淺談生物質(zhì)材料的發(fā)展趨勢(shì)

程運(yùn)平 王 安 陳美成

河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002）

淺談生物質(zhì)材料的發(fā)展趨勢(shì)

程運(yùn)平 王 安 陳美成

河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002）

21世紀(jì)以來，在世界范圍內(nèi)人類面對(duì)著嚴(yán)峻的能源問題與環(huán)境保護(hù)問題，生物質(zhì)材料的開發(fā)與利用逐漸受到重視。生物質(zhì)材料是以農(nóng)作物秸稈、竹材和植物莖稈等農(nóng)林廢棄物為原料，經(jīng)過物理、化學(xué)、生物等高技術(shù)手段加工制造的新材料。生物質(zhì)材料具有性能優(yōu)異、自然降解、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的綠色新材料[1]。

生物質(zhì)；綠色材料；可再生資源；節(jié)能環(huán)保

我國(guó)能源資源緊缺已經(jīng)是事實(shí)，因此綠色能源是未來能源發(fā)展的趨勢(shì)。對(duì)于緩解傳統(tǒng)能源帶來的環(huán)境污染和資源壓力，生物質(zhì)能源有著十分重要的作用。生物質(zhì)能源又稱“綠色能源”，指利用木材邊角料、青草、農(nóng)作物、稻殼等農(nóng)林廢棄物再生能源為原料[2]。開發(fā)“綠色能源”已成為當(dāng)今世界上工業(yè)化國(guó)家開源節(jié)流、化害為利和保護(hù)環(huán)境的重要手段。而中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，有豐富的農(nóng)作物、稻殼等物質(zhì)資源，在生物質(zhì)能的開發(fā)與使用上具有一定的優(yōu)勢(shì)條件。

1 生物質(zhì)材料的發(fā)展背景

1.1 國(guó)內(nèi)能源資源危機(jī)

我國(guó)資源總量豐富,在世界上是資源大國(guó)，但是由于我國(guó)人口眾多，人均資源水平低于世界平均水平，因此，我國(guó)在世界上又是一個(gè)資源小國(guó)。我國(guó)是一個(gè)能源生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)，隨著我國(guó)工業(yè)化的迅速發(fā)展，消耗了大量的能源資源。如今，我國(guó)面臨著嚴(yán)重的能源資源危機(jī),一些資源需要從國(guó)外進(jìn)口。

由于我國(guó)的能源利用技術(shù)落后，利用率低。在經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的條件下，我國(guó)的能源消耗速度比其他國(guó)家更快，能源枯竭的威脅可能來得更早、更嚴(yán)重。因此，日益增長(zhǎng)的對(duì)外能源需求造成的能源壓力迫使我們不得不尋找解決能源危機(jī)的突圍之路目前我國(guó)對(duì)能源的需求正處于高速增長(zhǎng)時(shí)期，如不采取有力措施，我國(guó)的能源資源形勢(shì)將會(huì)走向全面嚴(yán)峻。為應(yīng)對(duì)日益逼近的能源危機(jī)和資源約束，一些可再生資源，如木材邊角料、青草、農(nóng)作物、稻殼等，經(jīng)過物理、化學(xué)、生物等過程形成的綠色能源也應(yīng)運(yùn)而生。

1.2 國(guó)內(nèi)環(huán)境保護(hù)要求

隨著社會(huì)科技發(fā)展和人民生活水平的提高，中國(guó)各種環(huán)境污染問題都處于相當(dāng)嚴(yán)重的局面。首先，人類在生產(chǎn)和生活中消耗了大量的不可分解材料，如塑料袋、包裝盒、餐盒等一次性用具，產(chǎn)生大量的廢棄物；其次，隨著中國(guó)工業(yè)化的快速發(fā)展，各種高能耗高污染行業(yè)迅速擴(kuò)張，向空氣排放大量污染氣體。因此，消耗能源和材料過程中產(chǎn)生的一些有毒氣體或有機(jī)物釋放物質(zhì)，不僅危害著人體的健康，還造成我國(guó)嚴(yán)重的環(huán)境污染、生態(tài)破壞等環(huán)境問題。

環(huán)境污染與環(huán)境負(fù)擔(dān)的問題正越來越受到我國(guó)政府和民眾的關(guān)注。我國(guó)在治理環(huán)境方面投入大量資金，逐漸完善相關(guān)的環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)，在城市地區(qū)采取了種種環(huán)境保護(hù)和污染治理的行動(dòng)，使許多城市地區(qū)的大氣和其他污染問題得到了一定程度的控制，環(huán)境指標(biāo)有所改善。但是大量高污染行業(yè)在非城市地帶的發(fā)展，使環(huán)境污染問題向農(nóng)村地區(qū)發(fā)展。因此，減少污染、保護(hù)環(huán)境已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨的緊迫任務(wù)，開發(fā)有利于保護(hù)環(huán)境的綠色新材料也成為了科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的優(yōu)先選擇。

2 生物質(zhì)材料的基本特征及應(yīng)用價(jià)值

2.1 生物質(zhì)材料的基本特征

生物質(zhì)作為綠色能源，是以農(nóng)作物秸稈、竹材和植物莖稈等農(nóng)林廢棄物可再生資源為原料，經(jīng)過物理、化學(xué)、生物等過程生產(chǎn)形成的綠色材料。它的使用范圍正不斷擴(kuò)大，不僅可以用來發(fā)電、供暖，也可以作為建筑用材等。生物質(zhì)材料的幾個(gè)主要特征可以概括為:1）利用效率高，其原材料實(shí)現(xiàn)了資源的綜合利用和有效利用；2）適用范圍廣，可根據(jù)使用要求生產(chǎn)出不同性能和形狀的制品；3）節(jié)能環(huán)保,發(fā)電、建筑用材及產(chǎn)成品均安全環(huán)保；4）經(jīng)濟(jì)效益好，實(shí)現(xiàn)了低價(jià)值材料向高附加值產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變；5）可再生，其報(bào)廢產(chǎn)品和回收廢料均可100%再利用[3]。

2.2 生物質(zhì)材料的應(yīng)用價(jià)值

生物質(zhì)材料是利用可再生植物材料為原料，這些原料可以在大自然中自然降解成無害有機(jī)物質(zhì)被土壤吸收利用。生物質(zhì)材料生產(chǎn)及成為廢品后的剩余物也不會(huì)造成二次污染，其利用后的廢物在回收后可無害化處理，在一定的溫度和濕度條件下可降解。典型的生物質(zhì)材料主要是以木屑、竹子、麥秸、花生殼、棉桿等初級(jí)生物質(zhì)材料為主原料，經(jīng)特殊工藝處理后加工成型的一種可逆性循環(huán)利用、形態(tài)結(jié)構(gòu)多樣的基礎(chǔ)性材料[4]。這些材料不僅綠色無公害、沒有毒害氣體釋放，還能保護(hù)我們的森林資源。

生物質(zhì)綠色材料利用的綜合價(jià)值較高,例如，利用生物質(zhì)材料進(jìn)行發(fā)電，可以節(jié)約我國(guó)的煤炭資源；生物質(zhì)材料作為綠色清潔能源，可以減輕對(duì)大氣環(huán)境的污染；在建筑物中按照一定比例加入綠色建筑材料，可使房屋冬暖夏涼，提高房屋居住的舒適度。生物質(zhì)材料不僅對(duì)人與環(huán)境有益，而且對(duì)資源造成的壓力很小。

3 結(jié)語

生物質(zhì)材料作為綠色清潔能源有著非常優(yōu)秀的使用價(jià)值，符合我國(guó)環(huán)保政策和未來綠色材料的發(fā)展趨勢(shì)。隨著人們對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與資源可持續(xù)利用的日益重視，發(fā)展綠色節(jié)能材料不僅可以有效降低對(duì)資源和環(huán)境的壓力，還可以改善人民的居住品質(zhì)，為人們提供更優(yōu)質(zhì)舒適的環(huán)境[5]。雖然生物質(zhì)材料的發(fā)展還存在一定的制約因素，但是，隨著綠色觀念加深和不斷創(chuàng)新，未來生物質(zhì)材料的發(fā)展將會(huì)更進(jìn)一步，滿足社會(huì)發(fā)展的需要并逐漸得到推廣和應(yīng)用。

[1]李睿璇,應(yīng)俊華,沈楊,等.木基鎂質(zhì)復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能研究[J].木材加工機(jī)械,2017(3):15-16.

[2]蔡紹祥,孫友富,錢志揚(yáng),等.生物質(zhì)復(fù)合材料應(yīng)用于建筑裝飾的研究[J].木材加工機(jī)械,2016:27(3):52-56.

[3]周義德,王方,岳峰.我國(guó)生物質(zhì)資源化利用新技術(shù)及其進(jìn)展[J].節(jié)能,2004(10):8-11.

[4]段新芳,葉克林,張宜生.我國(guó)林業(yè)生物質(zhì)材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].木材工業(yè),2011,25(4):22-25.

[5]周定國(guó).我國(guó)秸稈人造板產(chǎn)業(yè)的騰飛與超越[J].林產(chǎn)工業(yè),2016,43(1):3-8.