发布时间：[2017-11-23]浏览次数：2593
二氧化碳是人类的宝贵财富
雷学军
地球的碳资源十分丰富，分别储藏在岩石圈（约2.5×1016 t），水圈（约1.8×1014 t），生物圈（约2.3×1012 t）和大气圈（约3.74×1012 t）中。由于碳的存在和碳在各圈层间的循环衍变，催生了地球生命，碳循环不断地改变着环境、气候、生态、资源、经济与政治。
一、二氧化碳的来源
二氧化碳（CO2，Carbon Dioxide）俗称碳酸气，是由一个碳原子和两个氧原子通过共价键结合而成的化合物。大气中最早的CO2来源于火山喷发、岩石风化、微生物的代谢分解和植物、动物的呼吸作用，是形成适合生命活动的温室效应的主要温室气体。
二、二氧化碳的作用
自然界的一切物体都以电磁波的形式向周围辐射能量，通常高温物体向外发射短波辐射，低温物体则发射长波辐射，地球表面的大气层中含有CO2等温室气体，允许太阳辐射的短波部分通过，却阻挡地面的长波辐射，地球表面的大气层和下垫面组成的这一系统就好像一个巨大的“玻璃温室”。我们将大气对地面的这种保护作用称为大气的温室效应。
1、自然产生的温室效应
温室效应的存在维持了地表的热量，使温度适宜人类生存。如果没有大气层，地表的长波辐射毫无保留地射向太空，地球表面的平均温度将在-22～26℃之间，而不是现在的15℃左右。人们通常把正常情况下的温室效应称为自然产生的温室效应。
2、人类活动的气候变化
工业化以来，封存在地下的煤炭、石油、天然气被开采燃烧，释放出大量的CO2、N2O等温室气体，导致温室效应显著增强。2015年3月，大气中CO2浓度已达400.83 ppm，是60万年以来的最高峰值，导致严重的温室效应和全球气候变暖，出现极端气候。大气碳驱动冰的消融，打破了地球上水-气-冰共存的气候平衡状态，乃至改变地球大尺度的冷暖循环，造成资源耗竭、环境污染、气候变暖、冰川融化、海面上升、海啸风暴、陆地缩小、沙漠扩张、土地干旱、粮食减产、森林火灾、灰霾肆虐、净水奇缺、污水横流、垃圾成山、疾病频发、物种消失、生态失衡等等，威胁着人类的生存与发展。
《京都议定书》中规定的温室气体有6种：二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、全氟碳化物（PFCs）、氢氟碳化物（HFCs）、六氟化硫（SF6）。CO2作为主要的温室气体，其增温效应约占63%，本文专题讨论CO2的综合开发应用。
三、地球碳素的循环
自然界的碳循环是指碳在岩石圈、水圈、生物圈和大气圈之间，以CO2、CO、CH4、CO32-、HCO3-、(CH2O)n（有机碳）等形式相互转换和运移，大致可分为碳的地球生物化学循环和碳的地球化学循环两种基本过程，形成了千姿百态、形形色色的生产者、消费者和分解者组成的生物链。使地球风生水起，热闹非凡，郁郁葱葱。
由于人类活动干扰了自然界的碳循环平衡，主要是化石燃料的使用和土地利用变化，向大气中释放了大量的CO2、CH4等温室气体，造成了环境、气候的显著变化和物种多样性的丧失，威胁着生命的延续。鉴于上述情况，笔者从环境、气候、生态、资源、经济与政治等多个角度出发，经过研究与探索，发明了“碳的技术控制循环过程”。
1、碳的地球生物化学循环过程
碳的地球生物化学循环包括光合作用和呼吸作用两个基本过程。
（1）光合作用
大气中的CO2进入陆地和水体生态系统，绿色植物（包括低等藻类）运用光合色素吸收和传输太阳能（E），并通过光化学反应裂解H2O，在放出O2的同时，产生[H]，将CO2还原成简单的糖类，用于体内的一系列生物合成与代谢。光合作用的总反应式如下：
6CO2＋12H2O+E→C6H12O6＋6O2＋6H2O
（2）呼吸作用
光合作用所产生的一部分有机化合物在植物体内或通过异养微生物、牧食/腐食食物链在动物体内被分解产生CO2、H2O和生物能量（E）：
C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O+E
在地球的生命圈层中，没有比上述两个方程式更为重要的化学反应了。碳在环境（空气和H2O）与生物体之间往复循环，被植物和藻类捕获，流向牧食者、肉食者和分解者。在这些生物体内，有机物被分解，产生CO2并释放出能量，推动碳的持续循环。
2、碳的地球化学循环过程
由地球内热驱动的构造过程，不断地将海洋的沉积层冲入地幔中，其后又作为火成岩被火山过程流回。在这个过程中，CO2被火山释放到大气中，再被风化作用所消耗。CO2从与中洋脊带的岩浆室相通的火山口中逃逸到海洋和大气中。CO2与土壤和岩石中的硅酸盐进行交换，置换出Ca和Mg离子，而Ca和Mg则通过河流进入海洋。在海洋中，Ca和Mg又以碳酸盐的形式沉淀，沉降到板块边界的上层地幔中。俯冲带的CO2在高温高压条件下被释放，聚集在与火山相通的岩浆室中，这就是碳的地球化学循环过程。
3、碳的技术控制循环过程
作者从刈割韭菜得到启示，发现并界定了一类生长发育迅速、可反复萌发和刈割、捕碳效率高的速生草本植物，将其命名为“速生碳汇草”，目前，共选育了79个陆生和水生品种，适应种植的范围广。实验证明，在相同纬度条件下，选育的“速生碳汇草”叶片总面积、叶绿体总数量50年累积值分别是同等面积乔木的260～370倍、250～350倍。
“速生碳汇草”及植物碳产品经南方林业生态应用技术国家工程实验室和湖南农业大学教育部重点实验室检测，平均碳含量为49.2%；经中南大学能源环境检测与评估中心检测，每公斤热值为3000～4500 kcal；经湖南工业大学检测证明，经过紫外光加速老化实验，储藏50年无明显变化；经中国质量认证中心核算，每公顷年净碳汇量为210 t，是同等面积森林“碳汇量”的14倍；是一类快速捕碳固碳，调节大气温室效应的先锋植物。
作者通过研究速生碳汇草捕碳固碳技术，首次提出了种植速生草本植物，将大气圈中气态的CO2转入生物圈中形成固态的有机碳化合物，将碳的形态由“动碳”转化为“静碳”，实施“大气分碳”，创建人工碳库，获得大气碳资源，实现大气CO2负增长，平衡大气中CO2的浓度，调节温室效应；发明了“植物成型封存”和“植物填埋封存”的原创技术，实现了“碳的技术控制循环过程”。
四、二氧化碳的利用
常温下CO2是无色、无味、无毒的气体，可溶于水，密度1.977g/L，略大于空气密度，熔点为-56.60℃（216.6K），沸点为-78.46℃（194.7K）。CO2化学性质稳定，在大气中的含量为0.03～0.04%（v/v），总量约3.11×1012 t。
大气碳资源的捕集方法不同，获得的产物也不相同。采用物理、化学捕集方法可获得高纯度的气态、液态、固态（干冰）的CO2，用生物捕集方法可获得生物质有机碳固体化合物。
CO2具有优良的特性，已在石油、冶金、消防、化工、农业等多个领域被广泛应用。
1、理化方法捕集CO2的应用
根据CO2的物理、化学性质，捕集方法可分为：物理吸附法、物理化学吸收法、化学吸收法、膜分离法、变压吸附法及低温分离法等。
通过物理、化学方法捕集分离的CO2可用于蔬菜、瓜果、鲜花的保鲜储藏；CO2是光合作用的必需原料，可做气肥；CO2可用于制备H2CO3饮料；固态CO2（干冰）用于灭火器、烟草业的烟丝膨化；医疗行业的呼吸刺激剂；人工降雨；保护电弧焊；CO2在化学合成中，如与环氧化合物(CH2CH2)O等反应可转化为环状碳酸酯等。
（1）干冰的应用
将CO2气体加压到约6010.13 KPa，当一部分蒸气被冷却到-56℃左右时，就会冻结成雪花状的固态CO2“干冰”。干冰的气化热很大，在-60℃时为364.5 J/g，在常压下气化时可使周围温度降到-78℃左右。干冰是CO2最为广泛的应用之一，干冰升温时直接升华，不会产生液体。因此可应用于工业模具、石油化工机械、印刷工业、汽车工业、电子工业、航空航天工业、船舶业各种仪器设备的清洗，是极好的除垢剂。干冰也可以应用于医疗卫生行业的低温保藏、运输等方面。在食品行业可作食物冷藏保鲜材料。舞台、剧场、影视等表演中经常使用干冰制作烟雾效果。干冰还可用于人工降雨。干冰产品市场需求量呈现逐年上升的趋势，巨大的潜在市场为我国干冰产品行业发展提供了良好的条件。
（2）石油开采
液态CO2具有良好的驱油效果，可以作为驱油剂，在地下油层中，CO2溶于地下水，可增加20～30%地下水粘稠度，从而使水的运移能力提高2～3倍；CO2溶于原油中可使其体积膨胀，原油粘度降低1.5～2.5倍，提升原油采集速度，使用CO2作驱油剂能增加10～15%的原油采收率。目前中原油田，吉林油田和辽河油田均使用CO2驱油技术，取得了明显成效。
（3）溶剂、萃取剂
一般油漆都是具有挥发性的有机溶剂，溶剂挥发产生有毒气体和致癌物造成污染。美国一家公司研制出一种技术，在一定温度下增大压力，使CO2处于气态与液态相互转变的状态并用作油漆溶剂，克服了油漆污染问题。CO2在温度高于临界温度（Tc）31℃、压力高于临界压力（Pc）3MPa的状态下，性质会发生变化，其密度近于液体，粘度近于气体，扩散系数为液体的100倍，具有惊人的溶解能力，用它可溶解多种物质，提取其中的有效成分。液态CO2已成为高效无污染的萃取剂，称为超临界萃取，操作条件温和易控制，可保持产品的生物活性，多用于食品，生物制药等行业。提取茶叶中的茶多酚，银杏中的黄酮、内酯，以及桂花精油和米糖油等都用到了CO2超临界萃取技术。
（4）工业原料
在化学工业上，CO2是一种重要的原料，大量用于生产纯碱（Na2CO3）、小苏打（NaHCO3）、尿素（CO(NH2)2）、碳酸氢铵（NH4HCO3）、颜料铅白（Pb(OH)2·2PbCO3）等。在轻工业上，生产H2CO3饮料、啤酒、汽水等都需要CO2。在食品工业中，CO2还被用作发泡剂。
（5）食品保鲜剂
仓库充入CO2，可防止粮食虫蛀和蔬菜腐烂，延长保存期，原理是通过提高空气中的CO2浓度，减弱蔬菜瓜果的呼吸强度，抑制新陈代谢，阻止发芽，延缓后熟老化，起到保鲜作用；用CO2贮藏的食品由于缺氧和CO2本身的抑制作用，可有效防止食品中细菌、霉菌、害虫的生长，避免变质和有损健康的过氧化物产生，并能保鲜和维持食品原有的风味和营养成分；CO2不会造成谷物中药物残留和大气污染；用CO2通入大米仓库24 h，能使99%的害虫死亡。
（6）植物气肥
植物和某些藻类可通过叶绿体吸收光能，将光能转变为化学能，同时消耗CO2、释放O2。对植物而言，CO2是重要的生产原料，是赖以生存的必须碳源。在蔬菜大棚中，由于空间相对封闭，棚内植物栽种密度较大，往往导致CO2浓度低于外界。补充大棚中的CO2浓度，能促进植物的光合作用，提高作物抗病能力，促进早熟，增加产量。目前CO2使用技术在欧洲、北美以及日本都得到了大规模推广应用，在美国有50～70%的温室作物、荷兰80%以上的温室作物采用了CO2增施设备。美国科学家在新泽西州的一家农场里，利用CO2对不同作物的不同生长期进行大量的试验研究，发现CO2在农作物的生长旺盛期和成熟期使用，效果最显著。在这两个时期中，如果每周喷射两次CO2气体，喷上4～5次后，蔬菜可增产90%，水稻增产70%，大豆增产60%，高粱甚至可以增产200%。
2、生物方法捕集CO2的应用
植物通过光合作用吸收CO2，合成有机碳化合物，可制成不同用途的植物碳产品。植物传统的用途如建筑材料、家具、农具、用具、工业品、化工原料、纸制品及食品、香料、香精、饲料、肥料、纸制品、生物质能源、化工原料等；还可深度开发出多种精细化学品、甲壳素衍生物、生物塑料及生物燃料等。目前已初步形成速生碳汇草综合开发利用的产业化路径。
（1）植物碳产品
IPCC指出：“化石燃料燃烧和土地利用变化是人类活动造成的主要CO2排放源，CO2排放总量的30%被海洋生态系统吸收，25%被陆地生态系统吸收，45%滞留在大气圈中”。据此，如果人类通过减排、替代、转化、抵消和封存每年碳排放总量的50%左右，可实现大气CO2零增长，适度增加碳封存量，可实现大气CO2负增长。
将大气CO2浓度从当前的402 ppm降低到工业革命前的280 ppm，需减少大气中94.92×1010 t CO2，封存65.01×1010 t速生草本植物碳产品；将大气CO2浓度从当前的402 ppm降低到1997年《京都议定书》签订时的363 ppm，需减少大气中34.23×1010 t CO2，封存23.45×1010 t速生草本植物碳产品；维持当前大气CO2浓度402 ppm，每年需减少大气中1.62×1010 t CO2，封存1.11×1010 t速生草本植物碳产品。
（2）植物有机肥
植物制备含N、P、K及微生物的复合肥料替代化学肥料，能有效地改善土壤理化状态，熟化土壤，增强土壤的保肥、供肥能力和缓冲能力；生物质有机肥能改善作物根际微生物群，提高土壤中转化酶、过氧化酶的活性，增加酶促反应，提升植物根系的吸收养分能力，促进作物生长，提高作物产量与品质；生物质有机肥无臭，施用方便，价格便宜。
（3）修复生态环境
植物通过光合作用吸收空气中的CO2，在合成自身需要的有机营养的同时，释放O2，可维持大气的碳-氧平衡。种植陆生速生碳汇草，可对土壤中的Pb2+、Cd2+、As3+、Hg2+等重金属离子及农药等污染物进行吸附、降解和转化；对保护生态环境，维护地球气候与生物多样性具有重大意义；种植水速生生碳汇草及藻类，能吸收、分解水体中的石油、多环芳烃（PAHs）、多氯联苯（PCB）等多种有机污染物及营养盐类物质，富集水体中的有机磷和有机氯，起到水体“过滤器”和“净化器”的作用。
（4）建筑材料
植物可压制成型材，用于生产建筑材料，是利用高分子界面化学原理及木质素的黏结特性，加工成型的一类多用途的新型建筑材料，如修建房屋、制造家具等。生物质建筑材料的特点是对资源和能源消耗少，污染小，再生利用率高，可降解，可循环利用。
（5）包装材料
植物经干燥、热压等深加工生产包装材料，强重比高，抗机械损伤能力强、可承受较大的堆垛载荷、具有一定的缓冲性能、取材广泛、制作简单、易于吊装及节能等特点。
（6）造纸材料
植物通过生物精炼技术代替传统的制浆造纸技术，将速生碳汇草纤维制得的大量纸浆纤维，用于生产纸浆、纸和纸板，可提高纸张的品质，降低生产成本。
（7）动物饲料
植物制成的饲料具有多汁性和柔嫩性，蛋白质含量较高，含丰富的碳水化合物，适口性好，营养丰富，是动物喜食的优质饲料。
（8）精细化学品
植物制备的精细化学品有糖基化学品、淀粉基化学品、纤维素/半纤维素基化学品、木质素基化学品、油脂基化学品、甲壳素衍生物、生物塑料及生物燃料等。
1）纤维素/半纤维素基化学品
纤维素（Cellulose）/半纤维素（Hemicellulose）是由葡萄糖组成的大分子多糖，构成了坚硬的细胞相互连接的网络。纤维素/半纤维素基化学品主要有乙酸纤维素、微晶纤维素等。
乙酸纤维素（Cellulose Acetate，CA），又名醋酸纤维素、纤维素乙酸酯，是纤维素的醋酸酯，同时也是一些胶粘剂的成分，具有优良的抗压性和良好的手感，一般用作手工用具的材料。
微晶纤维素（Microcrystalline Cellulose，MCC）是一种纯化的、部分解聚的纤维素，白色、无臭、无味，由多孔微粒组成的结晶粉末。由于具有较低聚合度和较大的比表面等特殊性质，MCC广泛应用于制药、化妆品、食品等行业，用作吸附剂、助悬剂、稀释剂、崩解剂、食品添加剂、抗结剂、乳化剂、分散剂、黏合剂等。
2）木质素基化学品
木质素（Lignin）基化学品有碱木素等。碱木素（Alkali Lignin）俗称木糖粉，味臭，是利用碱法制浆废液经喷雾干燥而成。由于碱木素中胶体分子有带电的核和溶剂化外壳，构成亲水基团，从而具有一定的表面活性，可用作水煤浆分散剂，水泥生产的助磨剂，陶瓷、耐火材料生产的粘合剂、增强剂等。
3）淀粉基化学品
淀粉（Starch）是多糖家族中产量最大的一种，化学品主要为预糊化淀粉、环糊精、酯化淀粉等。由淀粉为原料制备的各种助剂广泛应用于造纸、纺织、食品、饲料、医药、日化、石油等行业。
预糊化淀粉（Pre Paste Starch）是一种加工简单、用途广泛的变性淀粉，应用于医药、食品、化妆品、饲料、石油钻井、金属铸造、纺织、造纸等多种行业。
环糊精（Cyclodextrin，CD）是直链淀粉通过芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称，通常含有6～12个D-吡喃葡萄糖单元。CD应用于医药行业，提高药物的稳定性和生物利用度，降低药物的刺激和毒副作用；利用CD的疏水空腔能生成包络物的能力，可使食品工业上许多活性成分与CD生成复合物，稳定被包络物的物化性质，减少氧化、钝化光敏性及热敏性，降低挥发性，因此CD可以用来保护芳香物质和保持色素稳定。CD还可以用来乳化增泡，防潮保湿，使脱水蔬菜复原等。
酯化淀粉（Esterification Starch）是指淀粉结构中的羟基被有机酸或无机酸酯化而得到的一类变性淀粉。酯化淀粉较原淀粉水溶性好，粘度、透明度和稳定性均有明显提高，不易老化，冻融稳定性好，可用作增稠剂、稳定剂、乳化剂、粘合剂以及冻融过程中的保形剂。
4）糖基化学品
糖（Charide）基化学品包括单糖、二糖类、多糖类化学品，主要有蔗糖酯、烷基多苷等。
蔗糖酯（Sucrose Ester，SE）是由蔗糖和脂肪酸酯，在碱性催化剂条件下通过酯交换得到的由蔗糖单酯、二酯、多酯组成的复杂混合物。SE在衣用洗涤剂、餐具洗涤剂、香皂、浴液、化妆品、口腔卫生清洗剂、杀菌洗涤剂、食品工业、纤维、织物用助剂、农用化学品助剂、酶制剂及加酶洗涤剂、果蔬保鲜剂、固体分散体、塑料添加剂等方面具有广阔的应用前景。
烷基糖苷（Alkyl Po1yg1ucosides）是由葡萄糖的半缩醛羟基和脂肪醇羟基在强酸催化作用下失去一分子水而得到的烷基单苷、二苷、三苷及低聚糖苷组成的复杂混合物，一般称为烷基多苷（APG）。APG具有优良的生态学和毒理学性质，适用于与人体皮肤接触的洗涤用品和个人保护用品；在食品工业、制药工业、纤维工业和农用化学品等方面可用作功能性助剂；用于制备固体分散体，可作为塑料添加剂。
5）油脂基化学品
油脂（Lipids）是由多种高级脂肪酸与丙三醇生成的脂。油脂基化学品主要有脂肪酸聚氧乙烯酯、酯基季铵盐等。
脂肪酸聚氧乙烯酯（Polyoxyethylene Fatty Acid）外观为琥珀色液体至乳白色固体，属非离子表面活性剂。可溶于水、乙醇及高级脂肪醇，具有良好的乳化、增溶、润湿、分散、柔软及抗静电等表面活性，无毒、无刺激性。在化妆品、医药、食品、农药、造纸及纺织加工等行业中有广泛应用，可作为洗发香波、染发乳剂的增稠剂，护肤、润肤霜的润湿剂、香精和精油的增溶剂、化妆品用的遮光剂和珠光剂，农药杀虫剂、除草剂的乳化剂、造纸行业中的柔软剂、纺织油剂中的平滑剂和抗静电剂。
酯基季铵盐（Esterquats）是一种新型阳离子表面活性剂，具有优异的柔软、抗静电性能，抗黄变。常用于织物用品柔顺处理，防止织物泛黄。
6）甲壳素衍生物
甲壳素（Chitin）及其衍生物是从天然生物质中获得的生物高分子，甲壳素衍生物有壳聚糖、甲壳低聚糖等。
壳聚糖（Chitosan）又称脱乙酰甲壳素，是自然界广泛存在的几丁质经过脱乙酰作用获得的，化学名称为聚葡萄糖胺（1-4）-2-氨基-B-D葡萄糖。壳聚糖及其衍生物具有良好的絮凝、澄清作用和吸湿、保湿、调理、抑菌等功能，适用于食品、化妆品行业；作为饮料的澄清剂，可使悬浮物迅速絮凝，自然沉淀，提高原液的澄明度；利用壳聚糖的吸附性，常用作净水剂；壳聚糖是天然的植物营养促长剂和叶面肥的原料。
7）生物塑料
生物塑料（Biodegradable Plastics）有淀粉塑料、聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯等。
淀粉基塑料（Starch-based Biodegradable Plastics）是对淀粉进行化学改性，减少淀粉的羟基、改变其原有的结构，从而改变淀粉的性能，把原淀粉变成热塑性淀粉，将亲水性改为疏水性；热敏性改为耐温性；硬脆性改为可塑性。
聚乳酸（Polylactic Acid，PLA）是一种新型的生物降解材料，由可再生植物资源中的淀粉原料制成，理化性能良好。PLA适用于吹塑、热塑等各种加工方法，可用作包装材料、纤维和非织造物等，主要用于服装、产业（建筑、农业、林业、造纸）和医疗卫生等领域。
聚羟基脂肪酸酯（Polyhydroxyalkanoates，PHA）是由很多细菌合成的一种胞内聚酯，在生物体内主要作为碳源和能源的贮藏物质而存在，具有类似于合成塑料的物化特性及合成塑料不具备的生物可降解性、生物相容性、光学活性、压电性、气体相隔性等许多优良性能。PHA在可生物降解的包装材料、组织工程材料、缓释材料、电学材料以及医疗材料方面有广阔的应用前景。
8）生物燃料
植物及其碳产品替代化石能源，将其制备成固体、液体和气体形态的燃料产品，可制成固体燃料：如木炭或成型颗粒替代煤，燃烧发电、供热、取暖；可制成液体燃料：如生物柴油、生物原油、植物油、CH3OH、CH3OCH3及C2H5OH等替代石油，供内燃机、锅炉使用；可制成气体燃料，如CO、H2、CH4和沼气等替代天然气，供锅炉、内燃机使用。
9）活性炭
活性炭是一种疏水性吸附剂，通常以植物为原料，在密闭容器中经高温850～900℃活化、厌氧燃烧制得。活性炭含有大量微孔，具有巨大的比表面积，能有效地去除色素、臭味，可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物，包含某些有毒的重金属。可用于化工行业的无碱脱臭，水质的净化及污水处理，化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收，食品行业中饮料、油脂、酒类、味精母液及食品的精制、脱色、提纯、除臭及环保行业的污水处理、废气及有害气体的吸附和净化等。活性炭可经纯化制备单质碳。
10）单质碳
碳的单质有金刚石（人们常说的钻石的原身，经切割后就是钻石）、石墨（天然石墨分为致密结晶状石墨、鳞片石墨、隐晶质石墨）、足球烯（由60个碳原子构成的分子，又称C60。具有封闭笼状结构的还可能有C28、C32、C50、C70、C84……C240、C540等，统称为富勒烯）、蓝丝黛尔石（一种六方晶系的金刚石，是流星上的石墨在坠入地球时所形成）、石墨烯（分单层石墨烯、双层石墨烯和多层石墨烯）、碳纳米管（依其结构特征可分为：扶手椅形纳米管、锯齿形纳米管和手性纳米管）。
（9）直接燃烧
将植物直接作为燃料燃烧，燃烧产生的能量主要用于发电或集中供热。属清洁能源；生物质的燃烧产物用途广泛，灰渣可用于制作生物质肥料等；生物质燃烧可以最快的速度实现各种生物质垃圾的大规模减量化、无害化、资源化利用，而且成本较低。
（10）功能食品
速生碳汇草富含糖类、纤维素、蛋白质和多种微量元素等营养物质，广泛用于开发功能性食品。
1）饮料
速生碳汇草富含多种对人体有益的营养成分，汁液中含多种氨基酸和微量元素，可加工成氨基酸饮料。
2）膳食纤维
速生碳汇草可加工成不可溶性膳食纤维，供肥胖、高脂血、糖尿病人群食用，补充膳食纤维的摄入量，促进胃肠道蠕动，加速食物通过胃肠道，减少吸收，软化大便，防治便秘等作用。还可降低肠癌、便秘、肠道息肉等发病率。
3）低聚糖
速生碳汇草可生产果糖低聚糖、甘露低聚糖，促进双歧杆菌增殖，保护肠道和提高免疫力，适宜老人、小孩和学生食用。
