山西农大:为低碳发展注入“新能源”2

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  (上接A1版)“吸废为宝”是能源微藻的特点,这个看似神奇的微藻能给我们带来什么呢?李润植告诉《科学导报》记者,“这个工艺体系减排效益非常明显,每培养1吨微藻可吸收固定1.83吨CO2,而通过能源微藻培养的‘生物反应器’能CO2将转化为可再生的优质清洁生物燃油,生产1吨微藻生物柴油,能消耗6~7吨CO2,真正实现了变废为宝”。
  那么,这“吸废为宝”的藻是什么呢?李润植表示,藻类是所有植物中最古老的。它们大多生活在水中,可以是淡水、海水、半盐水、工农业及生活废水。在地球上几乎所有的环境都能見到藻类。其中,微藻作为藻类中结构最为简单的单细胞生物,在陆地和海洋中分布广泛,它们在细胞中进行光合作用,在光催化作用下,将CO2和水转化为糖、蛋白质、脂肪等,这些有机化合物在食品、饲料、精细化工、液体燃料中均有广泛应用。
  更重要的是,微藻生物能源顺应我国新能源及低碳经济发展的大趋势,符合“不与人争粮、不与粮争地”的国家生物能源发展战略。从所需用地面积占全球陆地可耕种面积角度看,利用微藻油脂作为原料生产的生物柴油是目前最有可能满足世界运输所需燃料的可再生能源。随着人类社会资源短缺的压力和环境问题日益突出,通过微藻转化生产物柴油、汽油、与航空燃料等,将是可持续发展的必然要求。作为“第三代生物能源”的微藻生物能源为解决能源短缺及环境恶化问题,寻求清洁的可再生能源提供了可实现的新途径。
  这项工艺体系运行成本低、能耗少,不产生新的污染物,为环境友好型绿色工农业生产体系。它的建立和产业化将使相关企业实现节能减排,废气废水循环利用,转型升级,新产品开发和经济效益倍增。同时,还可带动能源农业和生物燃油等相关高新技术产业链的形成和发展,促进农业可持续发展。
  设施蔬菜高效固碳
  近年来,大气中的CO2浓度与日俱增,最明显的变化就是温室效应增强,气候逐渐变暖,影响水分平衡,使季节性降水格局发生变化等等。国际社会为阻止全球气候变化,纷纷倡导减少二氧化碳等温室气体排放,积极探索清洁发展机制,推行碳交易。而作为发展中国家,山西农业大学副校长邢国明认为,中国也必须采取相应行动。
  针对山西省高碳产业低碳化发展面临CO2减排的巨大压力,以CO2资源的高效循环利用为核心,发挥设施蔬菜在农业产业中高效固碳的特点和可控优势,充分挖掘设施蔬菜产业在节能减排方面的综合效益。邢国明将带领团队建设实施蔬菜高效固碳研究成果示范规模到600亩,推广应用面积到180万亩,加速实现富碳农业发展的总体目标。
  所谓富碳农业是指将人类活动特别是工业生产中产生的二氧化碳捕集后,以高于大气中二氧化碳含量几倍的浓度,释放在密闭的人造气候小区域中,利用相关科学技术,创造一个高效率的光合作用环境,从而极大提高农林作物的产量。也就是说,富碳农业是将多余的二氧化碳转化为碳水化合物并以粮食或其他干物质的形式储存在地球表面的一种碳储存方法。
  山西农业大学园艺学院孙胜向记者介绍,富碳农业符合自然界中碳循环原理。将使用化石能源所产生的碳排放通过植物转化为有用的食品和用品,是缓解工业化引起的生态失衡问题的重要思路和有效举措,对于保护和优化生态环境具有积极意义。农业生产离不开光合作用,富碳环境是提高光合作用效率的重要生态条件。植物以水和二氧化碳为原料,在光的催化下生成碳水化合物并释放氧气。对于一部分植物,在充分具备光合作用三要素的条件下,其理论极限效率可以达到11%左右,甚至可同光伏电池的光电效率相比拟。这远高于传统农业的常规效率(约1%~3%),为农业生产在养分(主要是二氧化碳)极其丰富的情况下进一步增产提供了可能性。同大规模的农业机械化生产不同,富碳农业是在农业温室、大棚等农业科技的基础上通过人工控制二氧化碳浓度和其它因子耦合发展起来的新的生产方式。
  山西在全国范围内是农业产业小省,具体表现在种植规模小、产值低。但是山西省又是农业大省,尤其是特色现代农业大省,表现在南北跨度大,地形复杂,区域气候类型多样,适宜小杂粮和果蔬种植。山西省已经成为全国夏季蔬菜种植基地,无公害设施蔬菜生产基地。
  2010年以来,随着山西省转型跨越发展战略、“一村一品、一县一业”和“设施蔬菜百万棚行动计划”等政策的实施,截至2014年7月,山西省设施蔬菜面积达到180万亩,主要包括日光节能温室、塑料大棚和智能温室三种设施类型。在设施环境下,通过适量增加二氧化碳浓度,可以提高光合效率,增加蔬菜产量,提高种植效益,增加农民收入,这为富碳农业在山西发展提供了重要的产业基础。
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