纖維
石化資源還可供人類開采多少年？最新數(shù)據(jù)顯示，根據(jù)已經(jīng)證實(shí)的儲(chǔ)量，石油還可開采40年，天然氣約60年，煤炭資源在200年左右。不過是兩三代人的時(shí)間，這樣具體的數(shù)據(jù)足以帶給人類前所未有的緊迫感。化纖近十年來發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁且正當(dāng)其時(shí)，但致命的是，90%以上的化纖產(chǎn)品依賴于石油資源。
行業(yè)如何實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展
在多方深入思考論證之后，一條“光明大道”出現(xiàn)在行業(yè)面前——發(fā)展生物質(zhì)纖維及生化原料產(chǎn)業(yè)。生物質(zhì)纖維及其原料的發(fā)展，對(duì)于化纖行業(yè)減少對(duì)石油資源的依賴，實(shí)現(xiàn)可降解、循環(huán)可再生、低碳經(jīng)濟(jì)等，都具有重要的戰(zhàn)略意義，特別是對(duì)我國解決三農(nóng)問題、城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)、鞏固紡織工業(yè)的支柱地位等都具有更加現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)的意義。
一個(gè)具有重要意義的事件是，在今年6月召開的第五屆中國生物產(chǎn)業(yè)大會(huì)上，業(yè)內(nèi)人士首次提出“中國生物質(zhì)纖維及生化原料科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展30年路線圖”，并就此進(jìn)行了深入探討。
中國化纖工業(yè)協(xié)會(huì)名譽(yù)會(huì)長鄭植藝告訴記者，生物質(zhì)纖維及生化原料所具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，使之成為化纖產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳、可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。生物質(zhì)纖維及生化原料產(chǎn)業(yè)將保持經(jīng)久不衰的旺盛生命力，其涵蓋的寬廣領(lǐng)域，能夠?yàn)楦鞣N類型的生產(chǎn)企業(yè)、科研院所、信息單位、貿(mào)易商等提供具有誘惑力的發(fā)展空間。另一方面，由于生物質(zhì)纖維及生化原料在世界范圍內(nèi)還處于起步階段，考慮到生化技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)及產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)實(shí)狀況，“十二五”重點(diǎn)還是打好基礎(chǔ)、作好引導(dǎo)。
應(yīng)用纖維素還要破除障礙
業(yè)內(nèi)已經(jīng)明確，發(fā)展生物質(zhì)纖維及生化原料的終極目標(biāo)，是實(shí)現(xiàn)原料替代與過程替代。同時(shí)，采用傳統(tǒng)方法實(shí)現(xiàn)紡織化纖產(chǎn)品差別化發(fā)展已經(jīng)走到了盡頭，生化技術(shù)將為產(chǎn)品差別化帶來新的突破。根據(jù)30年路線圖初步規(guī)劃：到2020年紡織化纖行業(yè)使用生物質(zhì)纖維實(shí)現(xiàn)原料替代5%，2030年達(dá)10%，2040年將達(dá)20%，屆時(shí)紡織原料格局將更加多元化，資源瓶頸將得到有效緩解。
纖維素是自然界賦予人類的最豐富的高分子物質(zhì)，它不僅來源廣泛，而且是可再生的資源。據(jù)科學(xué)家估計(jì)，自然界通過光合作用每年可產(chǎn)生幾千億噸的纖維素。然而，只有大約60億噸的纖維素被人們所使用。纖維素在應(yīng)用開發(fā)中的最大障礙，是天然纖維素具有較高的結(jié)晶度，同時(shí)分子間和分子內(nèi)存在大量的氫鍵，使其不溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑。以麥草、稻草等農(nóng)作物秸稈纖維為例，其纖維短小、不均勻性突出；纖維含量少，雜細(xì)胞多；灰分含量高，硅含量大。
從目前常用的植物原料看，棉短絨中的纖維素含量最高，大于95%，而木材中的纖維素含量只有40％～50％，竹、秸稈中纖維素含量更低。如何高效、清潔、經(jīng)濟(jì)地從天然資源中分離制備紡織纖維？這個(gè)大難題吸引了多方人士的關(guān)注。據(jù)中國科學(xué)院過程工程研究所陳洪章研究員介紹，其所在的課題組在秸稈溶解漿及生化原料的制備方面取得了階段性成果。他們突破了單一組分利用，以蒸汽爆破為核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了秸稈組分分離，充分運(yùn)用組分分層多級(jí)轉(zhuǎn)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了秸稈資源的生物量全利用，并對(duì)多產(chǎn)品的生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行試驗(yàn)開發(fā)。
雖然取得了一些進(jìn)展，但對(duì)自然界資源的利用技術(shù)還有待開發(fā)。因此，秸稈高效低能耗預(yù)處理技術(shù)、生物法漢麻綜合處理技術(shù)、高效低成本纖維素菌和酶生產(chǎn)技術(shù)、離子液體新介質(zhì)應(yīng)用于纖維素生產(chǎn)高值化產(chǎn)品技術(shù)等10項(xiàng)技術(shù)，已被作為行業(yè)共性的技術(shù)與基礎(chǔ)進(jìn)行研究。
行業(yè)如何實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展
在多方深入思考論證之后，一條“光明大道”出現(xiàn)在行業(yè)面前——發(fā)展生物質(zhì)纖維及生化原料產(chǎn)業(yè)。生物質(zhì)纖維及其原料的發(fā)展，對(duì)于化纖行業(yè)減少對(duì)石油資源的依賴，實(shí)現(xiàn)可降解、循環(huán)可再生、低碳經(jīng)濟(jì)等，都具有重要的戰(zhàn)略意義，特別是對(duì)我國解決三農(nóng)問題、城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)、鞏固紡織工業(yè)的支柱地位等都具有更加現(xiàn)實(shí)和深遠(yuǎn)的意義。
一個(gè)具有重要意義的事件是，在今年6月召開的第五屆中國生物產(chǎn)業(yè)大會(huì)上，業(yè)內(nèi)人士首次提出“中國生物質(zhì)纖維及生化原料科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展30年路線圖”，并就此進(jìn)行了深入探討。
中國化纖工業(yè)協(xié)會(huì)名譽(yù)會(huì)長鄭植藝告訴記者，生物質(zhì)纖維及生化原料所具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，使之成為化纖產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳、可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。生物質(zhì)纖維及生化原料產(chǎn)業(yè)將保持經(jīng)久不衰的旺盛生命力，其涵蓋的寬廣領(lǐng)域，能夠?yàn)楦鞣N類型的生產(chǎn)企業(yè)、科研院所、信息單位、貿(mào)易商等提供具有誘惑力的發(fā)展空間。另一方面，由于生物質(zhì)纖維及生化原料在世界范圍內(nèi)還處于起步階段，考慮到生化技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)及產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)實(shí)狀況，“十二五”重點(diǎn)還是打好基礎(chǔ)、作好引導(dǎo)。
應(yīng)用纖維素還要破除障礙
業(yè)內(nèi)已經(jīng)明確，發(fā)展生物質(zhì)纖維及生化原料的終極目標(biāo)，是實(shí)現(xiàn)原料替代與過程替代。同時(shí)，采用傳統(tǒng)方法實(shí)現(xiàn)紡織化纖產(chǎn)品差別化發(fā)展已經(jīng)走到了盡頭，生化技術(shù)將為產(chǎn)品差別化帶來新的突破。根據(jù)30年路線圖初步規(guī)劃：到2020年紡織化纖行業(yè)使用生物質(zhì)纖維實(shí)現(xiàn)原料替代5%，2030年達(dá)10%，2040年將達(dá)20%，屆時(shí)紡織原料格局將更加多元化，資源瓶頸將得到有效緩解。
纖維素是自然界賦予人類的最豐富的高分子物質(zhì)，它不僅來源廣泛，而且是可再生的資源。據(jù)科學(xué)家估計(jì)，自然界通過光合作用每年可產(chǎn)生幾千億噸的纖維素。然而，只有大約60億噸的纖維素被人們所使用。纖維素在應(yīng)用開發(fā)中的最大障礙，是天然纖維素具有較高的結(jié)晶度，同時(shí)分子間和分子內(nèi)存在大量的氫鍵，使其不溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑。以麥草、稻草等農(nóng)作物秸稈纖維為例，其纖維短小、不均勻性突出；纖維含量少，雜細(xì)胞多；灰分含量高，硅含量大。
從目前常用的植物原料看，棉短絨中的纖維素含量最高，大于95%，而木材中的纖維素含量只有40％～50％，竹、秸稈中纖維素含量更低。如何高效、清潔、經(jīng)濟(jì)地從天然資源中分離制備紡織纖維？這個(gè)大難題吸引了多方人士的關(guān)注。據(jù)中國科學(xué)院過程工程研究所陳洪章研究員介紹，其所在的課題組在秸稈溶解漿及生化原料的制備方面取得了階段性成果。他們突破了單一組分利用，以蒸汽爆破為核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了秸稈組分分離，充分運(yùn)用組分分層多級(jí)轉(zhuǎn)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了秸稈資源的生物量全利用，并對(duì)多產(chǎn)品的生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行試驗(yàn)開發(fā)。
雖然取得了一些進(jìn)展，但對(duì)自然界資源的利用技術(shù)還有待開發(fā)。因此，秸稈高效低能耗預(yù)處理技術(shù)、生物法漢麻綜合處理技術(shù)、高效低成本纖維素菌和酶生產(chǎn)技術(shù)、離子液體新介質(zhì)應(yīng)用于纖維素生產(chǎn)高值化產(chǎn)品技術(shù)等10項(xiàng)技術(shù)，已被作為行業(yè)共性的技術(shù)與基礎(chǔ)進(jìn)行研究。
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