一、“双碳”背景为生物质能源发展插上腾飞的翅膀

2020年在第七十五届联合国大会一般性辩论上，国家主席习近平向全世界郑重宣布，中国的二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。针对“碳达峰”和“碳中和”目标，2021年，中共中央和国务院联合出台了《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，意见指出，亟需加快构建清洁低碳安全高效能源体系，提升可再生能源在国家能源供应中比例，因地制宜发展生物质能清洁供暖、生物质发电和生物天然气等清洁能源产业。

我国是农林业大国，农作物秸秆、林业采伐和加工剩余物等可再生生物质资源丰富，年产量约为34.94亿顿，折算成标煤为4.6亿顿，能源化利用潜力巨大。但如何将如此大量的农林废弃物进行清洁能源化利用，正是摆在科研人员面前的一道难题。

在“双碳”背景下，浙江农林大学马中青副教授迅速意识到，“农林生物质热解气化多联产技术”即将赢来发展的春天。

二、基础研究破解农林生物质高值化利用瓶颈

马中青师从南京林业大学张齐生院士，围绕农林废弃物热解气化多联产技术，开展相关基础研究和产业推广工作。该技术可将农林废弃物通过热解气化技术转化为生物燃气、生物质炭、生物基化学品等高附加值产品。可燃气可用于清洁供热和发电，用于替代燃煤和天然气，促进“碳减排”；生物质炭可用来生产活性炭和工业用炭，也可制成炭基肥料，解决土壤酸化与板结问题，提高农产品的产量和质量，实现“碳封存”。该项技术对我国构建清洁低碳安全高效能源体系，提升可再生能源在国家能源供应中比例，实现 “双碳”目标具有重要意义。

马中青进入浙江农林大学工作后，开发了低温烘焙脱氧和温和酸洗脱灰等多元预处理手段，用以改善农林生物质的品质。生物质原料经过烘焙脱氧和酸洗脱灰预处理后，氧元素脱除率可达40%，灰分中钾、钙、纳和镁等碱和碱土金属脱除率超过90%，能量密度提升30%。经过预处理后，可大幅减少生物质原料的运输成本，延长生物质原料的存储时间，提高生物质燃气、生物质炭和生物油的品质，降低灰分中碱和碱土金属对热化学设备的腐蚀和管道堵塞，提升设备稳定性。

马中青的基础研究工作，得到了中国科学“青年人才托举工程”、国家林草局“青年拔尖人才”、国家和浙江省自然科学基金、国家和浙江省博士后科学基金的资助，以第一和通讯作者在Energy Conversion and Management 和Bioresource Technology等期刊上发表SCI论文30余篇，其中中科院一区论文15篇，8篇入选ESI高被引论文，2篇入选ESI热点论文，授权发明专利4项。

三、生物质联产技术助力企业“双碳”高质量发展

马中青通过地方调研发现浙江是竹木加工产业大省，有超2万家竹木加工工厂，每年都产生大量的竹木加工剩余物。以往，竹木加工剩余物都是直接丢进中小锅炉直接燃烧利用，将其转化为高温水蒸气为企业供热。然而随着国家出台的取缔中小规模锅炉政策，禁止燃烧竹木加工废弃物，导致此类废弃物短时间内找不到合理的利用方法。

因此，马中青走进企业，成为浙江九川竹木股份有限公司的博士后，与企业合作开展对生物质热解气化多联产技术的进行研发和攻关项目。针对块状、颗粒状和粉末状等不同的原料形态，分别开发了上吸式固定床、下吸式固定床和流化床气化供热联产生物质炭成套装备和技术，用于替代传统的燃煤和成型燃料锅炉，为企业的生产线供给水蒸气，显著降低企业生产成本。该项目获批2019年度丽水市“绿谷精英550引才计划”资助。围绕该项技术，获批浙江省科技进步三等奖1项，梁希科学技术三等奖2项，中国可再生能源学会科学技术奖三等奖1项。

在后期研究过程中，马中青将继续围绕农林废弃物热化学高值化利用技术，积极与地方企业开展技术合作，研发出可替代燃煤和天然气的清洁可再生的生物基燃料和化学品，为我国早日实现“双碳”目标而贡献自身力量。