随着人口增加和社会经济的快速发展，粮食危机、能源危机、环境危机日益加深，逐渐成为制约经济、社会、生态环境和可持续发展的“瓶颈”。如何化解这些危机，已成为世界各国政府和许多科学家关注的焦点。在全世界都努力寻求化解危机之有效途径的宏观背景下，以农林业废弃物（生物质）资源化利用为基础的“生物炭”研究应运而生，并日益受到广泛的关注。

生物炭（biochar）是生物质在缺氧条件下不完全燃烧热裂解后所形成的产物，广义上属于一种“黑碳”。常见的生物炭包括木炭、竹炭、秸秆炭、稻壳炭等。生物炭所具有的可溶性极低，具有高度羧酸酯化和芳香化结构，孔隙度和比表面积大，吸附力、抗氧化力和抗生物分解能力强的特性，使其在工农业、能源和环境等领域都具有重要的应用价值。

作为农林业生产大国，我国每年都产生数量庞大的农林废弃物。这些废弃物以往多用作燃料、饲料，或采用秸秆还田、就地焚烧（约占40%）等简单粗放的传统方法进行处理，不仅造成了资源的巨大浪费，还带来了沉重的环境压力。

针对上述问题，我校陈温福院士领导的课题组率先开展了有益的探索，对生物炭制备技术及其在农业、环境、能源等领域应用的可能性进行了全方位的系统、综合研究，并取得了多项突破性成果：

第一，发明了“颗粒炭化炉”生产新工艺，彻底解决了生物炭制备的“瓶颈”问题，变农林废弃物收集、储运、异地集中炭化和深加工，为在产地就地炭化、集炭异地深加工或就地深加工，彻底解决了集中炭化与农林废弃物分布广，收集、储运困难之间的矛盾，使农林废弃物大规模炭化、利用成为可能。该技术不需要昂贵的生产设备和高额制造成本，生产过程中几乎不需要外加能源，也不排出“三废”。因此可在广大农村小到农户，大到村镇广泛建立中、小型制炭厂，实现农林废弃生物质的产地炭化。

第二， 研制出多种炭基缓释肥和土壤改良剂。其中的“炭基缓释大豆专用肥”、“炭基缓释玉米专用肥”和“炭基缓释花生专用肥”已获得国家发明专利，并已取得生产许可证批量生产。多年多点试验结果表明，炭基缓释肥能够有效提高化肥利用率、改良土壤结构、保水保墒、促进作物根系生长，增产效果显著。

第三，开发出“炭化生物质煤”。在小规模家庭应用到大规模集中供热等不同尺度上，分别研发出不同用途的多种专用“炭化生物质型煤”。初步试验分析结果表明，炭化生物质煤在燃烧性能上堪比化石煤，但比化石煤更清洁环保，而且可以再生，被农民朋友形象地称为“人造煤”。燃烧后的残渣可作为土壤改良剂的主要成份应用于作物生产。

第四，对生物炭的微观结构、孔隙特征、吸附能力等进行了初步研究，并在生物炭的“负碳”改土机制、对土壤微生物群的影响、对作物生长发育及产量的影响以及“碳汇”能力等多个方面进行了有益的探索，为构建完整的“生物炭理论与技术体系”奠定了基础。

在上述理论研究与技术开发工作基础上，陈温福院士领军于今年10月组建了国内第一家“生物炭工程技术研究中心”，旨在搭建一个以解决农林废弃物资源化综合利用重大问题为核心的科学研究与技术创新平台，进一步强化“生物炭产业”研发力度，变“碳”为“炭”，造福乡邦。

目前，中心已与辽宁金和福有限责任公司开展广泛的校企合作，通过产学研相结合的方法加速技术创新与成果转化步伐。该公司投资5000万元建立的产品研发中心、生物炭及炭基缓释肥生产线和“炭化生物质型煤”生产线已基本竣工并投入使用。

由于燃油紧缺，人们发明了用玉米生产乙醇替代汽油（乙醇汽油）的方法。这是用一种稀缺资源（粮食）替代另一种稀缺资源（石油），无疑会使全球“饥饿危机”雪上加霜，也映衬出富国与富人对穷国与穷人的漠视！

由于煤炭紧缺，我们发明了“炭化生物质煤”替代煤炭。本质上是利用可再生的农林废弃物（生物质）替代另一种稀缺资源（煤炭），它不会加剧全球“饥饿危机”，却可以有效地缓解“能源危机”。

人类对石油产品的滥用已对土壤、环境和生态系统造成严重的破坏，并已影响到农业的可持续发展。炭基缓释肥和土壤改良剂的推广应用，将大大提高化肥利用率，减缓土壤退化速度，促进农业的可持续发展。

以农林废弃物资源化利用为核心的“生物炭”研究与产业化开发，是一项利国利民的朝阳产业。它取之于田，用之于民，变废为宝，良性循环。对于应对气候变化、固碳减排、改善环境、缓解能源危机、保障粮食安全以及实现可持续发展，都将具有重要的战略意义，发展前景广阔。（科技管理处）