福建省规模化养猪场温室气体减排效益评估

【目的】评估福建省规模化养猪场利用沼气工程处理粪便产生的温室气体减排效益,以推动规模化养猪场沼气工程建设,实现生猪养殖业清洁生产。【方法】根据国际通用的温室气体减排量计算方法,以2010年和2015年为例,计算福建省规模化养猪场粪便资源量及沼气生产潜力,评估粪便资源全部用于沼气工程建设所带来的减排效益。【结果】2010年和2015年福建省规模化养猪场排泄物干物质总量分别为169.93万t和163.29万t,其产沼气潜力分别为7.14亿m~3和6.86亿m~3。假设规模化养猪场粪便所产沼气全部用于替代薪柴,则分别可替代薪柴245.42万t和235.84万t,减少CO_2排放量分别为268.74万t和258.25万t;假设规模化养猪场粪便所产沼气全部用于替代煤炭,则分别可替代煤炭130.85万t和125.74万t,减少CO_2排放量110.89万t和106.56万t。如果养猪场粪便全部用于沼气工程,则分别可减少CH_4排放3.59万t和3.45万t。【结论】沼气工程在有效处理禽畜粪便的同时生产了优质燃料,沼气替代传统能源减少了CO_2排放,禽畜粪便厌氧消化减少了CH_4排放,带来了显著的社会经济及环境效益。     

福建省规模化畜禽养殖场沼气资源调查与分析

该课题研究的主要目的是通过对全省畜禽养殖业污染源普查,系统掌握福建省猪、牛、鸡三种畜禽养殖总量,通过典型调查,掌握猪、牛、鸡等畜禽的日食物量,通过动物的食物量测算出三种动物的畜禽粪便产生量,通过等值、等量换算方式得出如下结论:第一,2007年福建省猪、牛、鸡三种畜禽粪便产生量分别为猪1057.65万t、牛694 万t、鸡198万t,三种畜禽粪便产沼气潜力为11.11亿m3,其中规模养殖场沼气潜力为5.12亿m3.第二,大力发展"牧--沼--果(草、菜、烟)"循环农业模式既可开发沼气资源,又可以减少农业废弃物排放.     

规模化猪场沼气工程CDM项目的减排及经济效益分析

以新疆阿克苏某养猪场为案例,利用<气候变化框架公约>清洁发展机制执行理事会批准的方法(ASM Ⅲ.D),国家发改委提供的计算消耗电能的CO_2排放因子参数,分析了利用沼气工程处理猪场粪便及污水和沼气发电替代化石燃料的温室气体减排潜力.结果表明,项目每年可减排温室气体49 193 t CO_2当量,其中改变粪便管理方式减少甲烷排量占项目活动减排总量的89%,沼气发电能源替代避免的CO_2排放鼍占减排总量的11%.项目的实施可使养殖企业每年从减排温室气体中获益502万元,使项目的投资收回年限由原来的11.5 a缩短为5 a.因此,如果将此类型项月开发为CDM项目,在很大程度上可提高规模化养殖企业建设沼气工程的积极性,并改善养殖企业的周边环境.     

基于IPCC方法的福建省农业活动甲烷排放量估算

稻田和畜禽养殖是农业领域甲烷的重要排放源,估算省级农业活动甲烷的排放量,并分析其排放特征,对提出符合福建省农业发展的减排措施有重要意义。本研究基于福建省农业活动水平数据,采用IPCC方法,以2005年为基准年,估算了2005年和2010年福建省农业活动甲烷排放量。结果表明：2005年和2010年福建省农业活动甲烷排放量分别为39.75万t和32.74万t,2010年比2005年减少17.64%。与2005年相比,2010年稻田甲烷排放减少17.37%,动物肠道发酵甲烷排放减少31.59%,动物粪便管理甲烷排放增加1.11%。与2005年相比,2010年稻田面积减少及动物规模化养殖程度提高是农业活动甲烷排放减少的主要原因。稻田甲烷排放受水稻品种、土壤条件、水分状况、施肥管理以及气候条件等因素影响,可从上述途径减少稻田甲烷排放。控制和减少畜禽养殖甲烷排放的关键是优化畜牧业结构,提高规模化养殖水平,改良畜禽品种、改进动物饲养和畜禽排泄物处理技术,提高畜产品产出量,进而减少温室气体排放。研究结果可为决策者制定福建省农业活动甲烷排放控制政策、降低农业活动甲烷排放量提供基础资料。     

贮存高度和锯末覆盖厚度对猪粪NH3和温室气体排放量及其增温潜势的影响

为研究贮存高度和锯末覆盖厚度对猪粪NH3和温室气体排放量及其增温潜势的影响,以猪粪为贮存材料,锯末为覆盖材料,试验设2种猪粪贮存高度(20 cm和40 cm)和3种锯末覆盖高度(0、10 cm和20 cm),共6个处理,每个处理3个重复。通过动态箱技术对猪粪贮存过程中NH3和温室气体排放进行不间断测试,每小时测量一次进气口和排气口NH3、N2O、CH4和CO2的质量浓度,进而计算增温潜势,共测量42 d。结果表明:猪粪便的贮存高度对各种气体排放量均有显著影响,与20 cm贮存高度的猪粪相比,40 cm贮存高度猪粪的NH3、N2O和CO2排放量显著降低,而CH4排放量显著增加。锯末覆盖降低了猪粪贮存过程中NH3和CO2的排放量,但是增加了CH4的排放量;锯末覆盖对不同贮存高度猪粪N2O排放量影响不同,锯末覆盖增加了20 cm贮存高度猪粪N2O排放量,却降低了40 cm贮存高度猪粪N2O排放量。各处理组单位质量猪粪排放的总温室气体增温潜势为36.62～62.83 g·kg-1(CO2基础)。覆盖可以减少猪粪贮存过程中总温室气体增温潜势11.59%～23.61%,但差异不显著。与20 cm贮存高度的猪粪相比,40 cm贮存高度显著降低了猪粪总温室气体增温潜势达36.26%～41.48%。研究表明,增加猪粪贮存高度可以减少猪粪贮存过程中总温室气体的增温潜势。     

广西户用沼气节能减排效果分析

广西农村沼气建设实现了跨越式发展。根据王革华等人农村能源建设的节能减排计算方法,对广西农村户用沼气建设所带来的节能减排量进行估算及效果分析。结果表明:2010年广西户用沼气的使用,可节省能源折合标煤198.14万t,农户减少能源支出43.29亿元;减排CO2、SO2、CH4温室气体分别为412.49万t、3.73万t和54.27万t,显示出良好的节能减排效益。     

大型养猪场粪污零排放处理模式的研究

大型养猪场粪污零排放处理是通过污染排放控制系统、能源回收利用系统和物质循环利用系统完成的。污染排放控制系统可使养猪场污水的日排放量减少一半,能源回收利用系统通过高效厌氧折流反应器对猪尿减量厌氧常温发酵产生清洁能源沼气,物质循环利用系统充分利用了养猪场粪便、沼渣和沼液。通过对年存栏量4 000头左右的养猪场进行研究,确定了零排放模式的养猪场规模和配套农田数量,全量发酵年存栏量1 000头左右的养猪场的粪污需要配套13 hm2农田,减量发酵需要配套1.67 hm2农田。     

1980—2011年福建省农业甲烷排放估算研究

基于1980—2011年福建省农业生产的相关统计数据,将稻田甲烷排放模型CH_4MOD、排放因子法和GIS相结合,模拟估算了福建省1980—2011年农业源甲烷排放量。结果表明:(1)1980—2011年福建省农业CH_4共排放1 219.71×10~4t,总体呈下降趋势;(2)福建省农业CH_4排放高值区主要分布在南平市、龙岩市和漳州市,约占福建农业CH_4排放总量的47%;(3)32 a间福建省水稻CH_4总排放877.63×104t,总体呈递减走势,年均递减率为1.96%。反刍动物肠道和动物粪便CH_4排放量均呈明显上升趋势,年均增长率分别为1.04%和2.25%;(4)不同农业源CH_4排放量差异较大,以稻田CH_4排放最高,占总排放的72%,其次是动物肠道CH_4排放,占总排放量的23%,动物粪便CH_4排放约占5%;(5)对2025年甲烷排放量进行模型预测,表明福建省农业CH_4排放量总体降低,反刍动物饲料和动物粪便管理效率的提高成为未来福建农业发展的重点。     

重庆市畜牧业温室气体排放量评估

畜牧业已经成为全球温室气体的主要排放源.通过开展重庆市畜牧业温室气体排放量估算及评价,结果表明,重庆市畜牧业温室气体的排放量受畜牧养殖t影响;牛是重庆市畜牧业温室气体排放中的关键排放源,对温室气体的排放贡献最大,其次是猪;农户散养反刍动物肠道发酵甲烷排放量比规模化饲养的排放量高.通过提高畜牧业养殖规模化率、减少反刍动物肠道发酵甲烷排放、合理利用畜禽粪便以及植树造林增加碳汇吸收等方法可有效减少畜牧业温室气体排放.     

吉林省中部地区畜禽养殖温室气体排放特征

为了解吉林省中部地区畜禽养殖温室气体的排放量和空间分布特征,根据联合国政府间气候变化化专门委员会(intergovernmental panel on climate change,简称IPCC)(2006)提供的方法,通过获取2005—2015年吉林省中部地区畜禽产量和排放因子,估算农业畜禽养殖温室气体排放量。结果表明,2005—2014年平均甲烷排放总量为1 175.70万t CO2-eq/年,氧化亚氮排放总量243.66万t CO2-eq/年;2005—2015年期间畜禽温室气体排放量呈先上升后下降趋于平缓趋势,2007—2010年排放量高于11年平均值(1 419.36万t CO2-eq/年),这与吉林省其他牛、猪、奶牛和山羊养殖数量变化有着明显关系;2005—2015年四平市、吉林市、榆树市、农安县和德惠市平均温室气体排放量为6 719.9万t CO2-eq,占吉林省中部温室气体排放量的44.21%。     

规模养猪场粪便堆肥处理生命周期评价实例分析

以北京郊区某规模化养猪场现有堆肥系统为例,运用生命周期评价方法,以养猪场现行堆肥工艺为参比,以4种不同翻堆频率条件下的条垛式堆肥工艺作为备选方案,对该养猪场粪便不同堆肥处理情景的环境影响进行系统对比分析。结果表明,每处理1 t新鲜猪粪的化石能源损耗潜力为80.8~221.5 MJ;堆肥氨挥发排放对系统总酸化效应和富营养化效应贡献率均达96%以上;CO2和N2O等温室气体排放对总温室效应的贡献分别为58%~88%和8%~35%。能源投入和气体排放是猪粪堆肥生命周期环境影响的关键因素,实践生产中应注重使用清洁能源,并结合工艺特点采用氨挥发与温室气体减排技术,减少堆肥生产过程的环境污染。     

合理利用增氧机的二氧化碳减排效果研究

依据2012年渔业部门的统计数据及前期研究成果,利用Oak Ridge National Laboratory(ORNL)提出的二氧化碳(CO2)排放量的计算方法,对我国池塘养殖增氧设备的二氧化碳排放量进行估算,计算和比较了增氧设备的合理利用带来的二氧化碳减排量,在此基础上对增氧设备的二氧化碳排放强度进行计算和分析。结果表明:2012年我国增氧设备的二氧化碳排放总量约为10 461.83万t,占当年二氧化碳排放总量的1.17%;利用射流式增氧机取代叶轮式增氧机,二氧化碳排放量可以减少2 323.92万t,占增氧设备排放总量的22.21%;相比单独使用叶轮式增氧机,将耕水机与叶轮式增氧机结合使用,二氧化碳排放量可减少2 061.17万t,占增氧设备排放总量的19.70%;池塘养殖增氧设备的二氧化碳排放强度为1.57 kg/美元,是美国二氧化碳排放强度的4.62倍。     

规模化猪场废弃物循环利用模式及关键技术探讨

应用沼气(厌氧)+A/O处理+三级氧化塘/农田消纳模式对规模化猪场粪污进行处理。该处理模式由4个系统构成,包括废弃物排放控制系统、沼气回收利用系统、污水处理系统、物质循环利用系统。废弃物排放控制系统通过水泡粪工艺使养猪场污水日排放量减少70%,沼气回收利用系统通过全混式厌氧反应器对粪污中温厌氧发酵产生清洁能源沼气,污水处理系统由A/O池和三级氧化塘处理实现污水无害化,物质循环利用系统充分利用猪场粪渣、沼渣和沼液。年出栏10万头规模化猪场应用该模式,运行结果表明,该模式能够解决规模化猪场区域内部产生的废弃物再利用问题,避免粪污排放造成环境污染,有望为规模化猪场建立一种实用生态型技术模式。     

重庆市农业温室气体减排潜力分析

农业是重要的温室气体排放源。通过对文献资料和大量研究结果进行分析,得出重庆市农业活动产生的温室气体减排空间巨大。通过推广稻田间歇灌溉可减少稻田甲烷排放15.07万t,约为当前排放量的30%;一个户用沼气每年最大可减少温室气体2.0～4.1t二氧化碳当量;推行缓释肥、长效肥料可减少单位面积农田氧化亚氮1 744.65 t,约为当前排放量的50%。     

河南省夏季秸秆焚烧污染物排放量的估算与分析

基于2007年夏季秸秆焚烧卫星遥感监测资料,结合粮食产量、谷草比、排放因子等,估算了河南省秸秆焚烧各污染物的排放量.结果表明,2007年夏季河南省秸秆焚烧共排放:PM2.5 30 433.9 t、SO2 1 586.2 t、NOx 12.2 t、NH3 76.1 t、CH4 39.6 t、VOC 82.2 t、CO 477.8 t、CO2 2 799.9 t.秸秆焚烧污染物排放量空间分布受小麦种植面积影响较大,中东部多于西部,其中周口、驻马店和南阳排放量最多;夏季秸秆焚烧较为集中,PM2.5的排放多集中在5月下旬和6月上旬,且与郑州市PM2.5日均浓度有较好的相关性.     

规模化肉牛育肥场温室气体排放的生命周期评估

采用生命周期的方法评估规模化肉牛育肥场温室气体排放情况并列出了排放清单.定义的功能单位为育肥期间每1kg活重的增长,评估的边界包括肉牛生产系统、粪便管理系统以及系统扩张出来的作物种植系统、灌排系统、肥料生产系统和农业机械生产系统.结果表明,按1000头存栏计算,规模化肉牛育肥场总温室气体排放为3810.24tCO2-e·a-1,其中CH4为1735.78tCO2-e·a-1,N2O为887.67 tCO2-e·a-1,CO2为1186.79 tCO2-e·a-1,育肥期间每千克活增重的排放强度为10.16 kg CO2-e·a-1.不考虑施用过程,有机肥替代化肥可以减少约33%因化肥生产造成的温室气体排放.     

舍饲生长期牦牛NH3排放及其对CH4与CO2

为舍饲育肥牦牛高效生态生产、减少有害气体和温室气体排放提供参考,采用大型呼吸测热环控舱(Chamber)模拟舍饲状态,对4头生长期育肥牦牛排放的主要温室气体甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)及有害气体氨气(NH3)进行动态监测.结果表明:牦牛在采食1.5~3 h后CH4排放量达最大值,维持一段时间后,排放量逐渐下降;CO2排放相对平稳;NH3排放无明显规律.CH4、CO2和NH3日平均排放量分别为22.42 g/头、1 023.10 g/头和5.84 g/头,舍内NH3浓度为157.29 mg/m3,超出牦牛耐受氨气浓度.NH3排放不影响CH4和CO2排放规律,但是影响气体总排放量.     

山东省农业源氨排放清单研究

为建立山东省农业源氨排放清单,根据《山东统计年鉴2016》数据,采用排放因子法估算了山东省2015年农业源氨排放清单。结果表明,山东省2015年农业源氨排放量为105.831万t,排放强度为6.71 t·km^-2。畜禽养殖是最大的排放源,排放量为68.673万t,占总排放量的64.89%,猪和家禽是畜禽养殖排放量的最大贡献源,两者占畜禽养殖排放量的72.88%;其次是氮肥施用,排放量为30.835万t,占总排放量的29.14%;生物质燃烧、人体排放、土壤本底的氨排放量分别为2.173、2.117、1.943万t,分别占总排放量的2.05%、2.00%、1.84%;固氮植物的氨排放量最小,仅为0.09万t,不足总排放量的1%。菏泽、德州、潍坊、临沂、济宁、聊城是山东省农业源氨排放大市,氨排放量为7.910~13.662万t。研究表明,应从规范畜禽养殖规模和合理施肥两方面着手,精准施策,以减少山东省农业源氨排放量。     

湖北省畜牧业温室气体排放潜力

根据湖北省2007-2014年畜禽饲养量,按照《省级温室气体清单编制指南(试行)》要求,评估了湖北省2007-2014年畜禽养殖过程中的温室气体(GHG)排放潜力,并比较了2010年湖北省各地区的温室气体排放潜力以及各畜禽肠道甲烷(CH_4)、粪便CH_4、粪便氧化亚氮(N_2O)的排放状况。结果表明:(1)2007-2014年湖北省温室气体排放潜力总体呈现上升趋势,2014年达1 535.01万t CO2-eq,增幅11.50%;(2)2010年湖北省襄阳、孝感、黄冈和恩施的畜牧业温室气体排放潜力最大,占全省的58.81%;(3)非奶牛、水牛对肠道CH_4排放的贡献率最大,分别为43%、31%;猪是粪便CH_4和N_2O排放的主要来源,分别占粪便CH_4和N_2O排放潜力的83%和39%。因此,湖北省各地区应在保证畜牧业持续发展的同时,积极采取温室气体减排措施;针对不同畜禽种类、不同地理区域,应当有的放矢,因地制宜。     

辉县市农村户用沼气综合利用效益分析

辉县市作为亚行贷款农村能源生态建设项目市,开展实施了农村沼气建设工作,农村户用沼气建设取得了较快的发展。对其综合利用效益进行了分析,结果表明:户用沼气建设的财务净现值为5393.65元,投资回收期为3.3 a,财务内部收益率为27.93%,在经济上是可行的;同时可减少CO2排放13878 t,减少SO2排放115 t,节约造林费2 950万元,解决近15万人的日常炊事和照明用能,具有明显的经济、生态、能源和社会效益,值得在农户中推广应用。