广西南宁发展燃料乙醇与节能减排的关系

广西南宁发展燃料乙醇与节能减排的关系师德强王尧莫勇生广西南宁发展燃料乙醇与节能减排的关系师德强1,王尧2,莫勇生3(1.广西科学院非粮生物质酶解国家重点实验宝,囯家非粮生物质能源工程技术研究中心,广西生物炼制重点实验室,南宁530002.广西经济管理干部学院,南宁530007;3.广西科学院生物研究所,南宁53000摘要:根据生命周期评价,对燃料乙醇的节能和减排效釆进行分析,依据发展规划,得出广西南宁发展燃料乙醇对节能减排的影响。结果表明,发晨燃料乙醇将在节能和减排方面均产生积极作用,应加大在南宁乃至广西发展非粮燃料乙醇产业的力度。关键词:燃料乙醇;节能;减排中图分类号:X784文献标识码:A文章编号:1007-0370(2011)11-0145-01Relationship between Fuel Ethanol Development with Energy-saving and Emission-Reduction in Nan Ning CityShi Deqiang, Wang Yao, Mo Yongsheng(1. State Key Laboratory of Non-Food Biomass and Ename Technology, National Engineering Research Center for Non-food BiorefineGuangxi Academy of Sciences, Guangxi Key Laboratory of Biorefinery, Nanning, Guangxi, Nanning 5300072. Guangxi Economic Management Cadre College, Nanning 530007: 3. Institute of Biology of Guangxi Academy of Sciences, Nanning 53007)Abstract: Effect on energy-saving and emission-reduction from fuel ethanol was analyzed aceording to life cycle assessment with developmentining of Guangxi Province Nanning city. The results showed that fuel ethanol product would play a positive role on energy-saving and emission-reduction, the government should increase the strength on fuel ethanol industryKey words: fuel ethanol; energy-saving: emission-reduction前言因此,为了提高燃料乙醇的竞争力,必須提高木薯乙醇生产能源℃O2和以其为代表的温室气体造成的全球气候变化,已对转化效率,创新燃料乙醇的生产技术工艺,提高乙醇转化率,降人类造成了巨大威胁:生物能源以其在环境保护和降低温室气低生产成本。体排放上的独特优势,成为最具有发展潜力的传统能源替代形式。从本质上讲,生物质能应能对替代部分化石能源和减少碳表1汽油和E10生命周期整体能源消耗MJKm排放的绝对量起相当作用。在替代能源战略的大框架下,燃料塔料类别原料燃料原料到油箱车辆使用原料到车轮乙醇已经成为替代石油的成熟模式的生物质能源。广西木薯产量为我国木薯总量的70%左右,国家将燃料乙醇原料从陈化粮普通汽油.140.62转到以非粮为原料,为避免长期使用粮食生产能源物质而造成木薯乙醇汽油014070084粮食危机。广西依据得天独厚的地理优势和产业基础,已经形成了我国最大非粮生物能源产业基地。南宁市雨量充足、光热变化(%)0112条件好,具有发展生物能源的诸多优势条件。随着国家大力发展广西非粮生物质能源产业,南宁在生物能源产业技术和产业表2汽油和E10生命周期石油消耗MJKm规模上将对广西生物能源产业的发展发挥重要作用。在大力发展生物质能源产业的同时,需以建设环境友好型社会、发展循燃料类别原料燃料原料到油箱车辆使用原料到车轮环经济、实现节能减排的战略目标为前提。本文以广西重点发普通汽油0.313.53展的非粮生物质能源之一一燃料乙醇为研究对象,通过全生命周期的能耗和环境排放分析,研究南宁发展燃料乙醇与节能减木暮乙醇汽油0043.28的关系。变化(%)0101燃料乙醇用于乙醇汽油的能耗关系木薯乙醇汽油生命周期可认为包括了从原油开采/木薯种植虽然木薯乙醇汽油的整体能耗略高于普通汽油,但是,在生到木薯乙醇汽油燃烧/车辆使用的系统过程,包含木薯乙醇和普命周期中的石油消耗却有所减少。木薯乙醇汽油“原料到油箱”通汽油两个子过程,二者在木薯乙醇汽油混合环节合成一个整体。“原料到车轮”石油消耗分别比汽油低%和7%,所以,推广木生命周期分成原料、燃料和燃烧/车辆使用三个阶段。木薯乙醇薯乙醇汽油可以替代一部分石油,减少石油消耗量,缓解供需矛盾汽油(E10)与普通汽油生命周期整体能源消耗(所有能源消耗的增强石油安全性总和)和石油消耗分别见表1和表2所示。2燃料乙醇用于YH中国煤化工析根据表1,在整个生命周期中,木薯乙醇汽油的总体能耗比若添加10%汽油密度均以普通汽油增加了2%,主要是因为燃料乙醇生产阶段的能耗高(是0.72KgL计,根据CNMHGE1o木薯乙醇汽普通汽油的1.13倍),这也是目前燃料乙醇生产的关键问题所在。油和普通汽油的全生命周期环境排放情况(见表3)NORTHERN ENVIRONMENT 145北方环境第23卷第11期2011年11月标准限值的选取:甲苯采用前苏联《居民区大气中有害物质3结论最高允许浓度》中的居民区最高值;TVOC参考执行《室内空气(1)由于工业基地开发具有不确定性的特点,导致环评工作质量标准》GBT1883-2002)日均值的3倍;颗粒物参考《环境存在诸多不确定性,但为了能为环保部门提供决策依据,计算敏空气质量标准》(GB3095-1996)二级标准日均值的3倍。感行业产业基地各生产单元的卫生防护距离是必要的。23计算结果(2)卫生防护距离的确定是一个复杂的过程,不同地区、不根据GBm13201-91的规定(卫生防护距离在100m以内,同行业计算方法不同、参数取值不同、计算结果不尽相同。工级差为50m;超过100m但小于100m时,级差为100m;超过基地由于入驻企业不确定,所以计算结果可作为参考值,但存在100m以上时,级差为200m。)将卫生防护距离的计算结果取整。修正的必要,可在后续的项目环评阶段进行修正。计算结果见表3。(3)1业基地的规划在编制过程中需充分考虑卫生防护距离,表3基地生产单元卫生防护距离计算结果一览力争在用地红线内解决卫生防护距离用地、达到节约土地的目的。序号单元污染物计算结果(m)卫生防护距高取值(m)参考文献]邓小浼,吴飚,卫生防护距离在环境影响评价中的计算2涂料生重庆环境科学,2003,12:;138-139苯「2]国家环境保护总局环境工程评估中心,环境保护标准汇编丙北京:国家环境保护总局环境工程评估中心,2000二甲苯[3丁峰,蔡芳,李时蓓.应用 AERMOD计算卫生防护距高7树脂生方法探讨.环境保护科学,200834(5):56-59萆元甲苯000000丙網收稿日期:2011-10-16作者简介:周奔(1977-),男,工程师,研究方向:环境影从计算结果可以看出,基地内环保涂料单元和树脂生产单元响评价、环境管理与规划须分别设置200m和50m的卫生防护距离。(上接笫145页)表3汽油和E10全生命周期环境排放Kg按照规划,到2014年,30万吨的燃料乙醇若全部用于车燃料类别s0 x NOx CO HC PM GHG全年可减少温室气体排放量26613.3万吨;到2020年,用乙醇汽油,则可减少温室气体排放量普通汽油49.000604157304结语发展燃料乙醇不仅可以为缓解化石能源危机起到一定的保障木乙醇汽油1874183944202039371482作用,同时,在节能和减排方面均能产生显著效果。因此,应充分利用生物质资源优势和国家政策机遇,大力发展非粮燃料乙醇化(%)130.7-20-20-35-1高新技术、降低产业成本,为规模化发展非粮燃料乙醇产业打下坚实基础。然而,由于目前木薯资源短缺,木薯价格飞涨,导致木薯乙醉汽油和普通汽油生命周期污染物排放评价结果如表燃料乙醇生产成本过高,木薯燃料乙醇产业近期受到较大影响。3所示,从整个生命周期出发,与普通汽油相比,木薯乙醇汽油政府应进一步加大木薯种植业投入力度,在现有基础上继续提高CO、HC、PM、GHGs(CO2、CH4、NO三种温室气体)排放降低木薯单产,选育高粉能源木薯优良品种,在提升木薯燃料乙醇工NO,排放略有升高;SO,排放比普通汽油高。由表3计算可得程技术开发的同时,保障充足的木薯资源用以生产可替代化石能每吨E10乙醇汽油可向空气中减少温室气体的排放量为044吨源的燃料乙醇和其他生物能源产品。同样以每吨E10计,每吨E0向空气中排放CO、HC、PM分别减少002吨、002吨和0035吨,而向空气中排放s0.和NO,的量参考文献分别增加了0013吨和0.0007吨。张永宁,陈磊.英国发展生物能源的政策与启示团化学工3南宁市发展燃料乙醇与节能减排的关系业,2007(6:12-15《南宁国家高新技术生物产业基地生物能源产业发展规划2]程序,生物质能与节能减排及低碳经济囚中国生态农业(2008-2020)》(以下称“规划”)提出,2014年南宁市燃学报,20017375-378料乙醇规模将达到30万吨,2020年达到60万吨。表1和表23]燃料乙醇替代汽油发晨迅速中国设备工程,的数据是按照车辆行驶00公里消耗99升汽油和乙醇汽油得20051360-60计算,每千克标准煤含热量29306KJ计算,则每吨E10乙醇汽性分析内燃机工程,2004(25N是命周期能源,环境及经济出,若汽油密度以0.72Kg/L计算,原油热值按照00418G/Kg[4]胡志远,张成等.木薯乙醇汽油油比传统汽油节省石油0.08吨,按每吨原油折合标煤1426吨计则相当于节省0.114吨标准煤。若規划的燃料乙醇全部用于制造收稿日期:V凵中国煤化工乙醇汽油,则2014年可节省石油24万吨,折合标准煤34.2万吨;作者简介CNMHG研究实习员,主要2020年可节省石油48万吨,折合标准煤684万吨。从事非粮生物质能淚料技管理工作226 NORTHERN ENVIRONMENT