近年来，通过秸秆还田、秸秆饲料化利用等举措，我国秸秆综合利用率快速提升至80%以上。而以我国每年农作物秸秆产量9亿吨计算，仍有约2亿吨秸秆被焚烧或废弃。有没有一种办法可以彻底解决秸秆禁烧问题，让秸秆变废为宝呢？
“办法现在有了，也相当成熟，那就是发展生物炭产业，实现秸秆炭化还田。”中国工程院院士、沈阳农业大学教授陈温福日前在接受记者采访时说，这不仅是破解秸秆禁烧、秸秆还田难题的治本之策，更是提升耕地质量、确保粮食安全的全新方向。
陈温福呼吁，要将生物炭及其衍生的生物炭基肥料和土壤改良剂产业作为战略性新兴产业给予大力支持，恢复土壤碳氮平衡，提高土壤活性，实现耕地可持续利用，为子孙后代留下良田沃土。
生物炭有何“神奇之处”，能让一个院士如此信心满怀、如此大声疾呼？请看记者在河南、辽宁、吉林等地的调查。
我国生物炭研究应用处于国际领先水平
日前，记者走进吉林省公主岭市怀德镇的锐诺生态农业科技有限公司，宽阔的厂区里打成捆的秸秆堆积如山，长达10余米的设备在缓慢转动着。秸秆经过初步粉碎、过筛后，由传送带送进炭化炉，几十分钟后就有黑色的生物炭块生产出来。
“炭化炉是陈温福院士领衔研发的，很先进也不贵，几十万元一套，可以靠秸秆自燃完成炭化，无需外加燃料，1吨生物炭的生产成本不到1200元。”该公司负责人闫景宽告诉记者，这条生产线每天能产3吨生物炭，消耗秸秆9吨左右，镇政府再也不用为秸秆禁烧犯难。
辽宁省生物炭工程技术研究中心主任孟军介绍，生物炭不同于传统木炭，是秸秆等农林废弃生物质在缺氧、亚高温条件下热解形成的富碳产物，碳含量达60%以上且理化性质稳定，施到农田里能实现“碳封存”，可以形象地将其理解为“秸秆炭化还田”。
“碳库亏缺和微生物种群失衡是我国耕地退化的主要内在机理。”陈温福指出，生物炭的最大特点就是能迅速恢复土壤的碳氮平衡，改善土壤团粒结构和理化特性。生物炭的多孔隙结构能为微生物繁殖生长提供“温暖的小房间”，再加上比表面积大、吸附力强，能够保水保肥，从而达到补炭减氮、以炭锁氮、活化磷钾的良好效果。
与有机肥、秸秆还田相比，生物炭能有效克服腐熟不充分、病虫害传播、养分易流失等缺陷，还能固持重金属、吸附有机污染物、抑制土传病害。因此，生物炭被视为改良酸化土、沙化土、白浆土等低产土壤的理想选择，在国际学术界有着“黑色黄金”之称。
河南农业大学教授刘国顺团队通过增施生物炭基肥成功打破了长期困扰我国烟草行业的烟叶香气质量低下、土传病害严重的发展瓶颈。2010年以来，该技术在河南、江西、贵州等12个省植烟产区累计推广面积55.6万余亩，氮肥减施达20%-40%。
我国生物炭理论研究、产业化应用在国际上处于领先地位。关于生物炭的SCI论文，我国研究人员发表的几乎占到50%；制炭设备、工艺流程也相当成熟，能够实现自循环、无污染生产。
生物炭生产成本仅为国外同类产品的15%，生物炭基肥与复合肥生产成本大体相当，具备了大规模产业化基础。
“若将我国每年30%的秸秆进行生物炭产业化利用，就能形成规模超过2500亿元的生物炭基肥或土壤改良剂产业，可带动约10万人就业，每年带动农民直接增收588亿元。”陈温福给记者算了笔账。
2012年，尹伟伦、李玉、罗锡文等7位中国工程院院士曾联合作出评价：“以生物炭为核心的农林废弃物综合利用技术体系为解决农林废弃物资源化利用开辟了一条适合国情的新路。”
我国生物炭产业化发展遭遇“门槛”困境
广阔的市场空间与耕地保护加强、生态理念普及形成合力，推动我国生物炭产业化迈出第一步。近年来，以辽宁金和福农业科技股份有限公司、河南惠农土质保育研发有限公司等为代表的20余家生物炭基肥企业逐步成长起来。目前，生物炭基肥累计推广应用575万亩，新增经济效益4.5亿元。
“我国生物炭产业还处于发展培育阶段，上规模的企业净资产也不过一两千万元。”孟军说，作为新生事物，许多人对生物炭不了解，甚至将其视为“草木灰”，再加上肥料市场混乱，新型肥料概念炒作严重，也影响了生物炭基肥的示范推广。
记者在采访中发现，制约生物炭产业发展的瓶颈在于“门槛”。目前，生物炭基肥被归类在复混肥料中，没有被纳入新型肥料推广目录，很难进入政府耕地保护项目中。
地方政府采购有机肥时，根据规定对有机肥的含碳量有严格要求。生物炭基有机肥虽然性能优良，但生产成本在1200元/吨左右，售价高于由畜禽粪便等发酵的有机肥，因而几乎无法中标政府采购。
“虽说企业家要有‘断奶’精神，要靠自身去开拓市场，但前提是能成长起来。”沈阳隆泰生物工程有限公司董事长施凯说，生物炭基肥主要作用在于养地，减少化肥用量，但当季增产效果并不像化肥那么明显，很难在短时间内让农民认可。而推广周期拉得太长，就会把资金紧张的企业“拖死”。
“生物炭基肥企业还普遍面临贷款难。”孟军说，根据国家关于肥料制造行业信贷政策要求，复混肥料生产企业年产量达50万吨以上才能给以贷款，生物炭基肥企业根本达不到这么高的产量，也就无法贷款做大做强。
一些生物炭基肥企业在屡屡碰壁后，不得不把产品方向调整到附加值较高的经济作物上。河南惠农土质保育研发有限公司开发出烟草生物炭专用肥，“增香减肥抗病”效果明显，在湖南、贵州等地打开了市场。“我们已着手从终端有机农产品认证切入来做高端市场，让产品优质优价，自然就能打开肥料销售市场。”该公司负责人袁占军说。
高附加值经济作物种植面积毕竟有限，而对于迫切需要养地且关系粮食安全的粮食主产区，生物炭基肥推广举步维艰，只能靠政府支持渡过起步难关。目前，仅有吉林省在2016年拨出4000万元秸秆禁烧项目资金扶持生物炭基肥企业，在厂房建设、设备购买、产品推广上给予支持。“今明两年是企业成长的关键阶段，特别需要政府再推一把，免得功亏一篑，但省财政能否继续给予专项资金支持还不能确定。”吉林省财政厅农发办土地治理处处长廉洪不无担心地说。
建立政策支持框架加快生物炭产业化发展步伐
目前，我国耕地退化面积占耕地总面积的40%，中低产田占比更是高达70%，粮食安全风险问题已到了不容忽视的阶段。“发展生物炭肥料产业架起了利用秸秆炭化还田通往耕地保护、粮食安全之间的桥梁，这是一个兼具战略性、公益性的产业，不能只靠市场自行发展，亟须国家高度重视、大力支持。”陈温福呼吁道。
在蹒跚学步中奋力前行，是我国生物炭产业发展的写照：2017年，中国生物炭产业技术创新战略联盟在沈阳农业大学牵头下成立，探索产学研结合的新机制和新模式；辽宁省生物炭工程技术研究中心发布了生物炭基肥料农业行业标准、秸秆生物炭生产技术规程等，相关标准体系将在3年内完成。
“万事俱备，只欠政策。”孟军说，生物炭产业市场指向性强、产业化路径清晰，生产设备、工艺流程成熟，生产成本较低，标准体系逐步建立，推广应用效果良好，只要破除政策障碍、加强扶持力度，必能大有作为。
陈温福认为，对生物炭产业政策扶持并不是简单的给钱补贴，要将其视为战略性新兴产业，从生态文明建设、粮食安全、耕地保护的高度作出具有前瞻性、系统性的政策支持框架：
一、建立协同研发机制，加强联合攻关。组建国家生物炭工程技术研究中心，设立“生物炭暨低值废弃生物质炭化综合利用”重大专项，汇聚各方面力量加强基础研究，加快技术创新和产业化进程，进一步提升设备性能、改进工艺流程、完善标准体系。
二、制定产业发展规划，分类分区建设。编制以生物炭利用为核心的农林废物综合利用发展规划，设立国家级“生物炭产业化开发示范区”，进行农林废弃物炭化还田试验示范，支持生物炭加工生产基地、生物炭肥基地建设。
三、改进占补平衡，注重耕地质量。提高“占补平衡”中补回耕地标准，占良田必须补回沃土。在“土地出让收益”中追加用于农地开发的资金额度，支持以农林废弃物炭化还田为核心的“沃土工程”。
四、追加秸秆炭化还田补贴，完善补贴政策。坚持秸秆“农业应用优先”的政策导向，统筹协调农业综合开发、村屯环境综合整治等相关项目，将生物炭综合利用纳入农产品深加工产业支持、农机补贴、土壤有机质提升等项目中；将生物炭及生物炭基肥料纳入新型肥料目录，将炭化设备纳入农机购置补贴目录；修正现行的粮食直补和主产区利益补偿政策，增加“秸秆炭化还田补贴”。
