國家推薦性標準《秸稈收儲打包體系建設規範》參編單位徵集
經全國供銷合作總社《關於組織執行2019年第四批國家推薦性標準計劃的通知》（供銷科標字【2020年03號）文件批覆，中國再生資源資源回收利用協會\安徽省質量和標準研究院作為起草單位，起草推薦性國家標準《秸稈收儲打包體系建設規範》。現誠邀地方政府、研究機構及秸稈設備、秸稈收儲運和秸稈相關生產企業參與此標準的意見回饋、現場調研及研討會等，並歡迎各企業機構參與起草單位。
摘要：介紹生物質與生物質材料的定義與分類，概述我國生物質材料產業發展現狀以及存在問題，提出了發展林業生物質材料產業的建議。
隨著我國經濟和社會的快速發展，能源和資源供給的巨大缺口，已成為我國經濟與社會可持續發展的瓶頸。生物質材料替代石油、煤炭、礦產等不可再生資源，已成為世界基礎原料領域的重大課題。加快生物質資源利用，發展生物質材料戰略性新興產業，對緩解資源與環境壓力意義重大，同時也是發展低碳經濟和生物經濟的產業基礎。
十一五以來，特別是農林生物質工程0被列入2004年國家中長期科技發展規劃(2005~2020)和十一五國家科技支撐計劃重大項目之後，我國生物質材料開發利用開始加速發展。在國家有關政府部門的有力推動下，經過全國產學研各界的共同努力，生物質材料產業取得了很大進展。為推動我國林業生物質材料產業的發展，筆者對林業生物質材料產業現狀和存在問題進行了研究，以期為林業生物質材料戰略性新興產業的發展提供參考和指導。
1生物質、生物質材料的定義與分類
1.1生物質的定義
廣義的生物質是指：利用太陽能經光合作用合成的有機物，如木本、草本和藤本植物的莖、葉、花、果實等，或間接利用光合作用產物形成的有機物質，如水產業的蝦皮、蟹殼等。
廣義的林業生物質主要指：喬木、灌木、竹藤、草等植物，與採伐、間伐和加工利用的木材剩餘物、廢棄木材和農作物秸稈等。
狹義的生物質概念源自2008年頒布的歐盟可再生能源法令(The New EU Renewable Energy Directive)：主要來源於農業，包括蔬菜、畜牧產業，林業及水產業的可生物降解的產品組分、剩餘物和廢棄物，以及工業和城市垃圾中的可生物降解的組分。一般不包括人類食用農作物、家養動物，及常規木材生產。
狹義的林業生物質是指：除喬木、竹、藤以外的灌木、草本植物，以及林業剩餘物、廢棄木材和農作物秸稈等。
1.2生物質材料的定義與分類
根據生物質的定義，生物質材料亦有廣義和狹義之分。廣義的生物質材料是以木本、草本、藤本植物及其加工剩餘物和廢棄物為原料，通過物理、化學和生物學等技術手段，或與其他材料複合，加工製造而成的。包含實木、竹材、藤材以及木質人造板等。
狹義的生物質材料是以灌木、草本植物以及林業剩餘物、廢棄木材、農作物秸稈等組分為原材料，通過物理、化學和生物學等技術手段，或與其他材料複合加工而成的。如生物質重組材料、生物質複合材料、生物質膠黏劑、生物質基塑料以及利用生物質加工而成的油墨、染料、顏料和油漆等。
我國目前發展態勢良好的生物質材料主要有：木塑複合材、生物質基塑料、麥秸板、稻草板、生物質基膠黏劑和生物質基陶瓷等。
林業生物質材料按照其來源可分為：
1)喬木基生物質材料：實木和木質人造板等；
2)灌木基生物質材料：灌木人造板、灌木基複合材料和傳統的柳編製品等；
3)竹藤基生物質材料：竹材、藤材、竹藤基複合材料等；
4)秸稈與草本基生物質材料：麥秸刨花板、麥秸纖維板、稻草中密度纖維板、草/木複合中密度纖維板、軟質秸稈板、輕質秸稈複合牆體材料、秸稈塑料複合材、甘蔗渣纖維板等非木質人造板，以及椰棕纖維及其材料與製品等。
按照林業生物質材料的組成和生產特點，分為：
1)合成生物質材料，即以化學或生物化學方法將生物質加工成可降解的高分子材料、功能高分子材料、生物質膠黏劑、精細化學品以及新型碳吸附材料等，如灌木刨花板、灌木纖維板、秸稈刨花板、定向麥秸板、蛋白類膠黏劑、澱粉類膠黏劑、木質素膠黏劑、生物質高分子防腐劑、聚乳酸和生物乙烯等。
2)生物質基複合材料，即生物質與生物質、生物質與廢舊塑料等合成高分子材料、生物質與水泥和石膏等無機物質製造的複合材料，如木塑複合材料和木基陶瓷複合材料等。
2生物質材料產業的效益預期分析
我國CO2排放量居世界第1位，為應對全球氣候變化，減少CO2排放，發展低碳經濟，已成為我國經濟方式轉變的必然選擇。我國是世界林產工業大國，人造板、木地板產量，紙和紙板產量與消費量、木家具產量和家具出口均居世界前列，目前我國每年進口木材類產品折合原木達1億多m3，進口額高達200多億美元，對進口木材依存度過高，將影響我國木材安全。
生物質材料產業是以非食用的可再生生物質原料，代替石化原料，生產新材料的新興產業。發展生物質材料，可替代部分木材，減少森林資源的消耗，保障國家木材安全。我國現有森林面積1.95億hm2，森林蓄積量137.21億m3，林木生物質資源總量在190億t以上，林地廢物2億多t。
我國農作物秸稈產量約7億t/年，其中玉米、高粱、棉花等為2億t左右，麥秸和稻草約4億t，豆類及油料作物秸稈約1億t，其中可供收集利用的約為6億t。但目前的開發利用率較低，大量的秸稈焚燒，既造成了大氣汙染，又浪費了資源。
據測算，如果將1億t農林剩餘物用於纖維板、木塑或秸稈基複合材料等生產，其產量可分別達0.64億m3和1.7億t，相當於替代1.25億m3和3.0~3.7億m3木材，原料價格以200元/t計，增加農民收入200億元，減少CO2排放量達4500萬t；根據現有市場價格計算，如果每年生產1.7億t木材或秸稈基塑料複合材料，其產值可達2萬多億元，可提供3000萬個就業崗位，新增收入3000億元。將成為農民致富的新增長點，有助於新農村建設和農村富餘勞動力轉移。
3我國生物質材料產業發展現狀
3.1生物質材料產業發展現狀
按照狹義的生物質材料分類，目前灌木人造板、木基或生物質基塑料複合材料和農作物秸稈複合材料發展迅速，產業化進展良好；而生物質膠黏劑、生物質基碳質吸附新材料和功能生物質材料等，還處於研究階段，產業化程度較低。
1)灌木人造板是指利用灌木原料生產而成的人造板，主要產品為灌木纖維板、中纖板和刨花板等。灌木林主要分布在我國北方和西部省區，面積已達2.92億畝，檸條、沙柳、沙棘等已成為灌木人造板的重要原材料。
灌木人造板產業已成為內蒙古、寧夏等地區沙產業的重要產業之一。如內蒙古2006年就建立了20多家沙生灌木人造板企業，年產人造板25萬t。僅在鄂爾多斯市，以沙柳為原料的人造板企業近10家，年加工能力達17萬m3；寧夏青銅峽市建成年產10萬m3的沙柳/紫穗槐/楊木高密度纖維板生產線，並在銀川投資建設年產25萬m3沙生灌木高密度纖維板項目，預計2011年10月投產。
2)木基或生物質基塑料複合材料木塑複合材料(Wood plastic composite，WPC)或生物質基塑料複合材料，是以木材或竹材的纖維和粉末、薴麻、花生殼、稻殼、農作物秸稈、廢棄塑料為主要原料，經特殊工藝處理後，加工而成的複合材料。
分為結構型木塑複合材料和輕質裝飾型木塑複合材料2大類，涵蓋原木、塑料、塑鋼、鋁合金及其他類似複合材料的使用領域。在我國，應用範圍還包括門窗、保溫材料、室外家具、步道、園林建築和高樓安裝的遮光板等。
我國已成為世界第二大木塑複合材料生產國，製造水平與歐美發達國家基本處於同一產業平臺。據不完全統計，截至2009年底，全國直接從事WPC研發、生產的企事業單位200多家，從業人員10餘萬人，年產量達20萬t，年產值超過30億元，並應用於北京奧運場館和上海世博會等國家重點工程。市場年增長率為30%，預計到2015年，WPC產量將達到250萬t。
3)農作物秸稈複合材料主要包括麥秸刨花板、麥秸定向刨花板、稻草中密度纖維板、麥秸纖維板及草/木複合中密度纖維板、軟質秸稈板複合牆體材料、秸稈塑料複合材料等，並在家具製造、建築裝修和包裝等領域得到應用。
目前，世界秸稈複合材料的產量240萬m3/年，其中美國約150萬m3/年，加拿大約50萬m3/年，主要為麥秸刨花板。我國秸稈板產量約40萬m3/年，包含稻草中密度纖維板、草/木複合中密度纖維板、秸稈塑料複合材料等。
我國的稻草板產量居於世界前列，德國的秸稈人造板設備製造水平處於領先地位。目前，我國已建成年產1.5萬m3的秸稈板生產線6條，年產5萬m3的生產線4條，秸稈建築材料生產線10餘條，初步形成了農作物秸稈材料產業。2009年，世界第一條定向結構麥秸板(OSSB)生產線在陝西建成。
我國秸稈複合材料生產主要分布在湖北、江蘇、黑龍江，山東、四川、上海和安徽。通過自主技術創新以及對國外先進技術的消化吸收，南京林業大學和中國林科院木材工業研究所等進行了/稻/麥秸稈人造板製造技術與產業化開發，並獲2009年國家科技進步二等獎。我國已能自主生產年產1.5萬m3和年產5萬m3的秸稈板成套生產線，正在進行年產8萬m3秸稈板生產線的技術攻關。
我國秸稈人造板製造技術研究，列入十一五國家科技支撐計劃，中國林科院木材工業研究所與江蘇大盛板業有限公司合作，重點開發秸稈處理技術、秸稈纖維二次分離技術、生物質膠黏劑製備技術以及秸稈全生物量利用技術；並研製國產化秸稈建材製造設備及產品，建成一條年產3萬m3的秸稈生產線；同時，研究林業剩餘物與回收塑料發泡複合成型、輕質中空綠色型材等成套技術和裝備，製造發泡輕質建材產品，並建成年產1萬m3的發泡輕質建材示範廠。通過關鍵製造技術示範以及相關技術在建築裝飾、輕型板材、裝飾角線、門套、整體門等方面的應用，推動高效利用農作物秸稈資源，部分替代石油基材料。
4)生物質膠黏劑與其他生物質材料據中國膠黏劑工業協會統計，2008、2009年我國膠黏劑的產量分別為583和646萬t。甲醛系樹脂膠引起的汙染問題受到社會的廣泛關注，也為生物質膠黏劑的發展提供了契機。
我國生物質膠黏劑的研發，主要集中在單寧、澱粉、木質素，以及大豆蛋白質、油茶餅粕、木材液化產物利用等方面。與合成樹脂的性能相比，還有一定差距，在合成工藝、耐水、貯藏性能等方面的關鍵技術有待突破。同時，需要針對生物質膠黏劑的生產和應用制定新標準，以利於生物質膠黏劑的開發和推廣利用。此外，生物質基碳質吸附材料、功能生物質材料研究剛起步。
3.2林業生物質材料標準化現狀
全國林業生物質材料標準化技術委員會(SAC/T C416)自2009年成立以來，主要負責以灌木、椰棕、農作物秸稈、木材廢棄物等原料，製造加工的材料，及以生物質原料經化學、生物技術加工製成的材料與產品等領域的標準化工作。按照國民經濟行業分類代碼(GB/T 4757)，以林業生物質為原料，生產專用化學產品，包含木材防護化學藥品、化學試劑、助劑等三大類。
林業生物質材料標準體系框架，由生物質材料基礎和綜合、生物質材料保護、生物基膠黏劑與合成高分子材料、重組材料與飾面材料、生物質複合材料、生物質製品等6大類構成，包括基礎通用標準、方法標準、產品標準和管理標準。
目前歸口管理的國家標準有4項：GB/T 21723-20085麥(稻)秸稈刨花板6、GB/T 23471-20095浸漬紙層壓秸稈複合地板、GB/T 23472-20095浸漬膠膜紙飾面秸稈板、GB/T24508-20095木塑地板6；林業行業標準2項：LY/T 1613-20045擠壓木塑複合板材、LY/T 1795-20085椰殼纖維板，其中LY/T 1613-2004需要修訂。
中國林學會生物質材料科學分會於2006年成立，連續召開了三次學術研討會，進行生物質材料基礎知識普及，確立了廣義的生物質材料概念，提出我國生物質材料科學九大研究領域：
1)生物質材料結構、組分與性能；
2)生物質材料性能、生物學形成與對材料性能的影響；
3)生物質材料保護與理化改良；
4)生物質材料的化學利用資源化；
5)生物質材料生物技術；
6)生物質重組材料設計與製備；
7)生物基複合材料設計與製備；
8)生物質材料先進位造技術；
9)生物質材料標準化研究。
4我國林業生物質材料產業存在問題與政策建議
4.1存在問題
1)產業和企業規模小
由於多種原因，生物質材料產業多呈小散亂的狀態，缺少大型骨幹企業，產業集中度不高。
2)生物質原料收集季節性強，原料存儲成本高
農作物秸稈原料生產的季節性強，收集時間短、收集範圍大，致使原料存貯成本高；木材廢棄物收集點雖多，但收集成本亦高，影響產業發展。
3)生物質材料產品總體成本高，經濟效益低
生物質材料加工多使用的異氰酸酯類膠黏劑價格高；加之原料收集、存貯成本高，使產品成本偏高，導致產業經濟效益普遍偏低。
4)產業發展缺乏政策支持
2007年，國務院辦公廳轉發了國家發展改革委5生物產業發展十一五規劃，為我國生物產業發展制定了規劃，並實施九大專項，但不包括生物質材料產業。缺乏國家政策支持，林業生物質材料產業難以健康持續發展。
5)科技投入不足，產業發展缺乏科技支撐
建立以可再生生物質資源為基礎的現代生物質材料科學技術體系，開展共性關鍵技術、高新應用技術和應用基礎等研究，為生物質材料產業發展提供科技支撐。但目前研究投入嚴重不足，科學技術研究工作滯後於產業發展需求。
6)生物質材料標準化工作起步晚，標準制定缺乏前期科學研究
4.2政策建議
1)對生物質材料企業收購和儲存秸稈、木材廢棄物等原料所需要的流動資金進行貼息，對秸稈加工裝備進行退稅補貼。
2)繼續實施資源綜合利用增值稅即徵即退政策，並儘快擴大到廢棄木材的回收利用。
3)將生物質材料產業發展納入國家木材安全戰略，制定產業發展規劃，為產業發展提供指導。
4)設立生物質材料產業發展關鍵技術科技專項研究，開展生物質材料結構、組成與性能、生物學形成及其對加工利用的影響、保護與理化改良、化學利用資源化、生物技術、生物質重組材料設計與製備、生物質基複合材料設計與製備、生物質材料先進位造技術、生物質材料標準化等研究，為生物質材料的產業化提供技術支撐。
5)加快開展生物質材料標準化工作，組建生物質材料產業創新技術戰略聯盟，加強產學研合作。
6)發揮學會和協會作用，加強生物質材料科學技術的普及與推廣，促進生物質產業發展。
協會簡介