作者:   來源:麻類作物營養與施肥網   發布時間:2017-03-29   Tag:   點擊:
歐洲工業大麻産業:大麻的栽培和對纖維、稈芯及種子的加工和利用

大麻是一種能提供纖維、麻稈芯和種子的多用途作物。其纖維目前被用于香煙紙、絕緣材料和生物複合材料的生産中。麻稈芯,大麻莖的内部木質化的部分,被用于動物鋪墊和建築中。大麻的種子,一種小堅果,具有很高的營養價值,大麻油中有一種含量豐富且獨特的脂肪酸成分。不論是種子還是油都被用于人類的食物和動物的飼料中。

工業大麻已經在歐洲種植了數百年。在整個中世紀直到帆船航海時代末期被歐洲的許多國家,如英國、法國、荷蘭、德國、西班牙和意大利,作為一種重要的作物,牢固纖維的最主要運用包括航海用的帆布、麻袋、軟帆布水管和各種面料及繩索。

目前,大麻是一種具有市場前景的作物,歐盟栽培的面積為1000015000公頃。由于大麻具有很多獨特的特性,特别是其環境效益和天然科技纖維高産性,對生态經濟來說是一種有價值的作物。歐洲工業大麻協會(EIHA)在2012年夏天組織實施了一個大麻栽培、加工,特别是大麻纖維、麻稈芯和種子利用情況的綜合性調查,它是目前開展過的對歐洲大麻産業最詳盡的市場分析。本文呈現的就是此次調查的主要結果。

栽培和加工的基本數據

此次調查涵蓋2010年的産量,涉及10480公頃栽培總面積和14家大麻加工企業及2個大麻加工企業聯合協會。歐盟官方統計數據顯示2010年的栽培面積為10617公頃,這就意味着這次調查涉及了歐盟98.7%的栽培面積。第一手的數據表明自從1993年以來栽培面積在提高。在1993年到1996年在歐盟大多數成員國工業大麻都已經合法化了,剩下的其他成員國随後也實現了工業大麻的合法化。在2011年的大麻的栽培面積下降到自1994年以來的最低值(8000公頃),但是在2012年又達到了14000公頃。這表明歐盟在過去的10年大麻的栽培面積在1000015000公頃之間,除了200318000公頃2011年的8000公頃。大麻栽培的主要國家是法國、英國和荷蘭。2011年以來大麻栽培事實上在德國已經停止,這是因為大麻加工企業面臨來自本國大力支持生物能源和生物燃料作物帶來的強大的土地競争壓力而轉移到了法國。

就目前已有的加工能力來說,在不增加投資的條件下大麻的種植面積至少可以擴大到20000公頃。這也表明大麻栽培面積的擴大是容易實現的。

2010年大麻的栽培面積是10480公頃,收獲了76095噸的麻杆。這表明平均每公頃麻杆産量是7.3噸,而不是過去很多年來一直認定的每公頃6噸。

76095噸的大麻莖杆被加工成:25589公噸纖維(内含2%25%的稈芯,這取決于其用途);43621公噸麻稈芯(莖稈木質化的内部);麻稈芯和纖維的比值等于1.8:111439公噸的粉末(20%做成顆粒狀燃料,80%用于其他用途)

大麻稈在歐洲僅被加工成所謂的粗纖維線,制造技術含量低的纖維。這與亞麻不同,與大麻稈類似的亞麻稈被加工成長纖維加工線,用于生産技術含量高,長紡織纖維和短技術纖維

一些加工企業加工大麻種子,還有一些企業加工大麻花器官:5991噸的種子或者堅果;7.5噸的大麻花器官用于醫學用途和生産香精油(用于食品和飲料)。

值得一提的是大麻是栽培量較小的作物之一,栽培于不使用任何農藥的無機農場。特别是,在快速生長期的大麻不需要噴施農藥就能抑制雜草的生長和避免一些蟲害和病害。大麻也能在有機農場裡長的較好。

 

1:歐盟1993-2012大麻栽培面積,來源:歐盟委員會2012年的評估數據

 

大麻纖維的用途

大麻纖維的機械性能某些方面的是所有天然纖維中最好的。他們主要被用做絕緣材料和汽車上的複合材料。

20世紀90年代的歐洲被重新重視大麻之前,大麻纖維主要(超過95%)被用于特殊的紙漿和造紙。因為大麻紙漿價格高(大約是木材紙漿的5倍),它的運用範圍被限制的較小:濾紙、銀行鈔票、聖經紙和香煙紙。在大麻造紙運用中也隻有制造香煙紙建立了較好的市場。超過90%以上的大麻紙漿混合亞麻紙漿會進入到這個市場。大麻造紙市場在過去的二十年是一個相對穩定的市場,但是另一方面市場規模也沒有像期望的那樣擴大并且還存在着風險,因為從技術角度來說,現在大麻和亞麻紙漿可能被有特定添加劑的硫酸鹽木紙漿替代。2002年引入歐元的時候一個巨大的機遇被錯過。這個機遇就是替代正在使用美國棉漿印制歐元,歐洲的亞麻和大麻混合紙漿用于制造鈔票有利于環境,并且是一種有利于歐洲經濟的替代物。

不過,也就是在2010年,占大麻纖維運用55%份額的造紙仍然是歐洲大麻纖維最重要的市場,主要是法國的企業在用于造紙,詳細内容見表2.

20世紀90年代由于歐盟委員會和各個成員國投入資金進行天然纖維進行研究和開發,亞麻和大麻纖維有了一些新的運用,比如生物複合材料(圖2和圖3藍色的部分)和絕緣材料以及其他一些非紡織的運用(見圖2和圖3綠色的部分)。

 

2: 2012年收獲的大麻纖維的用途,總産量是26000噸(EIHA2012

 

3:2010年收獲的大麻纖維不包括造紙的用途(EIHA 2012

現在(最新的是2013年)大麻纖維的價格是從約50歐分1kg的用于制造香煙紙(纖維裡面大約含25%的麻稈芯)到約75歐分1kg的用于汽車和絕緣材料生産(含2-3%的麻稈芯)。

現在絕緣材料是大麻纖維第二個重要的運用。絕緣材料占其運用的25.9%(圖2)或者不超過造紙用的58.5%。還有其它一些非紡織的用途,如被用于園藝和農業的抓絨覆蓋物,在一些歐洲國家抓絨覆蓋物是水芹菜栽培的重要物品,以及小豬的墊子一起占到纖維運用的29.2% 。這一比例不超過造紙用的66.4%

 

42003-2013年歐洲生産的大麻和亞麻短纖相對價格的變化(諾沃2013

無紡布作為一種成品或者作為生産複合材料的前體可以用不同的生産技術來生産,如針刺法或者氣流成網法,後者越來越多的被用于現代天然纖維絕緣材料的生産中。

上面提到的大麻纖維非紡織運用越來越值得注目。在一些天然纖維運用方式中價格競争力将帶來了額外的收益(水芹菜栽培、覆蓋抓絨物);也有不利的方面,如絕緣大麻與玻璃或者礦物棉比價格貴了24倍。因此盡管大麻絕緣材料具有健康(無刺激處理)、透氣和吸熱的特點,但也隻有很少具有環保意識的顧客傾向于選擇購買。

生物複合材料的運用占到了14.4.%(圖2),不超過造紙用的32.7%。也隻有把複合材料加壓成型作為汽車内部件形成了市場,占到整個生物複合材料運用的96%。這相當于超過3700噸的大麻纖維或者7500噸生物複合材料(含天然纖維30%70%

用于汽車内襯的複合材料仍然是一個正在成長的市場,被用于汽車的門闆、襯墊、汽車尾部行李箱、備用輪胎罩、包裹托盤、汽車内空氣淨化、A-B-C類别的塔器以及其它很多運用。在德國生物複合材料首先主要用于汽車工業,随後法國和捷克共和國也将其用于工業上。生物複合材料顯示了質量輕(密度低),在事故中表現好(沒有尖銳的邊緣,吸收事故産生的能量)的特點,在具有生态環保和高品質内部設施理念中具有價格競争力。

大麻纖維與亞麻、黃麻、紅麻和劍麻纖維競争市場份額,近期占到市場份額的10%20%。因此,我們相信總的市場規模及大麻纖維所占的份額還将擴大。在過去的10年粗纖維被生産出來,價格穩定而又有吸引力,因為它僅用于工業(特殊用途紙漿、生物複合材料、絕緣材料),不依賴于其他市場,如紡織。與絕大多數的其他農産品原料包括其他天然纖維相比,其價格通常比較的穩定。(見圖4

天然纖維可以通過很多不同的方式加工成生物複合材料。也隻有壓模法很好的得到運用,其他的各種各樣的技術被用于高品質産品的生産中。這些技術中包括樹脂傳遞模塑,其被用于生産高性能的産品,如家具(椅子和桌子)和遊艇;以及注射模塑法,其被用于把天然纖維加工成各種消費品,列如磨片、甕以及在一些汽車内部運用。由于大麻種植和纖維分離技術的發展,一種更适合的途徑用于粗纖維或者軟球,天然纖維注射模塑法預計将運用的越來多。

 

5: 2010年收獲的大麻稈芯的用途,總産量44000噸(EIHA 2012

 

大麻稈芯的用途

另外,大麻纖維比大麻稈芯具有更高的價值,大約是2倍。生産潔淨的大麻稈芯和進軍高附加值的市場對于大麻纖維生産者來說是非常重要的:因為每生産1kg大麻纖維就有1.7kg的大麻稈芯。

高性能的馬廄墊層材料和其它的動物,如雞,是目前麻稈芯最重要的市場。麻稈芯能吸收4倍于其幹重的水分。麻稈芯在馬廄和母雞的窩比其它材料更有效持久,因此節省了工作時間。用過的大麻墊層材料能很快腐爛成一種優質的堆肥肥料。

麻稈芯所有運用中,用作動物墊層材料占了45%,其它的墊層材料占了17%,總共占了62%.

麻稈芯與石灰混合用于建築物是有值得關注的運用,其運用市場正在擴大。這個市場占到了麻稈芯運用的的15%。在過去的幾年中在法國、英國和愛爾蘭用這種材料建造了數以百計的私人住宅,這些材料被散布到房子的木質構架上。在英國這種材料已經被用于巨大的啤酒分銷倉庫和有斯賓斯環保标志的零售商店。作為一種建築材料,這種材料容易處理,價格具有競争力,顯示出良好的絕緣性能。它可以顯示裂紋,對于地質條件差的地區這是一種很好的特性。生态建築專家非常的重視大麻加石灰建築材料的潛力。

22%麻稈芯用于其它用途,包括燃燒生熱和發電。一小部分還進入到了碎料闆行業。數十年來麻稈芯被運用于輕的碎料闆(一半密度)生産中。因為與木材比大麻稈芯的價格更高以及碎料闆行業的結構(僅大規模生産基地),大麻碎料闆在歐洲的市場很小。這是相當令人失望的,因為在卡車、面包車、越野車和船中,輕碎料闆在燃料消耗方面是有相關利可圖的。另外,輕碎料闆采用木材和化石泡沫也是比較的昂貴。在中國麻稈芯仍然被用來生産碎料闆。

 

大麻籽和大麻油的利用

在歐洲的中部和南部大麻纖維生産中,大麻籽是大麻作物的重要副産品。隻有很少的地區專做大麻籽的生産,與歐洲不同加拿大絕大多數大麻種植就隻是為了收獲大麻籽。

歐洲對大麻籽的需求每年在12000立方公噸左右。其需求大約50%内部滿足,大約50%從中國進口。隻有很小的一部分大麻籽是通過有機方式栽培獲得,其主要運用于生物食品市場。

大多數的大麻籽被整籽運用(72.3%),剩下是用大麻籽榨油(15.7%)和去殼大麻籽。這些運用中不同材料有着不同的價格。整籽運用是最便宜和粗加工的産品,主要用作動物的飼料(67.2%)和大約5.1%用于人類的食物中。相反去殼的大麻籽主要用于人類的食物中(9.5%)和大約2.2%用于動物的飼料。最貴的産品是大麻油,絕大多數被用作人類的食物中(15.4%)、化妝品(0.3%)和大約0.3%的動物飼料。

大麻籽作為動物飼料的市場主要是飼養鳥和魚。最佳的生長條件都需要脂肪酸和較高含量Ω-3Ω-6脂肪酸。大麻油主要與蛋白質混合用于錦鯉鯉魚的飼養。

大麻籽是幾種重要的礦物質營養和維他命的豐富的來源。大麻油裡具有明顯的脂肪酸光譜。通常含有高達90%的不飽和脂肪酸,如亞油酸(Ω-6,必需),α-亞油酸(Ω-3,必需),γ-亞油酸(Ω-6)。它的蛋白質是平衡的并且容易被消化吸收。它的營養成分和烹饪方式的多種多樣非常符合幾種科學的趨勢和食品市場。采取正确的市場管理和銷售,大麻籽和大麻油在人類營養健康的運用将擴大至少100倍。

 

62010年收獲的大麻種籽的用途,總産量6000噸(EIHA 2012

 

未來的走向

此次調查也詢問了大麻加工企業,了解他們對未來幾年大麻市場的走勢估測。3種産品被46次的提到,其在未來幾年将會快速的增長:大麻粗纖維和石灰混合的建築材料,被提到了6次;大麻纖維加強型的生物複合材料,4次;大麻籽在食物市場中的運用,6次。另一方面,企業預測墊層材料和大麻紙漿市場“低增長”,分别是3次和2次。

歐洲大麻産業能否發展也取決于歐盟的政治和經濟結構。

 

歐洲大麻産業的政治結構

盡管來自汽車制造和建築行業日益增長的需求,但大麻行業正遭受着被誤導的政策框架的傷害。在布魯塞爾歐洲工業大麻協會支持對農業政策進行“綠色化”改革的提案。但是歐洲工業大麻協會也認識到生物型材料牽涉到生物能和生物燃料的時候迫切的需要一個公平競争的環境。

在過去的5年生物型塑料和複合材料實現了每年2位數的增長。天然纖維是其中的一部分。天然纖維加強型塑料,也被稱為生物複合材料,就被廣泛的運用于歐洲的汽車制造業。生物複合材料是實現綠色化最簡單的方式:它與其它替代品具有價格優勢、質量輕(輕了30%左右)且有非常好的機械性能,生物原料占到了複合材料的80%以及完善的加工技術。諾沃研究所測定了其生命周期的數據,數據也是非常的好:大麻纖維加強型複合材料與其所含的化纖成分相比較有較大的熱容和産生的溫室氣體少。當生物型碳庫納入統計時少排放的溫室氣體可能達到30%75%

盡管大多數的天然纖維被用于加強型的化纖塑料,但是來自生物型塑料行業的需求也正在增加,因為耐用産品運用中機型性能的要求提高且要求價格低廉。其它正在增長的運用是絕緣材料,在歐洲大麻纖維已經替代了玻璃和礦物棉。

然而,盡管需求增長利潤擴大,但是大麻纖維不能從中獲益:整個歐洲的大麻纖維産業遭受着錯誤的政策框架的束縛和過去幾年大麻栽培地區也正在減少的影響。

綠化歐洲大麻産業的目标不能很好的發展有2個主要原因:

在工業性生産中持續大力的支持生物能和生物燃料對工業大麻産業是不利的影響(2020的配額:10%的生物燃料和20%的可再生能源,包括生物能、稅收優惠、綠色電力法規等等)。沒有可比的支持,生物型材料将遭受個人資本投資少的痛苦。最近的政策導緻原料可用性及成本市場的扭曲:不斷上漲的耕地價格可能更多通過資助方式提供給能源作物。在已有的政策框架内種植大麻的農民不能獲得相同的利潤;結果導緻種植大麻的地區逐年減少。

因為這些原因,歐洲工業大麻協會強烈的支持歐盟立足于生物型經濟的政策:“生物型化工和材料應有一個公平競争的環境”被不同生物型專家提到,得到了很多涉及生物型經濟的協會、企業和大學的支持。

另外歐洲工業大麻纖維在與進口的纖維如黃麻、紅麻、劍麻的競争中完全不受保護,甚至不能像進口燃料那樣獲得持續的認證。這些熱帶纖維的社會和環境的标準一般是低的。歐洲工業大麻協會正尋求一個對所有進口(本土)自然纖維有約束力的持續認證以保證公平競争。

未來歐盟的政策框架可能會有利于工業大麻,因為一方面對生物燃料的支持開始減少,另一方面新的農業政策将包括有“綠色”的内容。大麻作為一種環境友好型的作物将從“綠色”中受益。在各種各樣生物原料的需求下可持續性的認證也會越來越多。在未來幾年來自汽車制造業和建築業的不斷增長的需求意味着大麻産業将持續增長。


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