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山西治气新招:富碳农业吃掉工业碳排

行业聚焦点中国仪表网2014年09月03日 14:47人气:5422

  【中国仪表网 行业聚焦点】以煤炭业为主的山西省是全国碳排放量最高的省份,如何在降低碳量的同时合理利用这些工业废气成了山西科研人员思考的问题。如今,山西省实施“富碳农业”,采用温度、气体传感器等设备搭建的日光温室将“固碳”变成气肥,实现了黑色资源绿色发展。


  9月2日,是山西省煤基重点科技攻关项目投标受理第2天,山西农业大学生命科学与工程学院教授常明昌,与他的团队选择的“标段”是“设施食用菌高效碳循环研究与示范”。
  
  这是本次重大招标项目中的七个大项之一富碳农业的一个分项目,另外两个分项目是设施蔬菜高效固碳和微藻燃油关键技术研究示范。山西把发展富碳农业列为创新驱动、低碳发展的一个新兴产业领域,将从投入上、科研上以及产业化等各个环节加大力度。
  
  让工业废气变为农业的资源
  
  山西是高碳能源产业结构,也是全国碳排放最高的省份。节能并降低碳排放、固碳并转化利用是山西实现经济转型的重要措施。富碳农业可以将工业上过剩的二氧化碳用于农业生产。开展富碳技术研究、建立富碳农业技术基地、进行富碳农业技术集成示范,最终实现广泛推广应用,对于山西实现高碳资源低碳发展,黑色资源绿色发展,促进富碳农业新兴产业发展意义重大。
  
  发展富碳农业可以消耗CO2,缓和工业碳排放压力,减轻大气污染和水资源短缺等资源环境压力。山西在“以煤为基,多元发展”的大背景下,大力发展富碳农业,不仅可以使工业废气变为农业的宝贵资源,实现CO2在工业和农林草业之间循环利用,而且可以减少温室气体排放,实现低碳工业与富碳农业的互补发展。
  
  富碳农业工厂可以使山西450万亩盐碱地、沙荒地以及目前大量存在的沟、坡、坎、塘、废矿井、土窑洞及采石、采矿、采砂、取土和砖瓦窑采区等困难立地等进行建设,从而促进农业产业结构调整,扩大种植面积,有效缓解耕地面积的不足。
  
  设施农业是在封闭或半封闭状态中进行,多数时间处于缺乏CO2的状态,严重影响单产水平的提高,将工业产生的CO2施用到设施中,能够高效利用,数倍提高蔬菜产量。我国菜农也意识到补充CO2大幅提高单产的效果,采用各种方法施用CO2,取得良好效果。
  
  山西农大园艺学院教授温祥珍说,实施富碳农业的效果是非常显著的。据初步估算,仅富碳设施农业一项,CO2减排量就十分可观:山西180万亩温室大棚,按照目前世界上比较先进的温室施CO235kg/m2计,1年就可固定CO2420亿公斤,这个数据相当于山西全省的碳减排任务。如果全省的设施蔬菜在目前基础上增施CO22—3倍,可吸收CO21000—1500万吨;另外,全省年产秸秆1900多万吨,利用露天焚烧的400万吨秸秆用于食用菌生产,可减排CO2670万吨;光伏食用菌大棚1万亩每年发电可达3亿度,节约标煤120万吨,折合减排CO2300万吨,效益约2亿元。增施CO2后,设施蔬菜产量可以大幅度增产,仅此一项全省可以增产增收上千亿元。一减一增之间都是低碳发展的大轨迹。
  
  常明昌说,山西食用菌年人均5.5公斤,远低于全国年人均20.6公斤。如果仅把每年露天焚烧的约400万吨秸秆用于食用菌基质,可生产200万吨食用菌;其中20%用于精深加工,总产值就可达300亿元。山西现代农业就有望形成“植物—动物—菌物”三足鼎立的“三维农业”格局。
  
  “6+1”架构突破技术瓶颈
  
  山西发展富碳农业面临的技术难题是:固碳、节能和减排三个方面的各项技术都有待突破,特别是CO2高效“气体肥料”开发、富碳条件下设施生产消减CO2技术、光伏食用菌生产技术、富碳农业生产设施与环境调控装备以及能源微藻高效转化CO2生产清洁燃油的关键技术等方面急需突破。
  
  针对发展富碳农业的技术瓶颈,山西制订的富碳农业产业创新链部署设计了“6+1”的架构,“6”是指食用菌、设施蔬菜富碳、微藻燃油高效固碳、土壤高效固碳、困难立地设施富碳和林果草高效固碳和6个产业创新链;“1”是指一个监测评估服务系统。
  
  山西省发展富碳农业的措施是,要形成“一院二工厂N基地”:即建立山西省富碳农业研究院;建设一座现代化的富碳农业实验示范工厂,建立一座“能源微藻转化煤基燃气CO2生产清洁燃油示范工厂”;在全省不同生态区建立N个富碳农业试验示范基地。
  
  研究院将重点围绕节能、减排、固碳三个方面,研发一批关键技术和产品,孵化、培育一批科技型龙头企业。富碳农业工厂将运用太阳能、风能、气肥、温控、新种子、无菌车间等技术条件,建设高效农业工厂,构建完整的富碳农业循环产业链。可以看到富碳农业新技术、新材料的应用成果,可以看到色彩斑斓、品种多样的富碳农业果实、花卉和种子等。在全省不同生态区建立N个富碳农业示范基地。进行不同类型富碳农业试验示范,包括工矿废弃地、盐碱沙荒地、沟坡坎地等困难立地及农林草复合生态系统。
  
  60多个“后备”项目形成攻坚梯队
  
  除了本次招标的3个项目,山西已经优选出60多个富碳农业“后备”项目。这些项目将在今后分批次给予立项支持。
  
  富碳农业设施和环境控制。开展不同立地环境日光节能温室建造结构、材料、工艺、栽培设备、环境控制等关键工程技术研究,实现温室建造结构动态宜地、取材就地节能、工艺优化简洁、栽培设备高效、环境智能控制等的系列化、标准化。最优先研发日光温室富碳化工程技术研究与示范,优先研发不同困难立地农业设施建造与环境控制研究与示范。
  
  设施园艺作物高效固碳生产。重点研究适合山西不同设施中施用CO2的方式方法;不同蔬菜、花卉、果树上施用浓度、措施、使用效果;施用CO2后对资源的利用效率,确立富碳生产的环境条件等,并将研究成果应用于生产中进行示范推广。示范面积初步达到20万亩,辐射面积80万亩。
  
  二氧化碳高效综合利用。开展高效二氧化碳固态气肥研制与开发、高效二氧化碳液态气肥研制与开发、高效二氧化碳气肥缓释调控关键技术研究、二氧化碳对畜产品保鲜技术研究,实现二氧化碳的循环利用,提供适合温室大棚使用的高效二氧化碳气肥产品。
  
  食用菌集约化高效生产与精深加工。开展深加工研究,扶持工厂化生产,带动秸秆基质化利用。
  
  能源微藻转化CO2生产清洁燃油。开展工厂化微藻养殖、高效吸收CO2和生产清洁燃油的关键技术工艺和配套装备研发,年产170万吨微藻燃油及副产品,年产值达180亿,形成具有市场竞争力的新型微藻燃油产品和产业。
(本文来源:科技日报转载请注明出处
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