合成生物技术重构秸秆价值链:中农秸美的产业跃迁之路

来源: 每日经济新闻

  我国秸秆理论资源量达9.77亿吨,可收集量约7.37亿吨。然而,传统的“还田、发电、压板、有机肥”等利用方式,因经济效益低、能耗水耗高、污染负担重,难以承担产业升级之任。深圳中农秸美科技股份有限公司(以下简称“中农秸美”)以“高活性复合酶+智能装备+全流程工艺”的合成生物总体方案,打通纤维素、半纤维素、木质素的高纯度分离与高值利用,交出了一条从“绿色烦恼”到“金色价值”的中国答案。

  2025年10月25日,在第32届中国杨凌农业高新科技成果博览会开幕式上,天士力创始人、中农秸美董事长闫希军表示:“农业经历了机械革命、化学革命,今天,正在进行着生物与信息革命。唯有以新质生产力为引领,彻底打破传统路径依赖,以技术革命驱动产业重构和价值跃迁,才能开创现代农业发展的新境界。”

  用合成生物 改写秸秆产业底层逻辑

  2025年3月,中农秸美的“创新高活性酶解聚秸秆木质纤维素三组分分离技术”通过中国轻工业联合会专家鉴定,被认定整体技术处于国际领先水平,并被誉为生物质精炼的中国方案。更重要的是,它具备全球唯一的独占性:通过“四级酶解”核心体系,实现对水稻、小麦、玉米、芦竹等九大类农作物和植物的秸秆废弃物完全分解转化为高价值工业产品,成功实现零废弃、低耗能、高值化利用,达到国际领先水平。

  有分析人士指出,中农秸美的技术方案,实质是对秸秆利用范式的“底层重写”。一端对接的是我国9.77亿吨的理论秸秆资源与7.37亿吨的可收集量,另一端则是纸浆模塑、纤维材料、农业投入品等庞大下游市场。

  该分析人士指出,过去化学法“以强碱强酸换取溶出率”的思路,必然附带能耗高、废水废渣处置重与安全环保成本攀升等痛点。而合成生物路线通过定向设计的高活性复合酶,在温和条件下精准切割生物大分子键,显著降低能耗与水耗,实现零废弃、零污染的过程治理,产业账本与环境账本同步改善。

  从资源消耗角度看,对比传统利用秸秆制备纸浆的化学法,该技术在生产过程中,其能耗下降约70%,水耗下降约80%,秸秆利用率接近100%。

  目前,中农秸美已在安徽宿州成功建成2万吨级原料产业化示范线并稳定运行,完成了从“0 到 1”的突破,正迈向从“1 到 N”的规模化复制新阶段。

  此外,中农秸美提出“一个平台、双轮驱动”产业蓝图,计划在“十五五”期间,以“技术+装备+标准”的集成式方案,通过模块化复制,在全国布局约几十个酶解秸秆产业基地,形成“国内网络+海外产能”的资源格局。

  三大原创引擎 赋能生物质精炼中国方案

  面对高纯度、低成本、可复制的工业级要求,中农秸美把技术体系拆解为三大创新引擎,构成自上而下的系统化护城河。

  首先,就是酶制剂技术的原创突破。针对秸秆固体、非均相、结构复杂的特性,中农秸美自研高性能核心酶,采用催化过渡态精准描述与量化计算模型,结合酶筛选、半理性进化与人工设计合成,建立“应用场景需求—酶分子智能设计—应用性能测试”的一体化研发体系。此举解决了多酶高效协同与底物趋势化聚集的关键瓶颈,形成了自主知识产权的木质纤维素解聚酶群,选择性与环境耐受性方面更强,底物适配范围更广,可针对不同作物秸秆快速定制配方。

  其次,就是AI赋能的装备系统集成。生产线各节点实时回传工艺与设备数据,形成数据中台;AI基于不同产品与工艺窗口形成工况模型,在线给出优化控制策略,实现能耗、停机与波动的前瞻性管理,通过将“专家经验”沉淀为可迭代、可迁移的算法资产。系统在无人化、少人化条件下保障长期稳定运行,把黑箱工艺转变为透明工艺。

  最后,就是工艺流程的智慧再造。历经三轮迭代,中农秸美完成从上料、在线称重、酶解反应、盘磨疏解、固液分离到浓缩蒸发回用的整线智能化改造。相较传统化学法的末端治理,这种对工艺-装备-数据的协同重构,将稳定性与一致性拉升到工业级标准。

  双优解的规模经济引领 农业新生态可持续发展

  而在本次会议上,中农秸美联合创始人、总经理、首席科学家臧立华教授从“创新性与成本可承担性”的角度给出更为细化的商业逻辑:中农秸美的现阶段三组分分离产出两大类核心产品——生物基纤维与可溶性黄腐酸,对应两个增长曲线与两套客户群。

  中农秸美联合创始人、总经理、首席科学家臧立华教授

  受益于“双碳”目标的引领和禁限塑政策的推动,以及消费升级的带动,绿色纸制品在食品与医用等场景中的渗透正加速。相较化学纸浆,中农秸美的生物基纸浆的生产成本比化学纸浆低30%以上,具有较强的市场竞争力,可替代进口,解决纸浆短缺难题。

  同时,可溶性黄腐酸可作为有机肥用于农业还田,具有绿色环保、性能卓越、综合成本低等特点,也可替代市场上现有的矿源黄腐酸和生化黄腐酸。其对改善土壤生态、提升耕地质量与粮食产量具有直接贡献,兼具生态修复产品与农业增产投入品的双重属性。

  臧立华表示,经过中农秸美测算,12万吨原料标准化酶催化降解秸秆智能化工厂模块具有能源消耗少、收储半径优、物料平衡优、建设规模佳、投资效益高的优点,是进行推广的极佳单体规模。

  从社会价值看,这套方案对农业面源污染治理—土壤健康—粮食安全的链式问题给出可落地的工程化解法:以工业化还田替代粗放还田,既减少秸秆露天焚烧等污染风险,又通过酶解黄腐酸等功能组分提升土壤理化性状,为藏粮于地、藏粮于技提供可规模化的技术底座。同时,生物基纤维的国产替代效应,有望缓解纸浆长期进口依赖,改善国际大宗波动对国内产业链的冲击。

  从国际领先、全球卓越、绿色高效的三重定位,到对酶制剂—AI装备—工艺再造的系统拆解,中农秸美以合成生物重构了秸秆产业的技术范式与商业范式。其可持续+可盈利+可复制的路径,为农业、材料与生态产业开辟了新的发展通道。

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