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中国能源研究会副秘书长王凡:超级芦竹助力构筑新型能源系统

©原创 发表时间:2024-12-13 14:33
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在应对全球气候变化与能源转型的关键时期,一种名为超级芦竹的新兴植物正崭露头角。超级芦竹生长迅速,在短时间内便能形成茂密的植被群落,高效吸收二氧化碳,为减缓温室效应贡献卓越力量。其还具备坚韧的纤维结构,可广泛应用于生物燃料、建筑材料等多个领域,为可持续发展提供新型资源解决方案。如今,超级芦竹相关的科研探索与产业实践不断推进,有望在生态保护、能源革新等多方面掀起一场意义深远的绿色革命,开启资源利用的全新篇章。

为深入了解超级芦竹作为植物能源的优势和前景,以及其在发展中需要解决的难题,中国工业报记者日前采访了中国能源研究会副秘书长、节能减排工作委员会主任王凡。



中国工业报:超级芦竹和传统意义上的农村秸秆生物质能源相比,有哪些主要区别和优势?

王凡:芦竹在我国有300多个品种,天然的芦竹很久以前就有,我们现在所说的超级芦竹是在本土种植的比较优秀的品种,然后通过基因的诱导培育出的一种超高产量的植物能源,它的生产量是芦苇的10倍,小麦水稻秸秆的15倍以上,所以我们把它叫作超级芦竹,也把它称作是第五代植物能源。

它的优点是对土地的适应性非常强,它不需要良田,可以在荒地、滩涂地、盐碱地、重金属污染地自由生长,而且只要年降雨量达到300毫升以上,就可以生长。在生长期间,它也不需要很多田间管理的工作量,种植一次可以连续收获20年以上,所以它比目前任何一种植物都易于种植和管理,生长的量都大。

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—50倍。它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。

中国工业报:据您对超级芦竹的研究,您认为它能在多大程度上替代化石能源?

王凡:超级芦竹的含碳量是46%以上,它的热值在4200—4600大卡,基本上和动力煤相当,所以在火电厂它完全可以替代燃煤,关键是能不能有这么大的量,我们国家火电厂一年要烧掉20多亿吨煤,植物能源能不能生产这么多,能替代多少?这是大家的疑问。

我国有边际土地,也就是荒地、滩涂、矿山土地有25亿亩,另外还有15亿亩的盐碱地,这些地方都可以种植超级芦竹,基本上在荒地种植超级芦竹,每亩它可以产到5—10吨的干物质。所以如果说我国有4—6亿亩的边际土地用来种植超级芦竹的话,就可以替代所有燃煤电厂的煤炭。关键是能不能把这些边际土地用起来来种它,还有一些要解决的实际问题。

中国工业报:您认为煤电机组掺烧植物能源,对实现“双碳”目标有什么推动作用?

王凡:煤电机组掺烧植物能源,通常需要对锅炉上料系统作适当改造。掺烧20%植物能源,改造费用约为机组投资的10%;若改为100%使用植物能源,改造费用约为机组投资的20%。煤电机组改用植物燃料,既可以减碳,又能充分利用原有设备,不至于造成大量煤电设备的报废和浪费。完成向植物燃料转型将成为“双碳”目标下煤电的历史使命。

“双碳”目标下,煤电既要为能源安全保驾护航,更要主动实现自我转型。减碳的方法有许多种,种植和开发利用超级芦竹植物能源,是投资少、易推行、改善生态的最佳减碳路线之一,可以实现燃煤发电机组煤炭的替代。煤电主动转型,为植物能源提供应用场景,将成为实现碳中和的关键,意义极其深远。如果我们用超级芦竹热解生产氢和甲烷,发展绿色氢能,既是能源生产革命,也会带动能源消费革命。

中国工业报:超级芦竹作为我国自主创新培育的植物能源,如何助力构筑新型能源系统?

王凡: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。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”。

中国工业报:超级芦竹在我国能源系统上的规模化推广应用面临着哪些挑战?您有哪些建议?

王凡:最大的挑战就是种植面积的问题,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,应该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”。

编辑:龚忻

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