“用秸稈、芒草等農林廢棄物展開生物煉制，生產出優質、安全可降解的新材料，不僅變廢為寶，還能制成農用地膜、用于地鐵車身等，既能解決國產環氧樹脂韌性不足的‘卡脖子’問題，更幫助實現碳中和碳達峰的‘雙碳’目標。”5月17日，在位于山西轉型綜改示范區的山西生物質新材料產業研究院內，院長桑濤通過視頻與同事討論試驗進展。
依托桑濤博士及其團隊，山西生物質新材料產業研究院是我市新建的“國家重大人才工程”專家工作站之一，目前，全世界首個生物質新材料加工廠同步在綜改區落地，預計年內建成投用，屆時在改善生態系統質量和節能減排的同時，更突出對國家重大戰略的生態支撐。
用于農田耕地——告別白色污染
“這種地膜由玉米秸稈制成，6至12個月自然降解為二氧化碳和水，是環境友好的新材料。”研究院內，科研人員正在講解一組地膜在土壤中自然降解的實驗場景。
地膜在農業生產中大量使用，鋪上它，增溫、保濕、保土、保肥、防雜草等。大量殘留的石化基地膜卻成為“白色污染”，因不能降解影響農業環境，更破壞土壤結構。作為有機旱作農業高質量發展示范地區，我省地膜使用量大，之前投入大量資源開展可降解地膜的研究，效果并不理想。
山西有豐富的秸稈資源，用以秸稈煉制的乳酸作為原料，生產可降解的生物塑料，再制成農用地膜，廢棄后可自然降解。一位科研人員為記者算了一筆賬：“我省秸稈資源豐富，多數為玉米秸稈，全部再利用每年可生產上百萬噸的生物塑料、生物樹脂及碳基新材料，利用前景非常廣闊。”
地鐵車輛首試——輕量低碳示范
太原地鐵2號線的開通運營，暢通了市民出行，綠色節能的設計更是廣受好評。
地鐵車身材料具備堅固、輕便的性能至關重要。這一要求恰巧與該研究院嘗試的碳基新材料的優異性能不謀而合。
桑濤博士及其團隊經過近10年的努力，從秸稈中制取高純度、高活性且具有阻燃性的木質素，以此作為原料合成生物樹脂，用作碳纖維復合材料的基體樹脂，提升了這一復合新材料的機械性能和環保性能，更解決了國產環氧樹脂韌性不足的問題。每使用1噸生物樹脂可減排二氧化碳15噸，契合軌道交通綠色、節能、低碳的發展理念。
“生物樹脂”的成功研發有望改變國內高性能樹脂依賴進口的現狀，而且，這種碳纖維復合材料的硬度是鋼鐵的4至5倍，重量只有鋼鐵的五分之一，價格更低、性能更優。基于此，該研究院經過與太原市軌道交通發展有限公司的論證和協商，擬率先將這一新材料應用到地鐵1號線的車輛制造上，在全國城市軌道交通輕量化和低碳化作出示范。
規模化全鏈條——“雙碳”先行先試
“我們正在以高端化、規模化、全鏈條發展為方向，以產業化技術突破和規模化應用，帶動生物基新材料產業邁向量質齊升。”山西生物質新材料產業研究院的有關負責人表示，科研團隊正開展生物基高分子新型材料的產品應用技術開發，重點發展可降解生物塑料、生物基碳纖維復合材料等產品，打造國內重要的生物基新材料產業基地。
目前，首個生物質新材料加工廠正在加緊建設，一期完工后年產量為4000噸，全部完工后年產量達到2萬噸。據測算，生產1萬噸可消耗秸稈3.5萬噸，減排二氧化碳近32萬噸，折算可節約11.8萬噸標準煤，相當于160個標準風力發電機或267個光伏發電機組的年減排量。
如果這一模式能推廣復制，將形成秸稈生物煉制和生物基新材料產業集群。不僅是農作物秸稈，生態修復植物——芒草這樣的多年生高大草本，也可作為生物煉制的優質原料，其發達的根系不僅可以防止水土流失和修復礦山，還能夠在土壤中固定大量的二氧化碳，其減排效果翻番。
作為我市的國家重大人才工程專家工作站之一，山西生物質新材料產業研究院又被省工信廳確定為首批山西省工業和信息化領域產學研新型研發機構。按照發展規劃，桑濤博士帶領研究團隊將繼續推進建設生物煉制工廠和新材料深加工工廠，推動以可再生資源為基礎、先進生物與新材料技術為核心競爭力的產業轉型發展，為碳達峰、碳中和開辟一條新路徑。
