继2012年在南京农业大学成功举办的第一届生物质炭生产、检测与应用国际培训班后,由南京农业大学和澳大利亚新南威尔士大学组织主办,浙江农林大学合办的第二届生物质炭生产、检测与应用国际培训班 (2nd International Training Course on Biochar Production, Testing and Application) 于2013年10月25-11月1日在浙江杭州临安成功举行。
一、培训班的背景
农作物秸秆十农业生产的主要废弃物,其处理和农业重新循环利用是世界性的资源利用技术难题。因为缺乏有效的技术和机制,大量的秸秆未经收集处理而被自然分解货就地焚烧,其排放的温室气体约占农业源温室气体总量的40%。中国每年因秸秆田间焚烧排放的温室气体总量达到2亿吨CO2。因此,秸秆生物质的资源综合利用是中国等发展中国家促进农业可持续发展和农业温室气体减排的重要途径。最近5年多来,一方面全球基础和应用研究的日益显示秸秆生物质热裂解炭化生产生物质炭并用于农业,不但因增加耕地土壤有机质而改善土壤肥力,而且因避免田间焚烧和减少农田N2O排放而显示巨大的直接减少农业温室气体排放的技术潜力。2009年被联合国粮农组织推荐为农业减缓气候变化的双赢技术。随着,许多研究证明,秸秆生物质炭在提升生产力的同时,提高化肥利用率、减少污染物吸收积累并提升农产品品质的多种直接和间接的农业效应。另一方面,生物质炭连续热裂解技术装备开发和产品性能研究日益活跃,涌现了一批从事开发小型热裂解装置、大规模可控制热裂解窑炉的专业技术和设备研发公司,基本具备从小型科研用生物质炭炭化中试装备到大型大规模商品化炭化的立窑和转窑的秸秆热裂解装备和产品开发能力,一个生物质炭化产业雏形正在全球形成。这个产业被投资者公认为前景光明的新型绿色产业,亚洲开发银行自2011年始在东南亚设立种子项目进行乡村地区秸秆生物质炭产业化和农业发展探索。
2012年,英国组成了生物质炭研究协会(东英吉利大学),英国生物质炭研究中心(爱丁堡大学)与苏格兰乡村发展学院(SRUC)通过苏格兰政府启动将农业废弃物生物质炭化农业应用作为促进农业和养殖业减排和低碳生产的主要技术选择的试验;为推进生物质炭科学研究和技术发展,欧盟第七框架委员会在2011年专门开辟了一个全欧合作交流平台-生物质炭计划,资助130万欧元资助组织了全欧生物质炭网络,凝聚了相关科学界、工程界、环保公益性组织和企业家,通过多方利益相关者的论坛交流和研讨,制定生物质炭标准、提出欧盟发展规划和策略。欧美一些国家的非政府组织、基金会和援助机构走向贫困农业国家和亚非发展中国家,通过资助生物质炭技术计划支持农村社区绿色能源和农业低碳的行动,例如法国的Pro-Natura组织在非洲,美国的某基金会在蒙古、泰国和加拿大的非政府基金在中国云南。一种以低碳环保理念为出发点的生物质炭绿色技术渗透和竞争正在世界范围出现。但是,面对广大的应用者和巨大的潜在市场,废弃物生物质炭的生产技术、生物质炭性质与功能检测以及农业应用技术等尚未有系统的知识传播和科学普及。
近年来,中国农业发展中秸秆等废弃物产量日益增大;因直接还田的困难,秸秆焚烧污染大气环境问题越来越突出。因此,中国一些私营企业在中国政府大力鼓励秸秆综合利用和发展绿色产业的政策激励下,积极开发农业秸秆热裂解生物质炭化技术及装备、探索生物质炭产业化生产与农业产品的应用推广。目前中国已经形成从小型就地移动式炭化机到大型工厂化炭化窑炉的生物质炭产业化骨干企业一批,生物质炭年商品化生产能力已经达到十万吨规模。同时,以南京农业大学农业资源与生态环境研究所为代表的科研单位,在农业部和科技部等部门的科技项目支持下,开展秸秆生物质炭的基础和应用研究,通过多地的田间试验阐明了生物质炭的改土培肥增产减排多效应,试验明确生物质炭在快速改良盐碱土、高效治理重金属污染稻田、培育高产土壤和提高化肥利用率以及农产品和畜产品安全生产等方面的良好作用,研制开发了生物质炭缓释复合肥、稻田生物质炭钝化和降低硝酸盐积累蔬菜肥料、高效液体肥料、生物质炭饲料添加剂等发明专利,结合大规模产业化的炭化工艺及产品的延伸开发,生物质炭土壤改良和生物质炭肥料的示范应用,我们相继在南京建立了秸秆生物质炭化商业化生产示范厂,在江苏宜兴筹划生产移动式秸秆热裂解炭化机,在安徽合作进行生物质炭缓释复合肥生产,在江苏和湖南开展了秸秆生物质炭重金属污染稻田治理应用示范,基本实现了秸秆生物质炭低碳安全绿色利用路线图。中国已经快速突进国际生物质炭农业技术前沿,整体已处于国际先进水平。
在国家外国专家局支持下,引进和聘请了国际生物质炭技术权威专家,国际生物质炭协会创始人之一、澳大利亚新南威尔士大学材料工程学院Stephen Joseph作为高层次海外专家指导生物质炭研究和技术发展,并进一步联合了国际生物质炭协会的主席、美国Cornell大学Johannes Lehmann教授,国际生物质炭协会副主席、英国生物质炭研究中心带头人、爱丁堡大学Saran Sohi博士,国际生物质炭著名科学家、以色列农业科学院Volcanni中心土壤-植物学家Ellen Graber教授,构成了一个国际生物质炭科学技术引智高地,在2011年由南京农业大学举办了首届“生物质炭与绿色农业”国际研讨会,继后以南京农业大学生物质炭绿色农业中心组建了中国秸秆生物质炭绿色农业协作网,并作为团体会员成为国际生物质炭协会的成员。一个以中国为引领的农业资源与环境科学范畴内的“农业生物质炭科学与技术”平台正在形成发展中,并日益作为主要力量在国际上发挥引领作用。2011-2012年,潘根兴教授两度作为欧盟外专家主持欧盟地学联盟届会的生物质炭土壤应用与减排专场,2012年,潘根兴教授团队博士生还受邀出席欧盟首次生物质炭暑期培训班,作了“生物质炭土壤-作物效应分析”报告。潘根兴受邀担任将于2014年与韩国举行的第20届世界土壤学大会的“生物质炭与土壤”学术讨论会共同主席,2013年特邀出席欧盟生物质炭平台理事会及利益相关者大会,在理事会上作了“生物质炭农业效应:四年的长期试验认识”并在利益相关者大会上作了“中国的生物质炭产业化” ,受到与会者的高度关注和热烈讨论。
鉴于生物质炭这一新领域的快速发展和实际应用的巨大需求,国际生物质炭协会除了组织研发农业应用生物质炭标准和生物质炭可持续性评价指标等文件外,努力推动对生物质炭的科普宣传和人才教育。在2011年南京农业大学举办的“生物质炭与绿色农业”国际研讨会期间,中外生物质炭权威人士建议在中国举办一个“国际生物质炭生产、检测和应用的国际培训班” ,“第一届国际生物质炭生产、检测和应用的国际培训班”于2012年9月22-29日在南京农业大学举办,来自18个国家共35,名学员参加了培训,学员反响强烈。不断收到各国相关人员的建议和询问,希望能继续举办下届培训班,并能有机会观摩中国的生物质炭生产和农业应用实践。基于此,决定在今年10月举办“第二届国际生物质炭生产、检测和应用的国际培训班”,得到了亚非拉等五大洲众多人士的热烈响应,报名者超过50人。
二、培训班概况
1. 参会代表情况
此届培训班是第二次在中国举行,共有40名相关领域的专家学者、企业代表参加。培训班注册代表分别来自沙特阿拉伯、加纳、卢旺达、美国、加拿大、马来西亚、菲律宾、越南、埃及、尼泊尔、老挝、喀麦隆、巴基斯坦、肯尼亚、文莱、马达加斯加、柬埔寨、新加坡、巴西、尼日利亚、澳大利亚、以色列、中国等23个国家和地区,国内代表7人,国外代表33人(见表1)。其中,澳大利亚新南威尔士大学、南京农业大学客座教授Stephen Joseph博士、以色列农业研究中心Ellen Graber研究员、南京农业大学潘根兴教授和李恋卿教授担任此届培训班的授课老师。
表1 培训班注册代表情况统计表
国家分布
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人数
|
比例(%)
|
性 别
|
人数
|
比例(%)
|
来源分布
|
人数
|
比例(%)
|
亚洲
|
28
|
70.0
|
男性
|
28
|
70.0
|
高等院校
|
20
|
50.0
|
非洲
|
7
|
17.5
|
女性
|
12
|
30.0
|
科研院所
|
4
|
10.0
|
美洲
|
3
|
7.5
|
|
|
|
政府部门
|
6
|
15.0
|
大洋洲
|
2
|
5.0
|
|
|
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非政府组织
|
4
|
10.0
|
欧洲
|
0
|
0
|
|
|
|
企业
|
6
|
15.0
|
合计
|
40
|
100
|
合计
|
40
|
100
|
合计
|
40
|
100
|
2. 培训课程概况
2013年10月26日上午,第二届国际生物质炭培训班开幕式在浙江农林大学碳汇楼101隆重举行。此次开幕式由南京农业大学生物质炭与绿色农业中心潘根兴教授主持,国家外专局教科文卫专家司计划处处长王嵩,浙江农林大学副校长金佩华,澳大利亚新南威尔士大学、南京农业大学客座教授Stephen Joseph出席会议并讲话。作为首届生物质炭生产、检验及应用国际培训班发起人,Stephen Joseph教授详细地向与会人员介绍了生物质炭生产、检验及应用国际培训班的宗旨与发展历程,他展望了生物质炭研究的未来,并对此次培训提出了自己新的期望。王嵩处长表示开展国际生物质炭培训班不仅是引领生物质炭农业应用研究的需要,也是我国秸秆生物质炭与绿色农业技术走向国际的需要,他充分希望以本次国际培训班为契机,进一步推动中国生物质炭与国际间的合作。
此届培训班依然由Stephen Joseph教授作全程指导,IBI主席、美国康乃尔大学土壤作物系Johannes Lehmann教授和IBI理事、英国生物黑炭研究中心主任、英国爱丁堡大学Saran Sohi教授为学员进行视频授课,以色列农业研究所Ellen Graber研究员、南京农业大学生物质炭与绿色农业中心潘根兴教授等国内外知名专家向学员作了3个专题的讲演。
本次培训班采用课堂讲学、实验设计、野外考察以及学员互动交流相结合的培训模式。为期7天的培训内容涵盖了9个知识点,共约40小时的培训内容。授课方式不拘一格,课堂轻松活泼,具有现场性,互动性,灵活性。授课内容从基础理论知识到生产实践应用,层层递进,丰富多彩,知识点涵盖了世界各地生产生物质炭的传统方法和技术、生物质炭与木醋液物理化学性质与作用、生物质炭的农田应用技术、生物质炭生产装备的设计、如何发展生物质炭产业及生物质炭项目的设计与开发应用等广泛领域(表2)。
除了基本的课堂授课之外,本次培训班还精心组织了实验课。实验课程由5个小实验组成:生物质炭的制备试验,小麦秸秆及其改性炭对重金属Pb、Cd的吸附和淋溶试验,生物质炭对小麦种子发芽率影响试验,生物质炭养分释放试验,显微镜观察植物根系与生物质炭反应试验。通过这5个试验,学员们不仅亲身体验了利用秸秆、猪粪等生物质制作生物质炭的全过程,测定了炭化炉的排放量,讨论了如何在炭化过程中减少排放量的问题,而且通过亲自动手,测定和观察了生物质炭对重金属污染的修复作用和对植物生长的促进作用等效果。开展实验课加深了学员们对理论知识的理解,进一步验证了学员们课堂上所学的理论知识,成功的将理论与实践相结合。
为了给学员提供生物质炭实际产业发展案例,主办方还特意组织了学员们于10月28-29日对南京农业大学秸秆生物质炭合作示范厂—南京勤丰秸秆科技有限公司观摩工厂的生物质炭的生产线;分赴我中心宜兴野外试验地,田间考察生物质炭在稻田中的应用效果,并讨论了老化生物质炭的田间作业机理;赴南京农业大学移动式生物质炭合作生产示范厂—江苏碧诺环保设备有限公司进行了实地考察,与中外工程专家对机具部件生产和组装进行了现场观摩和指导。野外考察归来后,Stephen Joseph教授与潘根兴教授将学员分为4个小组,组织学员针对野外考察和理论课的内容,结合自己国家的国情进行了分组讨论,设计生物质炭生产与应用项目书,讨论生物质炭的生产技术。在培训班结束前夕,学员们共做了25场互动交流报告,除了分组讨论、制定生物质炭项目书外,学员们还介绍了自己国家生物质炭发展情况和生物质炭项目的经历或心得。现场讨论氛围热烈而愉快。
此届培训班与上届相比,更加注重实际操作性和解决生物质炭在农业中的实际应用问题。通过将课堂讲授的理论知识与户外观摩等实际过程相结合,使得学员们进一步加深了对生物质炭生产,检验和应用性的了解。此届国际培训班为来自世界各地的生物质炭领域人员搭建了相互交流与学习的平台,促进了中国生物质炭科学与技术走向国际,为进一步加大国际合作和人才培养奠定了基础。
三、培训成效
1. 促进了生物质炭科学的推广与发展,为世界各地生物质炭爱好者搭建了相互交流与学习的平台。
参与此次培训的人员来自23个国家,不仅有国内外专门从事生物质炭领域的学者、研究人员及生物质炭企业家的参与,还增加了政府部门、非政府组织的人士参与其中,其中不少学员更是第一次接触生物质炭领域。通过培训班的相互交流与学习,让第一次接触生物质炭领域的学员们对生物质炭领域产生了浓厚的兴趣,对世界各地生物质炭的发展有了更为详尽的了解与交流,更是加速了生物质炭科学在世界范围内的推广与应用。
2. 促进了中国生物质炭科学与技术走向国际,为进一步加大国际合作和人才培养奠定了基础。
参加此届培训班的国内学员不仅有高校的老师和学生,还有国内的生物质炭企业代表。培训班的举办正好为国内代表尤其是国内企业搭建了很好的与国际交流与接轨的平台。另外,主办方特地组织学员前往南京勤丰秸秆科技有限公司、江苏碧诺环保设备有限公司观摩工厂的生物质炭的生产线和生物质炭生产设备,让世界各地的学员们都了解了中国企业在作物秸秆炭化技术和装备的开发情况、生产规模,秸秆的收集和处理等情况,推进了中国生物质炭产业和技术走向世界的进程,拉近了中国生物质炭技术与世界的距离,发展了潜在的国际合作者和市场用户。国内生物质炭企业参与到这样的国际培训中,既可以促进企业的人才培养和国际化,又可以利用这样的国际交流平台,推介自身的技术和产品,发展国际合作,并整体提升中国生物质炭事业的国际地位,全面提高中国适用农业技术的国际竞争力。
3. 初步形成了国际生物质炭与绿色农业的群体及其交流机制。
参加培训班的40名代表来自23个国家,汇集了多个国家的政府代表、多所国内外知名高校师生、多家生物质炭研究机构和企业代表,具有广泛的代表性。尤其是以南京农业大学为代表的我国高等院校和农业科研单位从生物质炭的研究人员已经具有相当的规模,目前这个领域的的多学科群体和技术研究正在形成和发展中,并可预见,在未来几年内将达到一个新的研究高潮。与会代表中有不少学员都纷纷表示了与南京农业大学生物质炭与绿色农业中心合作的意向。可以说,此届培训班为世界各地学者们搭建了联系和交流的桥梁,促进了国际生物质炭与绿色农业的群体的初步形成,并推动了我国生物质炭研究领域向国际前沿迈进了一大步。
四、培训班的评价
在此届培训班的回收调查问卷表中,学员们对此次培训班总体上满意度达到90%以上,大部分学员认为培训课程和时间安排合理,通过课程收获颇大,大家都希望国际生物质炭培训班能够继续开展下去,希望更多地学员能够参与进来,此外不少学员还建议除了培训班之外还应多增加一些类似的国际生物质炭研讨会。
五、培训班的不足之处
1、会务工作准备的不够细致,突发情况比较多。
此届培训班的突发情况比较多,事情相对比较杂乱些,有些问题事先没有考虑周全,这点是必须吸取的教训。所以,以后会议开始之前,应该尽量将事情考虑全面,一些重要的环节最好能做到事先预演。
2、培训班宣传力度不够,应多吸引欧美等发达国家人士的参与。
此届培训班的大部分学员是来自亚非地区,而来自欧美等发达国家的代表相对比较少,且宣传力度有限,导致不少国内外同行没能第一时间知晓培训班情况而错过。在以后系列的培训班开展中,应加大宣传力度,吸引多元化的人士参与。
六、下一步工作计划
举办生物质炭生产、检验及应用国际培训班,不仅是引领生物质炭农业应用研究的需要,也是我国生物质炭与绿色农业技术走向国际的需要。通过培训班的成功举办,全面推进了生物质炭产业技术,发展了潜在的国际合作者,促进了国际产学研的合作与交流,将培训班的影响力辐射到了全世界的范围。本次国际培训班的成功举办对于开展生物质炭国际合作和推进生物质炭产业技术国际应用具有重要的战略意义。
1. 计划举办系列生物质炭生产、检验及应用国际培训班,建设具有品牌效应的专门和特色的培训班。
首届生物质炭生产、检验及应用国际培训班于2012年9月9-15日在南京农业大学顺利召开,共有22名学员参加。应广大学员的热情呼吁,第二届国际生物质炭培训班在浙江农林大学召开,学员人数比去年翻了一番,人员更加多元化与国际化。今年更是有很多学员希望此类培训班能够每年都开展。所以,我们努力将国际生物质炭培训班建设为面向发展中国家的中国生物质炭绿色农业的系列培训班,并朝着建设具有品牌效应的专门和特色的培训班,成为以南京农业大学绿色农业与生物质炭中心为依托的,代表中国生物质炭与农业水平的对外农业技术培训优势品牌。
2. 计划联合建立以南京农业大学绿色农业与生物质炭中心为依托的国际生物质炭研究中心。
参加此届培训班的学员非常的多元化,有政府官员、非政府组织者、高校老师、研究人员、企业家等。他们来自不同国家,有着不同的生物质炭研究背景。此届培训班搭建了很好的合作与交流的平台,促进了国际生物质炭与绿色农业的群体的初步形成,并且不少学员都纷纷表示了与南京农业大学生物质炭与绿色农业中心合作的意向。
本次培训班得到了国家外专局、南京农业大学、浙江农林大学的高度重视和支持。国家外专局教科文卫专家司计划处王嵩处长、浙江农林大学金佩华副