在《Bioresource Technology》期刊发表的文章《Valorization of spent mushroom substrate for low-carbon biofuel production: Recent advances and developments》中，Yoong Kit Leong等人系统梳理了废弃蘑菇基质在生物燃料领域的增值利用前沿，为农业废弃物的能源化转化提供了可持续的路径（图1）。随着全球对碳中和和资源再利用的高度关注，探索如何将看似无用的蘑菇种植废料转化为清洁能源，已成为技术与政策交汇的重要课题。

图1. 废蘑菇基质（SMS）是生物燃料生产的新兴原料；蘑菇栽培可作为生物燃料生产的生物预处理；蘑菇和生物燃料的综合生产可满足粮食和能源需求；生物燃料的联合生产有助于提高 SMS 的经济可行性和能源平衡；对 SMS 生产沼气进行了广泛研究，并已接近商业化。

图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36155811/

蘑菇种植过程中使用的大量培养基质，在收获后通常被弃置，这些废蘑菇基质（spent mushroom substrate，SMS）富含木质素、纤维素、半纤维素等结构性碳源，仍具高能值潜力。传统处理方式如填埋或焚烧不仅浪费资源，还带来环境污染。因此，基于生物质能的能源化增值利用成为理想的解决方案，尤其在生物乙醇、沼气、生物氢及热解燃料的制备中展现出多重价值。

在生物乙醇生产方面，SMS通过预处理（如稀酸、碱法或酶法）可释放结构碳水化合物，转化为可发酵单糖，经酵母发酵生成乙醇。该过程技术相对成熟，并已在玉米秸秆、甘蔗渣等农业废物中获得应用经验，SMS则可被纳入这一系统，有望降低原料成本，缓解粮食与燃料的矛盾。

同时，SMS也可用于厌氧发酵生产沼气。其较高的碳含量配合适当的氮源可优化碳氮比，提高甲烷产率。研究指出，SMS在前期蘑菇生长中已被部分微生物降解，有利于后续发酵步骤，提高有机物利用率。此外，与其他废弃物（如禽畜粪便、厨余）联合发酵不仅提高发酵效率，还能平衡营养结构，提升系统稳定性。

更具前景的是生物氢的生产，SMS在特定微生物的作用下通过暗发酵或光合发酵可产出氢气。由于氢能在燃烧中几乎无碳排放，被视为“终极清洁能源”。然而，这一技术对底物释放效率和菌种选择要求更高，需配合热化学、微波或碱性助剂等预处理手段提高转化率。

此外，SMS还可通过热解技术转化为可燃气体、热解油或生物炭。热解过程中，复杂有机物在高温缺氧条件下裂解为气、液、固三相产物。其中液相产物热解油可作为替代柴油使用，生物炭则具备吸附性强、稳定性好等特点，在土壤改良、碳封存、电极材料中有潜在价值，实现了能源与环境双重收益。

不过，要实现SMS能源化的大规模应用，仍需面对若干挑战。首先，SMS成分随蘑菇种类、栽培基材和种植方式而异，导致批次间原料质量波动，对工艺稳定性构成压力。其次，高木质素含量增加了预处理难度，易导致糖产率不高或生成抑制物。此外，在实际应用中，能源产品的分离提纯、过程能耗与成本控制，以及副产物的环境风险也不容忽视。

为克服这些障碍，文章提出多技术协同与系统集成是未来发展方向。例如，将预处理、糖化与发酵整合为一步法；采用复合底物发酵策略提高原料适应性与能量密度；开发耐抑制、产量高的菌株与酶制剂，提升反应效率；同时加强过程控制、能源回收与废物管理，实现工艺闭环与绿色生产。

在政策与市场层面，推动SMS能源化也需建立完善的原料收集体系、标准化处理流程及经济激励机制。作为农业与能源系统交汇的节点，废蘑菇基质的能源转化不仅有助于构建生物质能循环经济模式，也可促进农村绿色发展与碳中和目标的实现。

总结而言，蘑菇基质的“废”并非真正的废，它承载着生物能源的新机遇。从农业副产物到清洁燃料的转化路径正不断被拓宽，科技赋能下的“废物重生”不再是设想，而是在绿色转型浪潮中的现实选择。未来，随着工艺优化、政策配套与商业化推进，废蘑菇基质有望成为可再生能源体系中不可或缺的一环，为世界能源格局注入一抹深绿的希望。

文献链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36155811/