科创中国

行业领域

生物与新医药技术,农、林、牧、渔业,现代农业技术,农业,林业

需求背景

1.连续闪爆技术 连续闪爆技术可以实现秸秆等难降解生物质材料的连续预处理，有效脱除 秸秆表面疏水层，高效分离出具有大长径比的亲水性的秸秆纤维。设备工作过 程中无需注入饱和蒸汽，能耗低，生产效率高，且无污水排放。利用连续闪爆 形成的高温环境可以杀死秸秆中的虫卵，破解秸秆疏水层，降低生化抗性，加速秸秆降解速度。用于深耕还田，可以消除常规还田导致的病虫害，高比表面 积提升了土壤的水土保持能力，提高了耕地地力。解决了秸秆的难处理、难利 用等问题。 2. 基于体积拉伸力场的混炼挤出技术 国际首创的拉伸流变混炼技术特别适用于纤维增强复合材料的加工，可有 效实现纤维的分散并保持其长径比。将连续闪爆产物导入基于体积拉伸力场的 混炼挤出工艺后，获得的植物纤维复合材料力学性能相比于传统复合材料性能 有着显著的提升。为实现运输载具的轻量化和低排放提供支撑。本技术路线形 成的产品在同等使用环境下，厚度可以减薄 1 倍，加工过程产生的边角料能够 实现全回收和重复加工，多次重复加工平均力学性能衰减不超过 20%，且远高 于现有市售高密度板的力学性能，技术路线具备有突出的绿色特点。 新技术的设备工艺成熟获得多项专利，运输便利，设备占地面积小，耗能 低。结合连续闪爆技术与体积拉伸力场的混炼挤出技术，能够适用于处理多种 农林废弃物，形成对农林废弃物的预处理与加工的完整闭环，其路线相比于传 统的处理方式更加绿色环保，能够直接产生经济效益。

需解决的主要技术难题

1. 如何建立高效的收集和分类系统，将废弃物按照其性质和用途进行分类，以便进行高值化利用？

2. 如何将农林废弃物中含有大量的杂质和有害物质行预处理？如除杂、清洗、破碎、干燥等，以提高其品质和利用价值。

3. 如何研发高效、环保的资源化技术将农林废弃物资源再利用，作为原料或燃料等？如生物质能源利用、有机肥料制备等，以提高其利用价值。

4. 如何将农林废弃物转化为高值产品？如何研发高效、环保的高值产品开发技术？以拓展其应用领域和提高经济价值。

5. 如何将农林废弃物高值化利用？如何建立科技创新和集成，不断优化现有的技术和工艺，以提高其经济和环境效益？

期望实现的主要技术目标

1. 提高资源利用率：农林废弃物高值化利用旨在提高废弃物的资源利用率，将废弃物转化为有价值的资源，如生物质能源、有机肥料、高值产品等，降低农业生产成本，提高资源利用效率。

2. 减少环境污染：农林废弃物随意堆放和处置会对环境造成污染和生态破坏。高值化利用可以减少废弃物的排放和对环境的污染，保护生态环境。

3. 增加经济效益：通过将农林废弃物转化为有价值的资源，可以增加农业和林业的经济效益。例如，将废弃物转化为生物质能源可以获得可观的能源收益；将废弃物转化为有机肥料和饲料可以降低农业生产成本，提高农业收益；将废弃物转化为高值产品可以拓展其应用领域，提高附加值。

4. 推动绿色发展：农林废弃物高值化利用是实现农业和林业绿色发展的重要手段。通过废弃物的资源化利用和高效处理，可以减少对环境的污染和对自然资源的消耗，推动农业和林业的可持续发展。

5. 促进产业升级和创新：农林废弃物高值化利用需要技术创新和产业升级。通过研究和开发高效、环保的废弃物利用技术和产品，可以推动相关产业的发展和创新，培育新的经济增长点和产业竞争力。

需求解析

解析单位：“科创中国”草地修复与可持续发展产业科技服务团（中国地理学会） 解析时间：2023-10-23

汪亚峰

中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室

所研究员，博士生导师

综合评价

技术可行性：采用的技术具备可行性，能够有效地将农林废弃物转化为高附加值的产物。技术的成熟度、稳定性、可靠性具备推广应用的价值。 资源利用效率：评价技术对资源的利用效率，包括对农林废弃物的利用率、能源消耗、水资源消耗等。高效利用资源是实现可持续发展的重要前提。 环境友好性：技术对环境的影响，包括减少废弃物排放、降低环境污染、生态修复等方面。农林废弃物高值化利用需要符合环保要求，以避免对环境造成负面影响。 经济可行性：技术的经济可行性，包括投资成本、运行成本、经济效益等方面。农林废弃物高值化利用需要具备一定的经济竞争力，才能够得到广泛应用和推广。 社会接受度：技术能够得到社会的认可和接受。农林废弃物高值化利用需要满足社会对环保、能源、资源等方面的需求。 技术创新性：技术具有创新性，引入了新的技术思路和方法。通过技术创新可以提升农林废弃物高值化利用的技术水平，提高生产效率和产品质量。

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