中药行业药渣资源化的低碳经济模式

63环境保护我国中医药学历史悠久，中药业是我国传统产业之一。目前我国共有中药企业1636家，占全国医药行业企业的32%。全国按利润总额排名的前30家医药企业中，以中药产业为支柱的企业约占一半，可见目前我国中药企业已具备相当的竞争力。但是，在经济全球化日益扩大的背景下，我国中药业一方面遭到“洋中药”的冲击，另一方面则撞上了发达国家的绿色贸易壁垒，发展现状不容乐观。中药企业在生产出大量中成药的同时，会产生相当数量的药渣，这些药渣的妥善处理常常令厂家和环保部门感到棘手。据统计，我国每年仅植物类药渣的排放量就高达65万余吨，仅天津某制药厂每年就可产生3000吨植物类中药渣。药渣一般为湿物料，极易腐败，味道臭异。目前运出厂区的药渣多以堆放处置为主，极易对周边环境造成严重污染。早期中药渣处理的形式主要包括填埋、焚烧、固定区域堆放等。药渣由于雨水冲淋，易造成对周边环境的污染，在地下水位较浅的地区，对水质的影响尤为严重。这些处理方法不仅耗去大量资金，更造成了资源浪费和严重的污染。面对这些挑战，中药行业必须探索一条绿色可持续的发展道路，植入低碳经济理念，把企业作为昀终策动力和执行主体，从生产工艺、能源消费、废弃物资源化利用等环节推进低碳经济模式的发展。中药生产过程中，提取工序和浓缩工序需要消耗大量能量。目前中药企业主要通过燃煤提供能源。以煤炭为主的能源消费结构决定了中药行业要研发和应用低碳、零碳能源技术，使用可再生能源替代部分化石能源使用。生物质能是一种清洁的可再生能源。就对大气环境的影响而言，生物质能有两大基本特点：一是燃烧时获得单位能量所产生的温室气体量，只有化石能源的1/8左右；二是如从生物质能的全生命过程（Lifecycle，指从植物的种植到昀终被焚烧）来讲，生物质能的温室气体“投”、“产”平衡，即所谓“碳中性”。一般认为，由生物质（燃料）产生的二氧化碳是自然界可循环的，而由化石燃料产生的二氧化碳才是大气温室气体的增加量。植物类药材在提取药物成分后剩余的固形物（药渣）含有丰富的纤维素、半纤维素和木质素等生物质高分子物质，将其通过催化裂解制得生物燃油可以用于企业生产供能，替代部分煤炭使用，助推节能减排。植物类药材在提取药物成分后剩余的固形物（药渣）含有丰富的纤维素、半纤维素和木质素等生物质高分子物质，可进一步通过热解技术实现高附加值转化。然而，由生物质直接热解得到的燃油存在不稳定、含氧量高、热值低、腐蚀性强等缺点。生物油的升级途径主要有加氢裂解和催中药行业药渣资源化的低碳经济模式■文│孟小燕于宏兵王攀李云飞TheFirstFront64环境保护化裂解等，其中催化裂解操作条件相对简单，处理成本较低、对生物油的品质有一定的改善。笔者首次对植物类中药渣热解制取生物油进行了研究，选用天津某制药企业的丹参药渣为实验原料，并采用ZSM25、三氧化二铝、介孔分子筛SBA-15及负载金属五种金属的SBA-15作为催化剂，考察其对药渣热解油产率及油品的影响。实验结果表明，三氧化二铝催化效果昀好，其次是负载Al的SBA-15。用三氧化二铝做催化剂，投加量为药渣质量的10%时，液体油产率昀高，为34.26%，其热值为24.913兆焦/千克，高于未添加催化剂和添加其他催化剂时的热值。通过对天津某制药厂废弃的丹参药渣进行工业分析、元素分析以及药渣催化裂解产物的分析，探讨丹参药渣热解制取生物油的可能性，为企业中药渣资源化利用提供了必要的理论依据。每个行业都是由若干个企业组成的，企业是发展低碳经济的主体，因此设计中药行业低碳经济发展模式也应从中药企业着手。由于国内大部分中药企业都是采取浸取浓缩工艺进行批量生产，其生产工艺流程中昀为主要的是提取工序、浓缩工序以及醇沉工序。根据天津某制药企业现有的生产工艺，加上中药渣资源化处理工艺及采用隔膜压滤回收乙醇等工艺，依据节能减排的低碳经济发展要求以及可持续发展理念，设计出中药企业低碳经济发展模式（图1）。这种低碳经济模式是以药渣资源化处理工艺为核心，把中药生产、药渣裂解供能和乙醇回收利用3个工艺过程组合在一起，形成一个物质充分循环利用的系统。药渣催化裂解后得到的生物质油具有很高的热值，可以用来为中药生产的提取、二效浓缩工段提供能量，裂解后剩余的残渣只占原来药渣的24%，这样，大大降低了企业生产产生的固体废弃物的量，而且得到的生物质油替代了部分生产用煤，降低了不可再生能源的消耗。我国中药行业发展低碳经济的关键是要依靠先进的工艺技术和设备。除了本文中所述的药渣裂解产油资源化这种碳中和技术外，目前中药行业较为先进的生产技术还包括超临界二氧化碳萃取、微波提取与干燥、热泵技术、中药提取和生产自动化技术等。虽然这些生产技术不属于碳中和技术，但采用这些先进的技术，可使整个中药生产过程得到优化，提高原料利用率和生产效率，间接促进企业的节能减排。中药行业药渣资源化低碳经济模式就是要以低碳发展为发展方向，以节能减排为发展方式，以药渣裂解资源化等碳中和技术以及其他先进生产技术为发展方法。这种发展模式符合低碳经济的基本特征：低能耗、低排放、低污染，包含了绿色技术创新和清洁能源的内容，实现了企业节能减排和低碳发展。废弃药渣热解产油实验研究结果表明，用三氧化二铝做催化剂，催化剂投加量为药渣质量的10%，裂解温度控制在450℃时，生物油产率昀高，为34.26%，其热值为24.913兆焦/千克，得到的生物油品质昀好。将其燃烧用于生产供能，按处理1吨废弃药渣计算，产生的节能减排效益分析如下。通过催化裂解，得到生物油的质量：油质量=1000千克×34.26%=342.6千克；燃烧可提供的能量为：E=342.6千克×24.913兆焦/千克=8535.1938兆焦；原煤的热值为20.934兆焦/千克，生物油可替代原煤的质量：原煤质量=8535.1938兆焦÷20.934兆焦/千克=407.7千克；已知燃烧1吨煤产生4.12吨二氧化碳，由于生物质油是“碳中性”的，可认为生物油燃烧排放的二氧化碳量为零，则二氧化碳减排量为：0.4077吨×4.12=1.6797吨。由上面的分析结果可以看出，催化裂解1吨的废弃药渣，可替代燃煤0.4077吨，减少1.6797吨二氧化碳排放。以天津某制药企业为例，企业每年产生约3000吨废弃药渣，如果将这些药渣催化裂解制取生物油，并将制得的生物油替代部分煤炭为生产提供能量，同比计算，可为企业减少煤耗1223.1吨，直接经济效益91.7万元图1中药企业低碳经济发展模式工艺流程图TheFirstFront65环境保护（按天津5500大卡动力煤750元/吨计），减排二氧化碳5039.1吨。由此可以看出，实行药渣资源化低碳经济模式确实可以为中药企业带来巨大的经济效益和环境效益。目前我国传统中药企业属于能耗较高的企业，而且大多数企业消耗的能量是由煤炭这种化石燃料燃烧提供的。在提倡节能减排的国际大背景下，提高企业能源使用效率，扩大对能效项目和设备的投资成为中药行业实现低碳发展的重中之重。因此，从企业层面来说，应当更新观念，积极参与投资、实施节能减排的项目。从政府层面来说，则应从政策、法律法规上提供足够的激励措施，对企业给予投资补贴和项目倾斜等。例如，新税法中规定，企业以《资源综合利用企业所得税优惠目录》中规定的资源作为主要原材料，生产国家非限制和禁止的且符合国家和行业相关标准的产品所得收入，按90%计入收入总额。这个优惠目录包括一些综合利用废渣和再生资源项目，但范围界定较为严格，建议适当增加项目类别，适当扩大减免税收范围，使更多采用节能减排技术的企业享受这项优惠政策。此外，碳税政策和碳排放权交易是可以实现二氧化碳减排的两个重要经济政策。国家应引入有效的市场化手段，加速碳税和碳交易政策完善和实施步伐，并将一部分碳税收入用于支持行业节能减排共性和关键性技术的研发与推广等。随着低碳经济的发展和我国碳税、碳交易政策的建立和完善，具有低碳运行特色的中药行业药渣资源化发展模式的优势将会越来越受到重视，未来能将低碳交易作为重要盈利来源的企业也将更具竞争力。因此，笔者建议应加大对中药行业共性和关键性低碳技术的研发力度，鼓励中药企业组建产学研联盟，各类科技计划项目也应向产学研合作项目倾斜，综合利用社会各方力量提高我国中药行业节能减排技术水平，为发展低碳经济做出贡献。4月16日，北京市石景山区环保志愿者协会成立启动仪式暨永定河生态发展带“碳中和林”植树活动在永定河东岸举行。此次活动由石景山区环保宣传月组委会主办，来自环保部宣教中心、北京市环保局、石景山区环保局等单位的负责人及各界环保志愿者代表500余人参加了此次活动。“碳中和林”植树活动在启动仪式结束后进行。石景山区环保志愿者协会是由石景山区热爱环保事业的企事业单位和各界人士自愿参加组成的非营利性公益组织，其宗旨是联合热心环保事业的企业和各界人士，促进环保事业发展，实现经济、社会、环境效益同步增长。该协会将逐步开展环保宣教、环保调查、环境文化活动、植绿护绿、清除白色污染、分类回收垃圾等各类志愿服务；引导鼓励公众参与环保志愿服务；倡导志愿绿色文明环保理念，弘扬志愿服务精神，传播志愿者文化，营造良好的社会氛围。此次活动的举办也标志着2010年石景山区环保宣传月拉开序幕。2010年环保宣传月将于6月1日—6月30日举办，期间石景山区环保局将联合20余个政府部门、重点企业、学校、驻区部队等单位组织开展10余项丰富多彩的大型环保宣传活动。TheFirstFront