中農秸美“三組分分離技術”：讓農業秸稈變身“綠色金礦”

我國是農業大國，每年各類糧食作物產生的廢棄秸稈超過9億多噸，可收集資源量超過7億噸。

燒秸稈曾是一種傳統的處理方法。每到秋收之后，農田里都會燃起星星點點的火堆，農民把殘留的秸稈堆在一起燒光以增加土壤肥力、殺滅病蟲害。

近年來，國家層面先后發布《關于加快推進農作物秸稈綜合利用的意見》、《關于加快構建廢棄物循環利用體系的意見》、《關于進一步加快推進農作物秸稈綜合利用和禁燒工作的通知》、《農業農村污染治理攻堅戰行動方案（2021-2025）》、《全國農業科技創新重點領域（2024-2028）》等政策，引導全國各地減少秸稈次生污染、加強對秸稈廢棄物的綜合利用。

目前，秸稈處理已經從傳統的火燒處理，演變為打捆或壓成燃料棒后燃燒以發電、粉碎后加牲畜糞便發酵成有機肥、粉碎后加粘合劑作木板等多種利用方式。還有部分秸稈通過粉碎、汽爆或者氨爆的方式進行預處理后，變成秸稈還原糖再進一步加工成新材料、新能源產品。

這些處理方式要么經濟效益低、工業原料化污染嚴重、能耗高、水耗大，要么成本高、產業化推廣困難。秸稈處理急需尋找一條從政府強制的義務，轉變為一門有利可圖生意的可持續發展道路。

擁有生物科學背景，長期從事固體廢棄物資源化研究的中農秸美團隊深信“垃圾是放錯位置的資源，把垃圾資源化，化腐朽為神奇，既是科學，也是藝術”，探索從合成生物角度實現秸稈高值化處理。

歷經十余年的技術攻關，中農秸美團隊攻克了“秸稈木質纖維素生物酶解聚三組分分離技術及成套裝備研發與應用”(以下稱“三組分技術”)，實現投入一根秸稈，100%轉化為生物基纖維素、半纖維素和木質素三大工業原料等高價值工業產品。

中農秸美已經在安徽宿州建成2萬噸級產業化示范線并穩定運行，產線運行、產品市場、經濟效益等方面均已得到驗證，打通了從實驗室到產業化、再到商業化的全鏈條，形成了全產業鏈共贏的完整解決方案。

10月27日，在陜西楊凌開幕的第二十三屆中國楊凌農業高科技成果博覽會上，加拿大莫里森集團、安徽中創藍圖科技發展集團有限公司、河南華磊實業集團有限公司、河南蓬勃實業有限公司等4家企業與中農秸美簽署了項目戰略合作協議，這標志著中農秸美正式從“0-1”邁向了“1-N”的規模化復制新階段。

陜西省楊凌農業高新技術產業示范區管委會、河南省夏邑縣人民政府等兩地政府也分別與中農秸美簽署了戰略合作協議。中農秸美全球首個農業秸稈循環利用示范產業園，也將于近期正式落戶楊凌國家農業高新技術產業示范區。

把秸稈“吃干榨盡”

在智能自動化工廠里，中農秸稈美將運來的3cm左右的秸稈草片，依序送入四個酶催化罐子之中。

在這四個罐子內，不同的高活性酶如同精準的分子手術刀，將秸稈完美分離為純度可達工業應用級別的纖維素、半纖維素和木質素。

最后獲得的纖維素在抗張指數、撕裂指數、耐折度和灰分多種指標上都優于國家標準，可用于紙制品及萊賽爾纖維的原料；半纖維素可用來生產秸稈五碳糖、木糖等；木質素可用來生產航空燃油、輪胎橡膠等。

酶作為生產過程中的關鍵原料，相比傳統化學制劑更綠色、更高效。

而傳統纖維分離工藝中使用15%左右的氫氧化鈉，在高溫160℃條件下蒸煮，會產生污染嚴重的制漿黑液。

中農秸美通過對高活性生物酶的技術突破，解決了無化學劑分離工藝的難題，生產中能耗降低70%，水耗介紹80%，秸稈近100%利用。

生產過程中的另一大工業制成品——可溶性黃腐酸，它是半纖維素和木質素的混合樣品，則可作為有機肥用于農業還田，具有綠色環保、性能卓越、綜合成本低等特點，可以替代礦源黃腐酸和生化黃腐酸，實現原料充分利用。

通過“三組分技術”，一方面可以以親自然、綠色、無污染生物法替代污染嚴重的化學工藝，減少焚燒秸稈所造成的碳排放；另一方面，用秸稈造紙可以有效替代木材、減少森林砍伐，還可以通過高效保護耕地，使農民受益。

讓秸稈“有利可圖”

從政策驅動到市場轉型，改變國內秸稈資源污染環境、低質利用的現狀一直是秸稈處理行業的老大難問題。

以“三組分技術”的技術創新和智能化“高活性生物酶解聚糧食秸稈”產業化生產示范線的模式重構，中農秸美正在以高效能酶解聚技術終結秸稈“污染+低質”利用時代，讓秸稈成為“綠色金礦”。

產品終端應用市場空間廣闊。傳統的秸稈利用面臨技術經濟性瓶頸：秸稈用于生物質發電，度電成本高于煤電廠；用于沼氣項目，大多虧損；做成秸稈餐具，成本較塑料制品高40%；飼料化利用成本高于青儲玉米。

“三組分技術”將秸稈中纖維素應用于紙漿市場。在全球市場，2022年紙漿模塑包裝市場規模為 51.11億美元，紙漿模塑在塑料包滲透率僅3.5%；在國內市場，2022年紙漿模塑市場規模雖僅有154億元，但塑料食品包裝市場規模達3856億元，紙漿模塑滲透率僅有4%，未來產品替代空間廣闊。同時我國是紙漿進口國，2022年我國進口紙漿約6500萬噸。生物基紙漿可以對進口紙漿形成替代，解決我國紙漿短缺難題。

目前半纖維素木糖、糠醛等產品市場也超過300億元/年。未來中農秸美將進一步延伸產業鏈，將木質素向高附加值的航空燃油挺進。

全產業鏈自研，生產成本更低。通過酶蛋白分子“催化過渡態”精準描述，建立核心酶催化量化計算模型、設計原則及高效優化技術，結合酶篩選、半理性進化及人工設計合成技術協作，中農秸美解決了酶對木質纖維素秸稈固體復雜底物趨勢化聚集及多酶高效協同應用存在的問題，獲得了具有自主知識產權的木質纖維素解聚酶。

通過AI賦能裝備系統集成，在運行過程中實現每個節點向控制中心實時傳輸數據，不斷形成大數據處理中心，構建出不同工藝及產品條件下的模型結構，中農秸美保證了設備在無人化狀態下穩定運行。

中農秸美歷經三次迭代，自主研發了包括上料系統、在線稱重系統、酶解反應裝置等全套木質纖維素秸稈三組分分離相關智能裝備；自主研發的SCADA（數據采集）系統能夠對生產過程數據進行切批，精準找到批間數據差異性，優化工藝流程及參數配方。

目前，通過“三組分技術”生產的生物基纖維相對于化學紙漿生產成本下降了30%-40%，在能耗支出方面具有較強的成本優勢。

工廠模塊化設計，全過程優化成本。中農秸美自主設計的12萬噸級原料單體工廠，能源消耗最少，收儲半徑最宜，物料平衡最優，建設規模最佳，投資收益最高，解決收儲運“卡脖子”困境。

“12萬噸級產線占地約100畝，可以形成標準化模塊的園區，匹配50-100公里的收儲半徑，預計年產生物基纖維產品約7.2萬噸、可溶性黃腐酸產品4.8萬噸。”中農秸美聯合創始人、總經理、首席科學家臧立華表示。

“從一粒種子到一根秸稈”

2025年4月，天士力增資中農秸美，并以智能制造、產業經驗強力賦能中農秸美的產業化拓展。

天士力相繼派出了智能化工廠人員、生產管理人員、質量管理人員等人才，幫助中農秸美在原來生產線的基礎上，新增了一條智能化的萬噸級生產線及配套設備，為項目推廣奠定了基礎。

由此，中農秸美的技術迭代進一步加速，并完善了“就近收儲-酶解加工-下游轉化”的產業化閉環。

增資中農秸美的背后，是天士力對于從“食物”到“非食物”的現代化農業體系，“從一粒種子到一粒秸稈”的全生態閉環高值化利用的深刻認識。

全球農業正在邁入3.0時代。1.0時代的農業通過機械革命，大幅提高耕種效率；2.0時代的農業通過化學/綠色革命，合理利用“良種+化肥”，提高農作物單產，解決“吃不飽”問題；3.0時代的農業以生物/信息革命為主，開啟“吃更好”新紀元。

3.0時代的農業，核心是“新質生產力”，通過技術革命性突破、生產要素創新性配置、產業深度轉型升級催生出新型生產力。

農產品不僅是“食物”也是“非食物”，“非食物”部分長期被忽視。全球每年生產超30億噸的農業廢棄物，絕大部分得不到合理利用，傳統秸稈資源化中存在許多問題，如成本高、效益低、污染性等，需要技術創新攻克這一問題。

天士力聯合中農秸美，通過合成生物技術破解秸稈處理，將農業高值化理念延伸至“非食物”生物質領域。

未來，中農秸美將圍繞“一個平臺，雙輪驅動”的戰略布局，打造集技術創新、產業運營與資本整合于一體的產業化集團公司，為快速規模化復制提供強大的技術、資本和管理支撐；對內在全國建設幾十個酶解秸稈產業基地，年處理秸桿近千萬噸，對外構建“雙向賦能、內外循環”的農業新格局。

當代農業正面臨資源環境極限、消費需求極限、廢棄物處理極限的“三重極限”，傳統工具正在走向邊際效益遞減。用生命科技破解資源難題，是新質生產力在農業的生動實踐，也是將“綠色煩惱”變為“金色價值”的中國方案。

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