一种使用炭化农业生物质装置进行碳交易的方法

1.本发明属于节能减排领域中农业生物质负碳资源化利用，涉及了一种使用炭化农业生物质装置进行碳交易的方法，具体的是，涉及一种新能源炭化农业生物质设备及其实现碳交易的方法。


背景技术：

2.随着化石燃料等过度使用，二氧化碳大量排放，大气二氧化碳浓度逐年递增，导致显著的温室效应与全球增温；碳达峰与碳中和是推动经济与社会高质量发展的必然要求。
3.生物质因农作物生长过程中光合吸收大量二氧化碳而富含碳素，其有效处理可实现碳封存；目前，已经将生物固碳技术列为环境领域的优先发展主题之一；而且还将农作物秸秆还田固碳技术列为了农业农村减排固碳重要技术模式之一。
4.农业生物质炭化为生物碳，不仅可永久封存从大气中固定的二氧化碳，且可用作土壤改良剂，调节土壤结构，削减农田本底碳排放，实现双重固碳减排效果；但传统生物碳制备过程需要或大量化石能源输入或需要燃烧生物质供能，大大削减碳封存效率；同时，虽然每年农业生物质产量高，碳封存潜力巨大，但呈散状分布，因缺少有效模式导致基层个体缺乏参与动力，很难实现规模化。


技术实现要素：

5.发明目的：本发明的目的是提供了一种使用炭化农业生物质装置进行碳交易的方法，特别是提供了一种新能源炭化农业生物质设备及其实现碳交易的方法，不仅实现高效固碳，而且将该过程碳积分化，纳入碳平台实现碳交易。本发明建立的新能源炭化方法不仅提升碳封存效率，同时提出的碳积分化模式提高了基层个体参与动力，有利于规模化。
6.技术方案：本发明所述的一种炭化农业生物质装置，包括太阳能产电系统(1-1)、蓄电池(1-2)、电导线(1-3)、秸秆粉碎机(2-1)、进料口(2-2)、出料口(2-3)、电机(2-4)、传送带(3-1)、反光板(4-1)、集热炭化管(4-2)、太阳能跟踪功能支架(4-3)、生物碳收集容器(5-1)及保护气储存钢瓶及输气管(6-1)；
7.所述太阳能产电系统(1-1)包括支撑杆，在所述支撑杆的顶端安设有太阳能板，在所述支撑杆的中下端安设有蓄电池(1-2)，所述太阳能板通过有线线路与蓄电池(1-2)相互连接。
8.进一步的，述进料口(2-2)开设在所述秸秆粉碎机(2-1)朝向太阳能产电系统(1-1)的一侧，所述出料口(2-3)开设在所述秸秆粉碎机(2-1)朝向反光板(4-1)的一侧，在所述秸秆粉碎机(2-1)上安设有旋转轴一，在所述秸秆粉碎机(2-1)上还安设有两个支撑架；
9.在所述电机(2-4)上安设有与旋转轴一相适配的旋转轴二，在所述旋转轴一与旋转轴二上套设有旋转轴带；
10.在所述旋转轴二上还安设有转轴三，在所述转轴二的一侧安设有转轴四，在所述转轴三与转轴四上套设有传送带(3-1)。
11.进一步的，所述反光板(4-1)安设在出料口(2-3)的另一端，所述集热炭化管(4-2)安设在所述反光板(4-1)上，所述太阳能跟踪功能支架(4-3)安设在所述反光板(4-1)的外壁上；
12.在所述转轴四上安设有转轴五，在靠近所述反光板(4-1)的另一端还安设有转轴六，在所述转轴五与转轴六上朝向反光板(4-1)处套设有传送带二；
13.在靠近所述转轴六的一侧安设有生物碳收集容器(5-1)；
14.在所述集热炭化管(4-2)朝向转轴四的一侧上还安设有保护气储存钢瓶及输气管(6-1)。
15.进一步的，在所述蓄电池(1-2)上开设有蓄电池导线连接点，在所述电机上开设有电机导线连接点，在所述集热炭化管(4-2)上、靠近保护气储存钢瓶及输气管(6-1)处安设有集热炭化管导线连接点；
16.所述蓄电池导线连接点通过一条连接的电导线(1-3)连接在所述电机导线连接点上，所述蓄电池导线连接点通过另一条连接的电导线(1-3)连接在所述集热炭化管导线连接点上。
17.进一步的，一种使用炭化农业生物质装置进行碳交易的方法，其具体操作步骤如下：
18.(1)、开启秸秆粉碎机(2-1)、传送带(3-1)、plc控制系统、太阳能产电系统及集热炭化管太阳能跟踪系统；
19.(2)、将生物质投入秸秆粉碎机(2-1)中，粉碎的生物质由传送带(3-1)输送至集热炭化管(4-2)进行热解；
20.(3)、生物质在集热炭化管(4-2)中热解完成后，再将其传送至生物碳收集容器(5-1)中；
21.(4)、生物碳冷却至常温后备用还田；
22.(5)、按照下式核算碳积分：
23.carbon credit＝m
×
c+m
×
ce
24.其中，m为生物碳质量(kg)，c为生物碳中含碳量(％)，ce为单位质量生物碳对农田本底碳排削减能力(kg co
2-eq/kg生物碳)；
25.(6)、在碳交易所进行个人开户；
26.(7)、将碳积分进行市场交易，获取效益。
27.有益效果：本发明与现有技术相比，本发明的特点是：1、本发明实现了双重深度固碳；新能源炭化生物质不仅实现了直接碳封存，当用作土壤改良剂后可以间接削减农田本底碳排；2、本发明实现了碳交易；农业生物质资源化利用过程中产生碳积分，实现了碳交易获利，提升了基层个体参与积极性，促使固碳规模化推广应用。
附图说明
28.图1是本发明生物质炭化的结构示意图；
29.图2是本发明实施例中碳减排效果与传统方法对比示意图；
30.图3是本发明实施例中生物质实现碳交易的示意图；
31.图中1-1是太阳能产电系统、1-2是蓄电池、1-3是电导线；
32.2-1是秸秆粉碎机、2-2是进料口、2-3是出料口、2-4是电机；
33.3-1是传送带；
34.4-1是反光板、4-2是集热炭化管、4-3是太阳能跟踪功能支架；
35.5-1是生物碳收集容器；6-1是保护气储存钢瓶及输气管。
具体实施方式
36.下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。
37.本发明所述的一种炭化农业生物质装置，包括太阳能产电系统1-1、蓄电池1-2、电导线1-3、秸秆粉碎机2-1、进料口2-2、出料口2-3、电机2-4、传送带3-1、反光板4-1、集热炭化管4-2、太阳能跟踪功能支架4-3、生物碳收集容器5-1及保护气储存钢瓶及输气管6-1；
38.所述太阳能产电系统1-1包括支撑杆，在所述支撑杆的顶端安设有太阳能板，在所述支撑杆的中下端安设有蓄电池1-2，所述太阳能板通过有线线路与蓄电池1-2相互连接。
39.进一步的，述进料口2-2开设在所述秸秆粉碎机2-1朝向太阳能产电系统1-1的一侧，所述出料口2-3开设在所述秸秆粉碎机2-1朝向反光板4-1的一侧，在所述秸秆粉碎机2-1上安设有旋转轴一，在所述秸秆粉碎机2-1上还安设有两个支撑架；
40.在所述电机2-4上安设有与旋转轴一相适配的旋转轴二，在所述旋转轴一与旋转轴二上套设有旋转轴带；
41.在所述旋转轴二上还安设有转轴三，在所述转轴二的一侧安设有转轴四，在所述转轴三与转轴四上套设有传送带3-1。
42.进一步的，所述反光板4-1安设在出料口2-3的另一端，所述集热炭化管4-2安设在所述反光板4-1上，所述太阳能跟踪功能支架4-3安设在所述反光板4-1的外壁上；
43.在所述转轴四上安设有转轴五，在靠近所述反光板4-1的另一端还安设有转轴六，在所述转轴五与转轴六上朝向反光板4-1处套设有传送带二；
44.在靠近所述转轴六的一侧安设有生物碳收集容器5-1；
45.在所述集热炭化管4-2朝向转轴四的一侧上还安设有保护气储存钢瓶及输气管6-1。
46.进一步的，在所述蓄电池1-2上开设有蓄电池导线连接点，在所述电机上开设有电机导线连接点，在所述集热炭化管4-2上、靠近保护气储存钢瓶及输气管6-1处安设有集热炭化管导线连接点；
47.所述蓄电池导线连接点通过一条连接的电导线1-3连接在所述电机导线连接点上，所述蓄电池导线连接点通过另一条连接的电导线1-3连接在所述集热炭化管导线连接点上。
48.进一步的，一种使用炭化农业生物质装置进行碳交易的方法，其具体操作步骤如下：
49.(1)、开启秸秆粉碎机2-1、传送带3-1、plc控制系统、太阳能产电系统及集热炭化管太阳能跟踪系统；
50.(2)、将生物质投入秸秆粉碎机2-1中，粉碎的生物质由传送带3-1输送至集热炭化管4-2进行热解；
51.(3)、生物质在集热炭化管4-2中热解完成后，再将其传送至生物碳收集容器5-1
中；
52.(4)、生物碳冷却至常温后备用还田；
53.(5)、按照下式核算碳积分：
54.carbon credit＝m
×
c+m
×
ce
55.其中，m为生物碳质量(kg)，c为生物碳中含碳量(％)，ce为单位质量生物碳对农田本底碳排削减能力(kg co
2-eq/kg生物碳)；
56.(6)、在碳交易所进行个人开户；
57.(7)、将碳积分进行市场交易，获取效益。
58.具体的，本发明利用太阳能等新能源，将农业生物质制备成生物质炭土壤改良剂，直接碳封存和削减农田本底碳排，实现深度固碳减排，并将此过程中碳积分化，纳入碳交易平台；本方法包括新能源炭化生物质、生物质碳还田碳减排、碳积分化与碳交易；所述的新能源炭化生物质模块主要包括2-1、自动传送设备、槽式太阳能炭化管(集热炭化管4-2)及plc控制系统组成；所述的生物质碳还田是将制备的生物碳用作土壤改良剂，改善土壤结构，削减农田本底碳排；所述的碳积分化与碳交易是量化生物质炭化与还田过程中固碳减排能力，转换为碳积分，纳入碳交易平台，产生经济效益；所述秸秆粉碎机2-1和自动传送设备的能源为太阳能产电系统1-1；所述的槽式太阳能炭化管包括抛物镜面、气氛集热管、太阳能跟踪器及保护气储备容器等。
59.可选的，所述新能源可以是风能、水电能等非化石类能源
60.进一步的，所述农业生物质包括小麦、玉米、水稻、大豆易于炭化的农作物秸秆。
61.进一步的，所述太阳能板和槽式太阳能炭化管都装有太阳能跟踪器，能够最大效率地获取太阳能。
62.进一步的，所述plc控制系统与太阳能炭化管内温度传感器、氧气传感器、电辅助炭化开关、太阳能跟踪器，以及保护气钢瓶电磁阀相连接，可以实现智慧化操作。
63.进一步的，当太阳能炭化管达到确定温度时，温度传感器将信息传送给plc控制系统，调控太阳能炭化管角度实现控温与保温。
64.进一步的，当太阳能炭化管升温速度慢或达不到所需温度，温度传感器将信息传送给plc控制系统，开启太阳能电辅助加热系统。
65.进一步的，当太阳能炭化管氧气浓度超过标准，plc控制系统将调控保护器电磁阀，提升保护气输入量。
66.进一步的，炭化保护气为氮气惰性气体，由高压钢瓶保存。
67.进一步的，自动传送设备可耐高温，可实现连续输送生物质和输出生物碳。
68.可选的，秸秆粉碎机2-1与传送设备使用同一电机2-4，但需安装差速调控系统。
69.可选的，秸秆粉碎机2-1与传送设备使用不同的电机2-4。
70.进一步的，碳积分为封存碳的二氧化碳当量与还田后碳排削减的二氧化碳当量之和。
71.进一步的，碳积分交易平台面向所有生物碳负碳资源化农户，可为村域级或地区级，最终可纳入国家级碳交易平台实现碳交易。
72.本实施案例提供了一种新能源炭化农业生物质设备及其实现碳交易的方法，如图所示，首先将包括新能源炭化生物质、生物质碳还田碳减排、碳积分化与碳交易。
73.利用新能源炭化设备炭化1吨生物质，生物碳产率约65％，含碳率为95％，实现直接碳封存0.62吨，比传统化石燃料提升12.4％。封存二氧化碳当量2.27吨。
74.生物碳作为土壤改良剂回田后，改善土壤结构，每吨生物碳可间接削减农田ch4、co2、n2o温室气体排放0.027吨co
2-eq(co2+25ch4+298n2o)。
75.综合炭化后直接碳封存和还田后间接碳减排，按照下式核算碳积分，每吨生物质合计减碳2.297吨。
76.carbon credit＝m
×
c+m
×
ce
77.其中，m为生物碳质量(kg)，c为生物碳中含碳量(％)，ce为单位质量生物碳对农田本底碳排削减能力(kg co
2-eq/kg生物碳)；
78.在碳交易所进行个人开户，将碳积分进行市场交易，获取效益。
79.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。