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

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。對于緩解傳統(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。而中國是農(nóng)業(yè)大國，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)勢條件。

1 生物質(zhì)材料的發(fā)展背景

1.1 國內(nèi)能源資源危機(jī)

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

由于我國的能源利用技術(shù)落后，利用率低。在經(jīng)濟(jì)高速增長的條件下，我國的能源消耗速度比其他國家更快，能源枯竭的威脅可能來得更早、更嚴(yán)重。因此，日益增長的對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對能源的需求正處于高速增長時(shí)期，如不采取有力措施，我國的能源資源形勢將會走向全面嚴(yán)峻。為應(yīng)對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 國內(nèi)環(huán)境保護(hù)要求

隨著社會科技發(fā)展和人民生活水平的提高，中國各種環(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政府和民眾的關(guān)注。我國在治理環(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，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)約我國的煤炭資源；生物質(zhì)材料作為綠色清潔能源，可以減輕對大氣環(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)材料不僅對人與環(huán)境有益，而且對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，符合我國環(huán)保政策和未來綠色材料的發(fā)展趨勢。隨著人們對生態(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)展將會更進(jìn)一步，滿足社會發(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.我國林業(yè)生物質(zhì)材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].木材工業(yè),2011,25(4):22-25.

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