玉米秸秆成型燃料生命周期评价.pdf

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1、第26卷第6期2622010年6月农业工程学报TransactionsoftheCSAEV

2、01．26NO．6Jun．2010玉米秸秆成型燃料生命周期评价朱金陵1,2，王志伟1，蜮，师新广1，杨树华1，一，何晓峰L2，雷廷宙2，3(1．河南省科学院能源研究所有限公司，郑州450008；2．河南省生物质能源重点实验室，郑州450008；3．河南省科学院，郑州450002)摘要：为了定量解释以秸秆为原料的成型燃料的节能和温室气体减排潜力，从能源消耗和环境排放出发，分析了玉米秸秆的生长、运输、压缩成型，成型燃料运输、燃烧利用等单元过程，建立了秸秆成型燃料的生命周期能源消耗、环境排放

3、分析模型。以5000t／a的秸秆成型燃料生产厂为例，评价了其生命周期能耗和环境排放。结果表明：秸秆运输、压缩成型、成型燃料运输等环节都需要消耗能源，其中，压缩成型的能耗最大；秸秆同定的二氧化碳量为生命周期排放出二氧化碳的96．6％，在很大程度上减少了温窜气体的排放。利用生命周期分析秸秆成型燃料，得出其相比化石燃料具有较大的减排优势，为秸秆成型燃料利用提供了基础性数据。关键词：秸秆，生命周期，能源利用，成型燃料，环境排放doi：10．39698．issn．1002—6819．2010．06．045中图分类号：S216．2，X382．1文献标识码：A文章编号：1002—6819(

4、2010)一06—0262—05朱金陵，王志伟，师新广，等．玉米秸秆成型燃料生命周期评价[J]．农业工程学报，2010，26(6)：262--266．ZhuJinling，WangZhiwei，ShiXinguang,eta1．Lifecycleassessmentofcoinstrawpelletfuel[J]．TransactionsoftheCSAE，2010，26(6)：262--266．(inChinesewitllEnglishabstrac00引言生物质能是唯一可以运输和固定碳的可再生能源，在6种可再生能源中占有重要地位。化石能源的不断消耗和环境问题的日益严重使

5、生物质能等可再生能源成为重要能源。中国生物质资源较为丰富，仅农作物秸秆方面，每年可作燃料利用折合约1．5亿t标准煤⋯。但农作物秸秆具有资源分散、能量密度低、体积质量小、储运不方便等缺点，严重制约了其大规模应用。生物质压缩成型技术是将各类生物质原料经粉碎、高压成型等环节使原来分散的、没有一定形状的原料压缩成具有一定几何形状、密度较大的成犁燃料。秸秆压缩成型燃料可以提高秸秆密度，节约运输和储存费用，扩大应用范围，提高燃烧效率，同时生物质燃料的利用可以减少替代的煤燃烧所带来的环境污染【2—71。生命周期评价是一种对产品及其生产工艺活动给环境造成的影响进行评价的方法。它通过对能量和物

6、质消耗以及由此造成的环境气体排放进行辨识和量化，来评估能量和物质利用对环境的影响，以寻求改善产品或工艺的途径。这种评价贯穿于产品生产、工艺活动的整个生命周期【8母】。本文讨论了玉米秸秆的生长、运输、压缩，成型燃料运输、燃烧和排放等过程，建立了秸秆成型燃料的生命周期能源消耗、环境排放分析模型，对模型进收稿日期：20094)9．24修订日期：2009．12-08基金项目：河南省杰出人才创新基金项目(074200510007)；河南省重大公益性科研招标项目(081100911700)作者简介：朱金陵(1957一)，女，江苏南京人，主要从事生物质能源技术及产业化。郑州河南省科学院能源

7、研究所有限公司，450008※通信作者：王志伟(1980一)，男，河南鲁山人，主要从事生物质能源技术研究。郑州河南省科学院能源研究所有限公司，450008。Email：bioenergy66@163．com行逐步分析，对考察指标进行量化，从数据上体现了秸秆成型燃料这种可再生能源的环境效益，对推广成型燃料有一定的促进作用，对其生命周期中对环境影响起主导作用的阶段进行了识别，得出了提高成型燃料利用水平的主要改进方向。1评价模型玉米秸秆等生物质是一种可再生资源，理论上讲，秸秆燃烧后，产生的二氧化碳可以在秸秆的生长中，通过光合作用等量地返回到秸秆。但在秸秆利用过程中融合了大量的人的行

8、为，使环境污染物的排放量和吸收量存在差异。秸秆成型燃料的生命周期评价流程如图1所示。[环境排放]l[环境排放]2[环境捧放]3[环境捧放]4[环境排放]5[能耗]1[能耗]2[能耗]3[能耗]4[能耗]5图1秸秆成型燃料生命周期评价流程图Fig．1Sketchmapforlifecycleassessmentofcornstrawpelletfuel在秸秆的生长过程中，耕作、施肥和收获都需要耗能和排放环境污染物，在农药、化肥的生产和使用过程中同样需要消耗能源和排放环境污染物。秸秆为粮食生长的附属物和废弃