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我国实现生物炭高效规模化制备——单台装置年产量突破5万吨

    秸秆、木屑、竹材加工余料——这些每年数十亿吨的农林生物质废弃物，长期面临焚烧污染与烂田浪费的双重困境。2026年7月，合肥综合性国家科学中心环境研究院科研团队历经十余年攻关，成功攻克生物炭规模化制备关键技术，让农林废弃物直接变身高价值生物炭。7月5日，由该院牵头完成的科技成果评价会在安徽合肥举行，由两院院士组成的评价委员会认为，项目成果总体达到国际先进水平，其中在生物质催化转化一步法制备生物炭方面达到国际领先水平。目前，单台高压炭化装置年产量可达5万吨以上。

一、从35%到78%：一场炭化效率的跃迁

1.1 传统工艺的“三高”困境

生物炭是由农林废弃物等生物质在缺氧条件下热解形成的富碳产物，具有较大的孔隙度、较强的吸附力、抗氧化力和抗生物分解能力，广泛应用于土壤改良、肥料缓释、固碳减排等领域。然而，传统生物质制炭工艺长期面临“三高”困境。

目前，世界上利用生物质制炭主要采用热解工艺——将生物质在氧气隔离条件下进行700°C以上高温长时间煅烧。这种工艺不但能耗高、环境污染大，生物质炭转化率也仅为35% 左右。一吨秸秆最多产出350公斤炭，生产线大多亏本难推广。传统技术还存在收率低、质量差、不能大规模产业化生产等瓶颈问题。

1.2 催化一步法：30分钟完成“亿万年造炭”

合肥综合性国家科学中心环境研究院副院长邢献军团队发明的生物质催化转化干法一步法制备生物炭技术，从根源上破解了这些难题。

2025年11月，世界首台催化转化制备生物炭大型炭化釜在安徽省昊丰新能源科技有限公司成功投运。这台炭化釜是团队研制的第四代设备，反应釜内容积50立方米，根据生物质不同密度，一次装料10到15吨。

核心技术参数令人瞩目：

反应温度仅需220°C，较传统工艺的700°C以上大幅降低

炭化转化时间仅30分钟，而传统工艺需要数小时高温煅烧

生物炭转化率高达78%，传统工艺仅为35%左右

全程无污染物排放

以钾盐、钠盐等环保催化剂替代传统高耗能工艺，同等一吨秸秆最高可产出780公斤生物炭，产量翻倍有余。邢献军说：“目前单台高压炭化装置的生物炭年产量可达5万吨以上。”

该技术已获授权发明专利15项、实用新型专利16项，成果凭借技术创新性与产业化应用价值，斩获第51届日内瓦国际发明展金奖。

二、生物炭能做什么？——三大应用方向

2.1 土壤改良与固碳减排

将生物炭埋入田间可锁住氮磷钾养分、修复盐碱地与退化耕地。炭基肥中的有机质和微生物能促进盐分淋溶，降低土壤碱性，配合节水灌溉后农作物增产明显。

在碳封存方面，生物炭具有突出的固碳价值。生物炭可以在土壤环境中长时间稳定存续进行直接碳封存，还可以通过改善土壤结构和优化微生物群落、减少土壤中温室气体排放、促进植物源碳的固存。全球范围内，生物炭系统可实现3.4—6.3 Pg CO₂-eq的减排，其中半数属于CO₂移除。

全国政协委员在2026年全国两会上建议，将生物炭纳入高标准农田建设、黑土地保护等重大工程项目，完善农业碳汇核算与交易机制，把农田生物炭碳封存纳入碳市场。

2.2 储能与新能源材料

团队还开发了功能多样化的生物碳基新材料，并将其应用于储能、环境吸附、催化等多个领域。基于生物炭，已开发出高纯度石墨、高能量密度锂电池负极等附加材料。生物炭凭借高比表面积、良好导电性、结构稳定性和可再生来源，被视为锂离子电池负极材料的有力候选者。

2.3 绿色航空煤油

更具想象空间的是，利用生物炭生产绿色航空煤油从而取代石化航煤的项目正在安徽亳州快速推进中。一旦这一路径打通，航空业脱碳将获得一条全新的生物质转化通道。

三、产业化落地：从安徽走向全国

目前，该技术成果已在合肥、芜湖、铜陵、亳州，云南保山，重庆梁平，内蒙古奈曼旗，陕西千阳等多个地区推广应用，经济、社会和环境效益显著。

从市场前景看，全球生物炭市场正处于快速上升通道。2025年全球生物炭市场规模约为8.59亿美元，预计2026年将增长至9.69亿美元，到2034年有望达到27.32亿美元，年复合增长率约13.83%。

我国每年产出约9亿吨农业废弃物，可回收利用超4亿吨。但截至2025年底，转化为稳定碳封存形式的生物质炭比例尚不足资源总量的1.5%。规模化制备技术的突破，意味着这片巨大的资源蓝海正在被激活。

结语

从700°C到220°C，从数小时到30分钟，从35%到78%——一个个数字的跃迁背后，是十余年持续攻关的科研坚守。邢献军说：“我国是农业大国，丰富多样的农林生物质既是宝贵的能源，也是珍贵的资源。我们项目研发攻关的目的，就是让这些农林生物质得到高值利用，不但能够替代石油煤炭等化石能源，为国家的‘双碳’目标提供技术支撑，还能使这些天然的碳资源得到高值化利用。”

当秸秆不再被焚烧，当木屑不再被废弃，当生物炭从实验室走进田间地头、走进锂电池负极、走进航空燃料——中国生物质资源的“黑金”时代，才刚刚开始。

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