习近平总书记在黑龙江考察时强调,把发展农业科技放在更加突出的位置,强化数字技术和生物技术赋能。省委常委会召开会议强调,建设农业强省是现代化河南建设的重要内容,提出加快生物基材料产业布局,提升农业质量效益和竞争力。作为农业大省的河南,秸秆资源丰富,发展生物基材料产业具有前瞻性和战略眼光。
发展生物基材料产业具有战略意义
生物基材料,是指利用可再生生物质,包括谷物、豆科、秸秆、竹木粉、动物皮毛废弃物等,通过生物、化学、物理等手段制造的一类新型材料,主要包括生物塑料、生物基平台化合物、生物质功能高分子等产品。与石油基材料相比,生物基材料具有利用效率高,其原材料实现了资源的综合利用和有效利用;适用范围广,可根据使用要求生产出不同性能和形状的制品;节能环保,发电、建筑用材及产成品均安全环保;经济效益好,实现了低价值材料向高附加值产品的转变;可再生,其报废产品和回收废料均可100%再利用。
除此之外,站在碳中和的战略高度上,生物基材料的发展有利于碳中和目标的达成,有利于缓解气候变暖、资源缺乏。由于绿色生产、环境友好、资源节约等特点,生物基材料已成为快速成长的新兴产业。相较于传统材料,生物基材料能有效减少生产过程中的碳排放。全球经济合作与发展组织(OECD)预计,到2030年,全球将有大约35%的化学品和其他工业产品来自生物制造,生物基材料迎来历史性发展机遇。
生物基材料行业逐步规模化产业化
近年来,我国生物基材料产品种类和市场不断扩大,产品经济性增强,逐步走向工业规模化和产业化阶段。2014—2020年,我国生物基材料市场规模由96.86亿元增长至171.54亿元,年增长率达到10%。目前,我国生物基材料产业集群集中在东部环渤海、长三角、珠三角地带。其中,东部地区约占全国生物基材料产业产能的70%,中部产业集群规划在湖北省武汉市和河南省濮阳市,而西部地区该产业薄弱,规模小、产品单一,尚无产业集群发展规划。
我国在生物基材料方面的发展目标是依据国内外生物基材料产业发展的重大技术需求,以制造高品质、高价值材料并进行化石资源的高效替代为目的,以综合利用生物质资源制造高性能生物基化学品和生物基材料为重点,加强生物基材料和化学品制造过程中的生物转化、化学转化、复合成型等核心关键技术攻关,超前部署生物基材料前沿先进制造技术,构建科技产业创新研发平台,支撑和引领生物基材料战略性新兴产业又好又快发展。
推动以秸秆为主的生物基产业发展
河南地处中原,是我国小麦玉米的核心产区,小麦产量占全国小麦总产量的1/4强,位居全国第一;玉米产量占全国1/10,居全国前五,所产生的秸秆资源居全国前列。当前河南粮食作物秸秆中70%以上直接用于粉碎还田,其余部分用作饲料、造纸等,整体利用效率低。所以,通过秸秆生物基资源化利用技术模式探索与产品研发,可以提升河南秸秆资源的利用效率,延长秸秆资源产业链和价值链,增加农民收益,从而促进河南农业良性、可持续发展。
目前,河南生物基材料在省内分布相对较少,主要集中在濮阳南乐、周口郸城等地,主要聚焦在L-乳酸、聚乳酸、聚乳酸改性材料(乳酸钙、乳酸钾、乳酸亚铁)等,与国内及国际先进地方相比,省内生物基材料还面临着产业规模小、生产率低、技术不先进等问题,需要加大力度解决原料、成本问题,并加强工程示范。同时,省内的生物基材料和产品相关标准的制定和发展显得有些滞后,缺乏规范的行业标准。
“弯道超车”布局生物基新材料产业
秸秆生物基新材料产业通过打造产业集群、人才高地和生态系统,以工业的方式推动农业发展,替代石油和煤炭化石资源,有望成为推动河南生物经济产业实现“弯道超车”的下一个战略性新兴产业。
打造产业集群,以产业化实现绿色低碳新模式。未来随着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逐步形成塑料加工、纺织、工业及家用装饰材料、生物化学品、生物燃料和生物肥料六大产业集群。六大产业集群均可形成千亿产值,形成自主创新能力强、产品体系不断丰富、绿色循环低碳的创新发展模式,并推动高质量、可持续的供给和消费体系建立,以产业化助力高质量发展。
打造人才高地,以人才优势确保核心技术持续领先。随着非粮生物基产业的不断发展,对于人才尤其是高端人才的需求会越来越大,只有抓住了人才,产业才能更好地实现高质量发展。因此,未来该产业要深入实施人才优先发展战略,以深化产学研合作为抓手,全面提升产业与人才融合效能,全面深化创新链和人才链深度耦合。
打造生态系统,以市场化形成产业全球竞争力。充分发挥资本在产业集聚中的纽带作用,鼓励社会资本与政府、金融机构开展合作,发挥社会资本市场化、专业化优势,加快投融资模式创新应用,探索典型模式,通过资本紧密联结上下游企业,形成产业链利益共同体。
(作者单位:河南省农科院植物营养与资源环境研究所)