降碳減排“新利器”：生物炭技術(shù)前景可期

導(dǎo)語

生物炭，作為一種多功能的碳材料，已經(jīng)在市場上展現(xiàn)出其獨特的應(yīng)用潛力。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，生物炭作為土壤改良劑，有助于提高作物產(chǎn)量和改善土壤質(zhì)量，這一市場需求的增長潛力巨大。環(huán)境保護方面，生物炭對污染物的吸附能力使其在水質(zhì)凈化和空氣凈化市場中占有一席之地。在能源領(lǐng)域，生物炭的應(yīng)用已超越傳統(tǒng)的熱能產(chǎn)生，其潛力正在新興的能源轉(zhuǎn)換技術(shù)中得到探索。此外，隨著全球?qū)堤疾呗缘男枨笕找嬖鲩L，生物炭作為一種有效的碳匯介質(zhì)，其在碳減排方面的作用愈發(fā)凸顯?？傮w而言，生物炭的市場應(yīng)用前景廣闊，預(yù)計將在多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)顯著增長。

生物炭概述

生物炭是具有多種功能的材料，是生物有機物(生物質(zhì))在缺氧或絕對氧氣環(huán)境中高溫?zé)峤夂蟮墓腆w產(chǎn)物。它具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)、較高的比表面積和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，在眾多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力。工業(yè)生物炭作為一種綠色有機材料，在能源、環(huán)境、農(nóng)業(yè)和林業(yè)等多個產(chǎn)業(yè)中扮演著關(guān)鍵角色。這種材料能夠有效地存儲碳元素，從而減少溫室氣體的排放，使其在固碳減排領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。

生物質(zhì)炭原料及分類

生物炭的分類通?；谄湓蟻碓?，不同類型的原料在熱解過程中會產(chǎn)生具有不同特性的生物炭。

每種生物炭的特性和應(yīng)用潛力都與其原料的物理和化學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)。例如，殼類生物炭可能更側(cè)重于土壤結(jié)構(gòu)的改善，而糞污生物炭可能更側(cè)重于提供植物生長所需的養(yǎng)分。因此，在選擇和應(yīng)用生物炭時，需要根據(jù)具體的土壤條件和作物需求來決定最合適的類型。

生物炭在減排中的應(yīng)用

1 土壤改良與碳封存。

生物炭可以作為土壤改良劑，提高土壤的保水和透氣性、土壤肥力和碳儲存能力，促進作物生長，提升作物產(chǎn)量，同時減少化肥使用，降低農(nóng)業(yè)碳排放。

2 水體凈化與碳減排。

生物炭的多孔結(jié)構(gòu)及高比表面積使其與活性炭類似，可以用于環(huán)境中的污染物的吸附劑。目前，已有很多研究使用廢棄物制成的生物炭來去除水中的污染物，降低碳排放，為保護水資源提供技術(shù)支持。

3 生物質(zhì)能源替代。

生物炭作為一種可再生碳源，燃燒性能好，熱值高，清潔，無污染，可應(yīng)用于農(nóng)村分散供熱，供暖以及城市集中供暖，發(fā)電等，有效調(diào)整我國能源結(jié)構(gòu)，為綠色可持續(xù)發(fā)展提供新型起步點和著眼點。

4 農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展。

生物炭的制備和應(yīng)用可以促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展，提高農(nóng)民收入。例如，農(nóng)村地區(qū)可以利用生物炭項目，通過收集農(nóng)業(yè)廢棄物和林業(yè)剩余物，并采用生物炭制備技術(shù)，實現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，從而提升了農(nóng)民的收入水平，顯著改善農(nóng)村經(jīng)濟狀況，進一步推動當(dāng)?shù)乜沙掷m(xù)發(fā)展進程。

另外，生物炭的制備不僅有助于減少有機廢物的排放，促進資源的循環(huán)利用，而且其高溫?zé)峤膺^程還能產(chǎn)生可再生能源，如生物油和合成氣，這些清潔能源可以替代傳統(tǒng)的化石燃料，進而降低溫室氣體的排放。在空氣凈化和廢氣處理等領(lǐng)域，生物炭同樣展現(xiàn)出顯著的應(yīng)用潛力，有助于改善環(huán)境質(zhì)量。

生物炭市場發(fā)展現(xiàn)狀

1 市場需求推動生物炭市場擴張

據(jù)最新的市場研究報告顯示，2022年中國生物炭市場的規(guī)模已經(jīng)達到了約1.51億元人民幣。這一數(shù)字不僅反映了生物炭作為一種新興的環(huán)保材料在中國市場的初步認(rèn)可，也體現(xiàn)了其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護和土壤改良等領(lǐng)域中的潛在價值。未來幾年，預(yù)計中國生物炭市場將繼續(xù)保持強勁的增長勢頭。根據(jù)預(yù)測，到2028年，全球生物炭市場的規(guī)模將達到45.88億元人民幣，其中中國市場將占據(jù)重要份額。

在地理分布上，廣東省、山東省和河南省是中國生物炭的主要生產(chǎn)地。廣東省是中國重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，尤其是在水稻種植方面，生物炭的應(yīng)用有助于提高土壤的有機質(zhì)含量和保水能力，從而提高水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)。山東省和河南省作為中國的糧食生產(chǎn)大省，對土壤改良和作物增產(chǎn)的需求巨大，生物炭的應(yīng)用在這些地區(qū)得到了廣泛推廣。

沿海地區(qū)如江蘇省、浙江省和福建省，由于經(jīng)濟發(fā)達和土地資源緊張，對高效農(nóng)業(yè)技術(shù)的需求更為迫切。這些地區(qū)的生物炭市場發(fā)展迅速，不僅用于糧食作物生產(chǎn)，還廣泛應(yīng)用于園藝作物和特種作物種植，如茶葉、水果等。生物炭的使用不僅提高了作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，還有助于減少化學(xué)肥料和農(nóng)藥的使用，促進了生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

這些地區(qū)的生物炭市場發(fā)展迅速，不僅滿足了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，也為區(qū)域環(huán)境治理和可持續(xù)發(fā)展提供了技術(shù)支撐。隨著生物炭技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，預(yù)計中國生物炭市場在地理分布上將更加均衡，市場需求將進一步增長。

2 減排需求促進生物炭市場廣泛應(yīng)用

– 國際 –

國際生物炭倡導(dǎo)組織 (IBI)在2023年發(fā)布的最新研究報告表明，生物炭可作為降碳解決方案，在全球和各國的降碳減排中發(fā)揮重要作用。

生物炭每年可減少 6% 的全球碳排放量，大約相當(dāng)于 30 億噸二氧化碳或 803 家燃煤發(fā)電廠一年的總碳排放量。

在超過 25 個國家/地區(qū)（主要集中在非洲、南美洲和東歐），生物炭的最低除碳潛力也達到了 10%，在埃斯瓦提尼，生物炭有可能減少 30% 以上的碳排放，在馬拉維、阿根廷和加納，生物炭更有望能減少 20% 以上的碳排放。

全球最大的二氧化碳排放國（包括中國、美國、巴西和印度）的二氧化碳清除潛力最大，它們可以通過生物炭開辟一條可持續(xù)的降碳減排之路。

此次披露的數(shù)據(jù)凸顯了生物炭在增加碳清除量方面的潛力，預(yù)示著生物炭將成為未來減緩氣候變化和促進可持續(xù)發(fā)展的重要工具。

– 國內(nèi)–

在中國，生物炭的應(yīng)用正迅速普及，其發(fā)展勢頭在碳中和的大背景下顯得格外強勁。這種增長背后的驅(qū)動力來自于生物炭技術(shù)的市場潛力，該技術(shù)不僅滿足了農(nóng)業(yè)廢棄物處理的安全性和低碳要求，而且在促進土壤和環(huán)境可持續(xù)管理方面發(fā)揮著重要作用。

隨著生物質(zhì)廢棄物炭化處理的優(yōu)勢日益被認(rèn)可，包括減量、減毒、增值和增效，它逐漸成為替代傳統(tǒng)廢棄物處理技術(shù)的首選方案。特別是，以秸稈為代表的生物質(zhì)炭在綠色農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用價值已經(jīng)得到了廣泛認(rèn)可。技術(shù)創(chuàng)新、設(shè)備改進以及工程整合的發(fā)展，不僅實現(xiàn)了多種廢棄物的碳化資源轉(zhuǎn)化，還促進了多聯(lián)產(chǎn)的生產(chǎn)模式。

此外，技術(shù)創(chuàng)新、設(shè)備改進以及工程整合的推動下，多種廢棄物得以實現(xiàn)碳化資源的轉(zhuǎn)化和多聯(lián)產(chǎn)，而工業(yè)化系統(tǒng)的創(chuàng)新升級則能滿足大規(guī)模炭化及產(chǎn)品深加工的需求。為大規(guī)模炭化和產(chǎn)品深加工提供了有效的解決方案。

據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國的生物炭市場需求量約為2億噸，而實際產(chǎn)能僅有1000多萬噸，存在巨大的差距。由于生物炭的環(huán)保性、低成本等優(yōu)點，不斷吸引著企業(yè)的投資，使得生物炭行業(yè)的市場規(guī)模不斷擴大。

2022年中國生物炭的產(chǎn)量約為3.61萬噸，需求量約為3.49萬噸，市場價格約為2750元每噸。全球范圍內(nèi)，生物炭市場在2023年的規(guī)模達到了21.96億美元，預(yù)計2023年至2028年將實現(xiàn)9.27%的復(fù)合年增長率。

3 政策支持為生物炭發(fā)展提供有力保障

生物炭作為一種可再生能源和生物質(zhì)能源，正受到世界各國的廣泛關(guān)注。為了推動其發(fā)展，各國紛紛通過立法、財政補貼、稅收減免、信貸優(yōu)惠以及市場機制和政策激勵等多種措施。我國對生物炭產(chǎn)業(yè)的支持政策涵蓋了能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的體制機制、監(jiān)測評價機制、綠色能源消費促進機制等多個方面，旨在推動生物炭等可再生能源在能源消費中的比重，促進生物炭產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機制和政策措施：

國家發(fā)展改革委和國家能源局發(fā)布了一系列意見，旨在推動能源消費革命、供給革命、技術(shù)革命和體制革命，加快構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系。這些政策強調(diào)了能源領(lǐng)域碳減排的重要性，并提出了“十四五”時期建立推進能源綠色低碳發(fā)展的制度框架，以及到2030年基本建立完整的能源綠色低碳發(fā)展基本制度和政策體系的目標(biāo)

2021年5月，《“十四五”城鎮(zhèn)生活垃圾分類和處理設(shè)施發(fā)展規(guī)劃》鼓勵推廣廚余垃圾資源化利用技術(shù)，包括生物柴油、沼氣、土壤改良劑等產(chǎn)品的生產(chǎn)。

2022年5月，國家發(fā)改委發(fā)布的《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》提出要積極開發(fā)生物質(zhì)能源，包括生物質(zhì)發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)、生物質(zhì)燃料等，以推動生物質(zhì)能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，促進化石能源向綠色低碳可再生能源的轉(zhuǎn)型。

2022年6月，《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出，到2025年，生物質(zhì)能等非化石能源的消費比重要達到20%左右，可再生能源消費總量達到10億噸標(biāo)準(zhǔn)煤左右，其中生物質(zhì)能作為可再生能源的重要組成部分，將在能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮重要作用。

綠色能源消費促進機制：

推進統(tǒng)一的綠色產(chǎn)品認(rèn)證與標(biāo)識體系建設(shè)，建立綠色能源消費認(rèn)證機制，鼓勵全社會優(yōu)先使用綠色能源和采購綠色產(chǎn)品及服務(wù)。這些政策有助于推動生物炭等可再生能源在能源消費中的比重。

生物炭減排的未來發(fā)展建議

盡管生物炭的應(yīng)用具有廣泛的前景，但仍有許多問題需要深入研究。為了推動生物炭未來的可持續(xù)發(fā)展，建議采取以下措施：

1. 加大對生物炭基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的投入，以改進生產(chǎn)技術(shù)，降低成本，并提高生物炭的質(zhì)量和性能。

2. 通過建立示范項目，展示生物炭在碳減排、土壤改良、水資源管理等領(lǐng)域的實際效果，增加公眾和相關(guān)部門對生物炭潛力的認(rèn)識。

3. 制定相應(yīng)的政策和標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵生物炭的可持續(xù)生產(chǎn)和使用，同時確保環(huán)境影響得到妥善管理。同時，加強國際合作與知識共享，促進技術(shù)的轉(zhuǎn)移和能力建設(shè)。

4. 通過提供激勵措施，吸引私營部門投資生物炭的生產(chǎn)和應(yīng)用，同時考慮土地利用的可持續(xù)性，避免對糧食安全和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生負(fù)面影響。

5. 建立長期的監(jiān)測和評估系統(tǒng)，以跟蹤生物炭應(yīng)用的效果和環(huán)境影響，確保其可持續(xù)性，并在項目規(guī)劃和實施過程中，確保公眾的參與，促進社會接受和支持。

通過綜合實施上述策略，可促進生物炭技術(shù)的進步和廣泛采用，并加速生物炭技術(shù)的商業(yè)化進程，提高其環(huán)境效益，確保其在未來的可持續(xù)發(fā)展中扮演關(guān)鍵角色。