我國是一個農業大國,大面積的農林產業在收獲果實與木材的同時也會產生廢棄物。農林廢棄物主要包括秸稈、稻殼、食用菌基質、邊角料、薪柴、樹皮、花生殼、枝椏柴、卷皮、刨花等。 長期以來,如何將農林廢棄物有效利用、變廢為寶,是人們一直關注的重點問題。隨著科技的進步,農林廢棄物的用途越來越多,一起來看看它們都有哪些應用吧!
1.農林廢棄物可轉化為高品質的航空燃料。把土地裡的農林廢棄物轉化為航空業的燃料,如此“上天入地”的本領如今已經被掌握了。據悉,中科院大連化物所李寧研究員和張濤院士團隊首次報道了以纖維素為原料合成更加復雜的多環烷烴,這些多環烷烴可以被用作高密度先進航空燃料。研究人員首先將纖維素通過氫解反應選擇性地轉化為2,5-己二酮,接著採用固定床雙床催化劑體系,在氫氣氣氛下將小麥秸稈纖維素制備的2,5-己二酮一步轉化為一種碳鏈長度為12和18的多環烷烴的混合物。該混合物具有凝固點低、密度高的優勢,既可以作為現有高密度航空燃料的替代品,也可以作為添加劑,改善其他航空燃料的效率。由此看來,將農林廢棄物中的纖維素轉化為高密度航空燃料,為降低航空飛行器的二氧化碳排放開辟了新途徑。
2.農林廢棄物變身3D打印材料。每到夏收和秋冬的時候,小麥、玉米、秸稈等廢料的處理也是農林廢棄物的一大難題,集中焚燒會增加空氣中的二氧化碳含量,對空氣造成嚴重的污染。隨著技術的發展,如今可以將這些農林廢棄物與3D打印技術結合起來,用農林廢棄物做成的3D打印材料不僅可塑性強,其價格也特別便宜。
東北林業大學機電工程學院女教授郭艷玲的團隊創新性提出採用木塑等復合材料作為3D激光打印耗材,以其性能穩定、強度高、易成型、精度高等特點,將傳統問題徹底解決。而且這些復合材料在生產過程中消耗能量少,少煙、少污染,可以說是名副其實的低碳節能環保材料。這種材料的前景被業內外普遍看好。據郭艷玲介紹,這種復合材料是利用木粉、竹粉、玉米棒粉、稻殼、秸稈粉等與塑料按比例混合而成的。隨著3D打印技術的不斷成熟,她所研制的這種利用稻殼、秸稈等農林廢棄物制成的新型復合材料將在諸多領域大有作為。
3.生物燃料乙醇化身車用乙醇汽油。近年來,我國在生物燃料乙醇取得了較大的進展,從長遠來看,生物燃料乙醇將會更好地促進糧食供需平衡,促進農村經濟的長遠發展。生物燃料乙醇可以制成車用乙醇汽油,業界專家認為,發展生物燃料乙醇的意義在於解決農業問題。多年來,我國一直在加大玉米就地轉化的力度,其中出路之一是發展生物燃料乙醇。發展生物燃料乙醇有利於促進糧食供求平衡,形成糧食生產和消費良性循環發展的局面,從而穩定農業生產,為農民開辟增收渠道,帶動農業增效和農村經濟發展。尤其是東北地區有著發展生物燃料乙醇的產業基礎。所以,大力發展將農林廢棄物轉化為生物燃料乙醇,可以減少一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物等有害物質排放,有利於保護生態環境以及農村經濟的發展。
此外,農林廢棄物還有更多的應用途徑,譬如目前已經得到廣泛應用的真菌栽培、沼氣發電、制造紙張等。但在變廢為寶的過程中,還存在技術不成熟、成本較高等問題,因此,對農林廢棄物的完全有效利用還有很長的一段路要走。
本文由中國科學院生態環境研究中心傅伯杰院士進行科學性把關。