以负碳排放为目标的生物质灰矿化CO2路径研究

将生物质能的开发利用与碳捕获、利用和储存（BECCUS）相结合，可以实现CO2的负排放，这是能源领域减少CO2排放的重要技术之一。理论上，生物质直接燃烧产生的生物质灰（BABiomass　ash）可以吸收并永久储存CO2，但是否能实现负碳排放还需要进一步研究。在此基础上，在自然状态（大气）、中高山初始分压（101kPa）和高高山初始分压（300～1400kPa）条件下进行了生物质灰矿化的高山试验，测试了生物质灰的高山封存库，并对三条矿化路径的负碳排放进行了评价。结果表明，生物质灰分吸收空气中CO2时的CO2矿化性能最差，40天内的最高CO2矿化量仅为60.66 g/kg。在101kPa中等CO2分压条件下，1小时内可实现121.68 g/kg的最大矿化，而在1400kPa初始分压条件下，CO2的矿化可达到216.85 g/kg。考虑到矿化过程中的能耗、生物质灰分运输产生的碳排放和灰分固碳，对三条生物质灰分矿化路径的实际负碳排放进行了评估。当生物质灰输送距离小于207km时，宜选择中高山分压矿化路径，以获得最大的负碳排放效益。当运距大于207km时，建议选择高山分压矿化路径。