秸稈高效利用或成減碳新路徑
如何找到一種既能固碳,又能減少碳排放的方法為糧食作物生產(chǎn)的碳中和提供一條技術(shù)路徑?團隊將研究聚焦到秸稈碳化為生物炭后還田。
“目前三大主糧作物每年產(chǎn)生6.24億噸秸稈。如果把秸稈做成生物炭還田,可以改良土壤,使土壤蓬松,增加對土壤養(yǎng)分和水分的保持能力,讓土壤中的碳長期留存在土壤里,降低碳分解的速度,增加土壤碳量。”夏龍龍介紹,將秸稈制成生物炭的過程中,秸稈會被熱解,生成惰性碳。同時,生物炭可以促進稻田中甲烷的氧化,從而減少甲烷的排放,并促進氧化亞氮轉(zhuǎn)化為氮氣。
但將秸稈加工為生物炭并不能讓糧食生產(chǎn)的碳減排一蹴而就。團隊經(jīng)過測算發(fā)現(xiàn),如果將秸稈碳化為生物炭還田,同時配以氮肥優(yōu)化管理和稻田間歇灌溉,能將總碳排放從5.6億噸降低至2.3億噸,減排幅度高達66%,但仍然無法實現(xiàn)碳中和。
“從固碳的角度,現(xiàn)在需要開發(fā)效率更高的方法。”顏曉元指出關(guān)鍵所在。秸稈加工為生物炭的過程,還有額外饋贈,那便是生物氣、生物油等副產(chǎn)物。“目前已經(jīng)有項目將生物氣、生物油添加到其他物質(zhì)中,進行純化發(fā)電。”夏龍龍介紹,團隊經(jīng)過測算發(fā)現(xiàn),每年將三大作物產(chǎn)生的72%的秸稈制成生物炭,再收集其間產(chǎn)生的生物氣和生物油進行能源替代,僅后者就可以減少3.3億噸的二氧化碳排放。
在此基礎(chǔ)上,再加上生物炭還田的固碳效果,三大主糧作物生產(chǎn)中,碳排放量可以從2.3億噸減少到-0.4億噸,實現(xiàn)從
碳源到碳匯的轉(zhuǎn)變,從而實現(xiàn)碳中和,同時能夠提高作物產(chǎn)量,降低活性氮和大氣污染物排放。
“這項研究最大的價值,是為農(nóng)業(yè)碳中和的實現(xiàn)提供了一條可能的途徑和借鑒模式。”夏龍龍說。
不積跬步無以至千里。未來,我國的農(nóng)業(yè)碳中和還需破解哪些難題,如何挖掘農(nóng)業(yè)碳中和潛力?
顏曉元認為,目前生物炭的生產(chǎn)成本還比較高,而且秸稈回收有季節(jié)性,要調(diào)動企業(yè)積極性,平衡經(jīng)濟收益與生產(chǎn)成本;同時要開發(fā)輕便化的生物炭加工裝備,使生產(chǎn)出的炭能迅速還田,生產(chǎn)過程產(chǎn)生的能源,能夠被合理利用。
顏曉元建議,未來,還可以嘗試評估
碳足跡,推進節(jié)能降耗和使用
清潔能源,實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的碳減排;同時,優(yōu)化和集成已有農(nóng)業(yè)減排固碳技術(shù)措施并形成區(qū)域示范,加強技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā),建立農(nóng)業(yè)低
碳補償機制,推動將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動納入碳減排與
碳交易框架體系。(記者 金鳳)
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