初冬时节,秋粮入仓,稻田里摆放着成捆的稻秆。凝望着遍野秸秆,烟台金田科技有限公司董事长田仁德心中,正盘算着一篇秸秆生态利用、变废为宝、为农村散落秸秆找出路的产业大文章。对于这家坐落于烟台市莱山区的科技创新型企业来说,秸秆是企业发展的最大支柱,让“小秸秆变身成绿色低碳的大资源”成为企业的使命。
农作物的春华秋实,一半在粮食,一半在秸秆。据统计,我国每年产生秸秆9亿多吨,可收集部分7亿吨;随着我国粮食产量的逐年增加,这个数字还在增长;然而,现有秸秆作为原料利用率不足10%,绝大部分被弃之于地,或粉碎还田,或就地焚烧,造成环境污染、病虫害加剧、资源浪费等问题。如何利用好秸秆,变废为宝,是解决我国三农问题的重大课题。
对此,田仁德和他的团队用9年时间,对秸秆创新利用进行了一系列科技攻关,让秸秆利用走出了多元化的产业创新发展之路。
秸秆变成绿色低碳建材,用作装配式建筑。
秸秆变身建材,关键秘诀在于秸秆的自身胶合。在板材制作过程中,不必将秸秆打碎,只需利用金田科技自主研发的全自动生产线,通过高温挤压,改变秸秆中多糖物质的结构;整个过程生态环保,提高了秸秆的利用率。
这种秸秆建材经过多层复合后,形成保温一体化建筑用基材模块,与钢筋混凝土结构、钢结构、木结构等实现完美结合,可以将秸秆板材制作成家具,进行整屋装修,用做地板基材和建筑外墙的绿色新型多功能建筑材料;根据项目要求,该材料经过模块化设计后,经过工厂预制,最终在工程现场实现装配式建筑的建造。
回望古今中外,用秸秆建造房屋早已有之。据考证,早在1773年,山东威海便开始利用海草做房顶;如今,在胶东沿海地区,仍然随处可见海草房。这些海草房,不腐不烂不渗不漏,历经百年仍然可以居住使用。古人更将秸秆粉碎掺到黄土里做建筑墙体,既增加了墙体强度,又增强了保温能力。
在国外,早在1900年,第一幢秸秆建筑在美国内布拉斯州建成。发展到20世纪90年代初期,美国掀起了一股秸秆建筑热潮;秸秆建筑遍地开花。首个秸秆建筑国际会议于1993年在美国召开,加拿大、澳大利亚和奥地利等国秸秆建筑在快速发展。1981年,我国从英国引进了两条稻草板生产线,在盛产稻米的辽宁省大洼县和营口市建成投产。沈阳桃仙国际机场一号航站楼维护保温墙体全部采用秸秆板材,至今完好可用。
走进新时代,作为一名有着8项发明专利和40多项实用新型专利的节能专家,田仁德对秸秆复合建材的研发,一直秉持着像航天复合材料一样的高标准和严要求。
可循环,可持续。我国是农业大国,粮食是国家的根基,是经济的命脉,是人类生存的基础。而伴随着粮食生产,秸秆资源年复一年持续不断地产生,是一种可持续的天然资源,作为建材应用,替代水泥、加气砖、岩棉等生产高能耗、不可降解的传统建筑材料,对于实现资源节约、环境保护与绿色低碳发展都具有重要意义。
可回收,可降解。金田科技在秸秆复合建材的开发应用中,使用了一种独特的钢带编织榫卯结构技术体系,在房屋拆解后,钢材可以100%回收。复合结构也解决了传统生物质板材存在的防火、防潮、防蛀的问题,使用中可随意拆装,循环利用,废弃物可降解,全过程不产生任何建筑垃圾。
保温好,高节能,更防火。经测试,利用秸秆复合建材比普通建筑材料建造房屋节能60%以上,且防火阻燃性能好,耐火极限高达4小时以上。
质量轻,利施工。作为装配式预制房屋,秸秆复合建材房屋重量只有钢筋混凝土建筑的五分之一,施工周期短,建设成本低,规模化应用后,可比传统建材造价便宜30%。
抗震性能好,房屋寿命长。经科学测算,用模块化秸秆复合板材和榫卯编织钢框架结构工艺技术结合而建造的建筑,比传统建筑的抗震等级提升20%,可提升建筑2-3倍的寿命。
“秸秆复合建材重量轻、柔韧性强,用我们的专利技术复合加工之后,可达3到9层复合,保温绝热、防火阻燃、防潮防霉、防蛀抗震、隔音吸音等各项指标优于传统建材!”田仁德说道。
近年来,金田科技的秸秆复合建材与建筑体系已经应用于中国国际太阳能十项全能竞赛房屋建设、北京工业大学生态智能试验房、烟台中亚药业产品展示厅、烟台莱山区绿色智能建筑示范项目、山东海阳保利达别墅、昆嵛山农家乐旅游房等多个项目。
在秸秆复合板材生产中,粗加工阶段产生的秸秆下脚料,或者是发霉变质的秸秆废料,可以采用金田科技研发的酵素发酵生物技术,制作成生物肥。2022年,金田科技在黑龙江省虎林856农场,认养六亩实验田,使用自主研发的生物肥种植“稻花香4号”,在一场台风中,一个田埂之隔的稻子全部受灾倒伏,而金田科技采用生物有机肥种植的水稻却挺立依旧,这充分佐证了秸秆酵素生物肥的效力,收成和口感明显优于其它稻米。
秸秆变成饲料。通过科研攻关,金田科技把秸秆膨化,辅以玉米、豆粕等,产成畜牧饲料。这种饲料没有异味,多粗纤维,营养丰富,使畜禽更健康,经济效益更高。
秸秆变成生活日用品。利用金田科技专利技术,可以将秸秆搬到我们的日常生活中,制成环保餐具、餐盒,还可以制成与我们生活中随时可见可用的包装箱、包装袋、床垫、坐垫、靠枕等生活日用品。
通过田仁德的潜心研究,“吃干榨净”了“小秸秆”,打造秸秆生态链的闭环应用,实现秸秆资源的产业链、全量化利用,将会成为乡村振兴的万亿级市场引爆点。