近些年來，國際社會面臨能源緊缺的窘境，而環境汙染問題也日趨嚴重。為了滿足未來人類對於清潔能源的需求，如何將秸稈、家禽糞便等低劣生物質轉化為可再生能源成為國際關注的熱點之一。中國是傳統的農業大國，可利用的秸稈資源豐富。據不完全統計，每年的農作物秸稈產量均在7 億噸以上。然而，其中一大部分的秸稈被就地燃燒，這不僅造成了生物質能源的浪費，而且會引起大氣汙染等多種環境問題。
通過微生物厭氧發酵的方式，可以將農作物秸稈、家禽糞便等低劣生物質轉化為沼氣，再淨化沼氣成為高純度的生物甲烷，而生物甲烷可以作為汽車燃料使用。這在減少汙染物排放的同時可以獲得清潔能源。雖然國內外對於利用農作物秸稈厭氧發酵產沼氣取得了許多突破性的成果，但是大規模的建立沼氣工程仍然存在著諸多難點。這些難點包括：如何利用有效的手段（物理法、化學法、生物法）對農作物秸稈進行預處理以提高微生物對其的利用；篩選、改造能高效利用農作物秸稈的菌株；厭氧發酵生物反應器的設計與發酵工藝的開發；微生物厭氧發酵過程中精細的檢測調控技術等。
在另一方面，微生物厭氧發酵產生的沼氣通常含有50%~65%的甲烷，35%~50%的二氧化碳，以及極少量的水與硫化氫。沼氣中的二氧化碳不僅降低了沼氣的熱值，而且會對氣體運輸的管道造成腐蝕。因此，為了滿足市場上的需求，微生物厭氧發酵產生的沼氣必須經過氣體淨化轉化成為高純度的生物甲烷（二氧化碳的含量低於2%）。氣體淨化手段包括：高壓水洗、化學吸附、膜分離與變壓吸附。如何低成本的淨化沼氣，且能夠有效的控制其中二氧化碳的排放也成為研究的焦點。
《中國人民共和國 大氣汙染防治法》已經明文規定：禁止在人口集中地區、機場周圍、交通幹線附近以及當地人民政府劃定的區域露天焚燒秸稈、落葉等產生煙塵汙染的物質。國務院辦公廳下發了《關於加快推進農作物秸稈綜合利用的意見》，國家發改委、農業部聯合下發了通知，要求省、市、縣三級政府完成秸稈綜合利用規劃的編制工作，規劃中明確要求鼓勵農作物秸稈綜合利用的政策保障體系的建立，秸稈利用的產業佈局和重點項目的開展。雖然，對於農作物秸稈綜合利用仍然存在著許多問題，但是我們依然有信心相信通過政府、廣大農民以及擁有前沿科學技術的高校與研究機構的合作，克服困難，解決問題，實現對低劣生物質有效的利用。
文|曹遜
