「生物碳」生物炭是什么东西

今天我们来聊聊生物碳,以下6个关于生物碳的观点希望能帮助到您找到想要的新能源资讯。

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生物碳主要成分

碳是生物的基本元素，在宇宙中以油脂存在，约有一亿吨

什么是生物碳？

柴草、木材等可燃烧的植物。

是“绿色”能源，对环境污染最小或认为污染为0.（注1.不会产生二氧化硫等工业污染；2绿色并不是颜色是绿的意思，是指环保的意思）

生物炭的详细简介

生物炭不是一般的木炭，是一种碳含量极其丰富的木炭。它是在低氧环境下，通过高温裂解将木材、草、玉米秆或其它农作物废物碳化。这种由植物形成的，以固定碳元素为目的的木炭被科学家们称为“生物炭”。它的理论基础是：生物质，不论是植物还是动物，在没有氧气的情况下燃烧，都可以形成木炭。

生物炭是一种经过高温裂解“加工”过的生物质。裂解过程不仅可以产生用于能源生产的气体，还有碳的一种稳定形式——木炭，木炭被埋入地下，整个过程为“碳负性”（carbon negative）。

生物炭几乎是纯碳，埋到地下后可以有几百至上千年不会消失，等于把碳封存进了土壤。生物炭富含微孔，不但可以补充土壤的有机物含量，还可以有效地保存水分和养料，提高土壤肥力。事实上，之所以肥沃的土壤大都呈现黑色，就是因为含碳量高的缘故。英国环保大师詹姆斯·拉夫洛克称，生物炭是减轻灾难性气候变化的唯一希望。研究人员也表示，生物炭也能提高农业生产率，减少对碳密集肥料的需求。木炭碎料的孔洞结构十分容易聚集营养物质和有益微生物，从而使土壤变得肥沃，利于植物生长，实现增产的同时让农业更具持续性。更妙的是，它把碳锁定在生物群内，而非让它排放到空气中。

生物质炭的定义是什么？

在亚马孙河流域，一种富含黑色物质的“印第安黑土”一直以来被当地农民用作提高土壤肥力的特殊肥料。现代研究发现，这种黑土其实是一种生物质炭，来自古老的动植物残余，为亚马孙盆地农业文明所留遗迹。目前，这种生物质炭的潜在功能正启发科学家为应对气候变化找寻新途径。近日，一篇刊登在《自然地球科学》杂志的文章指出，全球制备和使用生物质炭的减排潜力可达到34亿至63亿吨二氧化碳当量。

随着城市化的不断发展，来源广泛的固体废弃物数量急剧增加，不仅造成环境污染，也产生大量的温室气体。其中，尤以占比最大的生物质废弃物温室效应最为严重，包括植物残体、牲畜粪便、厨余垃圾、工农业生物垃圾等。据统计，固体废弃物填埋场是美国温室气体甲烷的第三大排放源，2019年其甲烷排放量相当于2160万辆汽车全年行驶的甲烷排放量，或1200万户家庭能源消耗的碳排放。

英国德拉克斯电站鸟瞰图和具有碳捕获能力的生物质储罐。（来源：视觉中国）

目前，生物质发电是生物质垃圾利用较为普遍的方式。不过，生物质废弃物来源多样，收集和转化为电力的成本高昂，与低廉转化产品价值之间存在显著矛盾。为此，科学家积极寻找“变废为宝”的新路径，以实现对生物质废弃物大规模和多途径的利用，因此，生物质炭近年来受到越来越多的关注。

生物质炭由生物质在缺氧条件下经过高温转化而成，是一种富含碳素的多孔固体颗粒物质。大量有机废弃物都可用作制备原料。这一“古老”的新生事物能将生物质中不稳定的有机碳转化固定，还因具备多重潜在价值引起土壤学家、农学家、环境学家、生态学家、能源学家的广泛兴趣。在农业领域，土壤中添加生物质炭可以改善持水能力和养分供应，增加微生物活性，利于作物增产；在工业领域，生物质炭可以用作电池电极或催化剂，比如电池中石墨的替代品；在环境领域，生物质炭作为优良的吸附材料可以去除环境中的污染物，还可以吸附游离碳和氮化合物，减少生物质在转化过程中温室气体的排放。

此外，生物质炭的制备方法简单多样，包括高温热解、水热碳化、传统碳化等类型。制备场地也灵活多样，从大型工业到小型家庭规模，甚至在农田场地都可以制得。因此，其在应用和推广方面具有显著优势。不过，目前生物质炭的有效性取决于其物理和化学特性，而这些特性受到废弃物本身的可利用性和生产加工制造等因素的影响，对其机理还需进一步系统研究。

应该看到，对生物质废弃物等固体废弃物的转化利用无论方式优劣，都属于末端处置。在对这部分技术探索优化的同时，还应重视全生命周期管理，做好源头减量化和过程资源化，才能在“末端无害化”中达到事半功倍的效果。目前一些发达国家借助市场引导、政府调控和科技入股等方式，逐步形成固体废弃物收集、回收、加工及销售的系统产业。在我国，相关产业正处于技术攻坚和商业化应用开拓的关键阶段，需结合国内实际情况就研究方法、技术工艺、产品流通等环节建立健全标准化体系，加快构建完整产业链，推动固废处理行业早日实现减污降碳的协同目标。

生物碳的优点

生物碳可以保护环境。鉴于其高含碳量和多孔的特性，它不仅可提高土壤蓄水储养的能力，还可保护土壤中的微生物。它像一个地下碳水槽，锁住二氧化碳，最终达到增加作物产量的效果。

美国国家海洋与大气局的统计数据显示，从20世纪80年代开始，大气中的二氧化碳含量就以惊人的速度攀升。八十年代的二氧化碳含量以每年百万分之一点五的速度上涨，而自2000年以来，这个速度被改写至每年百万分之二.

而生物碳则可吸收有机物质腐烂时释放至大气的二氧化碳；并帮助植物有效储存其光合作用所需的二氧化碳。通过这两种方式，生物碳起到了洁净空气的作用。

Christoph Steiner是生物碳领域的学科带头人。他说：“土地中自然存有大量的碳元素，因此，充分利用生物碳可降低大气中二氧化碳的含量。”

根据美国国家航空宇航局的科学家James Hansen的研究，如果生物碳可在全球范围内有效使用，那么大气中的二氧化碳含量可在50年内降低百万分之八。

生产生物碳过程中产生的副产品，对环境保护和能源生成也是大有益处的。生成过程中约1/3原料变为生物碳，1/3可被再加工用于发电，另1/3则可成为原油。生产时释放出的气体可被用于发电，而其他一些副产品可用于制药。

生物碳是面向未来的，低成本，可持续性的环保能源。而它的起源则可追溯到几千年前。

生物碳的简介

在佐治亚大学农业大道附近，有一台非常独特的机器。这台机器犹如一个锦囊，蕴藏着解决多个环境危机的办法，比如温室效应，能源危机，以及食品和水资源短缺。作为国际上少数几个致力于探寻碳源循环利用途径的科学家，Brian Bibens骄傲地说：“这台制造加工生物碳的设备，是我们研究成果的结晶。”

Brian Bibens是“生物碳”领域的专家。所谓生物碳，是由有机垃圾，如动物粪便，动物骨头，植物根茎，木屑和麦秸秆等加工而成的一种多孔碳。这些构成生物碳的有机垃圾被称为“生物量”。在提炼生物碳时，Brian Bibens将生物量装在八角形的金属桶内以高温加热。在热化学效应下，生物量被高温分解，成为可用做肥料的类似于碳球状的物质。很多科学家冠以生物碳“黑色黄金”的美誉。

随着全球气候变化加剧，每个人都希望能够找到一种更完美的途径，以快速、经济地降低碳的排放量，至今仍然未有一个理想的解决方案。不过，这并不意味着就没有通往“碳零排放”的捷径。生物碳就是一个相对简易的方式。

植物在生长过程中会吸收二氧化碳。但是，一旦它们被砍伐或燃烧，它们所吸收的碳就又会被排回大气中。保证树木生存，尤其是热带地区的树木，是存储碳的一种方式。但是，如果植物被砍伐并在一个可控的、低氧环境中燃烧，就会生成木炭。木炭是碳的一种稳定的固体形态。如果你将生物碳与某种土壤混合在一起，就可以减少大量的从土壤中释放出来的甲烷和一氧化二氮等温室气体。《自然-地理科学》一项最新研究发现，生物碳可以抵销全球12%的碳排放量。

由植物形成的，以固定碳元素为目的的木炭被称为“生物碳”。土地中自然存在大量的碳元素，但是这些碳是不稳定的，受气候影响会释放二氧化碳。而生物碳则可以固定碳元素长达几百年。更重要的是，其生产过程中产生的副产品，对人们具有很大的吸引力。生产中，大约1/3原料变为生物碳，1/3变为可用于发电的物质，另1/3则形成原油。因此科学家表示：“生物碳使我们能够一次性解决三个重大危机：气候变化危机，能源危机，以及食品和水资源危机。”

地球本身拥有一个碳循环系统，碳可以被植物，土地，海洋和其他自然过程沉积下来。然而这些系统目已经严重超负荷了。据统计，2000到2007年，全球环境体系共沉积了48亿吨人类排放的碳，然而仍然有40亿吨的剩余。而生物碳每年可以沉积10到20亿吨碳元素。它的这种神秘的、独一无二的特性，使其成为研究气候变化最热门的领域。

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