《Agroforestry Systems 2.0》:Drivers and barriers of residual agroforestry biomass valorization: a systematic literature review
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这篇综述探讨了农林业剩余生物质增值的驱动因素和障碍,涵盖技术、经济和政策相关因素(2000 - 2024 年研究)。明确了公私部门支持不足、利益相关者培训欠缺等障碍,以及热解(pyrolysis)、气化(gasification)技术和政策支持等驱动因素,还指出未来研究方向,值得一读。
农林业剩余生物质增值研究背景
在全球可持续发展的大背景下,农林业剩余生物质的增值利用备受关注。农林业生产过程中会产生大量剩余生物质,如农作物秸秆、林业采伐剩余物等。对这些剩余生物质进行合理增值利用,不仅能减少废弃物的排放,还能创造经济价值,推动生物经济发展,在环境保护、农村发展和经济增长等方面具有重要意义 。
研究目的与范围
本次系统综述旨在全面探索农林业剩余生物质增值的驱动因素和障碍,深入分析与之相关的技术、经济和政策因素。研究涵盖了 2000 年至 2024 年期间的众多研究,所选文献包括来自世界各地的同行评审文章和技术报告,涉及农林业剩余生物质技术、政策、市场趋势以及环境影响等多方面内容。
农林业剩余生物质增值的障碍
- 公私部门支持不足:公共和私人部门对农林业剩余生物质增值的支持力度不够。在资金投入方面,难以满足生物质转化项目的前期研发、设备购置和运营成本需求,使得许多潜在的增值项目无法顺利开展。
- 利益相关者培训欠缺:相关利益者,如农民、企业员工等,缺乏专业的知识和技能培训。这导致他们在参与生物质增值项目时,无法高效地进行生物质的收集、处理和利用,影响了项目的整体效果。
- 研究投入有限:在农林业剩余生物质增值领域的研究投入相对较少,限制了新技术的开发和应用。例如,在生物质转化技术的研究上,缺乏深入的探索,使得技术创新缓慢,难以满足实际生产需求。
- 生产成本高昂:从生物质的收集、运输到转化为有价值产品的整个过程,成本较高。一方面,生物质的分散性导致收集成本增加;另一方面,转化技术的不成熟也使得生产过程能耗大、效率低,进一步推高了生产成本。
农林业剩余生物质增值的驱动因素
- 先进技术的推动:热解(pyrolysis)和气化(gasification)等先进技术为农林业剩余生物质的增值提供了有力支持。热解技术可将生物质在无氧或缺氧条件下转化为生物炭、生物油和可燃气等,实现生物质的高效利用;气化技术则能将生物质转化为合成气,用于发电、生产化学品等,大大拓展了生物质的应用范围。
- 政策支持:政府出台的一系列支持政策,如补贴和税收激励等,对生物质增值起到了积极的促进作用。补贴可以降低企业的生产成本,提高其参与生物质增值项目的积极性;税收激励则能鼓励企业加大对生物质转化技术的研发投入,推动产业发展。
农林业剩余生物质的多元应用
农林业剩余生物质除了用于生物能源生产外,还具有广泛的应用潜力。在医药领域,部分生物质可提取有效成分用于生产药用产品;在建筑材料方面,生物质可加工成环保型建筑材料,如生物质纤维板等;在消费品领域,生物质可用于制造纸张、生物降解塑料等产品,满足市场对环保产品的需求。
未来研究方向
- 综合利用路径探索:未来研究应重点关注农林业剩余生物质的综合利用路径,寻找不同应用之间的协同效应,实现生物质的最大化利用。例如,将生物质的能源利用与材料利用相结合,提高资源利用效率。
- 技术优化:进一步优化生物质收集和转化技术,降低生产成本,提高生产效率。通过研发新的收集设备和转化工艺,减少生物质在收集和转化过程中的损失,提升产品质量。
- 影响评估:全面评估不同应用对经济和环境的影响。在经济方面,分析不同应用的成本效益,为企业和投资者提供决策依据;在环境方面,研究生物质增值过程中的碳排放、污染物排放等问题,确保其符合环保要求。
- 政策与风险管理:建立有效的政策机制和利益相关者风险管理策略,为可持续商业模式的发展提供保障。政策制定应充分考虑生物质增值产业的特点和需求,加强监管和引导;同时,帮助利益相关者识别和应对潜在风险,促进产业健康发展。
结论
通过对农林业剩余生物质增值的驱动因素和障碍的系统研究,明确了当前存在的问题和发展机遇。未来研究围绕综合利用、技术优化、影响评估以及政策和风险管理等方面展开,将有助于推动农林业剩余生物质产业的可持续发展,为实现环境可持续性、农村发展、经济增长和生物经济的进步做出积极贡献。
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