第21卷第11期農(nóng)業(yè)工程學報Vol 21 No 11205年11月Transactions of the CSAENov.2005121中國生物質燃料乙醇項目能量生產(chǎn)效率評估戴杜,劉榮厚,浦耿強1,王成燾1(1.上海交通大學機械與動力工程學院,上海20003012.上海交通大學農(nóng)業(yè)與生物學院,上海201101)摘要:為了對玉米和木薯乙醇的能量和可再生能量生產(chǎn)效率進行評估,該文統(tǒng)計了玉米和木薯乙醇生命周期能耗,并用市場價值量法按照主副產(chǎn)品的能耗進行了分配。計算出玉米和木薯燃料乙醇的凈能量和凈可再生能量。并計算了單產(chǎn)和化肥用量變化時的凈能量和凈可再生能量的變化。計算結果顯示,玉米、木薯乙醇的凈能量分別為1.472MJ/L和2.417MJ/L,凈可再生能量分別為1.474MJ/L和2,459M/L,使用玉米、木薯生產(chǎn)燃料乙醇在能量生產(chǎn)和再生能量生產(chǎn)上都是可行的,木薯乙醇比玉米乙醇可行性更高,單產(chǎn)和化肥用量是提高能源利用和再生能源的關鍵因素,加強副產(chǎn)品的開發(fā)和使用有機肥代替化肥有利于提高系統(tǒng)的能效,提高系統(tǒng)的可再生性。關詞:燃料乙醇;凈能量;可再生能源中圖分英號:S216.2文讞標識碼:A文章編號:1002-6819(2005)11-0121-03敵杜,劉榮厚浦耿強等.中國生物質燃料乙醇項目能量生產(chǎn)效率評估[]農(nóng)業(yè)工程學報,2005,21(11):121-123.Dai Du, Liu Ronghou, Pu Gengqiang, et al. Evaluation of energy production efficiency of biomass based fuel ethanolprogram[J]. Transactions of the CSAE, 2005, 21(11): 121-123. in Chinese with English abstract)0引言生能量的關鍵因素。燃料乙醇是用作燃料的無水乙醇是一種可再生的1玉米木薯燃料乙醇生命周期生物質能。燃料乙醇可在專用的發(fā)動機中使用,也可以玉米、木薯燃料乙醇生命周期是從玉米、木薯種植按照一定的比例添加到汽油中,在普通汽油發(fā)動機中使到燃料乙醇在發(fā)動機氣缸內燃燒為止的一個系統(tǒng)過程用。它能增加汽油的含氧量,使燃燒更充分,并降低CO2見圖1。整個過程消耗了化肥除草劑、殺蟲劑、電、煤等污染物的排放燃料乙醇的生產(chǎn)不僅有助于緩解能源柴油、天然氣等。本文對生命周期過程中的5大過程的短缺,保證能源安全,保護生態(tài)環(huán)境,還能拓寬農(nóng)業(yè)服務能耗進行了統(tǒng)計,包括種植、乙醇生產(chǎn)、乙醇變性、運輸領域,也為農(nóng)民增收開辟了新途徑2和配送。其中“變性”是指按照國家標準10在99.5%的燃料乙醇的凈能量( Net Energy Value,NEv,以乙醇中加入1.96%~4.96%的汽油下簡稱“凈能量”)定義為燃料乙醇系統(tǒng)的能量產(chǎn)出與消耗的差值3,是考察燃料乙醇項目能量生產(chǎn)效率的重要指標。凈能量大于0,說明燃料乙醇生產(chǎn)有凈的能量剩余,是有效的凈能量小于0,說明燃料乙醇所含的熱土墻準備/播種灌溉液化/糖化量少于生產(chǎn)過程的能量消耗燃料乙醇生產(chǎn)是沒有效率肥/除草的后處理本文研究目的是評估黑龍江玉米、廣西木薯燃料乙醇從種植到最終乙醇燃燒整個生命周期過程中的能料殘料粒改影肌物產(chǎn)品匿水,變性燃量和再生能量效率,為中國燃料乙醇項目的決策提供參考。文中定義燃料乙醇系統(tǒng)的可再生能量產(chǎn)出與不可再農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程業(yè)生產(chǎn)過程生能耗的差值為凈可再生能量( Net Renewable Energy困1燃料乙醇生命周期Value,NREV,以下簡稱“凈可再生能量”),并把凈能ig. 1 Life cycle of fuel ethanol量和凈可再生能量組合成一對評估指標NEV和NREV,用市場價值量法對生產(chǎn)過程的主副產(chǎn)品生產(chǎn)玉米、木薯燃料乙醇數(shù)據(jù)來源于黑龍江省肇東市和能耗進行分配。另外還討論分析了影響凈能量和凈可再廣西壯族自治區(qū)南寧市扶綏縣、欽州市實地收集的數(shù)據(jù),主要特性見表1。在中國目前條件下無法得到的部收稿日期:2005-01-05修訂日期:2005-09-05分能耗數(shù)據(jù),參考了美國阿岡國家實驗室( Argonne基金項目:歐盟第五框架項日“中國燃料乙醇生產(chǎn)對城郊農(nóng)業(yè)和中 National Lab)的 GREET模型),并根據(jù)國內能效情小規(guī)模工業(yè)的影響研究”資助(CA-2002-1003);國家自然科學況m1:12進行修正基金資助項目(50175070)作者筒介:戴杜(1976-),南長抄人,博土生,從事產(chǎn)品生命周2凈能量和凈可再生能量期分析、項目評估、綠色設計等方面的研究。上海上海交通大學機燃料乙醇凈能量計算公式為122農(nóng)業(yè)工程學報2005年NEv=EF-d·E1(1)低化肥用量,增加有機肥用量,能減少化肥使用的能耗。式中Er—燃料乙醇所含能量,1L99.5%燃料乙表3生命周期5個過程的能耗醇熱值為21.185MJ;Er—在燃料乙醇生命周期過Table 3 Energy consumptions of five processes程中的總能量投入。由于燃料乙醇生產(chǎn)中會同時產(chǎn)生如during life cycle植物油和蛋白飼料DGs等產(chǎn)品,在生產(chǎn)中也消耗了能項目玉米乙醇/MI·L1木薯乙醇/M·L-1量。所以全部能量消耗要按照主副產(chǎn)品進行分配,d(06.79615.5485.541