第27卷第6期可再生能Vol 27 No 62009年12月renewable Energy Resources我國(guó)生物質(zhì)燃料乙醇示范工程的全生命周期評(píng)價(jià)張艷麗,高新星,王愛華,趙立欣農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院能源環(huán)保所,北京100125)摘要:目前,我國(guó)甜高粱、木薯等“非糧燃料乙醇正處于規(guī)?；茝V的前期論證階段,亟需對(duì)其進(jìn)行全面深入的可行性分析。文章基于生命周期評(píng)價(jià)原理,結(jié)合國(guó)內(nèi)4家燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)的示范工程,對(duì)其全生命周期過程的能源消耗、環(huán)境影響和經(jīng)濟(jì)成本提供定量的評(píng)價(jià)結(jié)果,為評(píng)價(jià)、對(duì)比“非糧”乙醇和“糧食基”乙醇提供科學(xué)、權(quán)威的數(shù)據(jù),填補(bǔ)了這一方面國(guó)內(nèi)研究領(lǐng)域的空白。評(píng)價(jià)結(jié)果表明,發(fā)展甜高粱和木等非糧乙醇是可行的,與玉米乙醇相比具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)關(guān)鍵詞:燃料乙醇;生命周期;評(píng)價(jià)中圖分類號(hào):S2162文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1671-5292(2009)06-0063-06Life-cycle assessment for Chinese fuel ethanoldemonstration projectsZHANG Yan-li, GAO Xin-xing WANG Ai-hua, ZHAO Li-xinInstitute of Energy and Environment Protection, Chinese Academy of Agriculture Engineering, Beijing 100125, China)Abstract: At present, "non-food"fuel ethanol including sweet sorghum, cassava and other energycrops is at the early stage of large-scale demonstration phase, and it is urgently needed to conducta comprehensive and in-depth feasibility analysis. Based on the principle of life cycle assessment,his study analyzes the whole processes of energy consumption, environmental impact and ecccosts for china's four ethanol demonstration projects, and providentitative evaluation resultThe results will provide scientific and authoritative information for comparing " non-grain"andfood-based"ethanol and fill the gaps in the field of domestic research. Evaluation results showthat the development of sweet sorghum and cassava, and other non-grain ethanol is feasible, andnon-grain"has a strong advantage by comparison with com ethanolKey words: fuel ethanol; life cycle; assessment0引言多元化勢(shì)在必行。為保障糧食安全,我國(guó)提出將停隨著化石能源的日益枯竭和原油基價(jià)的提止建設(shè)糧食乙醇項(xiàng)目,堅(jiān)持發(fā)展“非糧”乙醇,主要高,燃料乙醇替代石油已成為國(guó)內(nèi)外發(fā)展的一種以薯類和甜高粱為原料。趨勢(shì)。“十五”期間,我國(guó)開始以玉米、小麥等陳化目前,我國(guó)甜高粱、木薯等“非糧”燃料乙醇開糧為原料的燃料乙醇試點(diǎn),年生產(chǎn)能力達(dá)到了發(fā)正處于大規(guī)模推廣的前期論證階段,與玉米、小102萬四。目前,由于糧食供需處于緊平衡狀態(tài),麥等糧食基乙醇相比其能源消耗、經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)世界糧食價(jià)格大幅度上漲,以玉米等陳化糧為原‘境影響等是否真正具有優(yōu)勢(shì),亟需對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)料的燃料乙醇發(fā)展空間受到了很大的限制,原料的可行性分析針對(duì)上述問題,本研究將應(yīng)用全生收稿日期:2009-06-04;修回日期2009-07-03基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)日(70741031)。作者簡(jiǎn)介:張艷麗(1976-),女社會(huì)學(xué)碩士,T程師研究方向?yàn)檗r(nóng)村環(huán)境與能中國(guó)煤化工詢。-mail:hangyanli27@yahoo.com.cn遁訊作者:趙立欣(1967-),女,博土,研究員,研究方向?yàn)樯镔|(zhì)能T程咨詢及CNMHG習(xí)耳旎源2009,27(6)命周期評(píng)價(jià)方法,對(duì)國(guó)內(nèi)4家分別以甜高粱、木薯種植過程,原料運(yùn)輸過程,燃料乙醇生產(chǎn)過程。和玉米為原料的燃料乙醇生產(chǎn)示范工程進(jìn)行全面應(yīng)用生命周期分析方法對(duì)這3個(gè)過程的能量消評(píng)價(jià),對(duì)其經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境影響和能量平衡給出定量耗、環(huán)境排放和經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和清單的評(píng)價(jià)結(jié)果。通過此研究將為全面評(píng)價(jià)、對(duì)比“非分析。糧”乙醇和“糧食基”乙醇提供科學(xué)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),(1)“原料種植及運(yùn)輸”單元過程填補(bǔ)這一方面國(guó)內(nèi)研究領(lǐng)域的空白,也為政府推原料種植及運(yùn)輸”單元過程指從土壤備耕、進(jìn)“非糧乙醇”發(fā)展及制定相關(guān)決策提供科學(xué)依據(jù)播種到原料收獲、運(yùn)輸?shù)娜^程。包括整地、播種和重要參考施肥、除草、澆水、收獲、打包(捆)、運(yùn)輸?shù)然顒?dòng)整1燃料乙醇全生命周期評(píng)價(jià)模型個(gè)過程中的輸入變量(即投入或消耗)包括種子、1.1燃料乙醇生命周期評(píng)價(jià)模型化肥、除草劑、殺蟲劑、農(nóng)機(jī)及拖拉機(jī)消耗的柴油生命周期評(píng)價(jià)方法的產(chǎn)生可追溯到上世紀(jì)(汽油)等輸出為燃料乙醇的生物質(zhì)原料即甜高70年代的二次能源危機(jī)時(shí)期,當(dāng)時(shí),制造業(yè)人士粱、木薯、玉米等。該單元過程見圖2。認(rèn)識(shí)到提高能源利用效率的重要性,于是采取些方法來評(píng)估產(chǎn)品生命周期的能耗問題,以求提高總能源利用效率。按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織定義:“生命周期評(píng)價(jià)是對(duì)一個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)的生命周期中輸人、輸出及其潛在環(huán)境影響的匯編和評(píng)價(jià)”。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB24040的相關(guān)說明,生命周期評(píng)價(jià)須包括4步:目標(biāo)與范圍確定、清單分析、影響評(píng)價(jià)和結(jié)果解釋。基于生命周期評(píng)價(jià)(LCA)原理,農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)院與意大利都靈理工大學(xué)合作建立了能源作腦桿處物能量平衡全生命周期評(píng)價(jià)模型(簡(jiǎn)稱“E-圖2原料種植及運(yùn)輸單元過程CEBM"),主要目的是通過分析,測(cè)算生產(chǎn)企業(yè)燃Fig 2"Plantation and transportation"unit料乙醇,從原料種植到運(yùn)輸、乙醇加工及生產(chǎn)過程不同原料的種植過程會(huì)有所不同,比如甜高中物質(zhì)能量、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的投入與產(chǎn)出,系統(tǒng)評(píng)粲種植過程有耙地、分蘗等工作,而木薯在處理階價(jià)燃料乙醇生產(chǎn)的全生命周期過程在經(jīng)濟(jì)、環(huán)境段要考慮木薯晾昞和打包等工作。不同原料產(chǎn)地和能量等方面產(chǎn)生的影響,從而為政府決策或制的生產(chǎn)方式也有差別,如在東北可進(jìn)行大面積耕定規(guī)劃提供重要參考種,農(nóng)機(jī)使用較為普遍;而在廣西山區(qū),由于地形1.2 ECEBM模型的系統(tǒng)邊界關(guān)系農(nóng)機(jī)使用受限。在具體的建模過程中充分考該模型界定了燃料乙醇生產(chǎn)的系統(tǒng)邊界(具慮了不同原料種植過程的多樣性。體框架如圖1),主要包括3個(gè)單元過程:農(nóng)業(yè)作物(2)“乙醇生產(chǎn)階段”單元過程乙醇生產(chǎn)階段單元過程是將原料運(yùn)輸?shù)缴a(chǎn)企業(yè)后,將原料加工成高純度(95%)燃料乙醇的過程。它包括“預(yù)處理、液化、糖化、發(fā)酵、蒸柳陽上P曰餾,脫水后處理等環(huán)節(jié)整個(gè)過程的輸人變量包括原材料、酵母等各種輔料、以及電、煤、天然氣等動(dòng)力能源,本研究不考慮太陽能、風(fēng)能等能量輸人,輸出包括副產(chǎn)品和燃料乙醇。不同原料生產(chǎn)燃料中國(guó)煤化工在具體的建模過圖1 ECEBM模型的生命周期系統(tǒng)邊界程CNMHG式的多樣性,如Fig. I Life cycle border of ECEBM model圖3所示。張艷麗,等我國(guó)生物質(zhì)燃料乙醇示范工程的全生命周期評(píng)價(jià)(4)吉林玉米燃料乙醇公司吉林玉米燃料乙醇公司于2003年9月正式原料處理投產(chǎn),主要以玉米基為原料,年產(chǎn)燃料乙醇40萬t,是我國(guó)第一個(gè)大型燃料乙醇生產(chǎn)基地。燃料乙液化和糖化醇是主要產(chǎn)品,另外,該工程還利用在蒸餾過程中產(chǎn)生的酒糟生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蛋白飼料。14數(shù)據(jù)來源和相關(guān)參數(shù)(1)數(shù)據(jù)的收集收集詳細(xì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)是建立3E清單數(shù)據(jù)庫(kù)、進(jìn)行生命周期分析的基礎(chǔ),也是生命周期評(píng)價(jià)圖3乙醇生產(chǎn)單元過程中最重要的一步。根據(jù)清單設(shè)計(jì),評(píng)估的數(shù)據(jù)包括Fig 3"Bio-fuel production"unit能源消耗、環(huán)境排放和經(jīng)濟(jì)成本三大類。本研究主1.3評(píng)估研究對(duì)象要通過下面幾種途徑獲得有關(guān)數(shù)據(jù)。本研究將以國(guó)內(nèi)現(xiàn)有4個(gè)典型燃料乙醇示范①實(shí)地調(diào)查。通過實(shí)地調(diào)查黑龍江樺川四益工程作為案例研究對(duì)象依據(jù) ECEBM模型,分別乙醇公司、廣西中糧木薯乙醇公司、吉林玉米乙醇建立能量、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)分析清單,根據(jù)清單分析結(jié)公司、內(nèi)蒙古五原甜高粱乙醇中試基地,了解甜高果對(duì)不同原料的燃料乙醇進(jìn)行綜合比較和評(píng)價(jià)。粱、木薯、玉米制取燃料乙醇的生產(chǎn)工藝流程,收(1)內(nèi)蒙古五原ASSF法甜高粱莖稈固態(tài)發(fā)集相關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù);深入走訪農(nóng)戶并與廣西、吉酵生產(chǎn)乙醇林和黑龍江樺川農(nóng)業(yè)相關(guān)部門合作,獲取不同作清華大學(xué)與內(nèi)蒙五原縣合作開發(fā)了以甜高粱物種植方式、農(nóng)藝流程及化肥農(nóng)藥種子、農(nóng)機(jī)等為原料的工業(yè)化工藝可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)、自動(dòng)方面的信息化控制的發(fā)酵裝置及甜高粱乙醇生產(chǎn)工藝與設(shè)②問卷調(diào)査。向內(nèi)蒙古五原甜高粱乙醇中試備。該技術(shù)不同于黑龍江樺川等示范點(diǎn)的傳統(tǒng)“窖基地黑龍江樺川四益乙醇公司、中糧廣西木薯乙池”工藝,克服了傳統(tǒng)工藝發(fā)酵周期長(zhǎng)、自動(dòng)化程醇公司及相關(guān)農(nóng)業(yè)推廣部門等單位發(fā)放了“能源度低的缺點(diǎn)初步具備了工業(yè)化生產(chǎn)的條件,這種作物種植生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表”,收集詳細(xì)的數(shù)據(jù)。工藝方法被稱為“ASSF法甜高粱莖桿固態(tài)發(fā)酵”③查閱公開出版物。通過查閱國(guó)家權(quán)威部門目前該工藝已順利完成了5m轉(zhuǎn)鼓式固態(tài)發(fā)酵發(fā)布的年鑒專業(yè)書刊行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等收集殺蟲劑罐中試,初步具備商業(yè)化運(yùn)作條件。本研究中,將除草劑、各類化肥等物料的能耗標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該工藝按年產(chǎn)5880t來進(jìn)行模擬評(píng)價(jià)分析。④進(jìn)行專家咨詢。通過向能源作物種植燃料(2)黑龍江樺川甜高梁乙醇乙醇工藝、生命周期評(píng)估等有關(guān)方面專家了解相黑龍江四益乙醇有限公司在黑龍江樺川已建關(guān)情況并收集相關(guān)數(shù)據(jù)成年產(chǎn)5000t甜高粱莖稈乙醇的示范工程,是⑤參考相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)。由于無法收集到吉林玉米“十五”國(guó)家863“甜高粱莖稈制取乙醇”項(xiàng)目示范乙醇生產(chǎn)階段的詳細(xì)能耗數(shù)據(jù)(商業(yè)機(jī)密),考慮其點(diǎn),是目前國(guó)內(nèi)甜高粱燃料乙醇生產(chǎn)規(guī)模最大的生產(chǎn)工藝引進(jìn)的是美國(guó)工藝部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于美國(guó)示范點(diǎn)。阿崗實(shí)驗(yàn)室的 GREET生命周期評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)。(3)中糧廣西北海木薯燃料乙醇(2)相關(guān)參數(shù)的界定中糧廣西木薯燃料乙醇示范工程是國(guó)家發(fā)改通過實(shí)地調(diào)查,對(duì)4個(gè)典型示范工程中的相委通過立項(xiàng)的第一個(gè)非糧燃料乙醇項(xiàng)目,以木薯關(guān)生產(chǎn)參數(shù)界定如下?；鶠樵?2007年12月22日投料生產(chǎn),年產(chǎn)木廣西中糧木薯乙醇:667m2地(1畝)產(chǎn)3t鮮薯燃料乙醇20萬t,是目前國(guó)內(nèi)唯一一個(gè)非糧乙木薯中國(guó)煤化工產(chǎn)量相對(duì)較高),醇生產(chǎn)企業(yè),燃料乙醇產(chǎn)品2008年4月15日起75t在廣西全區(qū)進(jìn)行封閉運(yùn)行CNMHG稈固態(tài)發(fā)酵生可再生能獠2009,27(6)產(chǎn)乙醇:667m2地產(chǎn)4.3t甜高粱莖稈,16t莖稈經(jīng)濟(jì)評(píng)估的分析清單用來計(jì)算燃料乙醇的全產(chǎn)1t乙醇。生命周期成本。“原料種植及運(yùn)輸階段"的成本因黑龍江樺川甜高粱乙醇:667m2地產(chǎn)4t甜高素包括:租地費(fèi)、種植成本(種子、地膜、施底肥、農(nóng)粱莖稈,16t莖稈產(chǎn)1t乙醇。機(jī)、灌溉、人工)、收獲成本、秸稈預(yù)處理及收獲預(yù)吉林玉米乙醇:667m2地產(chǎn)08t玉米,32t處理、運(yùn)輸?！耙掖忌a(chǎn)”階段的成本因素包括原料玉米產(chǎn)1t乙醇。成本,輔料成本,水、電、氣成本,人工成本,管理費(fèi)2生命周期清單分析結(jié)果與討論和折舊費(fèi)等。在這里需要特別指出的是,“乙醇生2.1能量、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)分析清單產(chǎn)”成本包含了原料成本,而原料成本并不等同于2.l.1能量分析清單“原料種植及運(yùn)輸成本”,這是由于生產(chǎn)企業(yè)通常能量分析清單用來分析燃料乙醇生產(chǎn)全生命會(huì)直接從農(nóng)戶或市場(chǎng)上收購(gòu)原材料,因此原料成周期過程中的能量輸入和能量輸出,從而計(jì)算出本通常會(huì)大于種植及運(yùn)輸成本。燃料乙醇生產(chǎn)的能量效率。能量效率是指單位2.2結(jié)果與討論能量產(chǎn)出所需要的能量投入,即能量的“投入產(chǎn)出綜合以上清單分析,對(duì)4個(gè)示范工程中的能比”。能量效率小于1時(shí),表明該能量產(chǎn)品凈能量量清單、經(jīng)濟(jì)清單和環(huán)境清單分析結(jié)果進(jìn)行匯總。為正,即產(chǎn)出大于投人,且數(shù)值越小,轉(zhuǎn)化效率越(1)經(jīng)濟(jì)分析清單高,性能越優(yōu)。能量效率大于1時(shí),表明該能量產(chǎn)綜合4個(gè)示范工程的經(jīng)濟(jì)清單分析結(jié)果(如品凈能量為負(fù),即產(chǎn)出小于投入,從能量角度看不表1所示),可知玉米燃料乙醇的生產(chǎn)成本最高具有可行性表1不同原料生產(chǎn)燃料乙醇的單位成本能量輸入和能量輸出均需要考慮“原材料種 Table 1 Bio-- fuel production cost with different raw materials植及運(yùn)輸”和“乙醇生產(chǎn)階段”3個(gè)單元過程?！霸麟A段甜高粱甜高梁玉米材料種植及運(yùn)輸”過程中的能量輸入包括種植階段涉及化學(xué)品的用量及能耗種子的用量及能耗,種植及2571228026723752成本(內(nèi)蒙五原)(黑龍江樺川)(中糧廣西)(吉林Z種植階段消耗的能源用量,化學(xué)品的運(yùn)輸耗能及運(yùn)輸成本人畜耗能等?！耙掖忌a(chǎn)階段”的能量輸入包括原料收購(gòu)3040300033755120原材料的運(yùn)輸、生產(chǎn)菌種耗能、前處理階段各項(xiàng)工成本藝耗能、發(fā)酵階段的耗能及后處理階段的耗能等生產(chǎn)總4261.6451686l20能量輸出變量指最終產(chǎn)出物所含的能耗,包括谷投入成本副產(chǎn)品870(暫時(shí)還未開1180物籽粒燃料乙醇及副產(chǎn)品。由于木薯和玉米籽粒沖減成本發(fā)副產(chǎn)品)全部轉(zhuǎn)化為燃料乙醇,因此計(jì)算能量輸出時(shí)僅考單位燃料3391351684940慮終端產(chǎn)品含有的能量:即燃料乙醇和副產(chǎn)品含乙醇成本有的能量。種植甜高粱獲得的主產(chǎn)品包括甜高粱包含原料成本)莖稈和籽粒,甜高粱莖稈最終轉(zhuǎn)化為燃料乙醇和為4940元;其次為木薯乙醇,單位生產(chǎn)成本為副產(chǎn)品,而籽粒自身含有的能量包含在能量輸出4764元/;甜高粱乙醇的生產(chǎn)成本最低,基本控范圍內(nèi)。制在3500元左右。車用乙醇汽油的銷售價(jià)格212環(huán)境分析清單按照《國(guó)家計(jì)委關(guān)于車用乙醇汽油定價(jià)原則的通針對(duì)環(huán)境排放清單,本研究主要考慮CO2這知》(計(jì)價(jià)格[001134號(hào))的要求,試點(diǎn)期間生物種主要溫室氣體的排放,重點(diǎn)是計(jì)算、分析整個(gè)原燃料乙醇需以0911(燃料乙醇價(jià)格折算系數(shù))乘料種植和乙醇生產(chǎn)過程中由于化石能源的投入而以90汽油出廠價(jià)賣給指定的石油公司,銷售價(jià)造成的CO2排放,而煤炭、天然氣石油這3種主格和生產(chǎn)成本間的差額由政府補(bǔ)貼按此計(jì)算燃要化石能源的CO2排放系數(shù)分別為0112kg/MJ,料乙1元,如果不享受政府補(bǔ)中國(guó)煤化工0.062kgM,00815kg/MJ。貼1120元,129621.3經(jīng)濟(jì)分析清單CNMHG。66張艷麗,等我國(guó)生物質(zhì)燃料乙醇示范工程的全生命周期評(píng)價(jià)原料成本在乙醇生產(chǎn)成本中占了相當(dāng)大的比木薯、吉林玉米乙醇的能量效率均為正值,從能量重,吉林玉米原料成本占總投人成本的83%,這角度看都具有應(yīng)用的可行性:單位乙醇能耗最少是導(dǎo)致玉米乙醇生產(chǎn)成本最高的主要原因;木薯的是內(nèi)蒙五原甜高粱乙醇,其次為中糧廣西木薯原料成本占投入成本的71%,內(nèi)蒙五原和黑龍江乙醇最后是吉林玉米乙醇。而黑龍江樺川甜高粱樺川甜高粱莖稈原料成本分別占單位乙醇生產(chǎn)總乙醇的凈能值為負(fù)值,單純從能量角度看不具有投人成本的71%,66%。副產(chǎn)品對(duì)燃料乙醇的成本可行性。也有很大影響例如,玉米乙醇副產(chǎn)品DDCS沖減通過對(duì)不同生物質(zhì)原料的直接能量輸人進(jìn)行成本為1180元/,占投入成本的184%,對(duì)減少分析可知:從原料類型看,甜高粱乙醇的能量輸入玉米乙醇生產(chǎn)成本作用很大;內(nèi)蒙古五原利用甜最大,主要是由于甜高粱種植農(nóng)藝流程繁多,化肥高粱廢渣作為燃料替代蒸汽鍋爐中的煤,生產(chǎn)1t施用和農(nóng)機(jī)耗油較多,收獲莖稈時(shí)運(yùn)輸耗油量較乙醇節(jié)約用煤成本為870元,占乙醇生產(chǎn)投入成多;其次為玉米乙醇能量輸入為內(nèi)蒙五原甜高粱本的20%;黑龍江樺川甜高粱乙醇產(chǎn)生的廢渣用乙醇的一半;木薯乙醇的能量消耗最小,這主要是作造紙?jiān)?廢渣銷售收入為1000元,占乙醇因?yàn)槟臼韺儆诖址乓自耘嘧魑?種植階段投入的生產(chǎn)投入成本的22%;木薯乙醇產(chǎn)生的廢液處理化肥、農(nóng)藥、農(nóng)機(jī)、人工能耗等較少能源消耗僅占難度較大,目前中糧廣西木薯乙醇廠還沒有對(duì)廢總能耗的040%。液進(jìn)行回收利用,這是導(dǎo)致木薯乙醇生產(chǎn)成本相整個(gè)生命周期階段的能量輸出包括作物籽對(duì)較高的主要原因粒、燃料乙醇和副產(chǎn)品。副產(chǎn)品對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的能另外,通過對(duì)內(nèi)蒙古五原和黑龍江樺川兩個(gè)量輸出影響非常大。例如,內(nèi)蒙五原利用甜高粱甜髙粱乙醇示范工程進(jìn)行比較,可知,即使采用同廢渣作燃料替代蒸汽鍋爐中的煤,節(jié)省了外部能種原料生產(chǎn)燃料乙醇,由于種植區(qū)域、作物品量輸入。這部分能量值為燃料乙醇自身能量值的種、種植方式、市場(chǎng)行情、轉(zhuǎn)化工藝和生產(chǎn)規(guī)模等45倍。雖然該案例中的直接能量消耗最多,但凈的不同,將會(huì)導(dǎo)致原料成本、生產(chǎn)成本的不同。內(nèi)能量值最高、能量效益最好。而黑龍江樺川由于蒙古五原甜高粱種植和原料成本較低,生產(chǎn)轉(zhuǎn)化沒有對(duì)甜高粱廢渣進(jìn)行回收利用,導(dǎo)致了能量效工藝較為先進(jìn),乙醇最終生產(chǎn)成本就低一些率為負(fù)值。(2)能量分析清單(3)環(huán)境分析清單表2對(duì)4個(gè)示范工程的能量輸入、能量輸出表3對(duì)不同生物質(zhì)在原料種植、生產(chǎn)、使用3進(jìn)行了匯總,并計(jì)算出了凈能值(即總能量輸人減個(gè)階段向環(huán)境排放的CO2進(jìn)行了匯總,結(jié)果表明:去總能量輸入的凈值)和能量效率。木薯乙醇CO2排放最多,單位燃料乙醇導(dǎo)致的2不同生物質(zhì)原料燃料乙醇的能量消耗CO2排放為648kg/L,主要是由于木薯乙醇在發(fā)Table 2 Energy efficiencies of different bio-fuel productionsMJ/酵和廢液處理過程中耗電較多,而據(jù)調(diào)查廣西電甜高梁甜高粱木薯力供應(yīng)以火電為主,導(dǎo)致燃煤的CO2排放較多;各階段(內(nèi)蒙五原)(黑龍江樺川)(中糧廣西)(吉林乙醇)其次為內(nèi)蒙五原和黑龍江樺川,CO2氣體排放分總能量輸人49.08別為403kg/,327kg/L,兩個(gè)地區(qū)“甜高粱種植乙醇含21.20及運(yùn)輸”階段CO2排放相對(duì)較多,分別約占總排有能量作物籽589全部轉(zhuǎn)全部轉(zhuǎn)放的50%,66%;玉米乙醇CO2排放最少,主要是能量粒含能量化乙醇化乙醇豪3不同生物質(zhì)原料生產(chǎn)燃料乙醇的CO2排放量輸出副產(chǎn)品9544Table 3 CO2 emissions of different bio-fuel productions含有能量總能量1225318.22甜高粱(內(nèi)蒙)甜高粲(黑龍江)木薯玉米種植及運(yùn)輸階段2.161551.23能量?jī)裟苤?345IL.212.70效益能量效率040(<1)16(>1)077(<1)0.91(<1)中國(guó)煤化工46213乙醇使031031根據(jù)表2可知內(nèi)蒙古五原甜高粱、中糧廣西總排越CNMHG648284可再生能驃2009,27(6)玉米乙醇生產(chǎn)規(guī)模大,工農(nóng)藝技術(shù)基本成熟,單位項(xiàng)性能指標(biāo)還沒有達(dá)到最優(yōu)化,尤其是對(duì)廢液和乙醇種植和生產(chǎn)階段投入的化學(xué)品、農(nóng)機(jī)柴油、廢渣沒有進(jìn)行回收利用,副產(chǎn)品帶來的經(jīng)濟(jì)能源水、電、煤等相對(duì)較少四。和環(huán)境效益在本研究中無法體現(xiàn),這是導(dǎo)致木薯另外需要特別指出的是,由于甜高粱、木薯和乙醇經(jīng)濟(jì)成本和能耗與甜高粱相比相對(duì)較高的關(guān)玉米等作物均具有較高的光合作用效率,在生長(zhǎng)鍵原因。實(shí)際上與甜高粱相比,木薯乙醇在成本投過程中能吸收大量的CO2,可沖減上述種植、生產(chǎn)方面基本相同,而且直接能量輸入還優(yōu)于甜高和使用3個(gè)階段向環(huán)境排放的CO2,表4對(duì)兩個(gè)粱。按照中糧公司介紹,除年產(chǎn)燃料乙醇20萬t過程中的CO2進(jìn)行了對(duì)比分析。今后還將對(duì)廢液和廢渣進(jìn)行回收利用,預(yù)計(jì)生產(chǎn)裹4生產(chǎn)乙醇排放CO2和種植階段吸收CO2對(duì)比表纖維飼料5萬t、沼氣2970萬m3、二氧化碳Table 4 Comparisons on absorption and emission of CO5萬t,這些副產(chǎn)品的產(chǎn)生將會(huì)降低生產(chǎn)成本、能at different stageskg/L耗及環(huán)境排放。各階段甜高梁(內(nèi)蒙)甜高粱(黑龍江)木薯玉米因此,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,發(fā)展甜高粱和木薯乙醇是生產(chǎn)過程排放CO2403648284可行的,而且與玉米乙醇相比具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),但種植階段吸收CO2882882在生產(chǎn)過程中需要積極開發(fā)副產(chǎn)品,加強(qiáng)對(duì)廢液由表4可知,由于燃料乙醇在原料種植階段和廢渣的回收利用,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、能量和環(huán)境的能吸收CO2,較之燃料乙醇在全生命周期中所用贏”。而玉米乙醇由于原料價(jià)格的不斷上漲導(dǎo)致生化石能源對(duì)環(huán)境的純排放,乙醇汽油能有效減少產(chǎn)成本過高,生產(chǎn)企業(yè)不依靠國(guó)家補(bǔ)貼將無法實(shí)溫室氣體排放。尤其是甜高粱乙醇環(huán)境效益最為現(xiàn)盈利,并且將引發(fā)國(guó)家糧食安全供應(yīng)問題。明顯,種植階段吸收CO2約為生產(chǎn)過程排放CO2參考文獻(xiàn):的2倍以上。崔凱中國(guó)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)地圖M北京:中國(guó)輕工業(yè)出版3結(jié)論社,2007通過全生命周期評(píng)價(jià)研究,可初步得出:甜高2」cB24040-199環(huán)境管理生命周期評(píng)價(jià)原則與框粱乙醇具有較強(qiáng)的綜合優(yōu)勢(shì),尤其是內(nèi)蒙古五原架S」甜高粱乙醇的經(jīng)濟(jì)成本和能耗最低,種植階段吸3]胡志遠(yuǎn)浦耿強(qiáng)王成燾木薯醇汽油車生命周期排收CO2約為生產(chǎn)過程排放CO2的2倍以上,綜合放評(píng)價(jià)汽車工程2004,26(1):341-345優(yōu)勢(shì)最強(qiáng)。木薯乙醇經(jīng)濟(jì)成本和能量消耗均低于圖岳國(guó),武國(guó)慶我國(guó)燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀與展玉米乙醇但環(huán)境排放相對(duì)較多;玉米乙醇生產(chǎn)成望小化學(xué)進(jìn)展,2007(07):1084-1090本最高能量投人和產(chǎn)出基本持平而環(huán)境排放相1閩海濤,程猛新能源汽車環(huán)境影響及能源效率分析拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車,2007,34(4):105-107對(duì)較少。具體見表5。表5不同生物質(zhì)原料乙酶的經(jīng)濟(jì)能量和環(huán)境效益分標(biāo)6]張治山,袁希鋼玉米燃料乙醇生命周期凈能量分析門環(huán)境科學(xué),2006,27(3):437-441Table 5 Economic, energy and environment assessmentsfor different bio-fuel productions7]李奇峰陳阜,張海林等.吉林省中部糧食主產(chǎn)區(qū)玉米種植投入調(diào)查{中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2007,23(9):628-乙醇生產(chǎn)成本能量環(huán)境效益(CO2)原料元∧效率631甜高梁生產(chǎn)排放:403陽光電源中標(biāo)武漢新火車站(內(nèi)蒙古五原)339160040種植吸收:88光伏發(fā)電項(xiàng)目甜高梁生產(chǎn)排放:327最近,合肥陽光電源有限公司成功中標(biāo)了由中國(guó)節(jié)能(黑龍江樺川)3516801.60種植吸收:882投資公司投賚建設(shè)的武漢新火車站光伏并網(wǎng)發(fā)電工程項(xiàng)生產(chǎn)排放:648木薯476400077種植吸收:3.35目。該工程規(guī)橫為22MW,年發(fā)電量約2000萬kWh。武生產(chǎn)排放:28漢新火車站是全國(guó)第一個(gè)森林中的火車站,火車站外形為玉米49400091種植吸收缺乏數(shù)據(jù)9片波浪型重檐屋頂,像9只飛翔的鶴,“九”表達(dá)九省通中國(guó)煤化工起。某“千年歸”需要指出的是,由于中糧廣西木薯乙醇示范的造項(xiàng)目就建在九個(gè)翼工程運(yùn)行時(shí)間較短,生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)還在磨合過程中,各棚上CNMH灬晗供稿)