农民日报：呵护国土健康规范产业发展——生物炭产业发展热下的冷思考
来源：农民日报 作者：于险峰 张仁军 日期：2019.03.22
在2018中国生物炭产业技术创新战略联盟第一届第二次理事会上，又有34家单位提出加入联盟的申请，他们当中有科研院所、环保企业、能源企业、肥料企业、生物科技企业等。如今，我国生物炭产业已经取得了长足发展。
中国工程院院士、中国生物炭产业技术创新战略联盟理事长陈温福教授介绍生物炭的特性时说：“生物炭既可作为土壤改良剂、高品质能源，也可作为还原剂、肥料缓释载体及二氧化碳封存载体，有望广泛应用于固碳减排、水源净化、重金属吸附、肥料增效和土壤改良等，可在一定程度上为气候变化、环境污染和土壤功能退化等全球关注的热点问题提供解决方案。”
生物炭火了，但目前国内生物炭产业有点乱了。产品鱼龙混杂，质量参差不齐。如果不进行规范，生物炭产业或将“未兴先衰”。我们以目前应用最多的炭基肥、生物炭土壤修复材料来举例思考。
产品好不等于推广好
“施了炭基肥后增产增效，金珠沙梨亩产在6000斤以上，梨的味道也好，糖度高、酸甜比适宜还有香味，而且果质丝滑。市场竞争力大了，价格也高了，一亩地多收入1500到2000元，带来的效益远远超过投资。”河南省洛宁市马店镇关庙村的李应贤向记者介绍了使用炭基肥的好处，“刚开始也不敢用，试验了一亩地，现在全用河南惠农集团的炭基肥了。”
河南惠农集团董事长袁占军原来不是搞农业的，通过与沈阳农业大学生物炭技术团队合作，开始大力生产推广生物炭肥。他告诉记者：“刚开始做时很难，从2015年开始建厂，现在已经有4个厂，产品已经推广到8个省。炭基肥从源头抓起，提升了农产品的品质，解决了农民最头痛的质量问题。
“对生物炭有个认识过程，老百姓从不敢用到试着用，现在是抢着用，我们不但在辽宁，还在黑龙江与吉林开了好几个公司生产炭基肥。跟普通肥比，用炭基肥一次完事省劲效果好。现在看推广没有问题，在我们县里产品供不应求。”辽宁金和福农业开发有限公司董事长刘金对炭基肥的市场没有太多担心，而是在考虑如何扩大产能问题。
贵州省毕节市烟草公司依托合作社平台，采用BOT模式与贵州时科金年联合，在威宁建立了年处理农林废弃物1.6万吨，生产生物炭4000吨，炭基有机肥2万吨的炭基肥厂。2018年1月中旬建成投产以来，到年末累计生产炭基有机肥11320吨，其中烟草用炭基有机肥8922.12吨，应用面积14.93万亩，仅在毕节烟区就推广11.62万亩。对毕节烟区应用炭基肥效果的调查，综合评价为好，烟农满意度和认可度较高。
一些大型肥料生产厂家也已涉足生物炭肥。据施可丰化工集团总经理孙运生透露，该公司100万吨炭基肥项目已正式启动，将形成100万吨稳定性肥料、100万吨液态肥料、100万吨炭基肥三足鼎立的局面。
但是，炭基肥的成本偏高问题已成为应用推广的一大障碍。因此，还应开发更多的新技术来降低炭基肥成本。为此，陈温福呼吁：“如何用更划算的方法制作炭基肥，是产业同仁应持续攻关的领域。”目前已有多家科研单位及企业在生物质热解炭化联产技术创新、生物质多联产技术、生物质高值炭化技术等方面取得重大突破。
同时，要努力解决好生产过程中相关产品的出路问题，比如焦油，尤其木醋液的应用，这些产品如果能得到很好地开发应用，那从产业链上来核算，生物炭的成本就能降低，从而炭基肥成本也降低了。而成本的降低，则意味着炭基肥将在市场中迸发出更为强劲的核心竞争力。
土壤修复是机遇也是挑战
近年来，我国政府对土壤污染问题高度重视，各地区也陆续开展了农田土壤污染治理工作。农田土壤绝不仅仅是重金属污染等问题，土壤退化也是引发粮食重金属超标的因素之一。土壤健康不仅关系到农产品的卫生安全，更关乎人体的健康。因此，在农田污染治理问题上，不只是要做土壤修复，更要做土壤健康修复。
近年来，粮食总产量连续多年超过万亿斤，近年更是超过了1.2万亿斤，为稳定粮价、维护社会安定作出了突出贡献。但是，在这连年丰收的背后，决不仅仅是强大的政策保障、巨额的生产投入和领先的科技支撑。还有用量超过世界1/3的化肥，对耕地“只种不养、吃干榨净”的掠夺式生产方式。土壤酸化、沙化、板结，黑土层变薄，有机质含量下降，农田污染严重等，耕地已千疮百孔，不堪重负。
对此，陈温福院士提出了“秸秆炭化还田改土”新理念：“生物炭还田是目前改良土壤的重要途径之一，尤其对于土壤重金属污染修复和减少农药化肥残留效果显著。生物炭产业的发展可以将农业废弃物有效炭化再反哺农业，是一项利国利民利生态的朝阳产业。”
《中华人民共和国土壤污染防治法》从2019年1月1日起正式实施，在刚刚召开的第十三届全国人民代表大会第二次会议上，李克强总理提出全国新增高标准农田8000万亩以上，耕地保护给生物炭产业发展带来更大的发展机遇。
利用生物炭改良土壤已在一些地方得到应用。云南威鑫农业科技股份有限公司总经理蔡志远介绍说：“我们在前几年就承担了云南省政府环保部门的水环境保护项目，运用生物炭改良土壤，在万亩蔬菜地中实施。结果表明生物炭能提高水肥利用效率，尤其是在一些严重超量施肥、大水漫灌的农田，能节水70%，节肥50%-90%。”
河南省洛阳市烟草公司在2018年开展施用高炭基肥修复土壤试验示范，在全市5个县共计推广9600亩，使用高炭基肥496吨。化肥用量减少20%-30%，亩施纯氮控制在4公斤。使用后土壤微生物数量增多，提高了土壤自身造血能力。
河南农业大学教授刘国顺形象地说，高炭基土壤修复肥中的多孔隙结构能为微生物繁殖生长提供“温暖的小房间”，增加土壤微生物种群多样性，提高土壤中酶的活性和有机碳指数。“固碳培肥，碳氮调节”的土壤保育技术理论，基本实现了农业农村部提出的“双减”目标，为我国土壤保育提供了理论依据和技术支撑。
用生物炭修复土壤的成本较高，一亩投入少则几百元，多则上千甚至上万元。上述项目要么有政府补贴，要么是有实力的大企业补贴，生物炭与现有土壤修复技术结合使用将是一条可行途径。湖南永清环保研究院近年在农田土壤重金属治理上进行技术开发与产品研制，相应技术和产品在全国多个项目上转化应用。在加入国家生物炭产业技术创新联盟以后，开展相应的应对农业环境污染治理的技术开发并取得了积极进展。
抱团取暖规范生物炭产业发展
生物炭产业怎么发展，辽宁省生物炭工程技术研究中心主任孟军介绍说，参加中国生物炭产业技术创新战略联盟第一届第二次理事会的成员单位形成的共识是：联盟单位要从各自为战变成抱团取暖，把这项功在当代、惠及子孙的战略性新兴产业做大做强，为子孙后代留下一片良田沃土，碧水青山。当务之急是尽快制定出台生物炭及其相关产品的标准体系，以农用为主，取之于田归之于田，兼顾其他。
中国生物炭产业技术创新战略联盟成立以来，已为多家联盟单位提供技术服务。如与辽宁恒润农业有限公司联合开展生物炭基有机肥试验，为中农克盐生态科技有限公司提供盐碱地种稻改良技术服务，为盟员单位提供样品检测服务等。
辽宁金和福公司董事长刘金按照陈温福院士提出的“分散制炭、集中制肥”的创新运作模式，拟在每县招募一家具备炭基肥生产能力的合作伙伴，生物炭厂设在乡镇，负责向当地种植户回收秸秆并加工成生物炭，为县炭基肥料厂提供炭基肥原料。刘金透露，截至目前，合作建立的县域炭基肥生产工厂已达15家，还有10多家正在洽谈中。“这种模式解决了秸秆回收成本高和新型肥料推广慢两个难点。农户可以用秸秆换取等值的炭基肥，一箭双雕。”
贵州省毕节市烟草公司副经理翟欣向记者介绍了公司“合作社回收、烟草补贴、企业加工”运作模式的创新，探索“置换模式、半商品化模式、商品化模式”3种归集方式。置换模式：烟农收集交纳烟秆，可置换合作社专业化服务或置换一定数量的炭基肥。半商品化模式：针对50亩以上的种烟大户，合作社向烟农补贴一定的劳动力成本，帮助其清除烟秆，烟秆归合作社所有。商品化模式：合作社按程序公布收购标准和价格，向社会直接购买烟秆。烟秆归集后由合作社就地粉碎打包压缩，集中储存，交售给炭基肥厂。
当前，生物炭基肥料研发已得到国家重点研发计划立项支持，并已纳入国家水稻、花生、马铃薯等产业技术体系内，为技术创新和产品创制提供了有力的支持。但制约生物炭产业发展的诸多其他因素还有待解决。例如，炭基肥还未被纳入国家新型肥料种类目录；对生物炭的综合评价还缺乏统一标准；炭基有机肥中生物炭含量还缺乏经济有效的检测方法；炭基肥价格相对较高，各级政府在农林废弃物归集炭化还田方面还缺乏政策支持等。
炭基肥价格高，主要还是制炭成本较高。沈阳农业大学教授韩晓日告诉记者：“解决低成本制炭技术，实现工业化、规模化生产仍是炭基肥发展的关键。特别是目前市场上有不是生物炭的也拿来做生物炭基肥的企业，造成生物炭基肥市场混乱。这要靠政府干预来解决市场混乱问题。”
针对炭基肥市场乱象，很多人提出通过出台生物炭基有机肥料的标准来解决。目前，联盟起草的《生物炭基有机肥料》标准草案已经出炉。陈温福院士说：“这意味着炭基肥将从有机肥中剥离出来，独成一系。与此同时，标准的出台将为当下超速发展的炭基肥束上一道‘规范’紧箍，真正助推炭基肥成为利国利民的新兴产业。”
中国工程院院士、中国生物炭产业技术创新战略联盟理事长陈温福教授介绍生物炭的特性时说：“生物炭既可作为土壤改良剂、高品质能源，也可作为还原剂、肥料缓释载体及二氧化碳封存载体，有望广泛应用于固碳减排、水源净化、重金属吸附、肥料增效和土壤改良等，可在一定程度上为气候变化、环境污染和土壤功能退化等全球关注的热点问题提供解决方案。”
生物炭火了，但目前国内生物炭产业有点乱了。产品鱼龙混杂，质量参差不齐。如果不进行规范，生物炭产业或将“未兴先衰”。我们以目前应用最多的炭基肥、生物炭土壤修复材料来举例思考。
产品好不等于推广好
“施了炭基肥后增产增效，金珠沙梨亩产在6000斤以上，梨的味道也好，糖度高、酸甜比适宜还有香味，而且果质丝滑。市场竞争力大了，价格也高了，一亩地多收入1500到2000元，带来的效益远远超过投资。”河南省洛宁市马店镇关庙村的李应贤向记者介绍了使用炭基肥的好处，“刚开始也不敢用，试验了一亩地，现在全用河南惠农集团的炭基肥了。”
河南惠农集团董事长袁占军原来不是搞农业的，通过与沈阳农业大学生物炭技术团队合作，开始大力生产推广生物炭肥。他告诉记者：“刚开始做时很难，从2015年开始建厂，现在已经有4个厂，产品已经推广到8个省。炭基肥从源头抓起，提升了农产品的品质，解决了农民最头痛的质量问题。
“对生物炭有个认识过程，老百姓从不敢用到试着用，现在是抢着用，我们不但在辽宁，还在黑龙江与吉林开了好几个公司生产炭基肥。跟普通肥比，用炭基肥一次完事省劲效果好。现在看推广没有问题，在我们县里产品供不应求。”辽宁金和福农业开发有限公司董事长刘金对炭基肥的市场没有太多担心，而是在考虑如何扩大产能问题。
贵州省毕节市烟草公司依托合作社平台，采用BOT模式与贵州时科金年联合，在威宁建立了年处理农林废弃物1.6万吨，生产生物炭4000吨，炭基有机肥2万吨的炭基肥厂。2018年1月中旬建成投产以来，到年末累计生产炭基有机肥11320吨，其中烟草用炭基有机肥8922.12吨，应用面积14.93万亩，仅在毕节烟区就推广11.62万亩。对毕节烟区应用炭基肥效果的调查，综合评价为好，烟农满意度和认可度较高。
一些大型肥料生产厂家也已涉足生物炭肥。据施可丰化工集团总经理孙运生透露，该公司100万吨炭基肥项目已正式启动，将形成100万吨稳定性肥料、100万吨液态肥料、100万吨炭基肥三足鼎立的局面。
但是，炭基肥的成本偏高问题已成为应用推广的一大障碍。因此，还应开发更多的新技术来降低炭基肥成本。为此，陈温福呼吁：“如何用更划算的方法制作炭基肥，是产业同仁应持续攻关的领域。”目前已有多家科研单位及企业在生物质热解炭化联产技术创新、生物质多联产技术、生物质高值炭化技术等方面取得重大突破。
同时，要努力解决好生产过程中相关产品的出路问题，比如焦油，尤其木醋液的应用，这些产品如果能得到很好地开发应用，那从产业链上来核算，生物炭的成本就能降低，从而炭基肥成本也降低了。而成本的降低，则意味着炭基肥将在市场中迸发出更为强劲的核心竞争力。
土壤修复是机遇也是挑战
近年来，我国政府对土壤污染问题高度重视，各地区也陆续开展了农田土壤污染治理工作。农田土壤绝不仅仅是重金属污染等问题，土壤退化也是引发粮食重金属超标的因素之一。土壤健康不仅关系到农产品的卫生安全，更关乎人体的健康。因此，在农田污染治理问题上，不只是要做土壤修复，更要做土壤健康修复。
近年来，粮食总产量连续多年超过万亿斤，近年更是超过了1.2万亿斤，为稳定粮价、维护社会安定作出了突出贡献。但是，在这连年丰收的背后，决不仅仅是强大的政策保障、巨额的生产投入和领先的科技支撑。还有用量超过世界1/3的化肥，对耕地“只种不养、吃干榨净”的掠夺式生产方式。土壤酸化、沙化、板结，黑土层变薄，有机质含量下降，农田污染严重等，耕地已千疮百孔，不堪重负。
对此，陈温福院士提出了“秸秆炭化还田改土”新理念：“生物炭还田是目前改良土壤的重要途径之一，尤其对于土壤重金属污染修复和减少农药化肥残留效果显著。生物炭产业的发展可以将农业废弃物有效炭化再反哺农业，是一项利国利民利生态的朝阳产业。”
《中华人民共和国土壤污染防治法》从2019年1月1日起正式实施，在刚刚召开的第十三届全国人民代表大会第二次会议上，李克强总理提出全国新增高标准农田8000万亩以上，耕地保护给生物炭产业发展带来更大的发展机遇。
利用生物炭改良土壤已在一些地方得到应用。云南威鑫农业科技股份有限公司总经理蔡志远介绍说：“我们在前几年就承担了云南省政府环保部门的水环境保护项目，运用生物炭改良土壤，在万亩蔬菜地中实施。结果表明生物炭能提高水肥利用效率，尤其是在一些严重超量施肥、大水漫灌的农田，能节水70%，节肥50%-90%。”
河南省洛阳市烟草公司在2018年开展施用高炭基肥修复土壤试验示范，在全市5个县共计推广9600亩，使用高炭基肥496吨。化肥用量减少20%-30%，亩施纯氮控制在4公斤。使用后土壤微生物数量增多，提高了土壤自身造血能力。
河南农业大学教授刘国顺形象地说，高炭基土壤修复肥中的多孔隙结构能为微生物繁殖生长提供“温暖的小房间”，增加土壤微生物种群多样性，提高土壤中酶的活性和有机碳指数。“固碳培肥，碳氮调节”的土壤保育技术理论，基本实现了农业农村部提出的“双减”目标，为我国土壤保育提供了理论依据和技术支撑。
用生物炭修复土壤的成本较高，一亩投入少则几百元，多则上千甚至上万元。上述项目要么有政府补贴，要么是有实力的大企业补贴，生物炭与现有土壤修复技术结合使用将是一条可行途径。湖南永清环保研究院近年在农田土壤重金属治理上进行技术开发与产品研制，相应技术和产品在全国多个项目上转化应用。在加入国家生物炭产业技术创新联盟以后，开展相应的应对农业环境污染治理的技术开发并取得了积极进展。
抱团取暖规范生物炭产业发展
生物炭产业怎么发展，辽宁省生物炭工程技术研究中心主任孟军介绍说，参加中国生物炭产业技术创新战略联盟第一届第二次理事会的成员单位形成的共识是：联盟单位要从各自为战变成抱团取暖，把这项功在当代、惠及子孙的战略性新兴产业做大做强，为子孙后代留下一片良田沃土，碧水青山。当务之急是尽快制定出台生物炭及其相关产品的标准体系，以农用为主，取之于田归之于田，兼顾其他。
中国生物炭产业技术创新战略联盟成立以来，已为多家联盟单位提供技术服务。如与辽宁恒润农业有限公司联合开展生物炭基有机肥试验，为中农克盐生态科技有限公司提供盐碱地种稻改良技术服务，为盟员单位提供样品检测服务等。
辽宁金和福公司董事长刘金按照陈温福院士提出的“分散制炭、集中制肥”的创新运作模式，拟在每县招募一家具备炭基肥生产能力的合作伙伴，生物炭厂设在乡镇，负责向当地种植户回收秸秆并加工成生物炭，为县炭基肥料厂提供炭基肥原料。刘金透露，截至目前，合作建立的县域炭基肥生产工厂已达15家，还有10多家正在洽谈中。“这种模式解决了秸秆回收成本高和新型肥料推广慢两个难点。农户可以用秸秆换取等值的炭基肥，一箭双雕。”
贵州省毕节市烟草公司副经理翟欣向记者介绍了公司“合作社回收、烟草补贴、企业加工”运作模式的创新，探索“置换模式、半商品化模式、商品化模式”3种归集方式。置换模式：烟农收集交纳烟秆，可置换合作社专业化服务或置换一定数量的炭基肥。半商品化模式：针对50亩以上的种烟大户，合作社向烟农补贴一定的劳动力成本，帮助其清除烟秆，烟秆归合作社所有。商品化模式：合作社按程序公布收购标准和价格，向社会直接购买烟秆。烟秆归集后由合作社就地粉碎打包压缩，集中储存，交售给炭基肥厂。
当前，生物炭基肥料研发已得到国家重点研发计划立项支持，并已纳入国家水稻、花生、马铃薯等产业技术体系内，为技术创新和产品创制提供了有力的支持。但制约生物炭产业发展的诸多其他因素还有待解决。例如，炭基肥还未被纳入国家新型肥料种类目录；对生物炭的综合评价还缺乏统一标准；炭基有机肥中生物炭含量还缺乏经济有效的检测方法；炭基肥价格相对较高，各级政府在农林废弃物归集炭化还田方面还缺乏政策支持等。
炭基肥价格高，主要还是制炭成本较高。沈阳农业大学教授韩晓日告诉记者：“解决低成本制炭技术，实现工业化、规模化生产仍是炭基肥发展的关键。特别是目前市场上有不是生物炭的也拿来做生物炭基肥的企业，造成生物炭基肥市场混乱。这要靠政府干预来解决市场混乱问题。”
针对炭基肥市场乱象，很多人提出通过出台生物炭基有机肥料的标准来解决。目前，联盟起草的《生物炭基有机肥料》标准草案已经出炉。陈温福院士说：“这意味着炭基肥将从有机肥中剥离出来，独成一系。与此同时，标准的出台将为当下超速发展的炭基肥束上一道‘规范’紧箍，真正助推炭基肥成为利国利民的新兴产业。”
