轉(zhuǎn)化固廢“碳足跡”

文章來(lái)源:人民網(wǎng)碳交易網(wǎng)2022-02-16 13:12

在亞馬孫河流域,一種富含黑色物質(zhì)的“印第安黑土”一直以來(lái)被當(dāng)?shù)剞r(nóng)民用作提高土壤肥力的特殊肥料?,F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn),這種黑土其實(shí)是一種生物質(zhì)炭,來(lái)自古老的動(dòng)植物殘余,為亞馬孫盆地農(nóng)業(yè)文明所留遺跡。目前,這種生物質(zhì)炭的潛在功能正啟發(fā)科學(xué)家為應(yīng)對(duì)氣候變化找尋新途徑。近日,一篇刊登在《自然地球科學(xué)》雜志的文章指出,全球制備和使用生物質(zhì)炭的減排潛力可達(dá)到34億—63億噸二氧化碳當(dāng)量。
 
隨著城市化的不斷發(fā)展,來(lái)源廣泛的固體廢棄物數(shù)量急劇增加,不僅造成環(huán)境污染,也產(chǎn)生大量的溫室氣體。其中,尤以占比最大的生物質(zhì)廢棄物溫室效應(yīng)最為嚴(yán)重,包括植物殘?bào)w、牲畜糞便、廚余垃圾、工農(nóng)業(yè)生物垃圾等。據(jù)統(tǒng)計(jì),固體廢棄物填埋場(chǎng)是美國(guó)溫室氣體甲烷的第三大排放源,2019年其甲烷排放量相當(dāng)于2160萬(wàn)輛汽車全年行駛的甲烷排放量,或1200萬(wàn)戶家庭能源消耗的碳排放。

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目前,生物質(zhì)發(fā)電是生物質(zhì)垃圾利用較為普遍的方式。不過(guò),生物質(zhì)廢棄物來(lái)源多樣,收集和轉(zhuǎn)化為電力的成本高昂,與低廉轉(zhuǎn)化產(chǎn)品價(jià)值之間存在顯著矛盾。為此,科學(xué)家積極尋找“變廢為寶”的新路徑,以實(shí)現(xiàn)對(duì)生物質(zhì)廢棄物大規(guī)模和多途徑的利用,因此,生物質(zhì)炭近年來(lái)受到越來(lái)越多的關(guān)注。
 
生物質(zhì)炭由生物質(zhì)在缺氧條件下經(jīng)過(guò)高溫轉(zhuǎn)化而成,是一種富含碳素的多孔固體顆粒物質(zhì)。大量有機(jī)廢棄物都可用作制備原料。這一“古老”的新生事物能將生物質(zhì)中不穩(wěn)定的有機(jī)碳轉(zhuǎn)化固定,還因具備多重潛在價(jià)值引起土壤學(xué)家、農(nóng)學(xué)家、環(huán)境學(xué)家、生態(tài)學(xué)家、能源學(xué)家的廣泛興趣。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,土壤中添加生物質(zhì)炭可以改善持水能力和養(yǎng)分供應(yīng),增加微生物活性,利于作物增產(chǎn);在工業(yè)領(lǐng)域,生物質(zhì)炭可以用作電池電極或催化劑,比如電池中石墨的替代品;在環(huán)境領(lǐng)域,生物質(zhì)炭作為優(yōu)良的吸附材料可以去除環(huán)境中的污染物,還可以吸附游離碳和氮化合物,減少生物質(zhì)在轉(zhuǎn)化過(guò)程中溫室氣體的排放。 本`文@內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)^碳-排-放^*交*易^網(wǎng)-tan pai fang. com
 
此外,生物質(zhì)炭的制備方法簡(jiǎn)單多樣,包括高溫?zé)峤?、水熱炭化、烘焙炭化、氣化炭化和傳統(tǒng)碳化等類型。制備場(chǎng)地也靈活多樣,從大型工業(yè)到小型家庭規(guī)模,甚至在農(nóng)田場(chǎng)地都可以制得。因此,其在應(yīng)用和推廣方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。不過(guò),目前生物質(zhì)炭的有效性取決于其物理和化學(xué)特性,而這些特性受到廢棄物本身的可利用性和生產(chǎn)加工制造等因素的影響,對(duì)其機(jī)理還需進(jìn)一步系統(tǒng)研究。
 
應(yīng)該看到,對(duì)生物質(zhì)廢棄物等固體廢棄物的轉(zhuǎn)化利用無(wú)論方式優(yōu)劣,都屬于末端處置。在對(duì)這部分技術(shù)探索優(yōu)化的同時(shí),還應(yīng)重視全生命周期管理,做好源頭減量化和過(guò)程資源化,才能在“末端無(wú)害化”中達(dá)到事半功倍的效果。目前一些發(fā)達(dá)國(guó)家借助市場(chǎng)介導(dǎo)、政府調(diào)控和科技入股等方式,逐步形成固體廢棄物收集、回收、加工及銷售的系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。在我國(guó),相關(guān)產(chǎn)業(yè)正處于技術(shù)攻堅(jiān)和商業(yè)化應(yīng)用開拓的關(guān)鍵階段,需結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況就研究方法、技術(shù)工藝、產(chǎn)品流通等環(huán)節(jié)建立健全標(biāo)準(zhǔn)化體系,加快構(gòu)建完整產(chǎn)業(yè)鏈,推動(dòng)固廢處理行業(yè)早日實(shí)現(xiàn)減污降碳的協(xié)同目標(biāo)。

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(作者為中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所研究員)

 

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