碳中和背景下污泥基生物炭的機遇和展望

邵一如 杜 耀 朱于紅 李美霖

(浙江卓錦環保科技股份有限公司，浙江杭州，310000)

生物炭，通常是指生物質在有限供氧條件下高溫熱解制成的固態物質。生物質經過燃燒或者自然分解，釋放CO2，殘渣中能夠長期儲存的碳量不到3%；當生物質轉化成生物炭，則有20%—30%的碳可長期儲存在生物炭中[1](見圖1)。將生物質轉化成生物炭后再利用，在一定時限范圍內抵消人類活動排放的CO2，實現碳減排；生物炭還能吸附CO2、N2O等溫室氣體[2]，進一步緩解溫室效應。

市政污泥是一種富含有機物、營養物質及各種微量元素的廢棄生物質，污泥在無氧或缺氧的條件下高溫熱解產生的就是污泥基生物炭(sludge-based biochar, SBBC)[3]。SBBC具有較大的比表面積，是碳封存新型材料。2021年碳中和目標的提出，給我國產業結構優化調整提出了要求：污水處理行業碳排放量占全社會總排放量的1%—2%，是不可忽視的減排領域。而污泥的處理處置，是污水處理行業的重要一環，也是產生碳排放的主要單元。將污泥燒制成SBBC能夠有效減少碳的排放，但如果僅將碳封存起來而不加以利用，只會將污泥轉化成一般固體垃圾，造成資源浪費。SBBC的用途包括吸附劑、土壤改良劑、催化劑和儲能材料等[4]，土壤改良劑和儲能材料的研發與碳排放、碳封存直接相關。

圖1 生物質與生物炭的碳貯存路徑

1 污泥基生物炭在碳中和背景下的應用

1.1 吸附劑

污泥基生物炭與其他生物質制備的生物炭類似，內部結構孔隙豐富，比表面積較大，是一種良好的吸附材料。……