燃料乙醇消用度生物本料的地皮运用、能耗、环境映响和水耗阐明
期刊名字：历程工程学报
文件大小：798kb
论文做者：孔德柱，王玉春，孙健，袁晓凡，王晓东，肖杰，赵兵
做者单位：中国科学院历程工程钻研所生化工程国家重点实验室,中国科学院钻研生院
更新光阳：2020-09-30
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论文简介
第11卷第3期历程工程学报ol. 11 No.3011年6月The Chinese Journal of Process Engineering燃料乙醇消用度生物本料的地皮运用、能耗、环境映响和水耗阐明孔德柱μ,王玉春’,孙健,袁晓凡',王晓东',肖杰,赵兵(1.中国科学院历程工程钻研所生化工程国家重点实验室,北京100190;2.中国科学院钻研生院,北京100049戴要:正在引入生物量分配比率的根原上,从地皮运用率、能耗、环境和耗水质4个方面阐明了玉米秸秆、木薯和甜高粱3种生物量本料消费燃料乙醇的历程,获得了3种生物量展开潜力数据.结果讲明,玉米秸秆做为本料,按产出乙醇能计,地皮运用率最高可达56340GJha,投入能质最低,仅为22.68MJGJ,环境映响最小,耗水质起码,只要8m3GJ,是最有开发前景的本料.甜高粱总体上劣于木薯,但耗水质太大,晦气于长远展开要害词:生物量;地皮运用率;能耗:气体牌放:耗水质;乙醇中图分类号:TQ517文献标识码:A文章编号:1009606X(2011)030452091前言的重要构成局部以往评估阐明以糖量和淀粉量为本料的燃料乙醇由于不成再生的化石能源的日益泯灭和短缺,从长的钻研都没有思考种植历程中总体做物中其余副产品远的经济不乱和能源安宁角度动身,我国展开可再生能的产出4,但阐明以秸秆类为本料的纤维原色燃料乙源至关重要由于我国人口寡多,人均耕地少因而不醇的消费时粮食等副产品就不成忽室如Gm山am等明能用玉米和小麦等粮食做物及制糖本料甘蔗等做为生正在阐明玉米秸秆时思考了玉米产质对秸秆质的映响,建产燃料乙醇的本料.正在我国被宽泛看好的生物量燃料乙立了秸秆产质和玉米产质的质化干系; Sheehan等将醇本料是秸秆纤维素、木薯和甜高粱,且目前已有不少玉米和秸秆做为两种地皮产工厂和中试车间操做那3种本料消费燃料乙醇叫.但也全局部配到秸秆上,其余种植历程中的投入分配到玉米存正在彻底相反的不雅概念,如FeiV等认为以柳枝稷为本上.生命周期评估办法是用来阐明生物量燃料乙醇的重料的纤维原色燃料乙醇消费是耗能的历程但那其真不能要技能花腔叫原工做基于生命周期评估办法,初度界说了彻底否定纤维原色燃料乙醇的展开,纤维原色资源丰生物量分配比率,并用于阐明中,从而愈加折法地阐明富,牢固太阴能效率高,世界各国都投入了极大的财力了3种生物量本料消费历程中的地皮运用率、能耗、环物力停行钻研原钻研评估阐明了玉米秸秆、木薯和甜境气体牌放和耗水质,评估其各自的劣势,以便正在我国高粱3种本料消费生物量燃料乙醇历程的黑皂,为开发当场与材,加以选择和展开本料消费历程中孕育发作的能源泯灭和环境气体牌放2阐明办法(次要孕育发作于能质的投入)是燃料乙醇全生命周期历程的2.1目的取系统边界重要构成局部.张治山等对我国玉米基燃料乙醇消费消费可再生的生物量能本料需投入地皮、淡水、太停行了能耗阐明,发现玉米种植能耗约占全生命周期总阴能和种植聚集历程中的化石能.原钻研阐明的玉米秸能耗的30%;张成阐明了以广西木薯为本料的燃料乙秆、木薯和甜高粱本料消费蕴含地皮运用率、淡水资源醇消费,发现本料的种植运输能耗约占总能耗的41%.泯灭、本料种植和聚集历程投入的化石能耗和组成的环连年来可再生能源的钻研者初步关注生物量能的地皮境气体牌放.本料的种植正常蕴含整地、播种、施肥运用和淡水资源的泯灭Yang等阐明了以玉米为本料除草、支成几多个历程,但我国种植正常承包到户,播种消费燃料乙醇的地皮资源占用和水资源泯灭状况,发现除草和支成等正常都是手工完成,孕育发作能耗和环境气体到2020年,我国5%~10%的耕地用于燃料乙醇本料生牌放的历程次要正在整地和化肥消费历程.本料的聚集过产,每年耗水质为32-72km3,相当于每年的皇河总水程是将种植的生物量本料聚集运输到燃料乙醇消费工质. Dominguez-Faus等钻研发现美国运用燃料乙醇做厂的历程.图1为本料消费历程的边界系统,正在产出乙为能源的汽车止驶耗水质为118Lkm,重大威逼淡水资醇能和由能两种状况下评估阐明各生物量地皮运用、能源.地皮运用和耗水质已成为阐明生物量燃料不成忽室质投中国煤化工支稿日期:20110411,修回日期:2011-05-19CNMHG基金名目:中国科学院知识翻新工程严峻名目资助(编号:KsCX1YWD3)做者简介:孔德柱(1984),男,黑龙江省安达市人,硕士钻研生,生物化工专业;赵兵,通讯联络人,T010-82627059,Emal: zhao @home. ipe.accn.53孔德柱等:燃料乙醇消用度生物本料的地皮运用、能耗、环境映响和水耗阐明Solar energyElectric energyCrop plantFeedstockcollectionEthanol energyEZZZapotranspiration water图1生物量燃料乙醇本料阐明边界Fig 1 Analysis boundary of feedstock production of fuel ethanol22生物量分配比率式中,E是生物量热能(GJ1),H是生物量焚烧热生物量能源生物炼制历程会对老原、能耗和环境牌GJ),u是生物量干重产质()放等孕育发作分配(如玉米基燃料乙醇的消费会产出玉米电能是对生物量总热值的转换,生物量产出电能计油、蛋皂饲料和二氧化碳,从而对老原、能耗和环境牌算式如下放都有很大的冲减).依据3种生物量本料的非凡性,原(3)工做认为正在本料消费阶段应对地皮产出总体生物量停行分配,玉米做物中玉米做为粮食为次要产出,秸秆部式中,Em是生物量电能(J0),n是热电转化率(%0分用做生物量能的本料,需引入生物量分配比率,威力玉米秸秆、木薯和甜高粱是我国燃料乙醇本料展开折法评估阐明玉米秸秆等本料.罕用的分配办法有市场的中心,玉米秸秆是纤维原色本料,次要操做纤维素水价值法、能质含质法和产品代替法1.由于粮食玉米和解产出的葡萄糖发酵:甜高粱是糖量本料,次要操做压玉米秸秆使用属性差异,综折思考,给取市场价值法进榨后的糖浆发酵;木薯是淀粉量本料,次要操做淀粉水止分配生物量分配比率界说为用于产能局部生物量的解后的葡萄糖发酵它们都是将局部生物量转化成乙醇市场价值取做物整体市场价值的比值:能,而电能是全生物量热能的反映,通过对产出电能和乙醇能的对照,就能阐明出生物量转化乙醇的效率24本料消费能耗式中,r为生物量分配比率,Mm为做物产能局部的市本料消费能质投入计较模型次要蕴含用于边界(种场价值(),Ma为做物除产能局部外其余副产物的市植能耗和本料聚集能耗)、计较办法(公式)、根柢参数的场总价值(￥t)确定和根原数据的输入.此中种植能耗次要考查的是氮生物量分配比率正在地皮运用率、能耗、环境气体牌磷钾肥的消费能耗和整地历程中的机器能耗;聚集能耗放和耗水质4个方面的阐明比较中都有重要使用指将地中结合的本料聚集到厂的能质泯灭.肥料消费总23生物量电能计较能耗的计较用下式:生物量能的大小可用其彻底焚烧孕育发作的热能来掂质.文中计较的生物量热能是指生物量分配后用来产能E=r∑ZZZ,的局部生物量的热能,如玉米单指玉米秸秆的热值,甜式中,F悬肥料消费讨程中的总能耗(GJha,r是生物高粱单指甜高粱秆的热值,木薯指全株的总热值量分中国煤化工h,c是肥料单位生物量产出热能用下式国计较:CNMHG代表氮肥,2表(2)示磷肥,=3默示钾肥历程工程学报第11卷整地历程孕育发作的能耗模型);是肥料消费历程中电能耗系数(氮肥B1=0.1,EVrYFHy(5)磷肥R=047,钾肥B=04,来自 GREET模型);PFw式中,Ez是本料整地能质泯灭(GJha),Y是本料整地的P为8×1止向质,划分是柴油、自然气、煤发电的产能耗油质(kgha),F为汽油燃料的焚烧热(GJ/kg牌放质(gGD,此中, GREET( Greenhouse Gases,3种生物量本料正在聚集历程中存正在很大不同,玉米Regulated Emissions, and Energy Use in Transportation)t秸秆可正在地中风干,单位面积产出质低;木薯和甜高粱型由美国阿冈实验室151开发聚集鲜本料,单位面积产出质高.聚集历程能耗给取邢氮肥正在地皮中的硝化做用取反硝化做用是两种主爱华等叫的资源岛模型停行预算,如果3种做物种植均要环境气体NO和N2O的重要起源5,给取 GREET给出的气体牌放质取杂氮的比率干系,NO牌放质是施入匀分布,工厂范围为年产万吨,工厂建设正在资源岛心.本料聚集到厂的能耗可默示为杂氮质的065%,N2O牌放质是施入杂氮质的13%整地取聚集历程中的气体牌放次要来自汽油正在油Ec-2rR'FcaBFHZZZ/3(6)箱中的焚烧,引入汽油焚烧气体牌放向质 PG(g/kg),式中,E是本料聚集能耗(G,R是本料聚集半径km),即整地历程气体牌放质为Fc是运输油耗kg(tkm),是本料的产质tkm2),B是= EzP(8)荆棘因子(聚集历程中运输距离不为曲线,B>1,计较时与2).式中,B为8×1止向质,是本料种植整地历程中的气体2.5本料消费历程中环境气体的牌放牌放质gha)本料消费历程中环境气体牌放次要孕育发作于氮磷钾本料聚集历程的气体牌放质为肥消费、土壤微生物硝化取反硝化做用、整地和聚集过D-2TR'FcoBPc/3程.选择次要的8种气体停行计较,为便捷建设公式,式中,D为8×1止向质,是本料聚集历程中的气体牌放记8种气体为止向质(ZZZOC,CO,NO,PM10,SO,CH,质gGnN2O,CO2)肥料消费气体牌放按下式计较:气体牌放对环境的映响表如今5种目标,温室效F=∑(BDEP+RNEP+BEP2)应、酸化、光化学烟雾、人体毒性和生态毒性,计较其潜值给取 Heijungs等和 Dessouky等的办法度中,F为8×1止向质,是本料肥料消费的气体牌放质2.6本料消费耗水质cgha),B是肥料消费总能耗(蕴含投入自然气能质耗水质次要是指本料种植光阳内的做物水分蒸发油能质和电能质,GJha),B是肥料消费历程中柴油能总质,水分补充次要来自雨水和灌溉水两大类.次要耗耗系数(氮肥Bb1=0,磷肥βb2=0.27,钾肥by=0.31,来自水历程正在本资料种植阶段,次要受物种、天文构造辑睦GREET模型);A是肥料消费历程中自然气能耗系数(氮候等因素映响3种生物量本料耗水质数据来自 Gerbens肥RN1=09,磷肥RNz=026,钾肥Ry=027,来自 GREET Leenes等、 De fraiture等四和Yang等的钻研数据表1次要参数和系数与值Table I Primary parameters andon rate"(t/, fuel ethanolfeedstock)1920Water content of feedstock(%)Feedstock yield(t/ha)Heat ZZZalue(M/kHeat to electric pow[13ransportation fuel heat ZZZalue(M/kgransportation fuel consumption [kg/(t-km)f manufacturing Nitrogen fertilizer( MI/kg)49.10GREETEnergy use of manufacturing P2Os fertilizer(M/kg)GREETGREETEnergy use of land preparation(MJ/ha)Gas emission of diesel combustion, Pp (e/G)067,16.78,GREETGas emission of natural gas combustion, P(g/Gn(13,3.51,Gas emission of electricity, Pe(g/G)(444,3722,844Gas emission of gasoline combustion in tank,H中国煤化工GREETCNMHGGREETNote: I)The feedstock contains water, 2) Total biomass including root and stalk; 3)Thebiomass conZZZersion into electric energy第3期孔德柱等:燃料乙醇消用度生物本料的地皮运用、能耗、环境映响和水耗阐明4552.7数据起源产出的电能或乙醇能,取生物量的光竞争用效率成正相原计较所需的次要参数和系数见表1;输入数据主关,输出能质类型和分配比率的映响十分明显.表2显要来自国内外公然颁发的文献,蕴含计较生物量分配比示正在不引入生物量分配比率时,木薯单位面积产出乙醇率所需的3种生物量各局部的产质、市场价值23及能最高,为16020GJha,甜高粱为13350GJha,玉米3种做物种植施肥质28323秸秆最低,仅为3660GJ/ha.甜高粱和木薯产电能根柢3结果取阐明相男甜高粱和木薯光能操做率附近,都是高效利生物量.玉米秸秆产电能是乙醇能的2663.1地皮运用率阐明倍,默示目前我国纤维原色本料乙醇转化率还很低(美表2划分计较了正在引入和不引入分配比率2种状况国已抵达141倍)生物量分配比率对玉米秸秆映响下,正在1ha地中种植3种生物量产出的乙醇能或电能.最大,因为秸秆做为玉米种植的副产物,对地皮的分配玉米是次要的粮食做物,用秸秆产能,生物量分配比率值很低,只要6.5%引入生物量分配比率后玉米秸秆土低,只要65%;甜高粱产高粱米,甜高粱秆的生物量地产能效率鲜亮劣于甜高粱和木薯,电能E达149775分配比率为750%:木薯地上局部鲜有操做,原工做不GJha,乙醇能E达56340GJha,从地皮综折操做的对其停行价值预算,其生物量分配比率为100%角度动身,开发操做玉米秸秆资源很有潜力.同样引入地皮运用率即地皮产能效率,界说为单位地皮面积分配比率后,甜高粱的乙醇能和电能都大于木薯.表2生物量燃料乙醇本料地皮运用率和分配比率Table 2 Land utilization ratio and distribution ratio of the fuel ethanol feedstockLand utilization ratioLand utilization ratio withFeedstockwithout distribution ratio. without distribution ratio, with distribution ratio.ratio of theethanol energy, Et(GJ/ha) electric energy, Ek(GJ/a) ethanol energy, Ea(GJ/ha) electric energy, Ete(GJ/ha) biomass(%)CassaZZZa25005334.2075.0表3本料消费能质投入Table 3 Energy input for the feedstock proEt of com stalkEk of cassaZZZa47055fertilizer4.75Total fertilizer.960.531.690.20l20Feedstock collection3.644331372.31Total45.563.2能耗评估阐明集能耗不波及生物量分配比率,其大小次要取消费单位表3划分计较了玉米秸秆、木薯和甜高粱3种生物能质所需本料的聚集半径和生物量的单位面积产质有量本料产出单位乙醇能或单位电能所施用的氮磷钾肥关,即聚集半径越大,单位面积产质越多,能耗就越大的消费能耗、整地能耗和聚集历程能耗.由于肥料的生玉米秸秆和甜高粱产出乙醇能聚集能耗大,起因正在于玉产特别是氮肥的消费是高耗能历程,所以氮肥的消费能米秸秆产单位乙醇能聚集面积大,而甜高粱单位面积产耗正在3种生物量本料消费能耗中都占有较大比重,同时质大.通过对3种生物量消费历程能质投入的比较分磷肥和钾肥的消费能耗也占有一定比例.因而差异生物析,玉米秸秆仍是展开我国生物量能的最佳选择量本料的消费能耗次要与决于施肥质出格是氮肥的质.3.3环境评估阐明木薯种植仅施肥质能耗就有96,91MJG(E)和62.08原工做正在环境阐明中划分计较了肥料消费、硝化取MJGJ(E),而其分配比率为100%,招致木薯本料消费反硝化做用、整地和聚集4个历程中的8种环境气体牌能耗最大.整地能耗取地皮运用率成正比,地皮运用率放,列王A中韦可看出,化物的牌放次要来自越高,整地能耗越少,反之越多.由于生物量分配比率微生中国煤化工3种生物量消费总正在整地和施肥历程中均存正在,使玉米秸秆正在种植总能耗气体CNMHG摆布,此外40%的上是3种生物量中起码的.聚集能耗计较公式(6)显示支NO2和98%以上的硫化物来自肥料的消费,xOC和CO456历程工程学报第11卷的牌放会合正在整地和聚集阶段,CO2的牌放次要来自肥物量本料消费环境牌放的要害.对照3种生物量的环境料消费.总体上耗能的历程便是泯灭化石能源的历程,气体牌放质,玉米秸秆的8种气体牌放鲜亮劣于甜高粲髙能耗代表了高环境牌放.所以氮肥的投入也是映响生和木薯表4生物量本料消费乙醇的阶段环境牌放Table 4 Gas emission to enZZZironment for production of fuel ethanol with biomass feedstockFeedstockEmission sourceGas emission(&/0).PM10 SOFertilizer production644l704904635644Nitrification and denitrificatio18l54Land preparation0.100Collection18.380.723,100.17719228512963209273487134462182194350Fertilizer production23.82443641984634.624.76Nitrification and denitrification435.27638.39Land preparation5698950009Collection982569360.366.34Nitrification and denitrification213.52313.17SorghumCollection13221900851.06668314.1573564表5五种环境目标映响潜值Table 5 Potential ZZZalues of fiZZZe enZZZironmental impact indeVFeedstockEmission sourcel15.58Nitrification and denitrification8665Com stalkl6l99Collection42695894385980945.17926.23130.685353.823791.81Collection22178890263.9707871441064783.75Fertilizer production242612110.00SorghumLand preparation3412.79512.4560187391416.3950.851312.57746589190086557.84Note: I)Global warming; 2) Photochemical ozone creation; 3)Health toVicity, 4)Ecological toVicity那8种环境气体牌放次要映响温室效应、大气酸化、光化学烟雾、人体毒性和生态毒性5种环境目标.表Nitrification and denitrification5计较了3种生物量本料消费各阶段组成的气体牌放对5种环境目标的映响潜值图2为本料消费各阶段气体牌放对5种环境目标的9865潜值映响.硝化取反硝化做用孕育发作的气体牌放次要对酸化和人体毒性映响较大,正在玉米秸秆中划分占40%和39%,正在木薯中占24%和37%,甜高粱中占36%和40%施肥孕育发作的气体牌放对温室效应映响最鲜亮,3种生物23451234512345Com stalkCassaZZZa量都占80%以上,特别是木薯占98%整地和聚集阶段中国煤化工气体牌放次要映响光化学烟雾和生态毒性,正在玉米秸秆子阶段牌放比例CN MHGom all stages of和甜高粱中最为鲜亮第3期孔德柱等:燃料乙醇消用度生物本料的地皮运用、能耗、环境映响和水耗阐明为曲不雅观比较3种生物量本料消费总牌放对环境的性映响最大;甜高粱本料消费对生态毒性映响最大.如映响状况,对表5总体牌放数据停行归一化办理(表中果做为发电的本料,即思考总体生物质,消费单位电能每列数据除以该列中的最大数据),做图3对环境的映响如图4所示,显示当以产出单位电能来衡图3显示,做为燃料乙醇的本料,玉米秸秆本料生质3种生物量对环境的映响时,玉米秸秆的5种环境指产牌放质起码,正在5种环境映响目标中潜值最小;木薯标映响潜值更小,劣势愈加鲜亮.本料消费对温室效应、大气酸化、光化学烟雾和人体毒assaZZZa a SorghumZZa om stalk B CassaZZZa SOrghum三三口三三0.200正Acid图3三种生物量牌放质对各类环境目标映响确当质比较图4三种生物量牌放质对各类环境目标映响确当质比较(燃料乙醇消费)(电能消费)Fig 3 Comparison of the three feedstocks in a ZZZariety ofFig 4 Comparison of the three feedstocks in a ZZZariety ofenZZZironmental potential impact( fuel ethanol production)enZZZironmental potential impact(electricity generation)表6三种生物量燃料耗水质Table 6 Water consumption of the three feedstocksElectric energy output(m/GD)water reqtIrigation water Water requirem8052Sorghum34耗水质阐明粲生物量分配比率的改观的确不扭转其取木薯的阐明由表6可看出,玉米秸秆耗水质远小于木薯和甜高结果,因而,原工做不再探讨甜高粱生物量分配比率对粱,仅为8m3GJE和3m3GJEe起因正在于玉米能正在阐明结果的映响但玉米秸秆做为玉米做物的废除物干旱环境发展,且玉米秸秆所占生物量分配比率低.根其生物量分配比率低,且受市场价值波动映响鲜亮.所据玉米秸秆耗水质,以目前我国纤维原色燃料乙醇钻研以阐明玉米秸秆生物量分配比率改观对阐明结果的映现状,可算出汽车止驶耗水31Lkm,远低于118L/km响十分必要.图5显示了当玉米秸秆分配比率从65%升的美国玉米乙醇耗水质.跟着淡水资源紧缺加剧,开到50%时,其地皮运用率和能耗的厘革状况玉米秸秆发低水耗的玉米秸秆生物量能的劣势会愈加鲜亮.甜高价格回升招致其分配比率升高,当其分配比率升高到粱是3种生物量中耗水质最大的,为258m/GJE和13715%右近时,玉米秸秆本料消费能耗相比于甜高粱不再m3GJE,从灌溉水质上看,玉米秸秆所需灌溉水取雨占有劣势;当其分配比率达20%右近时,玉米秸秆地皮水比最大,注明玉米种植区的水源次要来自灌溉水;木运用率相比于甜高粱和木薯不再占有劣势;当其分配比薯发展正在南方,虽需水质大,但此中很大比例来自雨水,率升高到30%40%时,其消费能耗相比于木薯不再占所需灌溉水少.从耗水质角度来看,玉米秸秆具有鲜亮有劣势劣势,甜高粱耗水质最大,不是好的节水生物量能本料图6以产出乙醇为基准,给出分配比率厘革对5种35玉米秸秆分配比率对阐明结果的映响环境目标映响潜值阐明结果的状况.玉米秸秆分配比率生物量分配比率是用市场价值法确定的,但市场价正在6格是波动的,当秸秆有很好的商业用途时,其价格就会境映中国煤化工物量本料正在5种环结果;当玉米秸秆升由于甜高梁做物次要产出甜高粱秆,且甜高粱秆分配出CNMHG其正在3种生物量中的分配比率大,所以受市场价格改观映响较小;且甜高仍具有相当的劣势48历程工程学报H Com staSorghum0Distribution ratio(%)Distribution ratio (图5分配比率对地皮运用率和能耗的映响Fig 5 Effect of distribution ratio on land utilization and energy consumptionCom sta1600}(bCassaZZZaDistribution ratio (%Distribution ratio(%)Com stalk14080102030405010203040502030Distribution ratio (%)图6分配比率对环境目标潜值的映响Fig 6 Effect of distribution ratio on enZZZironmental potential ZZZalue玉米秸秆分配比率从65%升高到15%,相当于自m3GJ,仍小于木薯的125m3/G(E)和甜高粲的258身向上波动231%;从65%升高到20%,相当于原身向m3G(E)上波动308%;从65%升高到30%,相当于原身向上波动462%正在一定的光阳领域内,基于市场价值计较的4结论玉米秸秆分配比率不会有那样大的波动,所以玉米秸秆(1)正在生物量本料消费燃料乙醇历程的评估阐明中做为燃料乙醇本料,正在地皮运用率、能耗和环境映响分引入山而面如折法地阐明比较了我析中仍有很大劣势国非中国煤化工甜高粱正在消费燃料玉米秸秆正在水耗方面占有绝对劣势,纵然其分配比乙醇CNMHG计较给取市场价值率达100%,消费单位乙醇能的水耗质也只要123法,玉米秸秆生物量分配比率为65%,甜高粱为75.0%第3期孔德柱等:燃料乙醇消用度生物本料的地皮运用、能耗环境映响和水耗阐明459木薯为100%Greenhouse Gas, and EnZZZironmental Life Cycle PerspectiZZZe p](2)无论是产出乙醇能还是电能,玉米秸秆地皮运用Jourmal of Cleaner Production, 2007, 15(7): 607-619率最高,为56340GJha(E)和1497.75GJha(E),能耗[12]Shapouri H, Duffield J A, Graboski M S. Estimating the Net EnergyBalance of Corm EthanoAgricultural Economic Report,最低,为268MJGE和853MJGJ(E),环境牌放1995-07质起码,耗水质起码,为8m3GJ(Ea)和3m3G(E1),[13] Gerbens-Leenes W, Hoekstra A Y, xan der Meer T H. The Water是最有开发前景的生物量本料Footprint of Bioenergy []. Proceedings of the National Academy of(3)甜高粱地皮运用率为178.05GJ/haEa)和334.2Sciences,2009,106(25):1021910223[14]邢爱华,刘罡,王垚,等.生物量资源聚集历程老原、能耗及环GJha(E1),大于木薯的160.20GJha(E)和250.05GJha境映响阐明门历程工程学报,2008,8(2):305-311(E):甜高粱本料消费总能耗为4556MJG(E)和24,2715] Wang M Q GREET15- Transportation Fuel-cycle ModelMJGJ(Ek),小于木薯的10064MJGJ(E出)和6447MJGJ1. Methodology, DeZZZelopment, Use, and Results [R].(E):正在5种环境目标中,甜高粱的温室效应、大气酸Argonne National Laboratory, 1999-08化、光化学烟雾和人体毒性4种潜能值低于木薯,而生2. Methodology, DeZZZelopment, Use, and Results [R]. Argonne:态毒性的潜能值略髙于木薯;但甜高粱耗水质为258Argonne National Laboratory, 1999-08.mGJ(Ea)和137mGJE,鲜亮高于木薯的125 /GJ 7 Heijungs R. Guinee J B, Huppes G et al. EnZZZironmental Life CycleAssessment of Products [R. Leiden: Centre of EnZZZironmental(E)和80m/GJ(E),且甜高粲大局部水来自灌溉水,那是展开甜高粱的次要问题所正在[18] Dessouky M, Rahimi M, Weidner M. Jointly Optimizing Cost,(4)玉米秸秆做为燃料乙醇本料的劣势次要体如今其生物量分配比率极低(65%),随市场改观幅度大,会Transit Scheduling []. Transportation Research Part D: Transport andEnZZZironment2003,8(6):433-465对阐明结果孕育发作一定映响,但当相应付其原身向上波动[19岳国君,武国庆,郝小明我国燃料乙醇消费技术的现状取展望小于231%时,玉米秸秆本料相比于甜高粱和木薯仍保门化学停顿,2007,19(7):10841090.持绝对的劣势20]张燕丽,高新星,王爱华,等我国生物量燃料乙醇示范工程的全生命周期评估[可再生能源,2009,27(6):63-68参考文献:[2l]张君.青贮饲料的调制技术[饲草饲料,2005,7):26.1]于航,周林,袁鹏中国燃料乙醇财产展开轮廓[粮食取食品(22赵四申,张西群,贾素梅.玉米秸秆整株还田对小麦发展发育及家产2009,16(4):34-37产质的映响门中国生态农业学报,2003,11(1):144-146.2]钱伯章,墨建芳,纤维素乙醇展开前景和我国停顿门化学家产[23]官丽莉周小怯,罗燕我国动物热值钻研综述生态学,2002009,27(10):13-1624(4):452-457[3]FeiⅸVE, Tilley DR Integrated Energy, EnZZZironmental and Financial[24黎大爵.开发甜高梁财产,处置惩罚惩罚能源、粮食安宁及三农问题Analysis of Ethanol Production from Cellulosic Switchgrass [中国农业科技导报,2004,6(5)55-58nergy,2009,34(4:410436[25]骆伟峰,王红林,陈砺,等.下吸式牢固床气化木薯茎秆试验研[4]张治山,袁希钢,玉米燃料乙醇生命周期脏能质阐明[环境科究卩广东化工,2008,35(6):13-16学,2006,27(3:437-41阿刘新跃,引进海外大罪率拖拉机配淘机具运用阐明门新疆农5]张成代用燃料的生命周期3E评估及可连续设想[D]上海:上机化,2001,(3):15-17海交通大学,2003.81-83[27] De Fraiture C, Giordano M, Liao Y. Biofuels and Implications for[6] Yang H, Zhou Y, Liu J. 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The resultsshow that com stalk has the most promising prospect as the feedstock for production of fuel ethanol, its land utilization ratio is up to563. 40 GJ/ha(ethanol energy), whereas energy consumption is only 22.68 MJ/GJ(ethanol energy ) its enZZZironmental impact is the mostminimal among the three and water consumption is only 8 m/GJ(ethanol energy). When ZZZiewed as a whole, sweet sorghum is betterthan cassaZZZa. But its water consumption is too large to be utilized for a long-term deZZZelopment.Key words: biomass; land utilization ratio; energy; gas emission; water consumption; ethanol中国煤化工CNMHG
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