進行此項研究的凱莉·羅伯茨和同事指出,生物炭不是一般的木炭,是一種碳含量極其豐富的木炭。它是在低氧環境下,通過高溫裂解將木材、草、玉yu米mi稈gan或huo其qi它ta農nong作zuo物wu廢fei物wu碳tan化hua。早zao在zai幾ji百bai年nian前qian,亞ya馬ma遜xun印yin第di安an人ren就jiu會hui將jiang生sheng物wu炭tan和he有you機ji質zhi摻chan入ru土tu中zhong,創chuang造zao出chu肥fei沃wo的de黑hei土tu,今jin天tian這zhe種zhong木mu炭tan被bei稱cheng為wei生sheng物wu炭tan(biochar),用植物廢料,而非森林裏的樹木製成。
成果作用
這項研究涉及生物炭的“生命周期分析”,它(ta)的(de)形(xing)成(cheng)過(guo)程(cheng)對(dui)減(jian)緩(huan)全(quan)球(qiu)變(bian)暖(nuan)所(suo)起(qi)的(de)作(zuo)用(yong),以(yi)及(ji)使(shi)用(yong)它(ta)可(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)的(de)影(ying)響(xiang)。研(yan)究(jiu)結(jie)果(guo)表(biao)明(ming),製(zhi)造(zao)生(sheng)物(wu)炭(tan)是(shi)一(yi)種(zhong)固(gu)定(ding)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)的(de)經(jing)濟(ji)可(ke)行(xing)的(de)方(fang)式(shi),不(bu)僅(jin)固(gu)化(hua)了(le)樹(shu)木(mu)和(he)作(zuo)物(wu)內(nei)已(yi)吸(xi)收(shou)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan),其(qi)產(chan)物(wu)“生物碳”baocunzaiturangzhong,jiqianniandoubuhuifashengbianhua,shengchankezaishengnengyuandetongshi,haitigaoleturangfeili,tigaonongzuowuchanliang。shengwutankeyibeimairufeiqimeikuang,huogengzhongshimairuturangzhong。shengwutantianmaihaiyouliyugaishanturangpaishuixitong,bingjiang80%左右的諸如一氧化氮和甲烷等溫室氣體封存在土壤中,阻止其排放到大氣中。
現代方法
zhizuoshengwutandexiandaifangfashizaidiyanghuanjingxiayonggaowenjiarezhiwulaji,shiqifenjie。riqian,qihouzhuanjiazhaodaolegengqingjiehuanbaodefangshi,jinxinggongyeguimoeryanghuatanguding,liyongjuxingweiboronglujiangeryanghuatanfengcunzai“生物炭”中,然後進行掩埋。這種特製“微波爐”jiangchengweizhanshengquanqiubiannuandezuixinliqi。yinci,gaijishumeiniankeyijianshaoxiangkongqizhongpaifangjishiyiduneryanghuatan。riqianbushaorenjiangshengwutanjishushiweimuqianweizhijiejueqihoubiannuanwentide“尚方寶劍”,一種“氣候變化減緩”戰略和恢複退化土地的方式。有些專家甚至聲稱,生物炭可吸收如此多的二氧化碳,以至地球能恢複到工業化之前的二氧化碳水平。
研究前景
1、可將碳元素鎖在土壤內達數百年
植(zhi)物(wu)的(de)腐(fu)爛(lan)自(zi)然(ran)而(er)然(ran)會(hui)令(ling)土(tu)壤(rang)中(zhong)含(han)有(you)大(da)量(liang)的(de)碳(tan)元(yuan)素(su)。但(dan)是(shi)這(zhe)些(xie)碳(tan)相(xiang)對(dui)而(er)言(yan)是(shi)不(bu)穩(wen)定(ding)的(de),受(shou)氣(qi)候(hou)影(ying)響(xiang)很(hen)大(da)。一(yi)旦(dan)遇(yu)到(dao)像(xiang)農(nong)耕(geng)這(zhe)樣(yang)的(de)變(bian)化(hua),土(tu)壤(rang)就(jiu)會(hui)釋(shi)放(fang)出(chu)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)。這(zhe)使(shi)得(de)它(ta)們(men)既(ji)是(shi)碳(tan)源(yuan)、又是碳彙。因此,用土壤來鎖定碳元素的想法對氣候學家而言沒有絲毫的吸引力。
生sheng物wu炭tan與yu土tu壤rang鎖suo碳tan的de不bu同tong之zhi處chu在zai於yu,生sheng物wu炭tan可ke以yi穩wen定ding地di將jiang碳tan元yuan素su鎖suo住zhu長chang達da數shu百bai年nian。其qi中zhong的de碳tan元yuan素su被bei礦kuang化hua後hou很hen難nan再zai分fen解jie。更geng重zhong要yao的de是shi,除chu了le它ta所suo具ju備bei的de土tu壤rang改gai良liang功gong能neng外wai,其qi生sheng產chan過guo程cheng中zhong產chan生sheng的de一yi些xie副fu產chan品pin更geng是shi具ju有you很hen高gao的de經jing濟ji吸xi引yin力li。
生產過程中,大約1/3轉化為生物炭,1/3轉化為可用於燃燒發電的合成氣,還有1/3則形成原油替代品。這種替代品雖然無法用作運輸燃料,但卻可以用來製造塑料。因此澳大利亞著名的探險家、自然學家提姆·富蘭納瑞認為生物炭的這些特性“使我們能夠同時解決三四個重大危機:氣候變化危機,能源危機,以及食品和水資源危機。”使用生物炭不僅能夠使土壤肥沃,還能夠幫助土壤保持水分。
2、能有效減少空氣中碳含量
據全球碳計劃統計,2000到2007年,人類排放到大氣中的二氧化碳中每年有54%,約48億噸,被陸地和海洋中的碳彙(例如森林和海洋中的浮遊生物等)所吸收。然而每年仍然有大約40億(yi)噸(dun)的(de)剩(sheng)餘(yu)的(de)碳(tan)需(xu)要(yao)我(wo)們(men)想(xiang)辦(ban)法(fa)去(qu)降(jiang)低(di)或(huo)者(zhe)吸(xi)收(shou)。此(ci)外(wai),由(you)於(yu)陸(lu)地(di)和(he)海(hai)洋(yang)的(de)變(bian)暖(nuan),天(tian)然(ran)碳(tan)彙(hui)的(de)吸(xi)收(shou)量(liang)正(zheng)在(zai)下(xia)降(jiang),這(zhe)就(jiu)意(yi)味(wei)著(zhe)我(wo)們(men)要(yao)麼(me)付(fu)出(chu)更(geng)大(da)的(de)努(nu)力(li)減(jian)少(shao)空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)碳(tan)含(han)量(liang),要(yao)麼(me)停(ting)止(zhi)向(xiang)空(kong)氣(qi)中(zhong)排(pai)放(fang)碳(tan)。
變廢為寶
三種可行的方式
1、集中化
——某一地區的所有生物質廢料都被送到中央處理廠進行集中處理,目前美國和加拿大的公司普遍采用這種方式;
2、非集中化方式
——每個農戶或小型農戶聯合體擁有屬於自己的技術含量相對較低的高溫分解爐。
3、流通的方法
yiliangzhuangyougaowenfenjieshebeidehechengqidonglichezouxiangchuanhu,jiangzhihaodeshengwutangeinonghushiyong,jiangshengwuyoushoujiqilai,songdaojinglianchangjiangqibianchengkegongcheliangshiyongdeyetaishengwuranliao,zhezhongfangfakenenggengweikexing。
guanliyukechixufazhanyanjiusuozhichu,zaibaxi,ganzhededingbuyibanzaitianjianjiudifenshao,erzhitangchanshengdeganzhezhakeyibeiyouxiaodizhuanhuaweishengwutan。juguji,baximeinianshouhuo4億6千萬噸甘蔗,其中約2億3千萬噸可以用來進行高溫分解製造生物炭。
實踐過程
德(de)國(guo)賓(bin)根(gen)的(de)汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)中(zhong),傳(chuan)送(song)帶(dai)將(jiang)半(ban)幹(gan)的(de)汙(wu)水(shui)流(liu)送(song)入(ru)鋼(gang)容(rong)器(qi)中(zhong),空(kong)氣(qi)中(zhong)散(san)布(bu)著(zhe)汙(wu)泥(ni)成(cheng)熟(shu)的(de)氣(qi)味(wei)。汙(wu)水(shui)通(tong)過(guo)容(rong)器(qi)變(bian)成(cheng)閃(shan)亮(liang)的(de)黑(hei)色(se)顆(ke)粒(li),接(jie)著(zhe)在(zai)經(jing)過(guo)這(zhe)種(zhong)短(duan)暫(zan)的(de)生(sheng)態(tai)“煉金術”處理之後,汙物最終變成了木炭,埋藏於地下。將碳封存,防止其進入大氣。 該技術的支持者表示,該方式儲存碳非常有效。未來的全球氣候協定中,應該包括生物炭這種技術。
埋(mai)藏(zang)生(sheng)物(wu)炭(tan)還(hai)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)土(tu)壤(rang)肥(fei)力(li),因(yin)為(wei)其(qi)蜂(feng)窩(wo)狀(zhuang)顆(ke)粒(li)成(cheng)為(wei)水(shui)分(fen)和(he)肥(fei)料(liao)的(de)儲(chu)存(cun)庫(ku)。英(ying)國(guo)東(dong)南(nan)地(di)區(qu)的(de)洛(luo)桑(sang)即(ji)將(jiang)開(kai)始(shi)田(tian)間(jian)試(shi)驗(yan),評(ping)估(gu)生(sheng)物(wu)炭(tan)對(dui)土(tu)壤(rang)結(jie)構(gou)和(he)水(shui)分(fen)的(de)好(hao)處(chu)。澳(ao)大(da)利(li)亞(ya)、美國和德國的實驗已經顯現出一些成果,特別是在其他土壤貧瘠的地區。
生物炭受到了關注氣候變化人士的支持。賓根生物炭工廠設計工程師海爾馬特·葛波爾(Helmut Gerber)表示,他設計的高溫裂解設備,原本是為了解決汙物灰燼堵塞常規鍋爐的問題。
通常情況下,汙水處理是溫室氣體的重要來源,廢物經焚化(可產生更多排放)產生的粉灰用於建築行業。在賓根,10%的汙水流被輸入試驗性的高溫裂解工廠,工廠用最少的氧氣加熱廢物,分離出一氧化碳和甲烷,之後燃燒再為高溫裂解過程提供熱量。
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