生物质废弃物，长期以来被视为“低值资源”，往往通过燃烧或简单粗放处理加以利用。然而，在这一过程中，大量有价值的元素被忽视甚至流失。生物质不仅含有碳，还富含氮、磷、钾等营养元素，以及铁、锌等微量元素，是一个“多元素协同的资源体系”。但现有利用模式主要围绕碳元素展开，将其转化为燃料或能源，其他元素则难以高效回收，既降低了资源利用效率，也可能带来环境压力。
针对这一关键瓶颈，中国科学院成都生物研究所生物质废弃物资源化利用创新团队从“元素利用”的全新视角出发，提出生物质废弃物全元素协同利用新范式，推动生物质利用由“单一碳路径”向“多元素协同利用”转变。
研究系统构建了覆盖“原料—过程—产品”的全链条技术路径。团队将生物质中的资源划分为能量元素（C/H/O）、营养元素（N/P/K/S）和微量元素（Fe、Mg、Zn等），并围绕不同元素特性设计协同利用策略：在原料端，通过生物炭制备等技术实现碳资源稳定固存，构建“碳汇”；在过程端，发展水热腐殖化等新型转化路径，实现接近100%的碳保留，同时促进多元素协同固定；在终端利用方面，结合厌氧消化与微生物转化技术，实现生物天然气、单细胞蛋白及腐植酸肥料等多元产品协同产出，推动资源由“低值利用”向“高值转化”跃升。
在此基础上，研究进一步提出面向未来的生物制造发展路径：通过合成生物学、过程工程与智能控制技术的深度融合，实现不同元素流向的精准调控；结合生命周期评价（LCA）与技术经济分析（TEA），优化资源配置与工艺路线，构建全元素高效利用的产业体系。
该研究为生物质废弃物资源化利用提供了新的理论框架和技术路径，对推动农业绿色发展、提升资源利用效率以及支撑生物经济发展具有重要意义，也为“天府粮仓”建设提供了有力科技支撑。
相关成果以“Maximum utilization of all elements in biomass waste”为题发表于The Innovation。论文第一作者为罗倚坪副研究员，通讯作者为李东研究员。研究得到国家重点研发计划、中国科学院战略性先导专项及四川省科技计划等项目支持。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666675826000925
生物质废弃物全元素极限利用示意图