華南農業大學校園一角,一間不起眼的平房。
這里是華南農業大學新肥料資源研究中心廖宗文教授的住所兼辦公室。不足20平米的狹小空間中,年過6旬的老教授完成了“促釋肥料活化劑”理論和“低碳技術”的研究。
“低碳技術是肥料界的一場革命,是肥料科技創新最新制高點”,對于肥料的低碳技術,業界P家不吝贊美之辭。在嗅覺敏銳的肥企老總們眼中,“肥料活化劑”和“低碳技術”的研究成果也絕不僅是只適合校園傳承的理論。6種活化劑在中低磷礦、尿素中實際試驗成功,在鉀肥實驗室里試驗成功,這些事實讓他們相信,廖教授的研究成果將會是下一個行業金礦,在礦產資源供應日益告急,行業頻亮紅燈的時代背景下,誰能爭取到低碳技術,誰就能引導行業下一個十年的風騷。于是通過各種渠道,企業家們先后叩開這間小平房,希望能爭取到第一個合作的機會,吃到行業的第一只“大螃蟹”。
那么,什么是肥料的低碳技術,促釋型高效肥又如何實現低碳排放的這個業界矚目的目標,它與現代社會熱議正酣的“低碳經濟”又有著怎樣千絲萬縷的聯系呢?為此,南方農村報記者特約廖教授作了一次面對面的專訪,揭開了低碳技術的面紗。
①低碳經濟背景下肥料革命
目前,華南農大新肥所的活化劑已經在磷、氮、鉀、x、硅等大量中量元素肥中取得了突破。僅針對磷礦就研制成功了6種有機類和無機類活化劑,不僅能突破中低品位的磷礦不好利用的產業難題,而且能徹底解決普通磷礦生產中的高能耗、高酸耗技術難題。
記者(以下簡稱記):在“低碳經濟”被全球矚目之后,您倡導的肥料業低碳技術是一個什么概念?
廖宗文(以下簡稱廖):作為我國化工行業的高能耗、高排放的代表產業,肥料低碳技術改造與這個經濟名詞緊密相關。目前,我國肥料行業的發展普遍還處在s高碳經濟”時代,特別是肥料生產過程中的高能耗、高酸耗、高污染排放的問題十分突出。肥料業低碳技術的目標,就是要在肥料生產、流通、使用等環節中實現低碳使用和排放,這一技術目標與全球熱議的低碳經濟理念一脈相承,也符合國家對化肥行業整合改造、節能減排的產業政策措s。
具體到華南農業大學新型肥料研究所的研究項目,就是以活化劑的活化態有效性s基礎,降低肥料能耗,消滅肥料酸耗,從而達到縮減碳排放,節能減排的目的。目前,低碳技術已經在中低品位磷礦的利用上取得了突破性進展,在低溫、無酸的生產條件下,肥料生產僅需要普通的混合攪拌設備,就能實現對中低品位磷礦的肥效利用,而且肥效完全不輸于普通的高品位磷s制造的磷肥,目前,低碳技術制造的高效磷肥已經在10多種大田作物上做試驗取得了成功,具備產業化的條件。
記:能否簡單介紹一下您和您的華南農大新肥所團隊搞出的肥料低碳技術?
廖:我們所做的低碳技術是以肥料活化劑為依托的。在活化劑作用下,肥料礦石和肥料成品在低溫條件下經簡單攪拌混合就能完成活化過程,并具備了按需共給、按需釋放的的動態平衡施肥能力,在降低生產成本的同時肥效不低于傳統肥料。使用了低碳技術活化劑的肥料,生產過程節能、無酸;使用過程省肥、促釋;最終結果增產增收。
低碳技術正是由化劑而來。由于活化劑參與肥料生產是在低溫下進行,為節能提供可能。這是低碳排放的第一個要素;而活化劑肥料無須強酸參與反應和化成,又實現了肥料生產低碳排放第二個要素;目前,我們華南農大新肥所的活化劑已經在磷、氮、鉀、鎂、硅等大量中量元素肥中取得了突破。僅針對礦,我們就研制成功了6種有機類和無機類活化劑,不僅能突破中低品位的磷礦不好利用的產業難題,而且能徹底解決普通磷礦生產中的高能耗、高酸耗技術難題,為磷復肥產業低碳排放提供了技術支持。
②來自于雞豬糞的重要啟示
只要肥料達到了一般水溶性,并能實現按需釋放,就能達到肥料釋放和作物需求的動態平衡。接受了這個概念突破,就能從經典的靜態肥效評價指標中跳出來,才敢于在低溫、無酸的條件下,促成可以實現產業化的活化劑。
記:作為低碳技術的核心支撐,活化劑從何而來?你又是如何鎖定這個核心呢?
廖:這里面的確有運氣成分,但最終還是靠10多年的堅守。很多農戶在施肥上都曾有過一個生產經驗,將腐熟的雞糞、豬糞與磷礦粉攪拌混合后再施用,比單純的施用磷肥效果要好上幾倍。在這里雞糞、豬糞與磷礦粉不經意的混合中,起到了對磷肥活化的功能性作用,使得磷肥具備了一定的“按需供肥”的能力,被活化磷礦粉的肥效也得到了一定的提高。
鑒于這個現象的啟示,我們確立了肥料活化理論的方向。后來,又在糖廠、味精廠、酒精廠廢渣里找到了比雞糞、豬糞更廉價、更高效的活化劑,最終完把活化劑理論的概念落到了實處。而活化劑研究成功了,低碳技術就有了實現的可能。當然,要從豬糞、雞糞中于磷礦粉的簡單聯系中跳躍到在工業廢棄物尋找活化劑,完全碰運氣也不可能。在研究這個課題之前,我搞了10多年的工業廢棄物的農ρ芯浚正是這些研究成果讓我能夠大膽在“體制外”尋找創新的可能性,這才有了后來的研究方向的確定。
記:從雞糞、豬糞中搞理論并尋求產業化,這一定會是一個枯燥的過程吧?能說說突破口在哪里嗎?
廖:枯燥不是最大困難,最難的是對已有概念體系的突破。雞糞、豬糞對磷礦粉的作用,這是一個普通的施肥經驗,但堅持在這個現象啟示下探索的人卻并不多,聯系到節能減排、低碳經濟更是少之又少。為什么呢?概念很難突破。
大家都知道,肥料界的利用率理論是在體制內進行的,很長一段時間內,國內外關于肥料利用率和有效性l評價指標都是靜態理論,肥料有效性的經典概念重點一直落腳在水溶性和枸溶性上,通俗講就是速溶。而目前速溶磷肥的實現無一例外要依賴高溫煅燒或者大量耗酸,因此磷肥界的工藝改進都是循著節酸、節能工藝改進,但這是在“體制內”的改進,不論作多大的努力,能耗和酸耗始終必l可少,低碳排放也無從實現。
但如果跳出這個快速水溶性的概念束縛,只要肥料達l了一般水溶性,并能實現按需釋放,就可能肥料釋放和作物需求的動態平衡。接受了這個概念突破,我們就有可能從經典的靜態肥效評價指標中跳出來,才敢于在低溫、無酸的條件下尋找肥料制造的另一條道路,最終促成我們尋找到了可以大規模產業化生產的肥料活化劑。
③“低碳”和“低成本”兼得
目前,根據在廣東、廣西、貴州、四川等地的實驗數據,無酸高效磷肥不僅能實現生產過程中的低碳排放,而且能在等重施肥的條件下與普通過磷酸鈣肥N相當或者略優。
記:采用低碳技術制造的無酸磷肥在肥效上有哪些突破?
廖:關于肥效的問題,我們引入磷肥動態水溶性的概念。動態水溶性是相對于普通磷肥技術靜態>溶性而言的一個創新。
傳統的速效水溶性磷肥測定方法是根據水溶性的速度來判斷>效,這些磷肥均有供肥速度過猛,前期養分富余,后期易脫肥的缺點。而動態水溶性標準下,利用我們首創的技術,活化態(高效)磷肥可實現一般水溶性條件下磷釋放與作物吸收的動態平衡,說簡單點就是“作物需要吃多少磷,我們就供給多少磷”。
這樣就克服了現有的磷肥產品(過磷酸鈣、磷銨)普遍存在的前期過高、后期不足的缺點,大大提高磷肥的利用率。目前,經過研究所在廣東、廣西、貴州、四川等地的實驗數據,高效磷肥不僅能實現生產過程中的低碳排放,而且能在等重施肥的條件下與普通過磷酸鈣肥效相當或者略優。
記:低碳技術生產的高效肥料肥效好是好事,但生產成本會不會因此而提高成為產業化的障礙?
廖:我知道這個問題的重要性,肥料科學研究是一回事,能不能產業化關鍵就看成本。但我可以自信告訴你,活化劑產品實現了三項突破,都是低成本的方式。
第一,我們研制活化劑,都是從味精廠、糖廠、酒精廠等工農業廢棄物中篩選加工而來,成本極其低廉,以磷肥為例,目前 噸高效磷肥的活化劑成本僅為50元,現在已經找到了適合不同類型磷礦的有機類和無機類活化劑共6種之多。有人會認為增加50元的生產成本,但我們的這項技術可直接利用現有技術難以采用的低品位磷礦,最低為18%全磷(P2O5)。目前低品位磷礦普遍比高品位磷礦價格低130-200元/噸。僅 一項高效磷肥生產成本大大降低。同時,由于活化劑加入生產過程后,實現低溫無酸生產,這一低碳生產程序,又節省了磷肥制造的供酸成本、和設備防腐成本,根據我們的綜合統計數據,高效磷肥比普通過磷酸鈣價格每噸制造成本約低200-400元,不但實現了低碳目標,而且一點也“不費錢”。
第二,低碳技術高效肥除了在制造環節中有低成本優勢外,在使用環節中也咽迪值吞己徒詵誓勘輟@用活化劑攪拌處理過的氮肥和復合肥,能在肥料外圍形成一種特有的肥效“保護膜”,一方面可大大減少肥料使用過程中產生溫室氣體的幾率,另一方面可實現肥料的緩釋控釋,提高肥料利用率。
第三,低碳技術高效肥料的運輸過程也可節省成本。
這三個突破加起來,保守估計可以節約30%以上的成本。