周建斌：世界生物质新能源颠覆者

作者：碳中和战略合作网　　来源：中国经济网　　发布时间：2018-09-25 14:06:39

碳中和战略合作网讯：

周建斌教授与作者郑北京在一起

2016年10月28日，一份报告递交到了国家有关领导的案头。

这份报告的开篇，是这样写的：

“南京林业大学研究团队，经过15年的探索，成功研发了农林生物质气化多联产技术，并已在4个生产基地取得了十分显著的综合效益。这项技术已经超越了欧美、日本现有的技术，能够产生发电、热水、炭基肥、木醋活性肥等多种产品，使农林废弃物吃干榨净，完全颠覆了直接燃烧发电、单一产出的模式，成为目前世界上最先进的农林废弃物综合利用技术。”

该报告执笔者周建斌，正是生物质能源多联产技术研发团队的领头人。

2017年3月，我们采访了周建斌，全方位了解了这种新技术的概况、研发经历、产业化过程，以及周建斌本人的成长历程。

到底什么是生物质能源多联产技术呢？

简而言之，就是把农林剩余物（秸秆、稻壳、果木枝条、果壳、木屑、木片及园林绿化等剩余物）通过特殊的专利技术，使它们气化同时产生生物质可燃气、生物质炭和生物质提取液。产生的可燃气，可以用来发电、供锅炉燃烧、取暖和做燃料；得到的生物质炭根据原料的不同可以分别加以高附加值的利用，木本植物可以用来生产活性炭或者工业用炭或者机制烧烤炭，禾本植物的竹类原料可以产生竹炭，也可以加工成竹活性炭，而禾本植物的各种秸秆，则可用来生产炭基肥料；得到的生物质提取液（俗称木醋液），这种液体成分复杂、作用特殊的天然有机化合物，能作为消毒、杀菌材料或者液体肥材料使用等。

周建斌团队的技术，比欧、美、日、德等西方国家的同行们，整整早了十三年。

一、从江西老区，走进神圣的学术殿堂

1965年，周建斌出生于江西省吉安县。

周建斌至今仍难忘记，从小母亲种的菜特别好吃。菠菜甜甜的，黄瓜脆脆的，辣椒绿绿的，茄子嫩得能掐出水来。

人们习惯把小时候母亲做的饭菜，称作是“故乡的味道”，认为那是世界上最难以忘怀、也最难以替换的味蕾记忆。

母亲种菜有自己的秘密。

她会在荒废的山坡上把各种杂草、加上干草枯枝，拌匀，铺开，再盖上一层干土。接着铺上一层，再盖上一层干土。每层之间故意留出空隙，以便通风透气。最后点上火，让这些杂草、干草枯枝和干土密切接触，“闷烧”个几天几夜，等自然冷却后作为肥料使用。

这就是母亲自己烧制的有机肥料。

为什么这些杂草、干草枯枝混合闷烧，就能变为肥料呢？

多年以后，已是南京林业大学老师的周建斌，才从热解与炭专业的角度，理解了母亲精心烘培的，其实就是一种炭基肥料。

1985年，周建斌以优异成绩考取南京林业大学林产化工系的林产化工专业。大学期间，出于对生物质热解与炭专业的兴趣，从专业课到毕业实习、毕业论文，周建斌都是跟高尚愚教授学习，由于成绩优秀、为人诚恳，加上当时热解教研组也缺年轻老师，1989年大学毕业，周建斌就留南京林业大学林产化工系热解教研组了。

南京林业大学是一所历史悠久的高等学府，简称“南林大”，位于六朝古都南京钟山脚下、玄武湖畔，是一所由江苏省人民政府和国家林业总局共建的省属重点大学。

周建斌所学的林产化工专业，其前身可以追溯到1929年，由我国杰出的林学家、教育家、新中国首任林垦部长梁希先生在浙江大学筹建并在原中央大学创办的森林化学室。于1956年国内第一个正式招收林产化工专业本科生；1957年开始招收研究生。1959年5月成立林产化工系。1981年林产化学加工工程成为我国首批博士点。1989年被评为国家级重点学科，2002年再次被评为国家级重点学科。1998年林业工程一级学科成立博士后流动站。

2017年9月，南京林业大学的“林业工程”入围国家首批一流学科建设高校名单。

在南林大，周建斌一直是品学兼优的好学生。

1995年，周建斌从南林大生物质热解与炭专业硕士毕业。

2001年，工作多年的周建斌想继续深造读博士。

他一开始选的导师，是时任南林大校长余世袁教授。

2001年10月份，周建斌到校长办公室找到余校长。

余校长在从事行政职务前，与周建斌是同一个教研组的。余校长主要研究生物质水解方向（生物酒精），周建斌研究的是生物质热解与炭材料方向，多年来两人都是林化系的同事。

周建斌向老领导表明自己想读博士的想法。

余校长就问周建斌：你硕士毕业都六七年了，现在才想到继续深造，那你求学的目的是什么呢？

周建斌想都没有想，就回答说：

“还是想进一步深入学习，做学术研究，主要想把活性炭与生物技术结合起来进行研究。”

余校长就说：

“好啊，做老师带博士生很愿意的啊，欢迎报考！”

余校长同意收自己为弟子了！周建斌当时心里正兴奋着呢！

没想到，余校长思考了一下，突然非常严肃地说到：“咱们学校的张齐生院士跟我说了几年了，要我帮助推荐优秀的年轻老师去他那儿读博士研究竹炭。我陆续推荐了几个，因为各种原因，都不太相符。你学的恰好是生物质热解与炭专业，去张院士那儿最合适不过了。”

周建斌听后表示，自己知道张齐生院士，但是并没有与张齐生院士直接接触过，也算互相不认识吧。

余世袁校长笑着表示：“没有关系，我给你牵线。”

在给张院士打电话引荐之前，特别交代了两句话给周建斌。正是这两句话，影响与指导了周建斌后面的教学与科研的人生。

第一：“你去张院士那里，要好好学习，学习张院士的创新、务实、成果转化的本领。所有竹炭研究的成果、名利，都是张院士的。”

第二：“你目前是木材热解与活性炭教研室的主任。你自己的生物质热解和炭专业方向，也不能丢，还要发扬光大”。

周建斌表示完全接受。

张齐生，1939年1月17日出生于浙江省淳安县，1961年毕业于南京林学院，中共党员，木材加工与人造板工艺学专家、1997年当选中国工程院院士。

当周建斌到了张院士办公室时，张院士正在办公桌上写材料。

周建斌敲门说明来意，张院士示意他坐下，就问：你介绍下你自己的专业吧，

周建斌就介绍了自己从1989年大学毕业留校后，一直从事生物质热解与炭材料的教学、研究与产业化研究，主要在企业做一些技术改进等工作。张院士听后表示，大学老师的研究一定要转化成生产力，否则就没有生命力。

在周建斌去张院士那里报到前，已有几个博士在跟张院士做研究。但他们都是木材加工专业的，从事胶合板研究。因此，他们在竹炭项目上的进展，张院士觉得都不理想。

听到周建斌是研究生物质热解与炭专业的，张院士就说，目前手上有两个关于竹炭的项目，而且都快到项目验收时间了，你先把这两个项目做一做吧。

周建斌表示愿意接手去完成竹炭研究项目，并提出把两个项目的任务书（合同书）给自己看看。因为项目是需要根据任务的研究内容、目标和考核指标完成相应的工作。

拿到任务书，周建斌就着手做研究方案、准备实验设备、仪器，3天后就把两个项目的实验方案交给张院士，张院士第一次感觉到周建斌的高效率。

周建斌一边准备博士生考试，一边带着研究生做两个竹炭项目的实验研究。

这两个项目，一个是国际竹藤的，一个是福建省林业厅的。周建斌从拿到任务书到做出结题报告，前后不到半年时间。

在这过程中，周建斌最引以为傲的是：跟随张院士做的第一份研究工作，项目验收报告因实验方案合理、数据非常完整、结论科学性强、思路很为创新，得到了张院士的肯定和赞扬，在之后的项目验收过程中也得到了项目主管部门的高度认可，项目顺利通过了验收。

张院士因而对周建斌刮目相看。

后来，这两个竹炭项目的结题报告，也成为了周建斌的博士论文的基础。

二、中国式师生：我和院士17年

周建斌从2002年开始读张院士的博士，2005年博士毕业。

在做课题和博士期间，周建斌经常与张院士出差去完成课题验收、项目申请。张院士多次与周建斌交流各种学术问题，包括竹炭的改性研究、水处理、空气净化、秸秆炭和提取液肥料肥研究、炭化木的研究、生物质气化多联产的研究。

周建斌博士毕业前，张院士要求周建斌留在身边。能有幸每天在张院士身边聆听学术泰斗的教诲，他自然十分珍惜这一辈子不可多得的机会，周建斌表示愿意跟张院士一直学习、合作下去。

于是，周建斌给自己定下了三个原则：

第一，凡是张院士交代的任务，必须准时完成，绝不拖延。最好，都能提前完成。

第二，凡是张院士交代的任务，必须高标准完成。最好，都能超高标准完成。

第三，凡是张院士交代的任务，必须只谈做事，不讲条件，不求回报。

就这样，周建斌以自己的学术表现和忠诚品质，赢得了张院士及其家人的信任和高度评价。

张院士从2001年起，几乎每天都会找周建斌讨论各种问题，分享各种心得，不分白天黑夜，不分周末和节假日。17年来，周建斌已养成手机24小时开机的习惯，有时候如果张院士因想到什么问题，或有什么新的想法时，即便晚上12点甚至凌晨，也会拨打周建斌的电话。

就是在这17年的师生关系中，张院士从指导和支持周建斌从竹炭研究为起点，2002年下半年开始研究农作物秸秆炭，再到生物质能源多联产技术的创新与产业化，并同时开始研究竹炭在水处理中的应用和炭化木的研究。

当时的竹炭（包括木炭）几乎都是采用土窑烧炭技术，环境污染大，劳动强度高，时间长，得率低，在张院士的指导和支持下，周建斌开始研究大型的干馏法制备竹炭。由于干馏法是需要外加热的，张院士就提出能不能不加外热生产竹炭？

周建斌根据在大学本科和硕士所学，以及在当时化工学院当教师的经验，经过多次实验形成了后来的生物质（竹子、木片、秸秆、稻壳、果壳）热解气化联产炭（竹炭、木炭、秸秆炭、稻壳炭、果壳炭）、肥、热技术。

由于周建斌是从大学本科开始学习研究各种生物质炭的制备技术和性能，知道秸秆炭灰分含量高，所以不是做活性炭的好原料，也不适合做工业用炭、机制烧烤炭的原料。

所以从2002年开始，周建斌开始研究秸秆炭对肥料的缓释效果。经中科院南京土壤所测试，对硝态氮和铵态氮的缓释效果非常明显，达到了70%以上。同时也做了对土壤重金属的修复实验，并于2003年在江苏省理化测试中心测试了秸秆炭的元素组成，很多肥料专家看到他们的秸秆炭检测报告，惊叹不已，认为那才是真正的全营养肥料！

这也开创了国内外工业化利用秸秆加工制备秸秆炭和提取液，再加工制备肥料研究的先河。

周建斌17年来，多次跟张院士去全国各个大学研究院所，交流生物质能源多联产技术和秸秆炭制备炭基肥料、提取液制备肥料技术与推广。

张院士去中国工程院、国家林业局开会或者到其它单位交流、考察都要带上生物质炭样品和PPT，为向全社会介绍生物质能源多联产技术，张院士倾注了大量心血。

在2002年至2010年的时候，由于各农林院校（研究院所）没有接触生物质炭和生物质提取液，很多领导和专家都不是很了解生物质炭和提取液的性能与作用。

张院士和周建斌总是不厌其烦，反复推荐各农业大学和农科院、林科院的领导与专家进行炭基肥料和生物质液体肥的实验；在国内外的各种生物质利用的会议、生物质能源会议、肥料会议上介绍、推广生物质能源多联产技术和炭基肥料、液体肥的技术与产业化意义。

经张院士与周建斌年复一年的鼓与呼，中科院南京土壤所、南京土肥站、宁夏林科所、镇江农科所、黑龙江农科院、江苏农科院、南京农业大学、沈阳农业大学、湖南农业大学等单位，都做了大量的科学研究和实验，为课题组在炭基肥料和提取液肥料研究上，提供了大量数据和图片。

随着伍茨等学者 2006年在《自然》杂志上发表了一篇生物质炭在土壤和环境中作用的文章，由于中国有些学者和官员盲目崇洋媚外，看到国外学者在《自然》杂志上发表了研究炭基肥料的文章，2010年前后国内开始有大量的农业大学（院所）的专家和学者开始研究炭基肥料。

而周建斌团队从2002年开始研究秸秆炭作为炭基肥料和生物质醋液肥，整整比国外早了5年，但是遗憾的是当时没有引起国内专家和有关领导的重视。

2015年，美国的加州大学默塞德分校联合加利福尼亚能源委员会和美国农业部，开始研究生物质气化发电联产活性炭、炭基肥料技术。

周建斌团队的研究和产业化，整整比美国科学家早了13年。

2017年9月23日，张齐生院士携夫人与周建斌，到江苏兴化一家企业出差指导生产。

24日上午，张院士还在院士办公室与周建斌、孙丰文、李延军讨论出版院士论文集的事宜，下午还与周建斌一起接待一家企业。

令人意想不到的是，张院士竟于9月25日早上，突发心肌梗塞抢救无效离世，享年78岁……

周建斌回忆他和张齐生院士的点点滴滴时，情到深处，双眼通红，数度哽咽，不能自己。

张齐生院士的离世，对我国竹炭研究和生物质炭行业是个巨大损失。

周建斌从老一代科学家身上，看到了那种浓烈的爱国精神、爱校精神以及爱岗精神。

周建斌牢牢记得恩师“三要做”的告诫：

国家需要的，要做。

企业需要的，要做。

老百姓需要的，要做。

周建斌的内心深处，时时都回荡着恩师张齐生院士那轻言细语却又振聋发聩的声音：

“做科研工作，第一要有创新；第二不能作假；第三要让成果看得见，要让成果能转化为产品，转化为生产力……”

谈及张院士在科研之路上对自己的指引与帮助，周建斌深情地说：

“张院士专业是人造板专业，是我的博士导师，我的专业（本科与硕士）是生物质能源与炭材料，在生物质能源多联产的研发与推广过程中，得到了张院士的大力支持与肯定。我非常感谢张院士！”

十几年如一日的相处相随，周建斌与张院士已情同父子。

这正是“中国式”的师生关系：一日为师，终身为父。

张院士的家国情怀，奉献精神，犹如两盏不朽的明灯，正在照亮周建斌以及周建斌学生们的科研之路……

三、敢于颠覆创新，领先世界一流

周建斌所研究的领域，叫做“生物质能源多联产”技术，乍一听，很为高深莫测的样子。

其实，该技术所研究的对象，与我们普通老百姓的生活息息相关。

所谓生物质能源，就是指把农林废弃物例如树木、竹子甚至秸秆、稻壳、杂草等剩余物经特殊工艺转化而成的气体、液体和固体等各种新能源及产品。

举个秸秆处理的例子。

秸秆，是我们最常见的农林废弃物。

据周建斌他们研究发现，不起眼的秸秆，却有“孙悟空七十二变”的本领――普通的秸秆，可以实现“五化”，即：能源化、肥料化、饲料化、基料化，工业化。

普通的秸秆，浑身是宝啊！

中国改革开放30多年来，一到五六月，苏豫皖等地的农民在麦收后，大面积焚烧麦秆；而东北地区在三四月份，则要焚烧玉米秆。这些被焚烧物，一般都是“秸秆”。

焚烧秸秆的害处，常人都能理解，那就是严重污染空气，会导致雾霾的发生。

为了有效利用秸秆，不少专家和领导在提倡“秸秆还田”，就是把秸秆埋入土里，使它们自然发酵，成为可循环使用的肥料。

但仅以秸秆还田来说，至少有两大害处：

首先，是产生新的鲜为人知的污染――沼气。

秸秆还田之后，在发酵的过程中，会产生甲烷气体，也就是俗称的沼气。沼气所导致的温室效应，比二氧化碳要大二十多倍。

我国目前每年有8亿吨的秸秆要处理，每吨秸秆会产生300立方米的甲烷。用秸秆还田的方法，每年会产生2400亿吨的甲烷，这是一个非常触目惊心的温室效应排放的数字！这么多可怕的甲烷，漂浮蔓延在我们赖以生存的空气中，是一幅多么恐怖的景象！

其次，是产生新的病虫害。

秸秆上会存留各种虫卵，如果用高温的方法，会将虫卵彻底杀灭。而秸秆还田时，这些虫卵随秸秆埋入田地里。到第二年的春天，会重新孵化成虫。这些虫子经过发酵等恶劣环境的洗礼，会变得更加强壮，如果要杀死它们，就必须喷洒更多量的农药。年复一年，周而复始，形成恶性循环，于是“超级害虫”也就层出不穷了。

周建斌的生物质能源多联产技术的原理是：

通过特殊的技术装置，使秸秆在限氧热解过程中，进行气化同时制备可燃气体、液体和固体炭。

如果采用周建斌的这种专利技术，按6兆瓦生物质发电多联产项目计算，一年可利用8万吨左右的生物质原料，每年发电达4200万度，每年节约煤炭1.68万吨，减排二氧化碳4万吨，减排氮氧化物123吨、二氧化硫400吨。同时，可得到1.6万吨生物质炭，可以生产8万吨炭基肥料。这1.6万吨炭，可以固定二氧化碳5万吨左右。

可以说，秸秆还田的初衷是好的。但是，具体方法上失之于原始，简单粗暴处理秸秆的结果，就是造成了另一种形式的环境污染。

而生物质能源多联产技术，是一种最高层次的“秸秆还田”――利用科学创新，将秸秆这类农林废弃物“吃干榨净”、变废为宝，物尽其用、持续循环，实现绿色发展。

周建斌说，习近平总书记多次强调，要绿色发展，循环发展，可持续发展。总书记高瞻远瞩，为我们科研工作者指明了研究的大方向。

现在，周建斌的团队终于攻克了重重难题，把各种农林剩余物如：秸秆、稻壳、果壳及林业三剩物，通过气化多联产的方式，转化成可燃气、生物质炭和液体肥。

其中，转化出来的可燃气，比天然气更清洁。

周建斌说，一吨秸秆（干基）至少能够产生约2000立方燃气，热值在1000大卡左右。还可得到200公斤炭，以及150公斤左右醋液或提取液。

这些生物质液体，如果喷到田地里，既有肥效又有药效，能有力促进农作物生长，驱虫控虫作用强，而且无公害。

周建斌说，很多人因为不了解秸秆炭，总是问他为什么秸秆炭可以做肥料，周建斌就以中国千百年来秸秆灰（草木灰）就是很好的肥料这个几乎人人都知道的道理，向人们解释：

灰是烧不掉的东西，灰里面有的，炭里面全都有，灰里面没有的，炭里面还有。所以秸秆炭比秸秆灰的肥效更好，同时秸秆炭还有炭的功能，炭的孔隙发达、比表面积大、吸附能力强，所以秸秆炭基肥料一定能发挥炭的性能。

周建斌认为秸秆的利用最好的方法，是先把秸秆的能源效益发挥出来，同时得到秸秆炭作为肥料使用。周建斌认为那才是秸秆最好的利用方法，真正实现了秸秆的绿色、循环和可持续的利用。

经过10多年的全国各地各种作物实验表明，炭作为肥料，有以下诸多优点：

生物质炭还田可以将我国农田土壤中紧缺的氮、磷、钾等大量元素返回到土壤中，还可以补充植物所必须的硅、钙、镁、钠、铜、铁、锌、锰、钼等中微量元素，生物质炭还田解决肥料中微量元素不足问题，平衡施肥，有利于提高农作物的产量和品质，同时生物质炭来自于作物，由于作物的同源性，其各种营养元素更有利于作物吸收。

生物质炭（孔隙发达、比表面积大、吸附力强）对肥料和农药有很好的缓释作用，是良好的缓释肥和控释肥，还田后大幅度的提高肥料利用率，减少肥料的用量；增加土壤孔隙度，改善土壤通气、透水状况、解决土壤板结问题。

生物质炭还田解决土壤酸化问题（生物质炭pH8-10)；增加土壤的含水量和保水能力，节水保水；吸附土壤重金属，有效降低作物及食品中重金属含量。抑制土壤对磷的

关键字: 周建斌世界生物质新能源颠覆者

碳中和战略合作网版权声明：凡注明来源为“碳中和战略合作网：xxx（署名）”，除与碳中和战略合作网签署内容授权协议的网站外，其他任何网站或者单位未经允许禁止转载、使用，违者必究。如需使用，请与13552701370联系；凡本网注明“来源：xxx（非碳中和战略合作网）”的图片或文字，均转载与其他媒体，目的在于传播更多信息，但并不意味着碳中和战略合作网赞同其观点或证实其描述，文章内容仅供参考。其他媒体如需转载，请与稿件来源方联系，如产生任何问题与本网无关，想了解更多内容，请登录网站http://www.jnzlhz.com