监管总局、工业和信息化部、生态环境部联合印发《关于进一步加强农用薄膜监管执法工作的通知》，要求严厉打击生产销售非标地膜、不按规定回收废旧地膜等违法行为，定期开展联合会商，落实农膜全程监管职责和重点任务，大力推广使用生物可降解农用地膜。
为实现“双碳战略”，以上诸多顶层部署指明了绿色低碳产业发展的方向。丰原集团二十多年来，在省、市、县等各级政府、部门大力支持和帮助下，投资二十多亿元持续自主创新，掌握了生物合成技术，发展生物材料、生物能源及生物肥料产业，不再主要依赖化石资源(石油、煤炭等)，可通过秸秆制糖联产黄腐酸高效有机肥，在土地上既种出了好粮，又种出了绿色油田，甚至可能提前达到“碳中和”，符合国家绿色低碳发展战略需求。
四、丰原集团利用生物合成技术发展生物材料、 生物能源及生物肥料，践行绿色低碳制造
丰原集团是国内从事生物化工、生物医药、生物材料、生物能源的大型科技产业型公司，是国家创新型高新技术企业。 建有发酵技术国家工程研究中心、国家医药研发企业技术中心个国家级研发平台，生物可降解材料安徽省技术创新中心、安徽省生物基聚合材料产业创新中心等 11 个省级研发平台，先后承担多项国家及省级科技攻关项目，已获授权发明专利500 多项，重大工艺技术发明专利 170 多项。公司在职员工约 11000 人。2022 年度公司营业收入约 160 亿元，进出口总额约 7 亿美元，上缴税收约 9.2 亿元。
（一）技术研发成果
丰原集团经过二十多年自主技术创新，已全面掌握乳酸菌种选育、发酵控制、分离纯化、聚合反应以及聚乳酸下游应用开发等全产业链核心工艺技术和专有装备制作技术；尤其在原料替代(用秸秆替代粮食作物)方面，成功攻克了自主知识产权的纤维素转化糖的酶制剂制备技术、混合糖(六碳糖和五碳糖)发酵产乳酸的菌种发酵技术(综纤维素酶解率≥90%，混合糖发酵乳酸转化率≥90%，国际领先水平)，以及生产秸秆制糖、混合糖发酵乳酸和聚乳酸、利用酒精酵母菌生产生物乙醇、生物航煤等专有成套装备制作技术。
秸秆制糖将替代粮食制淀粉糖作为生物基产品制造的主要原料，丰原集团自主创新的纤维素酶制剂技术(比传统的纤维素转化糖酶解率高 30%)、菌种发酵技术(在自然界，五碳糖不被代谢，只有六碳糖能被代谢，丰原通过特殊驯化的菌种可代谢五碳糖和六碳糖的混合糖)，这两种技术被喻为“生物芯片”，正是因为丰原拥有了“生物芯片”，对秸秆进行深加工，提高附加值，让秸秆从废弃物变成新物质资源，是实现乡村振兴、绿色低碳发展、农业强国的有效途径，助推中国生物制造经济换道超车。
2006 年，丰原集团开展了安徽省科技攻关项目“生物质能源和生物新材料产业化关键技术研发”，开启了丰原利用非粮为原料生产生物材料和生物能源产业化的自主创新之路。
2009 年 4 月 2 日，安徽省科技厅组织开展玉米芯综合利用生产木糖醇联产柠檬酸技术成果鉴定，鉴定委员会认为项目综合技术水平国内领先。
2009 年 5 月，丰原集团开展了秸秆纤维素综合利用技术的研发工作，并申报了“一种联产木聚糖酶和纤维素酶的方法”等多项国家发明专利，于当年建成 5000 吨/年秸秆生物乙醇示范生产线，同时持续攻关秸秆纤维素技术，分别承担多个与秸秆资源化综合利用技术攻关相关的国家“863”、国家科技支撑计划项目。
目前，世界上原创高产乳酸菌种有三株：荷兰普拉克（Purac）、比利时格拉特（Glactic）和中国丰原。荷兰普拉克（Purac）与美国嘉吉(Cargill)和法国道达尔(Total)合作；比利时格拉特（Glactic）与丰原集团合作；还有一株是丰原集团与上海交通大学合作研发的自主知识产权的菌种，攻克了“高光学纯 L-乳酸单体工业化制备”、“可控高分子量聚 L-乳酸工业化高效制备”等“卡脖子”技术 10 余项，从根本上解决了聚乳酸从菌种到生产工艺、成本及性能问题；尤其在工业化装备制造方面，自主开发了“高分子量聚乳酸可控化制备系统”，首次实现聚乳酸生产设备国产化替代，打破了国外 30 年来对核心装备的技术垄断。
（二）丰原生物产业基地产业化项目
集团依托发酵技术国家工程研究中心等创新平台，通过自主研发和对外合作，全面掌握了三大有机酸(柠檬酸、乳酸、苹果酸)、四大氨基酸(赖氨酸、丙氨酸、苏氨酸、色氨酸)、三大生物平台材料(聚乳酸、生物基聚氨酯、生物基碳酸酯)、两大生物能源(生物乙醇、生物航煤)、生物肥料(黄腐酸有机肥)及维生素系列生产工艺，拥有全球唯一可以实现混合糖工业化7发酵的高产菌种。目前已在固镇经开区建立约 5300 亩丰原生物产业基地，投资 170 多亿，30 多个生物发酵、生物材料、生物能源及生物肥料等项目，其中乳酸、聚乳酸产能全球最大，苹果酸是全球首条生物法工艺生产，生物多元醇、生物碳酸酯、 秸秆制糖联产高效黄腐酸有机肥等项目均是世界首条生产线。
2019 年 11 月 8 日，利用自主知识产权建设的中国首条年产 5000 吨乳酸、3000 吨聚乳酸产业化示范线建成投产，标志着中国人全面掌握了从葡萄糖发酵乳酸到聚合丙交酯到聚乳酸全产业链工艺及设备核心技术。
2021 年中期，100 吨/年农作物秸秆制糖副产高效有机肥中试线技术验证成功，为产业化示范提供技术支撑。
2022 年底，1.5 万吨/年秸秆制糖联产黄腐酸高效有机肥项目在安徽固镇经开区建成投产且稳定运营；并于 2023 年 4月 15 日通过农业农村部科技发展中心组织的专家评审，经与会专家论证，认为丰原集团“农作物秸秆高效制糖联产黄腐酸关键技术与装备”技术成果整体达到国际先进水平，其中木质纤维素复合酶生产技术、两步法综纤维素酶解糖化技术达到国际领先水平。
目前丰原集团年产1.5万吨秸秆制糖联产黄腐酸有机肥产业化示范工厂已经投产运营，将秸秆资源吃干榨尽，实现秸秆资源高值化利用。其中，生产的混合糖利用丰原特有的驯化菌种，可生产生物材料和生物能源，替代化石资源，可生产出秸秆塑料、秸秆布料、秸秆油漆、秸秆涂料、秸秆皮革等万物， 除了钢铁、水泥、矿产品外，真正做到：能源加材料、万物秸8秆造。秸秆制糖副产的黄腐酸，可谓是个神奇的绿色、高效植物源有机肥，比矿源黄腐酸可持续，它颠覆了人们对肥料的认识，与化肥、有机肥配合使用就是肥料，独立使用就是植物生长剂、刺激剂，土壤的改良剂、营养剂，能够增加土壤微生物种群，提升土壤层养分含量，降低土壤层营养物质外流，推动 农作物根、茎、枝消化吸收，增强植物抗逆能力，提高果蔬产量及品质(保持原汁原味)。黄腐酸还可作为食品添加剂、饲料添加剂，提高功能性。一根秸秆的绿色产业，改变地球生态， 促进中国经济可持续发展。
通过推广乡镇分布式秸秆糖厂，建设较为经济规模为 3万吨/年分布式秸秆制糖工厂，投资约 2 亿元，使用秸秆约 8-9万吨，可生产 3 万吨混合糖,联产 5 万多吨黄腐酸高效有机肥，投资回收期 7-8 年。在实现生物基原料稳定供应的同时，带动 秸秆销售价格翻番，是推动乡村振兴、实现共同富裕的有效之路。
五、秸秆制糖高值利用技术助力生物经济产业发展
目前全球塑料和化纤产量 5 亿多吨/年(其中塑料 4 亿多吨，化纤约 1 亿吨)，中国消耗量约 2 亿多吨/年(其中塑料约 1.3亿吨，化纤约 7000 万吨)，预计 2030 年全球塑料和化纤产量将达到 6 亿吨左右，中国消耗量将达到约 2.2 亿吨。根据国际经济合作组织预测，到 2030 年，全球生物基产品至少可以取代 30%-40%的石化产品。就国内而言，生物基新材料市场容量预计可超 9000 万吨。
我国非粮生物质总量每年约 20 亿吨(其中秸秆约 9 亿吨、农林废弃物约 11 亿吨)，用秸秆制的混合糖替代粮食制的淀粉糖，生产 2 亿吨生物材料和 2 亿吨生物燃料，同时副产 8-10亿吨高效黄腐酸有机肥，可有效缓解粮食安全和石油安全。
随着生物经济高质量发展，倒逼生物质资源将逐步替代化石资源，发展非粮生物材料、生物能源、生物肥料，可以解决“与人争粮”危机，能够有效保证粮食安全、缓解能源短缺、解决环境污染，是实现绿色低碳发展、生态文明发展、可持续高质量发展的重要抓手。
丰原集团秸秆联产黄腐酸有机肥技术，以秸秆收购价按500-600 元/吨，黄腐酸价格（黄腐酸含量不低于 35%，腐殖酸含量不低于 20%）按 2500-3000 元/吨计算，秸秆混合糖成本约 2500-3000 元/吨，比玉米葡萄糖低约 1500 元/吨，且无废水排放。利用秸秆混合糖为原料生产生物乙醇成本不超过6500 元/吨，生产乳酸成本不超过 7000 元/吨，具有较强的市场竞争力和市场推广潜力；有利于政府出台产业政策，支持发展生物材料、生物能源、生物化学品产业，构建生物基含量认证和标识以及碳足迹全程追溯体系，加大禁限塑产品范围和推广力度，加强市场监管和检测措施，促进生物绿色低碳产业快速发展。
由于我国耕地常年过度使用化肥，造成土地土壤有机质、养分含量不断下降，影响了农作物产量和质量；而丰原秸秆制糖副产的黄腐酸高效有机肥可以全部还田，可实现农田变良田，种出中国好粮，让中国碗装好粮，真正贯彻习总书记《论“三农”工作》中提出“让人民吃得饱、吃得好、吃得放心”的重要论述。
随着丰原加强下游应用领域技术不断开发和产业化示范，在农作物秸秆资源丰富地区，可实现秸秆原料→混合糖→聚乳酸(生物基聚氨酯、生物基碳酸酯、生物基聚酰胺三大功能材料)→下游应用→联产黄腐酸有机肥等产业链集群发展，包括：
1、混合糖→聚乳酸(生物基聚氨酯、生物基碳酸酯、生物基聚酰胺三大功能材料)→改性料→下游应用等领域；2、混合糖→生物乙醇→生物航煤等领域；3、黄腐酸有机肥→有机优质农业种植→设施农业等领域。重点建设以下六大产业集群：
①塑料加工产业集群(产业链涵盖：吹膜、注塑、片材、发泡、滚塑、3D 打印、医用材料等产业)。
②纺织产业集群(产业链涵盖：纺纱、织布、印染、制衣等产业)。
③工业及家用装饰材料产业集群(产业链涵盖：汽车、高铁、飞机内饰、家庭装饰、建筑墙体及保温材料等产业)。
④生物化学品产业集群(产业链涵盖：有机酸、氨基酸、乙醇、维生素、涂料、油漆、皮革、粘合剂、弹性体等产业)。
⑤生物燃料产业集群(产业链涵盖：生物乙醇、生物航煤等产业)。
⑥生物肥料产业集群(产业链涵盖：黄腐酸有机肥、有机优质农业种植，设施农业等产业)。
一根小秸秆，撑起大产业，以上六大产业集群均可形成万亿产值，为中国生物经济高质量快速发展、为农业强国、为乡村振兴、为高标准农田建设、为黑土地保护及实现“双碳战略” 提供重要支撑。
