王凡:超级芦竹将成就新型能源系统

来源:中国经济时报 2023-08-02 10:19:45

【核心观点】


(资料图)

超级芦竹有望替代化石能源,成为新型电力系统中发电燃料的主力军,为构筑安全的新型能源系统提供支撑。

中国经济时报:超级芦竹作为我国自主创新培育的植物能源,已成为植物能源耀眼新星。超级芦竹如何助力构筑新型能源系统?

王凡(中国能源研究会副秘书长、节能减排工作委员会主任):我国要实现碳中和目标,就需要构筑新型能源系统。在新型能源系统中,非化石能源占比要达到85%以上才能实现碳中和。尤其是为了实现生产、生活便利和高质量发展,我们还需要建立新型电力系统,新型电力系统也一定是以非化石能源为主体。超级芦竹产量高、热值稳定、成本低,在实现大规模储能和核聚变商运之前,应是建立新型电力系统、构筑新型能源系统的优先选择。种植开发利用超级芦竹和我们利用农村生物质有天壤之别,种植超级芦竹,农村有收益,无须国家补贴,就可持续发展,而且还可以改善和优化土地与环境。

一直以来,能源界面临着难以同时满足安全可靠、经济可行、绿色低碳的能源“不可能三角”。超级芦竹干基含碳量在46%以上,种植4亿亩—6亿亩就可以替代全国燃煤电厂的发电用煤,种植1亿亩就可提供全国汽车用氢,种植2亿亩就可满足全国3500亿立方米天然气用量。超级芦竹完全可以替代化石能源,提供生产生活中的燃料和原料,支撑新型电力系统,构筑新型能源系统,实现安全可靠、经济可行、绿色低碳,从而依靠科技创新破解绿色发展的难题,解决能源“不可能三角”。

超级芦竹本身是土壤修复改良植物,它抗逆性强,在重金属污染、有机物污染、石油污染等土地上均可生长,并以其巨大的生物质产量,可以快速移除土壤中的污染物,完成对土壤的改良修复。种植芦竹后,土壤中有机碳含量、氮含量、酶含量显著增加,可以平衡土壤酸碱性,提升土壤综合质量。秋冬季随着植物枯黄脱水,植物体内营养成分会随细胞液返回到根部,将空气中的氮固于土壤中,供来年生长用。超级芦竹根部新陈代谢,旧根在地下腐烂蜕化会增加土壤中碳、氮的含量,起到提高土壤肥力、改良修复土壤的作用。

超级芦竹根系密集发达,可深达3—5米,对水土保持,修复土地,有很好的效果。应用工、农业废水以及生活污水进行灌溉也不会损坏芦竹生长,反而会为芦竹补充养分。在江河湖泊周围种植超级芦竹,可以起到护坡固堤的作用。在水体边缘种植一定规模的超级芦竹,可以阻止陆地面污染物渗入水体,起到保护水体的作用。

超级芦竹Rydro-3号是饲料用品种,可以替代青贮玉米,作为牲畜饲料。该品种粗蛋白含量高,是优质的饲料用植物品种。该品种粗蛋白和纤维素可达19%和33%。作为饲料,每年可连续收割三次以上,鲜重产量可达12吨—15吨/亩以上。超级芦竹有良好的适口性,瘤胃微生物活性高,对牛的胃肠寄生虫具有驱虫药效。利用边际土地、盐碱地,规模种植饲料型超级芦竹,提供牲畜饲料,相当于扩大了种粮面积,提高了粮食安全。

超级芦竹每生长1吨,就要吸收空气中1.7吨二氧化碳,碳汇能力是热带森林的5倍、玉米秸秆的7倍、水稻秸秆的15倍,是我国森林平均碳汇能力的25—40倍。超级芦竹是目前植物界吸收二氧化碳能力最强的品种之一,我们在充分保护植物品种多样性的前提下,应该鼓励用超级芦竹替代部分灌木和树木。

采用热解工艺深加工超级芦竹,在生产氢气、天然气、一氧化碳等能源、化工产品的同时,其副产的生物炭也可用来生产炭基肥、炭基土壤改良剂、炭基建材、活性炭、炭基导电材料。炭基肥、炭基土壤改良剂是修复土地的最好材料。采用这样的路线,在源源不断获得化石能源替代品的同时,还可以经久不息地实现固碳,能源产业竟可以成为负碳产业,这是颠覆性的变化,对于实现“双碳”目标意义重大。

种植开发利用超级芦竹,在我们获得丰富的低碳负碳能源的同时,还能够帮助我们不断优化人与自然和谐共生的环境。

超级芦竹属典型的四碳植物,具有较高的光合速率。其光合速率达5—7克二氧化碳/平方米/小时。在自然界,二氧化碳+水,通过光(条件)叶绿体(场所),转化生成有机物(储存能量)+氧气。

只要我们有足够的边际土地和盐碱地,用来种植超级芦竹,加以开发利用,成就新型电力系统,构筑新型能源系统,就完全可以提高生产质量和生活品质,鼓励人们更多地使用“安全可靠、经济可行、绿色低碳”的能源,实现能源自由王国。

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