中国研发出煤炭替代品——超级芦竹,甚至有专家称:超级芦竹有望助推第四次能源革命!那植物也能用来发电吗,它又是怎么替代化石能源的呢?
超级芦竹——可以发电?超级芦竹作为我国最新的研究成果,是可以实现“零碳发电”甚至“负碳发电”的植物能源,也就是在生长过程,通过光合作用将二氧化碳和水转化成有机物,成熟后进行深加工可以产生高生物量的植物。
数据显示,如果在全球推广种植超级芦竹达50亿亩,则可以吸收二氧化碳400亿吨以上,完全可以实现全球碳中和的需求,不仅如此,它的热值为4200-4600大卡,干基含碳量则为46%以上,也就是在干燥状态下物质所含的碳元素质量占比为46%。
要知道,火电厂的动力煤一般为褐煤、长焰煤、不粘煤、贫煤、气煤以及少量的无烟煤,其中褐煤的热值为5500-6500大卡,含碳量则在65%-85%,可以看到两者差距也不是很大。
如果火电厂掺烧10%的芦竹,电厂机组的改造费用还不到新建机组的5%,即使全部使用芦竹发电,改造费用也才仅为新建机组总投资的15%-20%,火电厂单位年发电量的总投资仅为0.1元,反观光伏和风电,则分别需要2元和2.5元,大大减少了建设和投资成本。
数据统计,超级芦竹如果能代替30%的火电用煤,就可以减少12亿吨的二氧化碳排放,全部替代则可以减少40亿吨的二氧化碳排放。然而根据计算,一座100万吨用煤量的火电厂,种植12万亩的超级芦竹才能实现能源供应。那也就是说需要种植4亿亩-6亿亩的超级芦竹才能替代全国火电厂的发电用煤,那这岂不是会大量占用耕地面积?未来真的能大面积推广吗?
超级芦竹会大量占用耕地吗这个完全不用担心,因为超级芦竹属于是多年生植物,一次种植旺产期可达15年以上,在2022年的测产报告中显示,超级芦竹每亩的干基生物量可达3-10吨(亩产6-20吨),释放的氧气量是玉米秸杆的7倍、水稻秸杆的15倍。
它的种植条件也非常简单,既耐旱又耐涝,既耐热又耐寒,只要年降水量达500mm以上即可种植,即便是被水淹没,只要不超过三个月都不会产生影响,哪怕是在-20℃的环境下也可以生长。再加上芦竹本身就属于固氮植物,肥料来源主要来自于空气中的氮,生长过程中不需要化肥农药,更不需要除草灌水。
更何况超级芦竹还具有修复土壤、水体效率高以及吸附重金属能力强的特点,不仅不会威胁我国的耕地面积,还能修复利用我国的废弃土地,就比如我国中度和轻度的盐碱地、有机物污染、重金属污染、石油污染等废弃土地都可以种植超级芦竹。据了解,我国盐碱地的土地面积接近15亿亩,存在的边际土地更是达25亿亩,不仅如此,还有沿海滩涂、废弃矿区等都可以利用,生产能源的同时还可以治理土地污染。
还有一个优点则是用途广泛,我国目标是在2060年前实现碳中和,这也就意味着我国氢气的需求量将达到1.3亿吨,而我国只需要种植2.6亿亩的超级芦竹就可以解决,这是因为超级芦竹可以通过生物发酵、热转化等技术,生产氢气、天然气、一氧化碳等,经过深加工后更是能产出甲醇、乙醇、汽燃油等。
除此之外,超级芦竹对于维护我国饲料安全也具有重大意义。超级芦竹的粗蛋白含量为15%-19%,纤维素含量则达到了33%,属于是优质饲料,1000万亩的超级芦竹可以生产2.5亿吨的青储饲料,也就不需要再用未成熟的粮食作为饲料。这样看来,超级芦竹作为能源植物,或许真的能成为未来人类的理想能源。