松针在印度亚喜马拉雅山麓地带构成火灾隐患。
松针可以转化为可再生能源,例如生物油、成型燃料或生物炭。
生物油可用作内燃机燃料,也可用作炉用油。
成型燃料可用于砖窑,或用于为发电锅炉提供燃料。
研究人员表示,松针易燃,是印度广阔的亚喜马拉雅山麓地带针叶林中的主要火灾隐患,同时也使其成为丰富的可再生能源来源。
落下的松针需要从林地表层清除,因为它们在干旱期可能被点燃,引发毁灭性的森林火灾,印度国营印度农业工程中央研究所(CIAE)的研究人员表示。印度农业工程中央研究所(CIAE)。
他们的研究发表于《Current Science》,考察了松针的炭化和压块处理如何有助于减少温室气体排放。
松针干燥且含油量高,因此极易起火,往往给生物多样性、森林、环境和当地经济造成巨大损失。
Arti Kashyap,印度理工学院曼迪分校副教授
首席研究员Sandip Mandal是印度印度农业工程中央研究所(CIAE)位于博帕尔的农业与能源电力部门高级科学家,他告诉农业 能源部门的高级科学家。他告诉SciDev.Net:“松针可以很容易地压制成高热值的成型燃料,用于任何热能应用,也可以通过化学工艺加工,生产出高质量的生物燃料。”
该研究发现,通过热解——一种在无氧条件下加热有机物的工艺——松针可以转化为热值为每千克28.52兆焦的生物油,并用于内燃机的混合燃料或用作炉用油。
相比之下,柴油的热值约为每千克45.5兆焦。
“生物油的闪点、燃点和倾点数值均高于高速柴油,”该研究称,并补充说,这种油也适用于广泛使用的压燃式发动机。
另外,由松针制成的成型燃料可用于砖窑,或为发电锅炉提供燃料,同时还能为家庭烹饪提供清洁、经济的燃料。
压块工艺是将所谓的“木质纤维素”生物质(源自干燥植物物质)致密化,制成具有高热值、便于储存和运输的块状燃料。
该研究称,由于生物质的储量极为丰富,其作为可再生能源的地位超过太阳能、风能和水能等其他来源。
松针热解还会产生生物炭,它是土壤碳封存的理想材料,有助于缓解气候变化,研究人员表示。
分析表明,结合所考虑的三种转化技术——压块、炭化和热解,可实现87%的能源效率。
开发利用松针
与其他类型的植物生物质不同,松针不易被微生物分解,会在林地上不断堆积。
该研究估计,在印度夏季,每公顷松林约有6.3吨松针落下。
喜马拉雅亚热带松林绵延于世界最高山脉约3,000公里的大部分长度上,覆盖巴基斯坦、印度的查谟和克什米尔邦、喜马偕尔邦、北阿坎德邦、锡金邦和阿鲁纳恰尔邦,以及尼泊尔和不丹,总面积超过77,700平方公里。
在印度境内,大部分研究与活动旨在将松针商业化利用,主要集中在印度北部的喜马偕尔邦,该邦拥有近3,300平方公里的松林,每年约脱落1,300公吨松针。
这些森林大多由占主导地位且耐旱的Pinus roxburghii树种构成。
据喜马偕尔邦政府称,该邦每年平均报告2,000起森林火灾。
2001年至2021年间,喜马偕尔邦因火灾损失了900多公顷树木覆盖。据全球森林观察(Global Forest Watch)数据显示,损失最严重的年份是2004年,当年有150公顷被毁。
鉴于松针作为可再生能源来源的潜力及其导致森林火灾的作用,印度理工学院(IIT)位于喜马偕尔邦首府曼迪的该校在其“提升喜马拉雅生计”中心开设了一个专项项目。
“在4月至6月的夏季,落下的松针阻碍了水渗入林地,”印度理工学院曼迪分校副教授Arti Kashyap表示。
“松针随之干燥且含油量高,因此极易起火,往往给生物多样性、森林、环境和当地经济造成巨大损失。”
Kashyap表示,厚厚的松针层还会阻挡阳光照射到地面,抑制草类生长,使当地村民难以放牧牛群。
她补充说:“这使村民别无选择,只能放火烧掉松针。”
Kashyap表示,印度理工学院曼迪分校的项目重点在于收集松针并将其运送至加工中心,但这在喜马偕尔邦多山的地形中存在困难。
“我们认为,在各地建立小型造粒或压块装置是最可行的方案,对于保障当地生计至关重要,”她说。
Kashyap解释说,经过多项研究和试验,印度理工学院曼迪分校已开发出一种切碎并压缩松针的方法,可制成清洁、致密且易于处理的成型燃料,这类燃料作为燃料需求旺盛;她还补充说,相关专利申请正在进行中。





