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韩布兴：《生物质转化利用》
2026-02-17 10:17:22
作者：韩布兴（中国科学院院士，中国科学院化学研究所研究员）
我们国家现在是碳排放最大的国家，双碳目标体现了我们国家大国的责任担当，也是我国绿色可持续发展自身的需求。涉及到能源革命、能源结构的调整、科学技术的更大进步、产业结构的调整，生产生活方式的变革等等一系列重要的问题。从资源的角度和能源角度来讲，碳能源都很重要。但是，在可预见的未来，化石能源的主导地位还是不可撼动的。因此，大力发展清洁能源、可再生能源的同时，必须要充分重视能源的高效利用。碳资源是人类不可缺少的，人类的文明取决于碳，但是由于我们利用碳的过程中，还存在着一些问题，特别是碳排放过高导致的生态环境问题。这种情况下，我们提出和发表了“绿色碳科学”的思想和文章，详细描述了碳资源的重要性，以及如何从碳资源的角度来实现碳中和。化石资源是不可再生的且日趋枯竭存在环境污染问题，但可再生碳资源的全球量很大。粗略统计，一年大约有2000亿吨左右没有得到很好的利用。
所以如何在高效利用宝贵的化石资源同时，大力开发生物质的利用技术是非常重要的。
生物质是由二氧化碳和水利用太阳能转化而来的，现在人类转变的两大主题一是绿色可持续发展，二是碳达峰、碳中和，生物质的利用和重大的战略都密切相关。生物质量很大且可转化为重要的化学品、可以是重要的燃料能源，也可以作为一种材料。所以全方位高效地利用生物质资源，特别是秸秆林业的副产品，对于乡村振兴来讲是非常重要的。
生物质除了秸秆林业产品以外，还有淀粉、微生物、蛋白质、有机垃圾等等，但是最重要的还是木质生物质。我们国家的秸秆每年大约有八九亿吨左右，没有得到有效高质化的利用。现在国内外已经看到了生物质的转化利用是实现可持续发展非常重要的途径之一。而我国开始高质化利用，其实是从1990年左右开始增加并不断开发新的技术，对我们农村来讲可以说更为重要。目前生物质转化利用发展了很多的途径，有两大类方法。
一是热化学法，全部把生物质变成一氧化碳和氢气，可以用化学方法合成化学品和高品质的燃料，比如汽油、柴油。另外还可以进一步做成材料，先把它们变成合成气再变成生物油，进一步加工处理得到我们所需要的化学品。
二是水解法，生物质分为纤维素、半纤维素、木质素，可以把它们分离，分成三大类以后再分别转化，进一步得到我们所需要的化学品、燃料等等，各有优点和缺点。
在农村和城市，除了生物质类，有机的废弃物比如废弃塑料的利用也很重要，现在全球地下和地上总量大约60亿吨，每年产生3亿吨左右。我国地上现存塑料10亿吨左右，每年产生6000万吨左右，造成了严重的环境问题，同时这也是非常重要的碳资源。此外有机垃圾和有机污染物也同样是宝贵的资源，它们的高效转化利用是非常重要的。我国要实现高质量发展，达到“双碳”目标，依赖于科学技术的重大进步，生物质和有机废弃物资源的高效利用就是其中之一，一方面可以实现可持续发展，另外本身利用它们就是碳中和的过程。
作者介绍：
韩布兴：中国科学院院士、发展中国家科学院院士、英国皇家化学会会士，中国科学院化学研究所研究员、博士生导师，华东师范大学特聘教授、英国诺丁汉大学荣誉教授，中国科学院胶体界面与化学热力学重点实验室主任，上海市绿色化学与化工过程绿色化重点实验室主任，中科-福海资源循环利用技术与产业化联合研究中心主任，中科衡水绿色高性能基础材料研发中心主任。兼任：国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）绿色化学委员会主席、创新中国智库首席科学家、北京能源与环境学会会长、中国化学会常务理事、中国化学会绿色化学专业委员会主任，石油化工催化材料与反应工程国家重点实验室学术委员会主任、生物质热化学技术国家重点实验室学术委员会主任、绿色合成与转化教育部重点实验室学术委员会主任、应用表面与胶体化学教育部重点实验室学术委员会主任。 韩布兴院士主要从事物理化学与绿色化学的交叉研究，在绿色溶剂体系化学热力学、绿色溶剂-催化剂体系构建及其在CO2、生物质、废弃塑料等固体废弃物催化转化中的应用研究方面取得系统性成果。在 Science、Nat. Commun.、Sci. Adv.、Angew. Chem. Int. Ed.、J. Am. Chem. Soc.等期刊发表SCI收录论文800余篇，获国家专利60余件，在重要学术会议做大会报告和邀请报告200余次。作为第一完成人获国家自然科学奖二等奖1项、北京市科学技术奖二等奖1项，获Elsevier出版社J. Colloid interf. Sci.期刊终身成就奖，作为非第一完成人获国家和省部级科技进步奖3项，领衔的“绿色化学与技术研究集体”获2022年度中国科学院杰出科技成就奖。
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