專利名稱：固相生物量碳存儲(spbcs)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體涉及生物燃料生產(chǎn)。本發(fā)明更具體地涉及用于對碳流進行核算(account)并確定生物燃料的規(guī)制(regulatory)值的方法、針對生物燃料生產(chǎn)安排碳循環(huán)的方法和制造生物燃料的方法、以及生物燃料和從生物燃料中導出的規(guī)制值。上下文技術
碳強度(Cl)是在美國內(nèi)外的各種司法(例如，U.S.RFS2 ;CA、BC、WA、OR、NEMA中的LCFS ；EU-RED ；UK-RTFO)中越來越多地測量和規(guī)制的燃料特性。Cl可以用作對一般使用生命周期分析(LCA)方法而評估且每單位燃料能量所指定的從整個燃料生命周期上的凈溫室氣體排放的度量，例如，以克C02等效排放每兆焦燃料(gC02e/MJ)為單位。對于生物燃料，碳強度度量可以包括來自與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的供給輸入(例如，肥料)相關聯(lián)的來源的排放、燃料燃燒、以及中間的特定或所有過程步驟，這可以用于定義燃料生產(chǎn)途徑或者簡單地定義燃料途徑?？梢越⑻紡姸鹊腖CA，作為針對從表示LCA核算信用的大氣層(例如，經(jīng)由光合作用從該大氣層固定的碳)向表示LCA核算借記和流程的大氣層(例如，燃燒排放)的排放的核算系統(tǒng)?？梢韵鄬τ诮鹑诤怂惴崔D(zhuǎn)符號規(guī)約，但是，這是實際上通常使用這些術語的方式。

發(fā)明內(nèi)容
可以使用LCA方法來評定生物燃料的多種社會和環(huán)境性能特性，這可以通稱為使用術語可持續(xù)性?？梢栽谏锶剂虾拖嚓P策略手段內(nèi)反映生物燃料可持續(xù)特性或可持續(xù)性能(例如，作為關聯(lián)于或表征生物燃料以及相關標準的定量值)，以提供用于避免擴大生物燃料生產(chǎn)的潛在負面后果的框架。在與用于碳強度度量的方法類似的方法中，可以在針對可持續(xù)性度量而對生物燃料/產(chǎn)品性能的評估中反映未被轉(zhuǎn)換為生物燃料或其他產(chǎn)品(例如，農(nóng)業(yè)和生物燃料生產(chǎn)殘渣)的生物量碳的效果。換言之，LCA可以反映在整個燃料生產(chǎn)途徑或供給鏈上積累的排放信用和借記，包括未被轉(zhuǎn)換為有用產(chǎn)品的生物量碳的排放效果。這可以通過以下操作而實現(xiàn):基于(根據(jù)所謂的“分配”核算方法)向各個產(chǎn)品對生命周期排放的小部分(一般地，與供聯(lián)產(chǎn)品/副產(chǎn)品使用的材料轉(zhuǎn)移的上游的過程相關聯(lián)的排放)的分配，將生命周期排放核算信用提供給所關注的產(chǎn)品；或者(根據(jù)所謂的“系統(tǒng)擴充”核算方法)提供與相對于對更傳統(tǒng)產(chǎn)品的使用的對各種聯(lián)產(chǎn)品/副產(chǎn)品的使用相關聯(lián)的凈排放減少(或增加)的生命周期排放核算信用(或借記)。固相生物量碳存儲(SPBCS)提供了用于在適于減輕人為溫室氣體排放的時間段內(nèi)使固相生物量碳隔絕至遠離大氣層的系統(tǒng)、方法和過程。生物量可以無限期地保持處于SPBCS存儲系統(tǒng)中，或者可以被再加工為提供持續(xù)隔絕效益的產(chǎn)品(例如，建筑材料)、被經(jīng)由C02捕獲和存儲(CCS)再加工為具有持續(xù)碳隔絕效益的能量產(chǎn)品、或者在沒有CCS的情況下被再加工為具有來自傳統(tǒng)產(chǎn)品的生物能量替代(例如，來自化石燃料)的排放效益但以碳隔絕效益為代價的能量產(chǎn)品。在后一種情形中，仍將實現(xiàn)與被推遲的排放相關聯(lián)的氣候效益。因此，SPBCS使得目前能夠?qū)崿F(xiàn)與生物量材料相關聯(lián)的碳效益，具體地，與防止這種材料降解相關聯(lián)的效益，這將導致將生物量碳作為溫室氣體釋放至大氣層，并且未來潛在地實現(xiàn)被隔絕的生物量碳的潛在化學或能量效益。SPBCS還在各種規(guī)制系統(tǒng)的上下文內(nèi)操作，從而使環(huán)境效益能夠被量化并與生物燃料或可交易信用相關聯(lián)。這種可交易信用可以與LCA核算信用不同，不同之處在于:可以在特定規(guī)制框架下具體地交易(買或賣)這種可交易信用。因此，SPBCS還可以提供用于影響環(huán)境目的的在這種規(guī)制系統(tǒng)的實現(xiàn)之前尚未存在的經(jīng)濟刺激。在一個方面，本發(fā)明提供了一種使用具有存儲器的數(shù)據(jù)處理器來對碳流進行核算并確定生物燃料的規(guī)制值的計算機化方法。所述方法包括:(i)在存儲器中存儲表征與生物燃料的生產(chǎn)和使用相關聯(lián)的碳流的一個或多個值的第一集合，其中，所述生物燃料是從農(nóng)業(yè)生物量的第一小部分中導出的；(ii)在存儲器中存儲表征與固相生物量碳的隔絕相關聯(lián)的碳流的一個或多個值的第二集合，其中，所述固相生物量碳是從所述農(nóng)業(yè)生物量的第二小部分中導出的，以及其中，所述隔絕減輕了人為溫室氣體排放；以及(iii)使用所述數(shù)據(jù)處理器，根據(jù)碳流值的第一和第二集合來計算所述生物燃料的規(guī)制值。在另一方面，本發(fā)明提供了一種針對生物燃料生產(chǎn)和使用而安排碳循環(huán)的方法。所述方法包括:(i )布置從農(nóng)業(yè)生物量的第一小部分對生物燃料的生產(chǎn)以及固相生物量碳與所述農(nóng)業(yè)生物量的第二小部分的隔絕，所述隔絕減輕了人為溫室氣體排放；以及(ii)根據(jù)表征所述生物燃料的生產(chǎn)和使用的一個或多個碳強度值的第一集合和表征碳隔絕的一個或多個碳強度值的第二集合，給所述生物燃料指派規(guī)制值。在另一方面，本發(fā)明提供了一種制造生物燃料的方法。所述方法包括:(i)從農(nóng)業(yè)生物量的第一小部分生產(chǎn)生物燃料；(ii)將固相生物量碳與所述農(nóng)業(yè)生物量的第二小部分隔絕，其中，隔絕減輕了人為溫室氣體排放；以及(iii)基于表征所述生物燃料的生產(chǎn)和使用的一個或多個碳強度值的第一集合和表征所述隔絕的一個或多個碳強度值的第二集合，給生物燃料指派規(guī)制值。在另一方面，本發(fā)明提供了一種使用具有存儲器的數(shù)據(jù)處理器來對碳流進行核算并確定生物燃料的規(guī)制值的計算機化方法。所述方法包括:(i)在存儲器中存儲表征生物燃料的生產(chǎn)和使用的一個或多個碳流值的第一集合，其中，所述生物燃料是從農(nóng)業(yè)生物量的第一小部分中導出的；(ii)在存儲器中存儲表征固相生物量碳的隔絕的一個或多個碳流值的第二集合，其中，所述固相生物量碳是從所述農(nóng)業(yè)生物量的包括農(nóng)業(yè)殘渣的第二小部分中導出的，以及其中，所述隔絕減輕了人為溫室氣體排放；(iii)使用所述數(shù)據(jù)處理器，根據(jù)碳流值的第一和第二集合來計算所述生物燃料的規(guī)制值；以及(iv)交易具有所述規(guī)制值的生物燃料、作為所述規(guī)制值的函數(shù)而生成的可交易信用、或者所述生物燃料和所述可交易信用二者。所述隔絕包括:處理以減輕所述固相生物量碳的降解；以及存儲所述固相生物量碳以減輕環(huán)境相互作用。

在另一實施例中，本發(fā)明提供了一種針對生物燃料生產(chǎn)和使用而安排碳循環(huán)的方法。所述方法包括:(i)布置從農(nóng)業(yè)生物量的第一小部分對生物燃料的生產(chǎn)以及固相生物量碳與所述農(nóng)業(yè)生物量的包括農(nóng)業(yè)殘渣的第二小部分的隔絕，從而減輕人為溫室氣體排放；(ii)根據(jù)表征所述生物燃料的生產(chǎn)和使用的一個或多個碳強度值的第一集合和表征所述隔絕的一個或多個碳強度值的第二集合，給所述生物燃料指派規(guī)制值；以及(iii)交易具有所述規(guī)制值的生物燃料、作為所述規(guī)制值的函數(shù)而生成的可交易信用、或者所述生物燃料和所述可交易信用二者。所述隔絕包括:處理以減輕所述固相生物量碳的降解；以及存儲所述固相生物量碳以減輕環(huán)境相互作用。在另一實施例中，本發(fā)明提供了一種制造生物燃料的方法。所述方法包括:(i)從農(nóng)業(yè)生物量的第一小部分生產(chǎn)生物燃料；(ii)將固相生物量碳與所述農(nóng)業(yè)生物量的包括農(nóng)業(yè)殘渣的第二小部分隔絕，其中，隔絕減輕了人為溫室氣體排放；(iii)基于表征所述生物燃料的生產(chǎn)和使用的一個或多個碳強度值的第一集合和表征所述隔絕的一個或多個碳強度值的第二集合，給所述生物燃料指派規(guī)制值；以及(iv)交易具有所述規(guī)制值的生物燃料、作為所述規(guī)制值的函數(shù)而生成的可交易信用、或者所述生物燃料和所述可交易信用二者。所述隔絕包括:處理以減輕所述固相生物量碳的降解；以及存儲所述固相生物量碳以減輕環(huán)境相互作用。在另一方面，本發(fā)明提供了一種方法，包括:(i)接收從農(nóng)業(yè)生物量的第一小部分生產(chǎn)的生物燃料原料，其中，所述生物燃料原料具有關聯(lián)的所隔絕的固相生物量碳，其中，所述固相生物量碳是從所述農(nóng)業(yè)生物量的第二小部分中導出的，以及其中，所述隔絕減輕了人為溫室氣體排放；以及(ii)生產(chǎn)從所述生物燃料原料中導出的低碳燃料，其中，所述低碳燃料包括具有LCA碳排放核算信用的運輸燃料，所述LCA碳排放核算信用至少部分基于包括所述固相生物量碳的隔絕的燃料途徑。在另一方面，本發(fā)明提供了一種方法，包括:(i)接收從農(nóng)業(yè)生物量的第一小部分生產(chǎn)的生物燃料，其中，所 述生物燃料具有關聯(lián)的所隔絕的固相生物量碳，其中，所述固相生物量碳是從所述農(nóng)業(yè)生物量的第二小部分中導出的，以及其中，所述隔絕減輕了人為溫室氣體排放；以及(ii)提供所述生物燃料作為低碳燃料，其中，所述低碳燃料包括具有LCA碳排放核算信用的運輸燃料，所述LCA碳排放核算信用至少部分基于包括所述固相生物量碳的隔絕的燃料途徑。在另一方面，本發(fā)明提供了如下方法:將在生物燃料供給鏈內(nèi)生產(chǎn)但未被轉(zhuǎn)換為生物燃料的生物量隔絕，以減少人為溫室氣體排放，使得能夠?qū)⑷藶闇厥遗欧胖兴a(chǎn)生的減少指派給所述生物燃料供給鏈或在所述生物燃料供給鏈中生產(chǎn)的生物燃料。在另一方面，本發(fā)明提供了一種通過以下操作來提供具有減小碳強度值的生物燃料的方法:(i)購買從生物量的第一小部分生產(chǎn)的生物燃料，其中，所述生物燃料具有關聯(lián)的所隔絕的固相生物量碳，其中，所述固相生物量碳是從所述農(nóng)業(yè)生物量的第二小部分中導出的，以及其中，所述隔絕減輕了人為溫室氣體排放；(ii)指派反映LCA排放核算信用的碳強度值，以減輕人為溫室氣體排放；以及(iii)出售所述生物燃料和作為所述碳強度值的函數(shù)而定義的可交易信用中的至少一個。在另一方面，本發(fā)明提供了一種通過以下操作來提供具有減小碳強度值的生物燃料的方法:(i)購買表示農(nóng)業(yè)生物量的第一小部分的生物燃料生產(chǎn)的原料，其中，所述生物燃料具有關聯(lián)的所隔絕的固相生物量碳，其中，所述固相生物量碳是從所述農(nóng)業(yè)生物量的第二小部分中導出的，以及其中，所述隔絕減輕了人為溫室氣體排放；(ii)指派反映LCA排放核算信用的碳強度值，以減輕人為溫室氣體排放；以及(iii)以及出售所述生物燃料和作為所述碳強度值的函數(shù)而定義的可交易信用中的至少一個。在另一方面，本發(fā)明提供了根據(jù)本發(fā)明的方法中的任一個生產(chǎn)的生物燃料、所隔絕的固相生物量和/或可交易信用。在各個實施例中，所述隔絕包括:處理以減輕所述固相生物量碳的降解。所述處理可以包括收集、干燥、大小調(diào)整、滅菌、穩(wěn)定、封裝和密封中的一個或多個。在一些實施例中，所述隔絕包括:存儲所述固相生物量碳以減輕環(huán)境相互作用。在特定實施例中，所述方法還包括:監(jiān)視來自所隔絕的固相生物量碳的碳流。在各個實施例中，所述方法還包括:對所隔絕的固相生物量碳賦予新用途(repurpose)o在一些實施例中，所述方法還包括:交易具有所述規(guī)制值的生物燃料、作為所述規(guī)制值的函數(shù)而生成的可交易信用、或者所述生物燃料和所述可交易信用二者。方法可以包括:完成將低碳燃料出售給運輸燃料提供商的交易。在特定實施例中，所述第二小部分包括農(nóng)業(yè)殘渣。在各個實施例中，所述溫室氣體排放包括碳排放。一般地，溫室氣體可以包括在大氣層中吸收和發(fā)射熱紅外范圍內(nèi)的輻射的任何一個或多個氣體。溫室氣體排放可以包括例如以下任何一個或多個的排放:二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和臭氧。

本領域技術人員理解，可以改編本文描述的各個方面和特征并將其與本發(fā)明的各個實施例進行組合。可以通過參照結(jié)合附圖作出的以下描述來更好地理解上述技術的優(yōu)勢以及其他優(yōu)勢。附圖不必按比例繪制，而是重點一般在于示意技術的原理。


圖1-4示出了玉米乙醇的生產(chǎn)和使用的不同示例中的生物碳流。圖5和6示出了生命周期排放核算的示例過程示意圖?，F(xiàn)在將關于其中作出和使用本發(fā)明的優(yōu)選實施例和最佳模式來詳細描述本發(fā)明。本領域技術人員將認識到，在不脫離本文的教導的前提下能夠修改和更改所描述的實施例。
具體實施例方式SPBCS使得目前能夠?qū)崿F(xiàn)與生物燃料碳循環(huán)中的溫室氣體排放的減少相關聯(lián)的環(huán)境效益。例如，SPBCS可以通過提供具有比傳統(tǒng)生物燃料和/或傳統(tǒng)化石烴燃料更低的碳強度的生物燃料，減輕人為溫室氣體(GHG)排放。此外，SPBCS在各種規(guī)制系統(tǒng)的上下文內(nèi)操作，從而使環(huán)境效益能夠被量化并與生物燃料或可交易信用相關聯(lián)。因此，SPBCS還可以有助于提供針對提供環(huán)境效益的經(jīng)濟刺激。SPBCS表示了在與包括低碳燃料生產(chǎn)和碳隔絕在內(nèi)的減輕人為溫室氣體排放的其他方案相比時的獨特替換和進步。例如，碳捕獲和存儲(CCS)表示了能夠濃縮、壓縮、運輸(在必要時)并隔絕C02 (例如，根據(jù)工業(yè)過程)至遠離大氣層(例如，在地質(zhì)形成中)的技術的集合。SPBCS與CCS的不同之處在于例如=SPBCS涉及固相生物量碳而不是C02的隔絕。SPBCS還與用于隔絕碳的其他方案(例如:(i)應用生物碳作為土壤改良劑，以提高土壤碳存儲和土壤肥力；以及(ii )使原始生物量下沉到河流三角洲中，在河流三角洲中，該原始生物量將掩埋在沖積扇的沉積物中)不同。SPBCS與這些方案不同，原因在于例如=SPBCS可以包括處理和/或受控地存儲和/或使用固相生物量碳，以限制其降解并實現(xiàn)對關聯(lián)氣候效益的進行中的測量和驗證。SPBCS與這些方案的不同之處還在于其經(jīng)由以下各項的生物量生產(chǎn)的直接關聯(lián):(i )從生物量的第一小部分生產(chǎn)的生物燃料(生物燃料原料);以及(ii )將生物量碳與由于生物燃料原料生產(chǎn)而生產(chǎn)的生物量的第二小部分隔絕。該直接關聯(lián)使得能夠?qū)⑴欧乓约坝伤艚^的生物量碳產(chǎn)生的其他可持續(xù)性效益歸于所生產(chǎn)的生物燃料，從而產(chǎn)生針對可持續(xù)性度量具有減小碳強度和/或改進性能的生物燃料產(chǎn)品。處理和/或存儲可以控制和/或減輕固相生物量碳與環(huán)境因素(例如熱、光、空氣、水、動物、昆蟲、真菌、細菌等)之間的相互作用，這些環(huán)境因素可以促使將來自生物量的GHG釋放至大氣層中。因此，SPBCS可以有助于保護環(huán)境免于與GHG的釋放相關聯(lián)的各種氣候風險。SPBCS還可以有助于保護環(huán)境免于與其他碳隔絕方法(例如，防止所存儲的碳的潛在活化(mobi I ization),例如通過游積或沉積來自水引起的生物碳活化的地表水體)相關聯(lián)的各種風險。此外，SPBCS具有以下優(yōu)勢:可以從存儲中移除所存儲的碳并對所存儲的碳賦予新用途，例如當其可以用在繼續(xù)防止所存儲的碳的大氣釋放(否則，這些大氣釋放繼續(xù)提供氣候效益)(例如，利用CCS來構(gòu)建材料或能量系統(tǒng))的產(chǎn)品或服務中時、當其他技術的開發(fā)降低與所存儲的碳的大氣釋放相關聯(lián)的氣候風險(例如，直接從大氣層捕獲C02)時和/或當確定已經(jīng)以其他方式解決氣候風險時。在一個方面，SPBCS提供了一種對碳流進行核算并確定生物燃料的規(guī)制值的方法。該方法包括:(i)存儲表征與生物燃料的生產(chǎn)和使用相關聯(lián)的碳和/或GHG流的一個或多個值的第一集合，其中，生物燃料是從農(nóng)業(yè)生物量的第一小部分中導出的；(ii)存儲表征與固相生物量碳的隔絕相關聯(lián)的碳和/或GHG流的一個或多個值的第二集合，其中，所述固相生物量碳是從所述農(nóng)業(yè)生物 量的第二小部分中導出的，以及其中，所述隔絕減輕了人為溫室氣體排放；以及(iii)根據(jù)碳流值的第一和第二集合來計算所述生物燃料的規(guī)制值。核算可以全部或部分地由手和/或由實質(zhì)上任何數(shù)據(jù)處理設備實現(xiàn)，數(shù)據(jù)處理設備包括個人計算機、電子設備(比如智能電話或平板)、定制機器或?qū)ｉT構(gòu)建機器等。在另一方面，SPBCS特征在于一種針對生物燃料生產(chǎn)和使用而安排碳循環(huán)的方法。該方法包括:(i)布置從農(nóng)業(yè)生物量的第一小部分對生物燃料的生產(chǎn)以及固相生物量碳與農(nóng)業(yè)生物量的第二小部分的隔絕，從而減輕人為溫室氣體排放；以及(ii )根據(jù)表征生物燃料的生產(chǎn)和使用的一個或多個碳強度值的第一集合和表征隔絕的一個或多個碳強度值的第二集合，給生物燃料指派規(guī)制值。在另一方面，SPBCS特征在于一種制造生物燃料的方法。所述方法包括:(i)從農(nóng)業(yè)生物量的第一小部分生產(chǎn)生物燃料；(ii)將固相生物量碳與農(nóng)業(yè)生物量的第二小部分隔絕，其中，隔絕減輕了人為溫室氣體排放；以及(iii)基于表征生物燃料的生產(chǎn)和使用的一個或多個碳強度值的第一集合和表征隔絕的一個或多個碳強度值的第二集合，給生物燃料指派規(guī)制值。盡管SPBCS涉及整個生物燃料碳循環(huán)，但是其可以由執(zhí)行、布置和/或提供個體步驟的執(zhí)行的單個實體執(zhí)行。例如，單個實體可以承辦一個或多個個體步驟(例如，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生物燃料生產(chǎn)、固相生物量碳的隔絕、農(nóng)業(yè)殘渣利用、和/或溫室氣體核算和/或可持續(xù)性評定)的完成。在一些實施例中，單個實體可能在執(zhí)行該方法時采用預先存在的框架或注冊(例如，利用反映SPBCS的所建立的Cl和/或可持續(xù)性度量來購買生物燃料原料，或者利用反映SPBCS的所建立的Cl和/或可持續(xù)性度量來生產(chǎn)生物燃料)，而不是從頭查明途徑的成分的值。因此，盡管該方法綜合了來自較長且復雜的供給鏈/碳循環(huán)的許多種特征，但是該方法由單個實體容易地實現(xiàn)。在SPBCS的上下文中，生物量包括從生物過程中導出的材料，這些生物過程包括但不限于:光合作用；光合地生產(chǎn)的生物量(比如，異養(yǎng)生物、來自異養(yǎng)生物的廢物或殘渣的生物量)的消耗；或者由生物量的工業(yè)處理產(chǎn)生的產(chǎn)品、副產(chǎn)品或殘渣。出于示意性目的，本發(fā)明的詳細描述將使用由玉米生產(chǎn)產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)殘渣(通稱為玉米秸桿)的示例。玉米秸桿一般由玉米生產(chǎn)產(chǎn)生，但在從玉米進行的乙醇生產(chǎn)的上下文中特別相關，這是由于與該玉米秸桿的降解相關聯(lián)的排放被或可以被以與在特定規(guī)制上下文(例如，California低碳燃料標準和聯(lián)邦可再生燃料標準)內(nèi)來自其他源的玉米秸桿不同的方式對待。出于示意性目的而對該示例的使用決不將本發(fā)明的適用性限于在該供給鏈中生產(chǎn)的玉米秸桿、由生物燃料生產(chǎn)產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)殘渣或者作為一類生物量的農(nóng)業(yè)殘渣。本領域普通技術人員可以容易地將所提供的示例應用于從許多其他原料源進行的生物燃料生產(chǎn)，這些其他原料源包括例如:甘蔗；小麥；甜菜；大豆；油菜；等等。在各個實施例中，其他類別的農(nóng)業(yè)生物量可以包括例如:來自其他生物燃料原料類型的生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)殘渣；林業(yè)殘渣；來自地面清理活動的生物量；從風景或財產(chǎn)維護(公共或私有)的剪切；動物固體廢物(例如，糞便)；水生植物固體；工業(yè)生物量固體殘渣(例如工廠廢料、甘蔗渣、來自淀粉或纖維素生物燃料生產(chǎn)的殘渣、脂類提取的藻類、厭氧消化器固體等)；或者專門針對SPBCS而生產(chǎn)或收割的生物量(例如，多年生草)。一般地，生物量的第一小部分可以是用作生物燃料原料的生物量的小部分(例如，第一生成生物燃料的示例中的脂類和/或糖類豐富的小部分)。一般地，生物量的第二小部分可以是不用作生物燃料原料的生物量的小`部分(盡管在一些實施例中，第二小部分也可以是生物燃料原料，例如對于纖維素生物燃料)。在各個實施例中，第二小部分是或者包括農(nóng)業(yè)殘渣。這里使用術語農(nóng)業(yè)殘渣來描述在工業(yè)、造林學或水產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中生產(chǎn)的生物量，典型地或歷史上，該生物量不具有要被轉(zhuǎn)換為可售出的產(chǎn)品的足夠值，并因此在歷史上被允許在自然或修改后的環(huán)境中(例如在田地中、在堆肥中等)降解、被燃燒或者在畜牧業(yè)中用作飼料或墊料?？梢詫⑥r(nóng)業(yè)殘渣與收割期間的主要生物燃料原料(例如柄、莖、葉等)或收割后的處理中的主要生物燃料原料(例如殼、莢、皮等)分離。在一些實施例中，生物量的第一小部分可以不用于生物燃料生產(chǎn)，可以不用于任何目的，或者可以表示總可用生物量的0%。在這些實施例中，可以將排放和可持續(xù)性效益歸于產(chǎn)生生物量的活動、歸于針對生物量碳隔絕而布置的那一方、或者歸于承辦接收信用的其他方。產(chǎn)生生物量的活動可以包括例如傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)商品(例如，食品、飼料和/或纖維產(chǎn)品)的生產(chǎn)、木材生產(chǎn)、地面清理活動或者其他關聯(lián)活動(例如，經(jīng)由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品上的價格信號間接產(chǎn)生地面清理活動的生物燃料生產(chǎn))。一般地，隔絕減輕了人為溫室氣體排放。隔絕可以包括各種運輸、處理和存儲步驟中的任何一個或多個。存儲可以包括監(jiān)視。例如，隔絕還可以包括賦予新用途(例如，從生物量對建筑材料的生產(chǎn)或者針對化石燃料能量產(chǎn)品的生物能量產(chǎn)品替代)，其中，賦予新用途減輕了人為碳排放(例如，建筑材料在環(huán)境相關的時標上隔絕生物量碳的顯著小部分，生物能量產(chǎn)品的替代減少來自化石碳源的GHG排放)。僅出于說明目的，隔絕可以包括以下步驟中的任何一個或多個。然而，步驟的數(shù)目、順序、組合和特性將是上下文專用的并依賴于多個因素，包括例如生物量類型、物理特性(例如，水分含量)、化學特性(例如，揮發(fā)物含量)、對其他原理步驟的交替實現(xiàn)的依賴性、規(guī)制因素和需求(例如，對特定材料來說專用的規(guī)制以及監(jiān)視需求)、以及市場考慮(例如，要素價格、擔保、保險需求或依賴性)。這些一般步驟可以包括以下任何一個或多個:生物量收集、干燥、大小調(diào)整、滅菌、穩(wěn)定、封裝、密封、存儲、監(jiān)視和賦予新用途。以下討論這些步驟中的每一個。然而，注意，這些步驟的適用性和特性將是依賴上下文的。在特定應用中或者出于特定目的，可以消除一個或多個步驟、組合一個或多個步驟、將一個或多個步驟分解為多個階段或過程或分解在多個階段或過程上、以不同方式排序一個或多個步驟、在具有一個或多個中間運輸步驟的多個位置處實現(xiàn)一個或多個步驟、或者將一個或多個步驟綜合至其他過程中。生物量收集包括聚集可用生物量并使可用生物量對SPBCS來說可用的過程。潛在生物量收集系統(tǒng)的一個示例可以影響:從田地的生物量收集和利用機械化農(nóng)具向田地邊緣的運輸；經(jīng)由卡車從田地邊緣向局部存儲場地的后續(xù)生物量運輸；以及經(jīng)由卡車向集中式SPBCS處理設施的后續(xù)運輸?？商鎿Q地，可以在田地中、在田地邊緣處或在局部存儲場地處局部實現(xiàn)SPBCS處理步驟。生物量干燥包括從生物量移除水分的過程。生物量干燥可以通過減少要運輸、處理和/或存儲的質(zhì)量來支持SPBCS實現(xiàn)。干燥可以根據(jù)針對下流處理步驟而選擇的特定實現(xiàn)選項來實現(xiàn)這些下流處理步驟。生物量干燥還可以降低生物量的關聯(lián)降解和生物活動的可能性，所述降解將生物量碳釋放至大氣層。在特定實施例中，根據(jù)針對其他處理步驟和存儲而選擇的具體實現(xiàn)選項，干燥可能不必要。許多技術可以用于干燥生物量，包括例如田地中的收集前的空氣干燥、分布式局部或集中式設施處的收集后的空氣干燥、太陽能干燥系統(tǒng)和燃燒加熱系統(tǒng)。 大小調(diào)整包括更改生物量的物理尺寸以便于、實現(xiàn)或改進其他運輸或處理步驟或存儲的過程。大小調(diào)整可以在一個或多個可能階段處實現(xiàn)，這些可能階段包括例如預收集、預運輸、預干燥、預滅菌、預穩(wěn)定和/或預封裝。在特定實施例中，根據(jù)針對其他處理步驟和存儲而選擇的具體實現(xiàn)選項，大小調(diào)整可能不必要。許多技術可以用于生物量大小調(diào)整，包括例如切割、切碎、剁碎、磨碎、切削、壓縮、擠壓、打捆和制粒系統(tǒng)。還可以使用有效地將大小調(diào)整與其他步驟進行綜合的各種技術。例如，收集系統(tǒng)可以涉及生物量大小調(diào)整，制?？梢蕴峁┓€(wěn)定，并且經(jīng)由針對更先進碳穩(wěn)定的熱解的生物碳生產(chǎn)可以涉及大小調(diào)整。滅菌包括通過限制生物量中或上的生命有機體的存在來控制SPBCS的生物量的生物降解的過程。注意，滅菌一般指代消除或殺死所有生命形式的過程。然而，在該描述的上下文中，滅菌還可以指代將生物活動降低至足以防止生物量衰變以及關聯(lián)的溫室氣體釋放的水平的過程。滅菌可以經(jīng)由存儲前對生物量的一次性處理、通過對所存儲的生物量的周期性處理和/或通過對所存儲的生物量的連續(xù)、實質(zhì)上連續(xù)或周期性處理而實現(xiàn)。滅菌可以在干燥、大小調(diào)整、穩(wěn)定、封裝或存儲之前、期間或之后實現(xiàn)。在特定實施例中，根據(jù)針對其他處理步驟而選擇的具體實現(xiàn)選項，滅菌可能不必要或者被推遲未定義或未受限的時間段。例如，特定存儲系統(tǒng)可以固有地限制生物活動或者可以被安排為限制生物活動(例如，與混凝土、塑料、泡沫(比如聚乙烯)和/或其他長壽命固體或液體混合)。可替換地，有效監(jiān)視系統(tǒng)可以提供展示潛在降解(例如，GHG排放)的征兆的僅針對所存儲的生物量的滅菌的實現(xiàn)。滅菌還可以直接或間接與其他處理步驟綜合。例如，有效地將生物量水分轉(zhuǎn)換為蒸汽的蒸汽干燥系統(tǒng)也可以促進滅菌。壓縮或制粒過程以及熱化學變形也可以促進滅菌。許多技術可以用于生物量滅菌。這些技術可以采用例如熱量、壓力、化學或輻照。使用熱量和/或壓力滅菌方法的技術可以用在SPBCS應用中。然而，熱量和/或壓力可以導致生物量的熱化學變形，包括但不限于脫揮發(fā)或液化。采用熱量和/或壓力的滅菌系統(tǒng)可以與針對其能量含量利用所得到的揮發(fā)性化合物(例如，提供系統(tǒng)熱量以供滅菌和脫揮發(fā))的技術綜合。使用化學滅菌方法的技術可以用在SPBCS應用中。這些技術包括:在生物量存儲之前或期間，將生物量暴露于特定氣相或液相化學品。例如，可以將生物量暴露于過程單元中的滅菌化合物，或者在處于存儲器皿或包裝中時，可以在生物量周圍循環(huán)化學品。許多化學滅菌方法涉及使化學品氧化。使用氧化化學品的方法可能需要監(jiān)視和管理潛在生物量氧化，以限制生物量碳向C02的轉(zhuǎn)換?？蓱糜谏锪繙缇幕瘜W品包括但不限于環(huán)氧乙烷、臭氧、過氧化氫、氯氣或甲醛。根據(jù)針對其他原理過程而選擇的選項以及規(guī)制或市場需求，許多種化學消毒劑或殺菌劑也可以用于將生物量滅菌促進至SPBCS目的所需的程度。使用輻照滅菌方法的技術可以用在SPBCS中。這些方法包括:在多種配置中使用伽馬輻射、X光輻射和或電子束加工。

穩(wěn)定包括控制所存儲的生物量的降解和/或活化的過程。穩(wěn)定可以在一個或多個處理階段中、在獨立過程中實現(xiàn)或者與促進其他處理步驟的過程綜合。在各個實施例中，根據(jù)針對其他處理步驟而選擇的選項以及規(guī)制或市場考慮，穩(wěn)定可能不必要。穩(wěn)定系統(tǒng)設計還可以反映規(guī)制或市場考慮，包括測量和獨立驗證所存儲的生物量碳的量和類型的能力和/或提取所存儲的生物量并對所存儲的生物量賦予新用途的能力。許多技術可以用于生物量穩(wěn)定。這些技術包括例如熱化學變形(例如碳化、烘焙、熱解、水熱處理等)、對生物量應用的物理過程(例如，壓縮、制粒、壓塊、打捆等)、以及將生物量與用于穩(wěn)定生物量碳的制劑(例如，水泥、塑料、泡沫(比如，聚乙烯泡沫)或其他化學品)進行組合的過程。封裝包括將生物量置于一個或多個安全殼、室、包裹、涂層或基質(zhì)中以供長期存儲的過程。封裝還包括用于SPBCS應用的安全殼、室、包裹、涂層或基質(zhì)。封裝可以在一個或多個處理階段中、在獨立過程中實現(xiàn)或者與促進其他處理步驟的過程綜合。在特定實施例中，根據(jù)針對其他原理處理步驟而選擇的選項以及規(guī)制或市場考慮，封裝可能不必要。許多技術可以用于生物量封裝。這些技術包括但不限于箱、容器、盒、包裹(例如，打捆包裹)或筒倉。封裝材料包括但不限于各種類型的塑料、陶瓷、地質(zhì)聚合物、土地/ 土壤(壓實或未壓實)、巖石、樹脂、玻璃、金屬、泡沫及其各種組合。封裝過程可以包括:簡單傾卸或傾倒系統(tǒng)、(例如，壓縮生物量聚集體的，或者包含生物量固體的封裝的)堆疊系統(tǒng)、混合和傾倒系統(tǒng)(例如，在通過與其他制劑混合來進行生物量穩(wěn)定的情況下)、和/或壓縮系統(tǒng)。封裝過程和材料可以產(chǎn)生原位存儲器皿或室，或者可以產(chǎn)生適于向長期存儲設施運輸?shù)姆庋b(例如，簡化了向標準裝運容器中的裝載)。封裝安全殼、室和/或基質(zhì)可以被設計為實現(xiàn)一個或多個其他過程步驟，包括:滅菌(初始和或進行中)、穩(wěn)定、密封、存儲、監(jiān)視和生物量賦予新用途，包括針對這種賦予新用途的提取。例如，封裝可以包括適于實現(xiàn)對安全殼、室或基質(zhì)內(nèi)的狀況和生物量的進行中的監(jiān)視和驗證或適于針對滅菌或穩(wěn)定而對化合物的周期性或進行中的循環(huán)的訪問端口、閥和/或儀器的組合。密封包括密封生物量封裝以供存儲(例如，長期存儲)的過程。密封可以在總體SPBCS過程中的各個階段處的一個或多個獨立過程中實現(xiàn)，或者可以與促進其他原理處理步驟的過程綜合。例如，密封可以限制所包含的生物量與周圍環(huán)境之間的氣體和液體交換，以促進生物量包含。密封可以包括適于實現(xiàn)對對安全殼、室或基質(zhì)內(nèi)的狀況和生物量的進行中的監(jiān)視和驗證的訪問端口、閥和/或儀器的組合。訪問端口和閥還可以適于針對滅菌或穩(wěn)定而對化合物的周期性或進行中的循環(huán)，或者可以用于提取和利用任何降解產(chǎn)品(例如，生物甲烷)。在特定實施例中，根據(jù)針對其他原理處理步驟而選擇的處理選項以及規(guī)制或市場考慮，密封可能不必要。許多技術可以用于密封。例如，這些技術可以根據(jù)密封劑和/或安全殼材料和/或安全殼尺寸以及存儲環(huán)境而變化。對密封技術的具體選擇還可以影響SPBCS的其他方面，包括但不限于:滅菌(初始和或進行中)；穩(wěn)定；存儲；監(jiān)視；以及潛在生物量提取和賦予新用途。 存儲包括處置或保留生物量以實現(xiàn)與自然環(huán)境的隔離(例如，長期隔離)的過程。存儲可以實現(xiàn)以下目的中的任何一個或多個:(i)防止溫室氣體的釋放；(ii)防止生物量降解或活化至更廣泛的環(huán)境中；(iii)實現(xiàn)對所存儲的生物量的驗證和監(jiān)視以及潛在周期性或進行中的滅菌過程；以及(iv)實現(xiàn)對生物量降解產(chǎn)品(例如，生物甲烷)的利用。存儲系統(tǒng)可以與其他原理過程步驟密切相關和/或依賴于其他原理過程步驟，這些其他原理過程步驟包括但不限于穩(wěn)定、封裝、密封、監(jiān)視和潛在賦予新用途。存儲系統(tǒng)可以被設計為提供特定環(huán)境控制和/或?qū)⑺鎯Φ纳锪康谋┞痘蛏锪糠庋b限于可能損害SPBCS的目的的環(huán)境條件(例如，極端溫度或壓力、過多水分、化學或生物制劑、或者潛在地損害物理過程的其他條件)。存儲系統(tǒng)可以包括或類似于:傳統(tǒng)垃圾填埋處理場；相對較小尺度的埋藏安全殼或室；自立式結(jié)構(gòu)、安全殼或室，包裝在更大的結(jié)構(gòu)內(nèi)或者對元件開放；廢棄的礦或礦井；廢棄、填埋或部分填埋的露天礦設施；或者淹沒在潛水或海水環(huán)境中的結(jié)構(gòu)。監(jiān)視包括實現(xiàn)以下任一項的過程:對影響有效生物量存儲的參數(shù)的測量和/或控制；對不期望狀況(包括滅菌/消毒過程的潛在未來應用)的減輕；以及對碳隔絕效益的驗證。監(jiān)視可以實現(xiàn)對碳隔絕效益的潛在未來或進行中的驗證。監(jiān)視還可以實現(xiàn)由于生物量衰變/降解而失去的碳隔絕效益的核算。監(jiān)視可以包括:使用傳感器或者儀器來測量溫度、壓力、化學/氣體成分、水分/濕度、生物制劑等。監(jiān)視還可以包括對在安全殼或更大SPBCS存儲設施/場地的整個范圍由生物量降解生產(chǎn)的氣體(例如甲烷)的收集、監(jiān)視和報告以及對該氣體的處置、燃燒或生產(chǎn)性利用。監(jiān)視可以包括報告和核算系統(tǒng)，該報告和核算系統(tǒng)用于實現(xiàn)專門基于場地和器皿而對不期望狀況的減輕，并支持對隨時間保留/失去的碳效益的量化和報告。此外，監(jiān)視可以包括用于監(jiān)視、生成警報、生成報告或執(zhí)行其他功能的電氣系統(tǒng)(比如，傳感器和計算機)。賦予新用途包括提供出于其他目的(例如，建筑或構(gòu)造材料、生物能量原料)而對所存儲的生物量的未來提取和對所存儲的生物量的利用的選項的過程。賦予新用途可以依賴于支持所存儲的材料的未來可用性的其他步驟。賦予新用途還可以包括針對由于生物量賦予新用途而獲得(例如，經(jīng)由所取代的化石排放)或失去/放棄(例如，隔絕效益)的碳效益的一個或多個提取系統(tǒng)、核算系統(tǒng)和報告系統(tǒng)。SPBCS的實現(xiàn)包括各種優(yōu)勢。在高級，SPBCS在以生物量體現(xiàn)的兩個值上獨特地組合和利用所體現(xiàn)的大氣碳和所體現(xiàn)的太陽能。例如，SPBCS在規(guī)制框架的上下文中量化減輕人為GHG排放的環(huán)境值并將該環(huán)境值與關聯(lián)的生物燃料相聯(lián)系。因此，SPBCS提供了一種用于影響氣候改變和可能在規(guī)制框架出現(xiàn)前尚未存在的其他環(huán)境目的的方法和經(jīng)濟刺激。SPBCS還可以提供來自由潛在未來賦予新用途活動產(chǎn)生的生物量資源儲備的值。本領域普通技術人員將理解，可以在各種規(guī)制框架下容易地實現(xiàn)SPBCS。示意性示例針對二氧化碳(和其他溫室氣體)排放、可交易排放信用或低碳燃料使用三個特定規(guī)制上下文和關聯(lián)市場:歐盟排放交易方案、California低碳燃料標準和美國可再生燃料標準。歐盟排放交易方案提供了可在公司之間交易的排放津貼和可交易信用。在該上下文中，SPBCS可以被量化為與所隔絕的生物量碳的量成比例地接收可交易信用?？梢灾苯酉蚴芤?guī)制的公司發(fā)布可交易信用以供其參與SPBCS計劃，或者可以經(jīng)由所謂的靈活性機制(包括經(jīng)由作為排放減少單元的聯(lián)合實現(xiàn)、經(jīng)由作為認證排放的清潔發(fā)展機制或者經(jīng)由國際排放交易)來發(fā)布可交易信用?？梢酝ㄟ^受規(guī)制的公司的降低的合規(guī)成本或者通過所發(fā)布的可交易信用的營銷和銷售來生成來自這種SPBCS實現(xiàn)的貨幣價值。注意，該規(guī)劃與在其他所謂限額交易(cap-and-tra de)類型策略手段下可能期望的規(guī)劃類似。當前正在California和British Columbia, Canada中實現(xiàn)且正針對其他區(qū)域考慮的低碳燃料標準建立了一般以每單位燃料能量的質(zhì)量排放(例如，克C02等效每兆焦(gC02e/MJ))為單位定義的燃料碳強度標準。受規(guī)制的公司通過提交所提供的每單位燃料能量的凈燃料排放的核算來符合該標準。該核算使得能夠生成由受規(guī)制的公司提供的燃料的可交易排放信用，其中，生命周期溫室氣體排放強度低于規(guī)制標準。受規(guī)制的公司必須通過增加供給這種低碳燃料和/或從供給這種低碳燃料的其他公司獲取可交易排放信用來滿足該標準。由此，在該框架下發(fā)布的可交易排放信用直接與所生產(chǎn)或供給的低碳燃料的供給相關聯(lián)?？梢酝ㄟ^受規(guī)制的公司的降低的合規(guī)成本、公司有效地補償與其可能提供的相對高碳燃料相關聯(lián)的排放的能力和/或通過所發(fā)布的可交易排放信用的營銷和銷售來生成來自這種SPBCS實現(xiàn)的貨幣價值?？稍偕剂蠘藴室?guī)定了要提供給美國市場的燃料的量。針對多個類別的燃料規(guī)定了量目標。對這些類別上的燃料進行區(qū)分的特性之一是燃料的生命周期溫室氣體排放強度(或者碳強度)。由此，可以使在與原料生產(chǎn)中利用SPBCS實現(xiàn)而生產(chǎn)的燃料有資格取得具有較低生命周期溫室氣體排放強度需求的燃料類別。期望這些燃料命令價格溢價，價格溢價是生成來自這種SPBCS實現(xiàn)的貨幣價值的基礎。在由這些和類似規(guī)制手段和環(huán)境產(chǎn)生的市場的上下文內(nèi)，可以使用多個潛在實現(xiàn)模型來支持SPBCS。可以基于負責SPBCS實現(xiàn)的供給鏈中的點來區(qū)分潛在實現(xiàn)模型。由獨立運營商實現(xiàn)。SPBCS可以由獨立運營商基于所產(chǎn)生的可交易信用的值來實現(xiàn)。在這種情況下，SPBCS運營商可以從生產(chǎn)商購買生物量，處理并存儲該生物量，量化所存儲的碳，監(jiān)視所存儲的生物量，在任何或所有相關規(guī)制框架下使LCA排放核算信用合格，將所產(chǎn)生的可交易信用營銷給受規(guī)制方，并對由潛在未來賦予新用途活動產(chǎn)生的任何和所有調(diào)整進行核算。該情況的一個變型可以是使SPBCS運營商與具有特定規(guī)制手段下的名次的受規(guī)制方(例如，在低碳燃料標準下規(guī)制的生物燃料生產(chǎn)商)合作，以使來自SPBCS實現(xiàn)的LCA排放核算信用合格。由受規(guī)制方實現(xiàn)。SPBCS可以由具有一個或多個相關規(guī)制框架下的合規(guī)需求的一方(例如，在低碳燃料標準下強制的生物燃料生產(chǎn)商)基于所產(chǎn)生的可交易給公司的排放信用或津貼的值或者關聯(lián)的排放交易市場來實現(xiàn)。在這種情況下，受規(guī)制方可以與其對其他生物量原料(例如，用于生物燃料生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)殘渣以及玉米核或大豆)的購買聯(lián)合地或無關地購買SPBCS的生物量。他們可以負責上述所有過程，但將具有以下附加選項:出于其自身的合規(guī)目的保留所產(chǎn)生的可交易排放信用，或者將這些可交易排放信用與它們的其他產(chǎn)品(例如，生物燃料)一起營銷給供給鏈中下游的受規(guī)制方，以從低碳產(chǎn)品的潛在價格溢價中獲益。由生物量生產(chǎn)商實現(xiàn)。SPBCS可以由生物量生產(chǎn)商實現(xiàn)。在許多情況下，所產(chǎn)生的實現(xiàn)模型將與由獨立運營商進行的實現(xiàn)類似。然而，在作為主生物量產(chǎn)品的聯(lián)產(chǎn)品(例如，來自生物量生產(chǎn)的原料的生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)殘渣)而產(chǎn)生的生物量上實現(xiàn)SPBCS的生物量生產(chǎn)商可以從與更低體現(xiàn)的碳排放相關聯(lián)的主產(chǎn)品的價格溢價而不是可交易排放信用的資格和銷售中受益。該實現(xiàn)模型可以由生物量生產(chǎn)商以獨立方式實現(xiàn)，或者與獨立SPBCS運營商、受規(guī)制方(例如，生物燃料生產(chǎn)商)或者這兩者合作地實現(xiàn)，以平衡每一方的特定貢獻(例如，SPBCS運營商的專門化和受規(guī)制方的規(guī)制名次)。針對輔助值/賦予新用途而實現(xiàn)。SPBCS可以得到以下兩個產(chǎn)品的獨特組合:生物量體現(xiàn)的碳，被隔絕至遠離大氣層；以及生物量資源的儲備。儲備的生物量資源可以具有反映生物量資源的傳統(tǒng)值(例如，化學和能量含量)以及與生物量原料供給相關聯(lián)的獨特時間和空間挑戰(zhàn)的多種潛在值。例如，生物量供給受季節(jié)可變性以及受由極端天氣、水或害蟲相關事件而引起的潛在中斷影響。此外，生物量供給鏈在空間上受生產(chǎn)的固有低密度(由于固有地分布的太陽能供給)以及高運輸成本限制。出于這些和其他原因，生物量的大聚集儲備的存在可以給潛在生物量相關計劃提供獨特效益。例如，生物量計劃(例如，生物能量計劃)的資本融資可能面臨來自原料供給中斷風險和伴隨而來的資本容量利用的風險的挑戰(zhàn)。大生物量儲備的可用性可以有效地擔保對抗這種供給中斷，并從而實現(xiàn)有效的計劃融資。可替換地，大儲備的存在可以簡單地通過將隨時間的生物量資源聚集在單個位置處，促進生物量計劃(例如，生物能量計劃)。儲備可以提供用于發(fā)起新生物量計劃的原料的臨界質(zhì)量，或者可以提供用于在輪作的基礎上周期性處理至其他產(chǎn)品和服務(例如，針對生物能量產(chǎn)品、生物碳土壤改良等)中(例如，在持續(xù)的基礎上順序地處理每個SPBCS安裝)的資源。在許多情況下，在適當?shù)囊?guī)制框架(例如，提供了促動SPBCS實現(xiàn)的碳效益的框架)下，將需要對由于生物碳再加工/賦予新用途而失 去或放棄或交易的碳/氣候效益(例如，針對能量產(chǎn)品替代的效益而隔絕的碳的交易效益)進行核算。然而，所放棄或交易的碳效益的量及其值將依賴于所采用的特定再加工/賦予新用途選項，并潛在地依賴于再加工/賦予新用途時的可交易排放信用的現(xiàn)行價格。例如，基礎結(jié)構(gòu)計劃或建筑材料(例如，作為混凝土或其他建筑材料中的成分)中的生物量利用可以有效地保留來自SPBCS實現(xiàn)的全部或部分碳效益?？商鎿Q地，包括將生物量與化石燃料聯(lián)合利用(例如，針對熱量、功率和/或燃料生產(chǎn)而對煤和生物量的聯(lián)合利用)的計劃在內(nèi)、在地質(zhì)形成中并入C02捕獲和存儲(CCS)的生物能量計劃可以保留來自SPBCS實現(xiàn)的碳隔絕效益的90%或更多，并增加能量產(chǎn)品替代效益。包括將生物量與化石燃料聯(lián)合利用(例如，針對熱量、功率和/或燃料生產(chǎn)而對煤和生物量的聯(lián)合利用)的計劃在內(nèi)、不包括CCS的生物能量計劃將很可能放棄來自特定SPBCS實現(xiàn)的碳隔絕的效益，但可以提供能量產(chǎn)品替代效益。然而，所放棄或交易的值可能受用于減輕人為溫室氣體排放的其他低成本選項的相對可用性(例如，可以出現(xiàn)減小隔絕效益的值或允許合理成本下的CCS的其他低成本選項，或者可以不出現(xiàn)特定能量產(chǎn)品的低排放替代，增大來自生物能量產(chǎn)品的替代效益的相對值)或更不嚴格的未來排放目標等限
制。示例-California低碳燃料標準下的低Cl玉米乙醇,安排生物燃料循環(huán)并對碳流
進行核算并確定生物燃料的規(guī)制值的方法。示例1-California低碳燃料標準下的低Cl玉米乙醇。California低碳燃料標準表示了實現(xiàn)SPBCS的一個機會。在該標準下，生物燃料生產(chǎn)商可以利用由玉米乙醇原料生產(chǎn)產(chǎn)生的秸桿和/或由玉米輪作中的其他農(nóng)作物產(chǎn)生的生物量來支持SPBCS實現(xiàn)。例如，類似的實現(xiàn)可以包括由存儲來自大豆生產(chǎn)的殘渣的生物柴油生產(chǎn)商進行的實現(xiàn)。在由玉米乙醇生產(chǎn)商進行的實現(xiàn)的情況下，乙醇生產(chǎn)商可以提交新玉米乙醇生產(chǎn)途徑，以供反映針對生命周期燃料碳強度的SPBCS實現(xiàn)的可能后果的California空氣資源委員會批準。這種生產(chǎn)途徑的批準可以產(chǎn)生對根據(jù)新生產(chǎn)途徑、與經(jīng)由SPBCS存儲的生物量的量成比例地生產(chǎn)的玉米乙醇的附加可交易碳信用的擔保?？梢猿鲇谏a(chǎn)商的合規(guī)目的保留、與其產(chǎn)品乙醇一起向供給鏈中下游的受規(guī)制方(例如，燃料混合方)銷售、或者向其他受規(guī)制方銷售這些可交易信用?？梢愿鶕?jù)本領域公知的各種方法(例如，濕磨或干磨玉米乙醇)，從生物量的第一小部分生產(chǎn)生物燃料?？梢酝ㄟ^本領域公知的多個步驟來實現(xiàn)對生物量的第二小部分(例如，農(nóng)業(yè)殘渣，包括玉米秸桿)的隔絕，這些步驟包括但不限于表I中概述的示例。例如，結(jié)合以下示例2-4討論SPBCS通過安排生物燃料碳循環(huán)來減輕人為碳排放的方式。可以根據(jù)規(guī)制框架來計算生物燃料的規(guī)制值，例如，結(jié)合以下示例4-7討論該規(guī)制框架。表I
收集I大圓捆中的機械化秸稈收集干燥田地或田地邊緣上空氣干燥至~15%水分
田地邊緣處或附近設施處的剁碎或磨碎滅菌在必要時，附近設施處的輻照
穩(wěn)定—在必要時,制粒或壓縮成塊
封裝對大小調(diào)整或制粒后的秸稈的傾卸和壓縮,或者通過在專門構(gòu)建垃圾填埋類型設施處堆疊壓縮后的秸稈塊_
密封—粘土和塑料襯里和覆蓋物Wm在專用垃圾填埋類型設施中
￥1(可選)溫度、 壓力和水分傳感器以及沼氣收集、測量和燃燒/利用系統(tǒng)
賦予新用途(可選)針對纖維素乙醇生產(chǎn)系統(tǒng)中的利用而對垃圾填埋覆蓋物的移除和對所存儲的生物量的機械化提取(例如,前端裝_I載機和傾卸卡車)_圖1示出了傳統(tǒng)玉米乙醇生產(chǎn)和使用的示例中的生物碳流或碳循環(huán)。圖1是針對圖2-4的有用比較，圖2-4示意了在SPBCS的上下文中安排碳循環(huán)以減輕人為溫室氣體排放的示例。圖2-4還示意了可在確定對生物燃料的碳強度和/或可持續(xù)性進行核算的規(guī)制值時使用的碳循環(huán)組件的示例?？梢詫⒁韵率纠成渲翀D5和6所示的過程示意圖和結(jié)合表2-4討論的算法上，并分析這些示例以確定生物燃料的規(guī)制值。這些示例與本公開一起還提供了用于在附加和/或未來規(guī)制框架的上下文中應用本發(fā)明的框架和有用示例。圖1所示的碳循環(huán)可以被視為在經(jīng)由光合作用從大氣層固定生物碳時開始。將主要生物燃料原料(例如，玉米核)中體現(xiàn)的固定碳的部分運輸至乙醇生產(chǎn)設施。分離地，對農(nóng)業(yè)殘渣中體現(xiàn)的固定碳的部分進行自然降解和分解，通過該自然降解和分解，將該部分返回至大氣層。在生產(chǎn)設施處從主要生物燃料原料生產(chǎn)乙醇。在乙醇生產(chǎn)期間(例如，經(jīng)由發(fā)酵廢氣)將主要生物燃料原料碳的部分釋放至大氣層，同時將剩余轉(zhuǎn)換為生物燃料(例如，乙醇)和生物燃料生產(chǎn)聯(lián)產(chǎn)品(例如，動物飼料、植物油和/或生物柴油)。然后，使用乙醇和乙醇生產(chǎn)聯(lián)產(chǎn)品，并將生物燃料和生物燃料生產(chǎn)聯(lián)產(chǎn)品中的生物碳返回至大氣層。在一些情況下，生物碳向大氣層的這種返回可以是直接的(例如，在生物燃料燃燒的情況下)或間接的(例如，在動物飼料聯(lián)產(chǎn)品使用的情況下)。應當注意，這些圖聚焦于生物碳流，以示意SPBCS的原理。然而，溫室氣體的其他流與生物燃料碳循環(huán)相關，并且對碳流進行核算并確定生物燃料的規(guī)制值。例如，盡管可以僅根據(jù)生物碳流計算規(guī)制值，但是在許多情況下，對來自化石烴源(例如石油、煤等)的碳流的考慮可能在計算規(guī)制值時是重要的。結(jié)合圖2-6和表2-4討論其他相關流的示例。示例I——具有殘渣運輸、處理和存儲的SPBCS。圖2示出了玉米乙醇生產(chǎn)中的SPBCS的示例中的生物碳流，其中，碳循環(huán)被安排為包括殘渣收集、運輸、處理和存儲。固相生物量碳的存儲可以通過防止固相生物量碳的降解來防止GHG的排放。因此，該示例示出了一種用于安排碳循環(huán)以減輕人為碳排放的方式(例如，在一種意義上，防止來自人類活動的碳以氣態(tài)形式流動至大氣層；在另一種情況下，可再生且低Cl生物燃料 取代對化石燃料的使用，從而降低人類活動的Cl)。在圖2中，從大氣層對生物碳的固定以及乙醇的生產(chǎn)和使用可以與結(jié)合圖1示出和描述實質(zhì)上相同。運輸體現(xiàn)生物碳的農(nóng)業(yè)生物量的第二小部分(例如，包括農(nóng)業(yè)殘渣)以供處理和最終存儲。在該示例中，采用處理來改進存儲(例如，以通過使殘渣更容易運輸和存儲來提高效率，以及以通過使殘渣更不易受降解來減少排放)?？梢詿o限期地或者針對相對于氣候改變或策略目的的另一時標而繼續(xù)存儲。農(nóng)業(yè)生物量的第二小部分不必包括不用于生物燃料生產(chǎn)的所有生物量(例如，在與玉米核分離后玉米植物的剩余)。例如，可以在田地中留下一些農(nóng)業(yè)殘渣，以支持土壤肥力、侵蝕保護和其他農(nóng)業(yè)目的。這種殘渣將受到自然降解和分解過程，通過該自然降解和分解過程，將所體現(xiàn)的碳返回至大氣層。利用虛線來指示該碳流，以反映其在相對于圖1中指示的那些碳流區(qū)別凈碳流時的次級影響。示例2——具有殘渣運輸、處理和存儲的SPBCS。圖3示出了玉米乙醇生產(chǎn)中的SPBCS的示例中的生物碳流，其中，碳循環(huán)被安排為包括殘渣運輸、處理和存儲。圖3是圖2的變型，其中有從殘渣處理和存儲至大氣層的碳流的附加標記。在各個實施例中，殘渣處理可以生產(chǎn)應當以對應生物燃料的規(guī)制值核算的GHG排放。例如，加熱農(nóng)業(yè)殘渣(例如，以減小質(zhì)量、提高穩(wěn)定性和/或滅菌)可以將GHG釋放至大氣層。類似地，通過熱解進行的處理(例如，以生產(chǎn)穩(wěn)定的生物碳或生物煤)可以將GHG釋放至大氣層。同樣地，存儲可以生產(chǎn)應當以對應生物燃料的規(guī)制值核算的GHG排放。來自存儲的排放可以是自然過程和/或賦予新用途的結(jié)果。示例3——具有農(nóng)業(yè)殘渣聯(lián)產(chǎn)品的SPBCS。圖4示出了玉米乙醇生產(chǎn)中的SPBCS的示例中的生物碳流，其中，碳循環(huán)被安排為包括農(nóng)業(yè)殘渣聯(lián)產(chǎn)品。圖4是圖3的變型，其中有從殘渣聯(lián)產(chǎn)品至大氣層的碳流的附加標記。在各個實施例中，殘渣聯(lián)產(chǎn)品可以包括通過熱解進行的殘渣處理，以在隔絕關聯(lián)生物碳的情況下產(chǎn)生熱量、功率、電/或燃料。根據(jù)所采用的具體殘渣處理技術，可以產(chǎn)生一些附加聯(lián)產(chǎn)品以及固相生物量碳以供長期存儲。在各個實施例中，對這些聯(lián)產(chǎn)品的使用可以導致附加GHG排放(例如，生物油燃燒)或不導致GHG (例如，電)。示例4——生命周期燃燒核算的過程示意圖?？梢詫PBCS碳循環(huán)的組件表示為過程示意圖。這些示意圖可以便于生物燃料碳循環(huán)(例如，包括燃料途徑)的概念化和/或生物燃料碳循環(huán)與核算系統(tǒng)的映射。在該示例中，圖5示出了生命周期排放核算的過程示意圖(例如，與圖1和表2相關)，并且圖6示出了 SPBCS玉米乙醇的生命周期排放核算的過程示意圖(例如，與圖2-4以及表3和4相關)。圖5中的示意圖是從California空氣資源委員會“DetailedCalifornia-Modified GREET Pathway for Corn Ethanol” 的圖1 改編的，“DetailedCalifornia-Modified GREET Pathway for Corn Ethanol ” 描述了用于定義來自玉米乙醇生產(chǎn)的生命周期溫室氣體排放以及定義要在California低碳燃料標準下應用于玉米乙醇燃料的碳強度的規(guī)制缺省值的生命周期組件。這種規(guī)制缺省值提供了針對特定生物燃料的基準(例如，碳強度=X的乙醇)。那么，實體將具有環(huán)境和經(jīng)濟刺激以安排和/或表征得到具有更有利規(guī)制值的生物燃料(例如，碳強度〈X的`乙醇，盡管關系可以根據(jù)可持續(xù)性/Cl的度量和核算慣例而變化)的生物燃料碳循環(huán)。圖6示出了 SPBCS玉米乙醇的生命周期排放核算的示例過程示意圖。該示意圖示意了用于描述來自SPBCS玉米乙醇的生命周期溫室氣體排放的生命周期組件。該示意圖與圖5之間的一個區(qū)別是該圖的左側(cè)的生命周期組件的列，這些生命周期組件描述了與收害I]、運輸、殘渣存儲和處理以及固相生物量碳存儲相關聯(lián)的過程。應當注意，圖5和6提供了一種用于示意這些生命周期組件的便利格式，其可替換地可以利用更大或更少生命周期組件來示意。可以想到其他格式，并且在其他規(guī)制上下文中將很可能需要其他格式。本領域普通技術人員可以將目前示例改編至用于示意、概念化和量化來自SPBCS的生命周期組件和排放的其他格式。這種改編包括在SPBCS中。SPBCS的各個實施例的一個特征是:出于在生物燃料生命周期溫室氣體排放核算示意圖內(nèi)生成生命周期排放核算信用的目的，包括了用于描述由于生物燃料原料培植(在本示例中為農(nóng)作物培植)而生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)殘渣的運輸、處理和/或存儲的組件。對于SPBCS或者在規(guī)制框架(比如，EU-ETS)出現(xiàn)之前開發(fā)生命周期排放核算信用的新源的概念，不存在刺激，并且，針對在燃料專用規(guī)制框架之前在燃料供給鏈內(nèi)開發(fā)生命周期排放核算信用的新源，不存在刺激，燃料專用規(guī)制框架包括:U.S.RFS2 ;當前在CA和BC中實現(xiàn)且針對WA、OR 和 NEMA 區(qū)域設想的 LCFS ；EU-RED 和 FQD ；以及 UK-RTF0。
給定生物燃料或生物燃料碳循環(huán)，則存在多種方式來對碳流進行核算并確定生物燃料的規(guī)制值。在具有已建立的規(guī)制系統(tǒng)的司法中，本領域普通技術人員將理解，他們可以首先在已建立的規(guī)制系統(tǒng)中尋找對確定適用方法的指導。然而，還應理解，這種系統(tǒng)一般基于對生物燃料碳循環(huán)的相關組件進行量化以及對相關組件進行核算，以得到針對生物燃料的凈碳強度和/或可持續(xù)性度量。相關碳循環(huán)組件的量化可以以每單位能量的溫室氣體(例如，gC02e/MJ)為單位。核算方法可以是例如系統(tǒng)擴充或分配。在系統(tǒng)擴充中，針對與將各個產(chǎn)品用作對更傳統(tǒng)產(chǎn)品的替代相關聯(lián)的凈排放減少提供了生命周期排放核算信用。在分配方法下，將生命周期排放的小部分(一般地，與供聯(lián)產(chǎn)品使用的材料轉(zhuǎn)移的上游的過程相關聯(lián)的排放)分配給各個產(chǎn)品(參見例如示例6和7)。示例5—玉米乙醇的溫室氣體排放概要(基準)。表2示出了干磨和濕磨玉米乙醇的溫室氣體排放(GHG)核算概要。該概要用作表3和4所示的SPBCS示例的基準。該概要是從California空氣資源委員會2009 “DetailedCalifornia-Modified GREET Pathway for Corn Ethanol” 改編的，在“DetailedCalifornia-Modified GREET Pathway for Corn Ethanol” 中詳細提供了值的導出。表權(quán)利要求
1.一種使用具有存儲器的數(shù)據(jù)處理器來對碳流進行核算并確定生物燃料的規(guī)制值的計算機化方法，所述方法包括: 在存儲器中存儲表征與生物燃料的生產(chǎn)和使用相關聯(lián)的碳流的一個或多個值的第一集合，其中，所述生物燃料是從農(nóng)業(yè)生物量的第一小部分中導出的； 在存儲器中存儲表征與固相生物量碳的隔絕相關聯(lián)的碳流的一個或多個值的第二集合，其中，所述固相生物量碳是從所述農(nóng)業(yè)生物量的第二小部分中導出的，以及其中，所述隔絕減輕了人為溫室氣體排放；以及 使用所述數(shù)據(jù)處理器，根據(jù)碳流值的第一和第二集合來計算所述生物燃料的規(guī)制值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述隔絕包括:處理以減輕所述固相生物量碳的降解。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，處理包括收集、干燥、大小調(diào)整、滅菌、穩(wěn)定、封裝和密封中的一個或多個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述隔絕包括:存儲所述固相生物量碳以減輕環(huán)境相互作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:監(jiān)視來自所隔絕的固相生物量碳的碳流。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:對所隔絕的固相生物量碳賦予新用途。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:交易具有所述規(guī)制值的生物燃料、作為所述規(guī)制值的函數(shù)而生成的可交易信用、或者所述生物燃料和所述可交易信用二者。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二小部分包括農(nóng)業(yè)殘渣。
9.一種針對生物燃料生產(chǎn)和使用而安排碳循環(huán)的方法，包括: 布置從農(nóng)業(yè)生物量的第一小部分對生物燃料的生產(chǎn)以及固相生物量碳與所述農(nóng)業(yè)生物量的第二小部分的隔絕，從而減輕人為溫室氣體排放；以及 根據(jù)表征所述生物燃料的生產(chǎn)和使用的一個或多個碳強度值的第一集合和表征所述隔絕的一個或多個碳強度值的第二集合，給所述生物燃料指派規(guī)制值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述隔絕包括:處理以減輕所述固相生物量碳的降解。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述隔絕包括:存儲所述固相生物量碳以減輕環(huán)境相互作用。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括:監(jiān)視來自所隔絕的固相生物量碳的碳流。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括:對所隔絕的固相生物量碳賦予新用途。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括:交易具有所述規(guī)制值的生物燃料、作為所述規(guī)制值的函數(shù)而生成的可交易信用、或者所述生物燃料和所述可交易信用二者。
15.一種制造生物燃料的方法，包括: 從農(nóng)業(yè)生物量的第一小部分生產(chǎn)生物燃料； 將固相生物量碳與所述農(nóng)業(yè)生物量的第二小部分隔絕，其中，隔絕減輕了人為溫室氣體排放；以及 基于表征所述生物燃料的生產(chǎn)和使用的一個或多個碳強度值的第一集合和表征所述隔絕的一個或多個碳強度值的第二集合，給生物燃料指派規(guī)制值。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述隔絕包括:處理以減輕所述固相生物量碳的降解。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述隔絕包括:存儲所述固相生物量碳以減輕環(huán)境相互作用。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括:監(jiān)視來自所隔絕的固相生物量碳的碳流。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括:對所隔絕的固相生物量碳賦予新用途。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括:交易具有所述規(guī)制值的生物燃料、作為所述規(guī)制值的函數(shù)而生成的可交易信 用、或者所述生物燃料和所述可交易信用二者。
全文摘要
一種使用具有存儲器的數(shù)據(jù)處理器來對碳流進行核算并確定生物燃料的規(guī)制值的計算機化方法包括(i)在存儲器中存儲表征生物燃料的生產(chǎn)和使用的一個或多個碳流值的第一集合，其中，所述生物燃料是從農(nóng)業(yè)生物量的第一小部分中導出的；(ii)在存儲器中存儲表征固相生物量碳的隔絕的一個或多個碳流值的第二集合，其中，所述固相生物量碳是從所述農(nóng)業(yè)生物量的第二小部分中導出的，以及其中，所述隔絕減輕了人為溫室氣體排放；以及(iii)使用所述數(shù)據(jù)處理器，根據(jù)碳流值的第一和第二集合來計算所述生物燃料的規(guī)制值。
文檔編號C10L1/02GK103154211SQ201180050293
公開日2013年6月12日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日
發(fā)明者詹姆斯·S·羅德斯 申請人:詹姆斯·S·羅德斯