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农业废弃物可以产生碳信用额。

橙皮、苹果渣、咖啡渣、甘蔗秸秆和巴西莓籽。将食品行业的日常废弃物转化为可再生能源,是一种将环境负担转化为收入来源并促进脱碳的途径。为了让每个人都能看到并利用这种潜力,坎皮纳斯州立大学(Unicamp)的研究人员开发了生物质补偿计算器(Biomass_Compensa Calculator),这是一款计算机程序,可以量化处理农工有机废弃物所避免的碳足迹和潜在产生的碳信用额。

该软件界面直观,计算基于科学数据,企业、工程师、研究人员或任何对此主题感兴趣的人士无需具备专业技术知识即可使用它来评估环境影响、计算碳信用额并编制可持续发展报告。除了减少复杂分析所需的时间和潜在成本外,该工具还有助于加强可持续发展和脱碳政策。

该项目是生物工程、水和废物处理实验室 (Biotar) 开展的一个项目的成果,由食品工程学院 (FEA) 的 Tânia Forster Carneiro 教授协调,并与电气与计算机工程学院 (FEEC) 的 Hudson Giovani Zanin 教授合作完成。参与该项目的研究人员包括:食品工程学院的 Manoel Victor Frutuoso Barrionuevo、Josiel Martins Costa、Larissa Ampese 和 Henrique Ziero;化学工程学院 (FEQ) 的 Eric Gama Felix da Silva;以及工程与石油研究中心 (Cepetro) 的 Reinaldo Cesar。

从数据堆栈到在线碳计算器

这项技术源于实验室中的一次实践观察。多年来,塔尼亚·福斯特教授指导硕士和博士生撰写关于有机废弃物增值利用的论文,积累了丰富的数据库:包括苹果渣、橙皮、嘉宝果皮、甘布西果、啤酒麦芽渣、家禽废料,甚至还有来自帕拉州小农户的巴西莓种子等实验数据。

每项研究都精确计算了特定废弃物在厌氧消化器中产生的沼气量,以及如何将这些沼气转化为电能、热能或生物甲烷。然而,研究人员指出,这些成果具有更大的潜在影响,其作用范围可以超越学术界。对他们而言,将这些技术知识转化为易于使用的工具至关重要,这样才能让实验室创造的价值以清晰的方式惠及社会。

“该计算器旨在集中收集分散在学术论文中的数据。如果餐馆老板、小型食品加工厂或农业企业的经营者想要评估利用生物质生产沼气、生物电或热能的可行性,该工具可以提供快速、准确且基于科学的答案,”福斯特解释道。

解决方案是将所有这些科研成果整合到一个直观易用的计算机程序中,用户可以通过互联网免费访问,无需安装软件或了解专业术语。第一个成果是生物质生物气计算器(Biomass2Biogas Calculator),该软件可以计算这些废弃物的能量潜力。随后,该程序进行了扩展,产生了生物质补偿计算器(Biomass_Compensa calculator),专门用于计算生物质处理产生的碳足迹和潜在碳信用额。

为了开发碳足迹计算机程序,团队参考了相关方法论和等效模型,将大量的废弃物转化为易于理解的指标,例如种植的树木数量、国际航班飞行小时数或减少的车辆数量。技术开发工作由具有工程和编程背景的学生参与完成。

Unicamp碳排放计算器是如何工作的?

用户选择废弃物类型,输入待处理的数量(以吨为单位),即可立即获得以二氧化碳当量 (CO₂) 表示的减排量估算值。他们还可以获得生成的碳信用额度估算值。目前,该系统涵盖的废弃物包括苹果渣、橙皮、甘蔗渣、巴西莓籽以及咖啡行业的副产品。计算器中的其他对比数据还会显示,处理后可以减少多少辆汽车上路行驶、可以抵消多少小时的国际航班,或者需要种植多少棵树才能达到同样的效果。

研究人员解释说,处理垃圾并将产生的甲烷气体转化为能源,其碳信用额远高于传统植树造林方式。毕竟,甲烷是垃圾填埋场中有机物厌氧分解产生的主要沼气,其百年全球变暖潜能值(GWP100)约为二氧化碳的29倍。

“处理废弃物可以阻止甲烷释放到大气中。这可以产生永久性的碳信用额度,从技术角度来看,这比植树造林更具成本效益,因为甲烷的温室效应潜能值约为二氧化碳的29倍,而且与植树造林相比,减少甲烷排放量的量化在技术上更加精确。因此,这款计算器的名字‘生物质收益’具有双重含义:处理废弃物本身就是一种收益,而且其收益高于其他形式的碳信用额度,”这位教授解释道。

市场空白:农业废弃物。

与市场上其他软件相比,Biomassa_Compensa 计算器的独特之处在于其特定的关注点:食品加工业的剩余生物质,如果皮、种子和甘蔗渣,填补了其他计算器更侧重于动物粪便、生物燃料和农产品留下的空白。

对于工业界而言,该工具可作为投资处理基础设施决策的指导。通过将甘蔗渣或咖啡生产废料转化为金融资产(无论是通过碳市场交易还是节省能源费用),企业能够直观地看到环境可持续实践的经济可行性。

此外,这项技术也预见到了监管方面的需求。目前,食品加工业的大部分废弃物都被送往垃圾填埋场。塔尼亚教授估计,随着环境法规的不断完善以及对有机废弃物填埋处理的日益严格,这种情况将会发生根本性的变化。

“食品行业在生产过程中会产生大量的生物质。随着未来限制将这些废弃物送往垃圾填埋场,碳信用额度投资将会激增。堆肥和厌氧消化等技术将是处理这些废弃物以及向生物燃料生产转型的关键。正是在这种情况下,我们的计算器才能发挥作用,”他评估道。

潜在影响范围很广,从每天产生数吨果皮的大型果浆企业,到餐厅、小型农业企业以及在当地加工原材料的农村生产者,都可能受到影响。例如,对于中型餐厅或果汁生产合作社,该计算器可以显示其产生的废弃物量是否值得投资建设生物消化池,以及该系统可以产生多少电力或天然气。

开放技术可供扩展。

目前,生物质补偿计算器和生物质转沼气计算器已在Biotar实验室网站上公开提供。对于可持续发展经理、排放清单负责人或碳信用市场专业人士而言,生物质补偿计算器提供了一种快速且科学可靠的筛选工具,用于评估剩余生物质的增值潜力,并做出更明智的投资决策。

对于希望使用专有数据定制软件、扩展分析废弃物清单或将该工具集成到其环境管理系统中的公司而言,技术许可是一种推荐的方式。技术转让过程由Inova Unicamp创新机构负责协调。

据项目协调员称,各方对新的合作很感兴趣,这将有助于扩大计算器的覆盖范围,并培养能够引领该国能源和环境转型的人力资源。

福斯特说:“如果一家公司对针对其特定废料(例如香蕉皮或某种水果的废料)的定制版计算器感兴趣,我们可以讨论如何开发。”

如何在Unicamp获得技术许可

Inova 是 Unicamp 技术组合中的一个技术展示平台。公司、公共机构或私营机构可以获得 Unicamp 开发的知识产权许可,许可内容包括专利、植物品种、商标、计算机程序和专有技术等,许可方式可以是独占许可,也可以是非独占许可。申请应通过“联系公司”表格提交。如需了解 Unicamp 技术许可的案例,请访问 Inova 网站。

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