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希望的田野:金田秸秆变形记

2022年10月28日 13:50:09 来源:中国城市网

深秋时节,秋粮入仓,稻田里摆放着成捆的稻秆。凝望着遍野秸秆,烟台金田科技有限公司董事长田仁德心中,正盘算着一篇秸秆生态利用、变废为宝、为农村散落秸秆找出路的产业大文章。对于这家坐落于烟台市莱山区的科技创新型企业来说,秸秆是企业发展的最大支柱,让“小秸秆变身成绿色低碳的大资源”成为企业的使命。

小秸秆衍生大产业

农作物的春华秋实,一半在粮食,一半在秸秆。据统计,我国每年产生秸秆9亿多吨,可收集部分7亿吨;随着我国粮食产量的逐年增加,这个数字还在增长;然而,现有秸秆作为原料利用率不足10%,绝大部分被弃之于地,或粉碎还田,或就地焚烧,造成环境污染、病虫害加剧、资源浪费等问题。如何利用好秸秆,变废为宝,是解决我国三农问题的重大课题。

对此,田仁德和他的团队用9年时间,对秸秆创新利用进行了一系列科技攻关,让秸秆利用走出了多元化的产业创新发展之路。

秸秆变成绿色低碳建材,用作装配式建筑。

秸秆变身建材,关键秘诀在于秸秆的自身胶合。在板材制作过程中,不必将秸秆打碎,只需利用金田科技自主研发的全自动生产线,通过高温挤压,改变秸秆中多糖物质的结构;整个过程生态环保,提高了秸秆的利用率。

这种秸秆建材经过多层复合后,形成保温一体化建筑用基材模块,与钢筋混凝土结构、钢结构、木结构等实现完美结合,可以将秸秆板材制作成家具,进行整屋装修,用做地板基材和建筑外墙的绿色新型多功能建筑材料;根据项目要求,该材料经过模块化设计后,经过工厂预制,最终在工程现场实现装配式建筑的建造。

回望古今中外,用秸秆建造房屋早已有之。据考证,早在1773年,山东威海便开始利用海草做房顶;如今,在胶东沿海地区,仍然随处可见海草房。这些海草房,不腐不烂不渗不漏,历经百年仍然可以居住使用。古人更将秸秆粉碎掺到黄土里做建筑墙体,既增加了墙体强度,又增强了保温能力。

在国外,早在1900年,第一幢秸秆建筑在美国内布拉斯州建成。发展到20世纪90年代初期,美国掀起了一股秸秆建筑热潮;秸秆建筑遍地开花。首个秸秆建筑国际会议于1993年在美国召开,加拿大、澳大利亚和奥地利等国秸秆建筑在快速发展。1981年,我国从英国引进了两条稻草板生产线,在盛产稻米的辽宁省大洼县和营口市建成投产。沈阳桃仙国际机场一号航站楼维护保温墙体全部采用秸秆板材,至今完好可用。

走进新时代,作为一名有着8项发明专利和50多项实用新型专利的节能专家,田仁德对秸秆复合建材的研发,一直秉持着像航天复合材料一样的高标准和严要求。

与传统建筑材料相比,秸秆复合建材优势何在?

可循环,可持续。我国是农业大国,粮食是国家的根基,是经济的命脉,是人类生存的基础。而伴随着粮食生产,秸秆资源年复一年持续不断地产生,是一种可持续的天然资源,作为建材应用,替代水泥、加气砖、岩棉等生产高能耗、不可降解的传统建筑材料,对于实现资源节约、环境保护与绿色低碳发展都具有重要意义。

可回收,可降解。金田科技在秸秆复合建材的开发应用中,使用了一种独特的钢带编织榫卯结构技术体系,在房屋拆解后,钢材可以100%回收。复合结构也解决了传统生物质板材存在的防火、防潮、防蛀的问题,使用中可随意拆装,循环利用,废弃物可降解,全过程不产生任何建筑垃圾。

保温好,高节能,更防火。经测试,利用秸秆复合建材比普通建筑材料建造房屋节能60%以上,且防火阻燃性能好,耐火极限高达4小时以上。

质量轻,利施工。作为装配式预制房屋,秸秆复合建材房屋重量只有钢筋混凝土建筑的五分之一,施工周期短,建设成本低,规模化应用后,可比传统建材造价便宜30%。

抗震性能好,房屋寿命长。经科学测算,用模块化秸秆复合板材和榫卯编织钢框架结构工艺技术结合而建造的建筑,比传统建筑的抗震等级提升20%,可提升建筑2-3倍的寿命。

“秸秆复合建材重量轻、柔韧性强,用我们的专利技术复合加工之后,可达3到9层复合,保温绝热、防火阻燃、防潮防霉、防蛀抗震、隔音吸音等各项指标优于传统建材!”田仁德说道。

近年来,金田科技的秸秆复合建材与建筑体系已经应用于中国国际太阳能十项全能竞赛房屋建设、北京工业大学生态智能试验房、烟台中亚药业产品展示厅、烟台莱山区绿色智能建筑示范项目、山东海阳保利达别墅、昆嵛山农家乐旅游房等多个项目。

秸秆变成生物有机肥。在秸秆复合板材生产中,粗加工阶段产生的秸秆下脚料,或者是发霉变质的秸秆废料,可以采用金田科技研发的酵素发酵生物技术,制作成生物肥。2022年,金田科技在黑龙江省虎林856农场,认养六亩实验田,使用自主研发的生物肥种植“稻花香4号”,在一场台风中,一个田埂之隔的稻子全部受灾倒伏,而金田科技采用生物有机肥种植的水稻却挺立依旧,这充分佐证了秸秆酵素生物肥的效力,收成和口感明显优于其它稻米。

秸秆变成饲料。通过科研攻关,金田科技把秸秆膨化,辅以玉米、豆粕等,产成畜牧饲料。这种饲料没有异味,多粗纤维,营养丰富,使畜禽更健康,经济效益更高。

秸秆变成生活日用品。利用金田科技专利技术,可以将秸秆搬到我们的日常生活中,制成环保餐具、餐盒,还可以制成与我们生活中随时可见可用的包装箱、包装袋、床垫、坐垫、靠枕等生活日用品。

通过田仁德的潜心研究,“吃干榨净”了“小秸秆”,打造秸秆生态链的闭环应用,实现秸秆资源的产业链、全量化利用,将会成为乡村振兴的万亿级市场引爆点。

小秸秆做活大文章

党的二十大报告指出,“大自然是人类赖以生存发展的基本条件。尊重自然、顺应自然、保护自然,是全面建设社会主义现代化国家的内在要求”。

金田科技对秸秆的创新利用,解决了秸秆资源难以处置和低附加值应用的痛点,具有不可估量的社会价值,是国家“绿水青山就是金山银山”生态建设理念和“碳中和碳达峰”战略、“乡村振兴”战略的生动实践。

近年来,“绿水青山就是金山银山”的生态建设理念,生动形象地揭示了经济发展和生态环境保护的关系,指明了实现发展和保护协同共生的新路径。为解决农村农作物秸秆焚烧乱象,更是安排专项资金,选择农作物秸秆焚烧问题较为严重的10个省区开展农作物秸秆禁烧和综合利用试点。显然,金田科技科研攻关的秸秆综合利用全产业链体系,为解决秸秆产业化应用途径提供了新的解决方案,更是为生态文明建设提供了新的探索和实践。

金田秸秆综合利用是国家“双碳”战略的生动实践。我国是建筑需求最旺盛的国家,然而传统的建筑方式和建筑材料,让我国建筑领域能耗始终居高不下。据测算,2018年我国建筑全寿命周期碳排放37.58亿吨二氧化碳。因高耗能建筑比例大,仅北方采暖地区每年标准煤能耗就达1800万吨,造成直接经济损失70多亿元。一组组惊人的能耗数字,表明建筑业的节能降耗迫在眉睫。同时,作为当前主要建筑材料的沙石、砖瓦和混凝土,占用土地资源,不可再生,不可降解,带来大量建筑垃圾。建筑节能是解决碳排放问题最容易、最经济的方法;金田科技研发的秸秆复合建材和装配式绿色建筑为全国建筑行业节能降碳提供了新的解决方案。金田方案中的建材来源有机,制造过程低碳,建材成品质量轻,施工便捷安全,可有效降低房屋建设和运行消耗,全过程节能环保,构筑起和谐、绿色、低碳的建筑人居产业链。据统计,我国每年新增建筑面积约20亿平方米,墙体需求量约80亿平方米;如果墙体全部采用生物质复合板建设,可累计减少碳排放6.3亿吨二氧化碳,相当于消纳我国建筑全过程碳排放量的17%,这仅仅是建筑环节中原材料一项,在建筑施工的其它环节和建筑运行节能降耗方面,同样具有非常明显的减碳效果,对于实现“碳达峰、碳中和”目标任务的意义重大。

金田秸秆综合利用符合国家“乡村振兴”战略的总体要求。党的二十大报告指出,全面推进乡村振兴,坚持农业农村优先发展,扎实推动乡村产业、人才、文化、生态、组织振兴。

近年来,农业农村部、国家发展改革委和财政部等六部委出台了《关于推进农业废弃物资源化利用试点的方案》,提出“围绕收集、利用等关键环节,促进农业废弃物多元化综合利用。鼓励专业化企业生产秸秆板材和墙体材料,购置秸秆收集、打包和板材生产等设施设备”。2021年3月,国家发展改革委,科技部等十部委印发《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》,其中明确指出,大力推进秸秆综合利用,推动秸秆综合利用产业提质增效。不断拓宽秸秆原料化利用途径,鼓励利用秸秆生产环保板材、炭基产品、聚乳酸、纸浆等,推动秸秆资源转化为高附加值的绿色产品。建立健全秸秆收储运体系,开展专业化、精细化的运管服务,打通秸秆产业发展的“最初一公里。

金田科技公司采用现代科学管理技术,在总结经验的基础上,形成了“产品研发、装备配套、标准制定、营销管理、系统授权、技术服务”六位一体的运营模式,采用轻资产的方式,输出技术和服务,可在全国秸秆主厂区进行项目复制。通过在主产区秸秆收储点有效运输半径内,复制建立秸秆复合建材加工厂,实现就地取材、就近销售,保护生态环境、壮大农村产业,可以为返乡农民工提供更多创业机会,为美丽乡村建设赋能,有力诠释国家乡村振兴战略的总体要求。

模块化组装 前瞻性设计

目前,田仁德和他的团队自主研发模块化设备,从秸秆收集、运输、存储到加工,以及与工业固废相结合,实现工业化量产和回收再利用,进行了一系列科技攻关,形成了集成建材制造、房屋设计、建设安装和技术服务的秸秆综合利用全链条解决方案。

经过9年研发与实践,金田科技已获得40多项国家专利,承担科技部“十三五”国家重点研发计划课题并顺利结题,编制并发布了行业标准《秸秆复合墙板》和团体标准《领跑者标准评价要求 建筑用秸秆墙板》,先后发布多项企业标准,并被中国技术经济学会评为“企业标准领跑者”,先后获得科技部、农业农村部、工业和信息化部和山东省、烟台市等有关部门奖励荣誉10余项。

在盛产秸秆的地区,金田科技的秸秆板材移动生产线,可以做到现场组装,迅速投产,实现移动式、候鸟式作业,方便快捷。产品可以因地制宜,就地生产加工,与生物质发电厂草木灰加工的碳素板配合使用,达到产品最佳性能和最优配置,提升了秸秆资源利用的附加值。

草木蔓发,春山可望。

展望未来,金田科技将持续发力秸秆资源的原料化利用,开发秸秆资源新应用、新产品,打造可移动式秸秆板材生产设备,发展装配式、可移动式房屋建设;打造智能家居,借力“互联网+”模式,最大限度地利用秸秆可持续资源属性,实现农业产业化运作,走向以农业资源为载体的秸秆应用“工业4.0”时代。好风凭借力,金田科技将充分利用“一带一路”国家战略机遇,在立足国内的基础上,继续打开印尼、越南等东南亚国际市场。

展望金色田野,立足绿色科技。田仁德正在脚踏实地描绘着未来蓝图:以秸秆产业打造宜居中国,“秸”尽所能,造福华夏四方。(徐田雷 张学敏 代洪国)

责任编辑:韩利
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