一项目前全球唯一的合成生物“分子手术刀”技术,正让每年数亿吨的秸秆从“绿色烦恼”变为“金色价值”。
“我国每年产生近10亿吨秸秆,传统处理方式要么污染环境,要么经济效益低下。而我们的生物酶解聚技术,如同给秸秆安装了一把精准的‘分子手术刀’,能够将秸秆完美分离为三大高价值组分,真正实现‘吃干榨尽’。”
在近期举行的第32届中国杨凌农业高新科技成果博览会上,深圳中农秸美科技股份有限公司(以下简称“中农秸美”)联合创始人、总经理、首席科学家臧立华教授臧立华介绍,中农秸美的“创新高活性酶解聚秸秆木质纤维素三组分分离”技术(以下简称:“三组分分离”技术),已经成为破解农业废弃物难题的“金钥匙”。
在安徽宿州,中农秸美2万吨级原料产业化示范线稳定运行,产线运行、产品市场、经济效益均已得到验证。
2025年4月,天士力集团的战略投资为公司注入新动能,并以智能制造、产业经验强力赋能中农秸美的产业化拓展。目前,基于宿州基地的成功经验,公司正在陕西杨凌布局新的产业园区,推动这一国际领先技术的规模化复制,为农业废弃物资源化利用提供创新方案。
技术突破:从实验室到产业化的“分子手术刀”
传统秸秆利用方式往往只能实现低价值转化。我国秸秆理论资源量为9.77亿吨,可收集资源量达7.37亿吨,但利用效率较低。臧立华介绍,中农秸美独创的“四级酶解”核心技术体系,真正实现了秸秆的全成分高值化利用。
这一技术能够对水稻、小麦、玉米、高粱、棉花等九大9种主要农作物和植物的秸秆废物完全分解,100%转化为纸浆纤维、莱赛尔纤维和可溶解黄腐酸等高价值工业产品,成功实现零废弃、低耗能、高值化利用。
“与传统试错法相比,AI能够高效处理大数据,节省实验验证样本数量,突破实验耗时、低效的瓶颈。”臧立华表示,这一方法使得酶制剂的稳定性和活性得到显著提升,适应更广泛的应用场景。
值得一提的是,该技术在推广中具有显著的环保优势。由于传统化学工艺受限于环保约束,无法获得排污许可证,这使得中农秸美在合成生物学技术领域形成了独特的政策优势。
截至目前,中农秸美已构建起严密的专利保护网络,专利涵盖酶分子改造、生产工艺、设备等多个环节,为技术创新构筑了坚实的护城河。这一技术不仅完成了从0到1的突破,更在2025年3月,经中国轻工业联合会组织专家鉴定,该项目被专家组一致认为“整体技术处于国际领先水平”,并被誉为“生物质精炼的中国方案”。
12万吨模块化工厂:低成本高回报的绿色投资模型
在安徽宿州,中农秸美已经成功建成2万吨级原料产业化示范线,完成了从“0到1”的突破。如今,这一技术正迈向从“1到N”的规模化复制新阶段。
从资源消耗角度看,对比传统利用秸秆制备纸浆的化学法,该技术在生产过程中,能耗降低70%、水耗减少80%,更加绿色环保。
“我们测算,12万吨原料标准化酶催化降解秸秆智能化工厂模块占地约100亩,可以形成标准化模块的园区,匹配50-100公里的收储半径,预计年产生物基纤维产品约7.2万吨、可溶性黄腐酸产品4.8万吨。”臧立华介绍了这一技术的投资回报预期,具有能源消耗少、收储半径优、物料平衡优、建设规模佳、投资效益高的优点,是进行推广的极佳单体规模。
市场前景同样令人振奋。在全球禁限塑、“双碳”目标推动下,纸浆模塑制品需求迅猛增长。2022年全球纸浆模塑包装市场规模为51.11亿美元,但对超1400亿美元的塑料食品包装替代空间巨大,渗透率仅3.5%。
国内市场方面,2022年纸浆模塑市场规模154亿元,塑料食品包装市场规模达3856亿元,纸浆模塑渗透率仅有4%,未来替代空间广阔。更值得关注的是,我国作为纸浆进口大国,2022年进口不同纸浆约6500万吨,中农秸美的生物基纤维有望对进口纸浆形成有效替代。
臧立华表示,中农秸美的生物基纤维的生产成本比化学纸浆低30%以上,具有较强的市场竞争力,可替代进口,解决我国纸浆短缺难题。
产业化路径已经清晰规划——在“十五五”期间,中农秸美将以国家农高区为起点,用模块化复制的方式,在全国建设几十个酶解秸秆产业基地,年处理秸秆近千万吨,与纸制品公司、纺织工厂、有机肥企业共建“就近收储-酶解加工-下游转化”闭环,降低15%~20%的物流成本,构建覆盖国内主要产区的绿色循环经济网络。
环保效益:合成生物法的绿色革命
与传统化学方法相比,中农秸美的合成生物技术在环保方面展现出了显著优势,其核心突破在于彻底解决了传统制浆工艺的黑液污染问题。
传统化学制浆需要加入15%-20%重量比的NaOH,在约160℃条件下蒸煮1.5小时左右,分离纤维后产生难以处理的制浆黑液。以秸秆为主的非木浆制浆黑液目前没有有效治理方法,这已成为国家严控行业。
“而我们的生物酶法利用酶的专一性对秸秆组分进行定向降解,过程中不产生黑液,秸秆利用率近100%。”臧立华强调。
从全球视野来看,这一技术更具战略意义。随着全球制浆造纸需求持续攀升,我国木浆进口量占比在纸浆消耗量中趋近50%。中农秸美的技术不仅能够缓解进口依赖,更为中国生物制造技术"出海"奠定了基础。
中农秸美计划在十五五期间,以国家农高区为起点,用模块化复制的方式,在全国建设几十个酶解秸秆产业基地,年处理秸秆近千万吨,构建起覆盖国内主要产区的绿色循环经济网络;以"双向赋能、内外循环"为指引,在海外资源富集区,以"技术+装备+标准"的集成方案建设数智化生产基地,面向全球推广芦竹等高纤维植物的种植,布局面向未来的全球绿色支柱产业,以海外产能反哺国内需求。
从传统化学法的高污染、高能耗到合成生物法的绿色、高效,中农秸美带来的不仅是技术革新,更是整个产业逻辑的重塑。随着“十五五”期间产业基地的逐步建成,这一绿色技术将在更广阔的土地上生根发芽。
中农秸美“三组分分离”技术的突破不仅解决了秸秆处理难题,更开创了生物制造的新路径,为农业可持续发展提供了可复制的中国方案。在绿色发展成为全球共识的今天,这样的技术创新正展现出越来越重要的商业价值和社会意义。