麻省理工学院 (MIT) 机械工程系教授 Ahmed Ghoniem 和工程学院博士生 Kevin Kung 正在领导一项最新 MIT 研究项目，此项目在今年早些时候获得了 J-WAFS 的资助。Ahmed 和 Kevin 正在寻求改进新的生物质处理技术，旨在在农村社区实现小规模生产肥料，并且主要使用当地资源、劳动力和农业废弃物。
Opening Doors 就此项目及其目标采访了 Ahmed (AG) 和 Kevin (KK)。
问：您的研究项目课题是什么？
AG：此项目为“使用分散熔烧来生产高产、节水肥料”。
问：您要解决的问题是什么？
KK：农村社区有许多小农户，特别是发展中国家的小农户，主要依赖国外进口的昂贵合成肥料。滥用这些肥料（在错误环境中使用错误肥料）往往会导致土壤酸化和作物减产。
例如，2013 年在肯尼亚工作期间，我注意到许多小农户不加区别地使用一种或另一种化肥，而不考虑土壤的特定性质。在某些情况下，这会提高产量，但在其他情况下，这会适得其反。许多农民已注意到土地出现了退化，但他们不知道原因。
部分原因是缺乏相关知识，农民不知道哪些肥料适合自己土地的土壤环境，同时与可获得性有关。进口化肥往往相当昂贵，因此农民往往只能负担最便宜的品种。根据土壤类型，他们没有 5 或 10 种等不同种类可供选择。
问：您能否简单描述提出的解决方案？
KK：燃烧有机废物生产肥料的概念并不新鲜。数千年来，人们会烧木头和植物，然后混合产生的“碳”使土壤肥沃。
扩大这种所谓的“熔烧”规模并将其商业化的技术也并不是什么新技术。但这是一个规模非常大的生产过程，每天会生产数百吨，设备成本高达数百万美元。
我们的目标是设计一种能让焙烧过程实现本地化的设备，能在农村环境下运行，利用当地资源和劳动力，能村庄或社区规模以经济划算的方式生产肥料。
AG：第二个目标，是开发一种“清洁”生物质燃烧方法，不会向环境中释放有害化合物，比如煤烟。因此，尽管生物质焙烧的概念并不新鲜，但我们正努力实现经济可行性，让农民轻松获得，并在这个基础上提高环保性。
问：您能否解释一下焙烧过程？
KK：焙烧是一个热化学过程。从生物质开始，比如旧作物或农业废弃物，然后加热。热量会导致物质发生化学反应，从而失去很多“坏”物质，比如酸和二氧化碳。
剩下富碳物质，叫做“焙烧生物质”或“生物炭”。这种物质是碱性的，所以在酸性土壤中发挥着浸灰作用，能恢复土壤营养物质和实现酸碱平衡。
在适当条件下进行生产时，这种物质具有多孔性，能有效保留营养和水分，帮助改善被漂白土壤状况。
问：您的技术是针对单个农民，还是针对村庄和社区？
KK：通常情况下，我们希望此技术以村庄层面为焦点，涵盖 10-20 公里的范围，大约有 500 到 1000 名农民。如在收获季节能够协调各个村庄，可能会容易实施这项技术并有助于集约化。
AG：实际上这是我们正在研究的问题之一。我们的概念是基于一个移动焙烧系统，可通过拖车或类似工具在社区之间运输此系统。优化流程意味着我们需要找到规模合适的农场或村庄，如此可以停放焙烧反应器并进行焙烧过程，然后留下木炭供农场使用，或在当地分配。甚至可能有多余木炭可以出售，以赚取额外收入。
问：您是否有信心以足够低的成本交付产品，并在最需要的社区成功实现商业化？
KK：我们希望在未来 12 个月内实现这一目标，以证明其具有可行性。
基本技术已经完备，并且我们已在实验室成功证明其有效性。下一任务是扩大规模，确保这项技术在我们关注的环境中仍然能发挥作用，或者是否需要我们进行任何干预。然后，我们计划改变设计，尽可能多地采用本地组件。
AG：本地制造要素很重要。我们希望在这些领域发掘当地人才和能力，以便大多数设备可以在当地生产和组装，从而将成本降至最低。
问：J-WAFS Solutions 提供的资金对于帮助您实现这些雄心壮志有多重要？
AG：这点至关重要。我们以前在生物质焙烧方面的大部分工作都集中在将生物质转化为能源，而不是肥料。所以整个农业和粮食生产领域对我们来说，算是全新领域。
J-WAFS Solutions 提供的资金使我们迈出了重要的第一步，开始进入这个市场，并有望将我们的愿景变为现实。
我们也相信，与 J-WAFS 合作不仅可以帮助我们开发技术，还可以帮助我们探索技术的多样化和商业化。
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