山西農(nóng)大：為低碳發(fā)展注入“新能源”2

（上接A1版）“吸廢為寶”是能源微藻的特點(diǎn)，這個(gè)看似神奇的微藻能給我們帶來(lái)什么呢？李潤(rùn)植告訴《科學(xué)導(dǎo)報(bào)》記者，“這個(gè)工藝體系減排效益非常明顯，每培養(yǎng)1噸微藻可吸收固定1.83噸CO2，而通過(guò)能源微藻培養(yǎng)的‘生物反應(yīng)器’能CO2將轉(zhuǎn)化為可再生的優(yōu)質(zhì)清潔生物燃油，生產(chǎn)1噸微藻生物柴油，能消耗6～7噸CO2，真正實(shí)現(xiàn)了變廢為寶”。

那么，這“吸廢為寶”的藻是什么呢？李潤(rùn)植表示，藻類是所有植物中最古老的。它們大多生活在水中，可以是淡水、海水、半鹽水、工農(nóng)業(yè)及生活廢水。在地球上幾乎所有的環(huán)境都能見(jiàn)到藻類。其中，微藻作為藻類中結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的單細(xì)胞生物，在陸地和海洋中分布廣泛，它們?cè)诩?xì)胞中進(jìn)行光合作用，在光催化作用下，將CO2和水轉(zhuǎn)化為糖、蛋白質(zhì)、脂肪等，這些有機(jī)化合物在食品、飼料、精細(xì)化工、液體燃料中均有廣泛應(yīng)用。

更重要的是，微藻生物能源順應(yīng)我國(guó)新能源及低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大趨勢(shì)，符合“不與人爭(zhēng)糧、不與糧爭(zhēng)地”的國(guó)家生物能源發(fā)展戰(zhàn)略。從所需用地面積占全球陸地可耕種面積角度看，利用微藻油脂作為原料生產(chǎn)的生物柴油是目前最有可能滿足世界運(yùn)輸所需燃料的可再生能源。隨著人類社會(huì)資源短缺的壓力和環(huán)境問(wèn)題日益突出，通過(guò)微藻轉(zhuǎn)化生產(chǎn)物柴油、汽油、與航空燃料等，將是可持續(xù)發(fā)展的必然要求。作為“第三代生物能源”的微藻生物能源為解決能源短缺及環(huán)境惡化問(wèn)題，尋求清潔的可再生能源提供了可實(shí)現(xiàn)的新途徑。

這項(xiàng)工藝體系運(yùn)行成本低、能耗少，不產(chǎn)生新的污染物，為環(huán)境友好型綠色工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系。它的建立和產(chǎn)業(yè)化將使相關(guān)企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，廢氣廢水循環(huán)利用，轉(zhuǎn)型升級(jí)，新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和經(jīng)濟(jì)效益倍增。同時(shí)，還可帶動(dòng)能源農(nóng)業(yè)和生物燃油等相關(guān)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈的形成和發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

設(shè)施蔬菜高效固碳

近年來(lái)，大氣中的CO2濃度與日俱增，最明顯的變化就是溫室效應(yīng)增強(qiáng)，氣候逐漸變暖，影響水分平衡，使季節(jié)性降水格局發(fā)生變化等等。國(guó)際社會(huì)為阻止全球氣候變化，紛紛倡導(dǎo)減少二氧化碳等溫室氣體排放，積極探索清潔發(fā)展機(jī)制，推行碳交易。而作為發(fā)展中國(guó)家，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)副校長(zhǎng)邢國(guó)明認(rèn)為，中國(guó)也必須采取相應(yīng)行動(dòng)。

針對(duì)山西省高碳產(chǎn)業(yè)低碳化發(fā)展面臨CO2減排的巨大壓力，以CO2資源的高效循環(huán)利用為核心，發(fā)揮設(shè)施蔬菜在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中高效固碳的特點(diǎn)和可控優(yōu)勢(shì)，充分挖掘設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)在節(jié)能減排方面的綜合效益。邢國(guó)明將帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)建設(shè)實(shí)施蔬菜高效固碳研究成果示范規(guī)模到600畝，推廣應(yīng)用面積到180萬(wàn)畝，加速實(shí)現(xiàn)富碳農(nóng)業(yè)發(fā)展的總體目標(biāo)。

所謂富碳農(nóng)業(yè)是指將人類活動(dòng)特別是工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的二氧化碳捕集后，以高于大氣中二氧化碳含量幾倍的濃度，釋放在密閉的人造氣候小區(qū)域中，利用相關(guān)科學(xué)技術(shù)，創(chuàng)造一個(gè)高效率的光合作用環(huán)境，從而極大提高農(nóng)林作物的產(chǎn)量。也就是說(shuō)，富碳農(nóng)業(yè)是將多余的二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳水化合物并以糧食或其他干物質(zhì)的形式儲(chǔ)存在地球表面的一種碳儲(chǔ)存方法。

山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院孫勝向記者介紹，富碳農(nóng)業(yè)符合自然界中碳循環(huán)原理。將使用化石能源所產(chǎn)生的碳排放通過(guò)植物轉(zhuǎn)化為有用的食品和用品，是緩解工業(yè)化引起的生態(tài)失衡問(wèn)題的重要思路和有效舉措，對(duì)于保護(hù)和優(yōu)化生態(tài)環(huán)境具有積極意義。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開(kāi)光合作用，富碳環(huán)境是提高光合作用效率的重要生態(tài)條件。植物以水和二氧化碳為原料，在光的催化下生成碳水化合物并釋放氧氣。對(duì)于一部分植物，在充分具備光合作用三要素的條件下，其理論極限效率可以達(dá)到11%左右，甚至可同光伏電池的光電效率相比擬。這遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的常規(guī)效率（約1%～3%），為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在養(yǎng)分（主要是二氧化碳）極其豐富的情況下進(jìn)一步增產(chǎn)提供了可能性。同大規(guī)模的農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)不同，富碳農(nóng)業(yè)是在農(nóng)業(yè)溫室、大棚等農(nóng)業(yè)科技的基礎(chǔ)上通過(guò)人工控制二氧化碳濃度和其它因子耦合發(fā)展起來(lái)的新的生產(chǎn)方式。

山西在全國(guó)范圍內(nèi)是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)小省，具體表現(xiàn)在種植規(guī)模小、產(chǎn)值低。但是山西省又是農(nóng)業(yè)大省，尤其是特色現(xiàn)代農(nóng)業(yè)大省，表現(xiàn)在南北跨度大，地形復(fù)雜，區(qū)域氣候類型多樣，適宜小雜糧和果蔬種植。山西省已經(jīng)成為全國(guó)夏季蔬菜種植基地，無(wú)公害設(shè)施蔬菜生產(chǎn)基地。

2010年以來(lái)，隨著山西省轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展戰(zhàn)略、“一村一品、一縣一業(yè)”和“設(shè)施蔬菜百萬(wàn)棚行動(dòng)計(jì)劃”等政策的實(shí)施，截至2014年7月，山西省設(shè)施蔬菜面積達(dá)到180萬(wàn)畝，主要包括日光節(jié)能溫室、塑料大棚和智能溫室三種設(shè)施類型。在設(shè)施環(huán)境下，通過(guò)適量增加二氧化碳濃度，可以提高光合效率，增加蔬菜產(chǎn)量，提高種植效益，增加農(nóng)民收入，這為富碳農(nóng)業(yè)在山西發(fā)展提供了重要的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。