农村田头随处可见的秸秆、稻壳和木屑，除了还田、当柴火，还能变成什么？

7月8日，2025年度国家科学技术奖励大会在北京举行。由东南大学牵头、合肥德博生物能源科技有限公司作为主要完成单位参与攻关的“生物质定向热转化关键技术与装备”项目，获得国家科技进步奖二等奖。

合肥德博生物能源科技有限公司生物质定向热转化示范装置，可将秸秆、稻壳、木屑等农林废弃物转化为燃气、生物炭等产品。（图片由受访者提供）

这项技术把秸秆、木屑送进气化装备，在特定温度和反应环境下转化为燃气、生物炭，并进一步用于生产绿氢、绿色甲醇和可持续航空燃料。据项目团队测算，2025年，相关技术和装备推广应用带来的二氧化碳减排量超过1000万吨。

农林废弃物实现清洁转化

在合肥德博董事长张守军眼里，这项获得国家科技进步奖二等奖的技术，没有那么复杂。

“其实逻辑很简单，就像给这些废料‘变魔术’。”他说。

他口中的“废料”就是农村常见的秸秆、稻壳、果木枝条和木屑。长期以来，这些农林废弃物主要通过还田或直接燃烧处理。由于分布零散、体积较大、热值较低，想把它们大规模转化为高附加值产品，并不容易。

实现这一转化的核心是气化炉及其配套装备。

秸秆、木屑进入设备后并不是像普通燃料一样直接燃烧，而是在特定温度、氧气含量和反应环境下发生热转化。温度和工艺条件不同，最终得到的产品也不一样，可以是燃气、生物炭，也可以是后续制备绿氢、绿色甲醇和生物航油所需的中间产物。

“关键是装备，也包括温度和反应环境怎么控制。”张守军说。

把秸秆送进炉子并不难，难的是让一套设备长期、稳定、清洁地运行。

传统生物质热转化过程中，容易产生焦油、废水等副产物。焦油附着在管道和设备内，不仅会影响燃气品质，还可能造成堵塞，使生产线难以连续运行。如果后续处理不到位，还会产生异味和二次污染。

围绕燃气净化、焦油脱除等问题，合肥德博与东南大学肖睿教授团队持续开展联合攻关，先后研发出双循环流化床、纯氧流化床、移动式热解等成套装备。

这些听上去较为生涩的设备名称，落到生产线上，解决的是几个具体问题：焦油如何脱除，废水如何控制，燃气品质如何保持稳定，设备能否长时间连续运转。

据项目团队介绍，相关装备在运行中实现了无焦油、无废水、无明显异味。在此基础上，项目建成秸秆制生物航油示范工程，生产的高值生物炭也开始应用于储能材料等领域。

“以前秸秆烧掉以后，价值也就结束了。”张守军说，“现在我们希望把其中能够利用的成分尽可能利用起来。”

把实验室技术搬上生产线

此次获奖项目由东南大学牵头，合肥德博是主要完成单位之一。双方的合作，并不是从这次奖项申报开始的。

“当年负笈下金陵，庐中烈焰炼真形。”谈起这段经历，张守军用两句诗作了概括。

20多年前，团队从东南大学的实验研究起步，此后在合肥持续推进装备开发和产业化应用。

实验室里，一项技术可以在较小规模、较稳定的条件下反复验证。但进入工厂后，原料种类会变，含水率会变，设备需要连续运行，还要计算制造、运输、维护等成本。实验中一次成功，并不等于生产线上每天都能稳定运行。

双方由此形成了较为明确的分工。东南大学团队主要开展基础原理、反应机理和工艺研究，企业则围绕生产现场遇到的具体问题，完成设备设计、制造、调试和工程化应用。

“实验室里发现问题，要到生产线上验证；生产线上碰到设备和工艺问题，也需要回到理论上找原因。”张守军说。

这种往返并不总是顺利。原料变化可能导致反应不稳定，一个参数的调整，也可能影响整套系统的运行。设备从试验样机走向规模化应用，往往需要经过多轮改造和长时间验证。

张守军认为，双方合作能够持续20多年，一个重要原因是没有把科研和工程割裂开来。“高校提供理论和工艺支撑，企业把它做成可以运行的装备，少了哪一头都不行。”

目前，合肥德博已参与制定4项行业标准，一项相关装备入选国家首台（套）重大技术装备目录。相比奖项本身，这些工程化指标更直接地反映了一项技术是否真正跨出了实验室。

经过生物质热转化后形成的系列产品展示，包括稻壳炭、木炭、竹炭、电容炭、炭黑等，可应用于储能、新材料等领域。（图片由受访者提供）

让绿色技术真正落地

设备能够稳定运行并不意味着产业化问题全部解决。

农林废弃物有一个绕不开的特点：分散。

一个村有一些秸秆，另一个乡镇有一些稻壳和果木枝条。如果全部运往远处的大型工厂，运输和储存成本可能超过原料本身的价值。原料收不上来，后端装备再先进，也很难持续运转。

针对这一问题，项目团队探索了“分散就地预处理、集中深度精制”的方式。

简单来说，就是先在原料产地附近进行初步加工，降低体积和运输成本，再把经过预处理的原料送往集中生产基地，进一步制成燃气、生物炭或其他产品。

“产业能不能运行下去，最终还是要算账。”张守军说，“农户愿意卖，收储环节有合理收益，企业也能控制成本，这条链条才能转起来。”

随着项目落地，那些原本无人问津的果木废料和秸秆，有了固定的去处。对农户而言，多了一条实打实的增收渠道；对企业而言，稳定的原料又是设备连续运行的前提。此外，项目产出的部分生物炭还可以进一步制成炭基肥料，重返农田改良土壤，形成了一条肉眼可见的循环利用路径。

目前，相关技术装备已在国内20多个省份应用，并出口至希腊、西班牙、捷克、斯洛文尼亚等国家，以及非洲、东南亚部分地区。

获得国家科技进步奖后，张守军谈得更多的仍是下一步应用。“秸秆、稻壳、木屑过去经常被当成废料，我们要做的就是让它们多一种去处，多发挥一些价值。”

从炭、热、电，到绿氢、绿色甲醇和可持续航空燃料，一根秸秆正迎来全新的发展机遇。

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