绿色技术

技术简介

2021年国家发改委联合相关部委印发了《“十四五”塑料污染治理行动方案的通知》，2023年1月六部委联合发布了《加快非粮生物基材料创新发展三年行动方案》，明确生态优先，加强秸秆利用科技支撑，拓宽秸秆基料化、原料化等利用途径；鼓励创新利用秸秆生产乳酸及聚乳酸（PLA，生物降解材料）等高附加值的绿色产品。

当前国内外技术，以玉米淀粉或非粮生物质制备乳酸，但受制于粮食安全风险和过高的生产成本，均无法规模化推广。本技术从德国引进，以秸秆等非粮生物质为原料，使用全球独有的生产菌株，用其分泌的纤维素酶和半纤维素酶进行纤维素和半纤维素的糖化，所得五碳糖和六碳糖被菌体利用生成L-乳酸，进一步提纯后得到聚合级L-乳酸。该技术可与聚乳酸生产工艺相链接。本技术从源头减碳，解决秸秆焚烧造成的大气污染，生产过程绿色无碳，同时满足秸秆高值化利用的要求；聚乳酸作为最具竞争力的替塑材料，可减少石油基塑料造成的水和土壤污染。

该技术经中德联合研发，已完成两轮次千吨级中试，所得乳酸经德国权威机构Uhde Inventer-Fischer检测，具有99.5%的高光学纯度和良好的热稳定性，符合聚乳酸生产工艺要求；3000吨/年秸秆乳酸技术工艺包已完成编制；技术成熟度为全球最高，具备产业化能力，已在浙江宁波的秸秆乳酸生产基地中实践。

应用范围

独有的生产菌株可分解发酵包括秸秆、蔗渣、果渣、竹子、棉秆等各类木质纤维素类原料。该技术适用于全国盛产小麦（如华东、华中）、玉米（东北、华北）、甘蔗（如华南）等的农业大省，通过当地的收储运系统将秸秆等农业废弃物集中处置，通过预处理、发酵、提纯，生产出聚合级L-乳酸，使秸秆“变废为宝”。另一方面，乳酸进一步聚合生成的聚乳酸是最具竞争力的生物基可降解材料，广泛运用于一次性塑料和包装行业、纺织业、3D打印及医疗健康领域等。由于粮食基原料及高昂的乳酸生产成本，聚乳酸产能受限。该技术适用于国内外规模化的乳酸生产企业，革命性地突破聚乳酸市场瓶颈。

解决痛点

当前主流的乳酸生产路线包括：（1）以淀粉等粮食基原料发酵制备乳酸；（2）以农业废弃物为原料，经过加酶水解糖化制备乳酸。前者工艺在国内外均较成熟，但因对粮食的依赖，会造成国家粮食安全风险；后者因其生产工艺中添加大量高成本的纤维素酶，导致乳酸生产成本过高。

该技术提供了一种以农业废弃物为原料，且无需添加昂贵纤维素酶的颠覆性方法，可实现高质量、经济型L-乳酸的规模化生产。该乳酸生产出的聚乳酸及其下游制品通过工业堆肥可完全降解成二氧化碳和水，是可再生、可循环、可持续的绿色技术。

节能降碳效果

生产乳酸过程中，除了主要产物乳酸外，副产物（如二氧化碳、乙酸、乙醇等）微乎其微，生产过程绿色低碳。

以浙江宁波年产30万吨乳酸、20万吨聚乳酸项目为例，可源头固碳36.6万吨（1吨聚乳酸可源头固碳1.83吨），减少因秸秆燃烧导致的二氧化碳排放超200万吨；若本技术在10个同等规模的项目中应用，可源头固碳366万吨，减少二氧化碳排放超过2000万吨。

所属行业：农业

所属领域：生态农业

技术来源：国家绿色技术交易中心