基于LCA的秸秆沼气集中供气工程环境影响评价

为进一步研究秸秆沼气工程生命周期的环境影响,采用生命周期评价方法对秸秆沼气集中供气利用模式的环境影响进行分析,系统比较沼气系统不同单元的环境影响。将秸秆沼气工程建设单元的物质和能量投入及其环境排放纳入生命周期边界,以河南省安阳县西街村秸秆沼气工程为例进行实证分析,对秸秆沼气集中供气工程建设单元、运行单元和产物利用单元进行清单分析和环境影响评价。结果表明,该沼气工程运行1 a产出13.60万m~3沼气,系统环境影响综合值为129.94标准人当量。从沼气系统各阶段看,沼气工程建设单元、运行单元和产物利用单元的环境影响潜值分别占沼气系统生命周期环境影响的65.62%、32.76%和1.62%。从能源替代角度看,该秸秆沼气集中供气工程替代煤炭的全球环境影响负荷为–132.48标准人当量。与煤炭作为炊事用能相比,该沼气工程的环境影响负荷可降低50.50%,秸秆沼气作为可再生的清洁能源可以有效替代煤炭燃烧从而改善环境质量。沼气工程建设阶段的环境影响对秸秆沼气集中供气系统总环境影响的贡献最大,而产物利用阶段环境排放影响最小。秸秆沼气工程运行单元的煤炭增温和电力消耗是影响沼气工程环境排放的重要因素,选择低碳环保的沼气增保温方式和降低工程运行电耗是未来秸秆沼气集中供气工程工艺改进的重要内容。     

农村户用沼气CDM项目温室气体减排潜力

该文以湖北恩施州农村户用沼气池项目为例,利用《联合国气候变化框架公约》清洁发展机制理事会批准的方法学AMS-III. R 和AMS-I.C,分析了农村户用沼气池建设减少温室气体排放的潜力。项目位于湖北省西南部的贫困地区,涉及8个县市的33 000个农户。研究表明：户用沼气池的建设既能减少目前粪便管理方式造成的CH4排放,又能充分利用可再生能源, 减少化石燃料的使用和减少CO2温室气体排放, 预计每个农户可实现温室气体减排 1.43～2.0 t二氧化碳当量,整个项目实现年减排温室气体 58 444 t二氧化碳当量。     

规模养猪场沼气工程清洁发展机制的温室气体减排效益

为了探讨碳交易市场对养殖场沼气工程赢利性的影响,该文选取位于太湖流域江苏省的3个不同规模的养猪企业为研究对象,通过清洁发展机制CDM(clean development mechanism)方法首先计算其沼气工程减少温室气体排放的效果,然后运用成本收益方法测算不同情境下项目的盈利能力。研究结果表明:规模化养猪场沼气工程的减排效果明显,3家养猪企业减排量分别为5 236.95,4 016.95和1 333.93 t,减排比率超过55%。但是在现有条件下,3家企业的沼气工程都处于亏损状态。在政府补贴、可再生能源发电收入和停交排污费的情况下,只有规模最大的A企业的沼气工程可以盈利。如果能够进入碳交易市场,且价格达到50元/t以上,3家企业的沼气工程都能实现盈利。推进沼气工程发电上网,碳减排进入碳交易市场,将明显改善沼气工程盈利能力,实现可持续发展,从而充分发挥节能减排的功能。     

养殖场沼气工程商业化集中供气补贴分析

中国养殖场沼气工程建设成本高、直接经济效益低等问题严重阻碍了沼气集中供气商业化发展。该文采用成本定价法,通过对不同供气规模养殖场沼气工程的建设成本、运营成本以及投资机会成本进行分析,集中供气工程建设规模为100户时,户均投资达到1.79万元/户,当供气户数规模提升到1 500户时,户均投资仅为0.41万元/户,根据平均成本U型曲线,供气户数达到800户以上后,沼气集中供气工程规模逐渐接近于沼气工程最优规模点。按照供气成本计算出供气100户,补贴价格为4.73元/m3;供气200户,补贴价格为2.98元/m3;供气800户,补贴价格为1.63元/m3;供气1 000户,补贴价格为1.51元/m3;供气1 500户,补贴价格为1.42元/m3。分析出不同规模养殖场沼气集中供气工程,供气规模小,补贴成本就越高,供气规模大,补贴就越低,集中供气工程供气达到1000户以上规模时,基本接近于最优供气规模点,补贴价格趋于平衡能实现盈利。建议政府应加大力度建设前端补助与终端用气补贴相结合补贴方式,并提出集中供气补贴标准。     

秸秆水解酸化+厌氧发酵生物气化集中供气工程研究

采用水解酸化+厌氧发酵生物气化技术处理农作物废弃物秸秆,在建德市航头镇航川村建设了工程示范点,处理废弃物的同时实现了为15户农户集中供气。通过运行表明,该工艺可年处理秸秆1 260 m3,年产沼气7 300 m3,所产三沼均得到有效利用,实现了零污染、零排放。通过工程实例证明该工艺能有效处理秸秆废弃物,且易于操作和管理,并具有一定的经济效益。     

秸秆气化集中供气系统经济和外部效益评价

从财务和国民经济角度评价了山东省科学院能源研究所研制开发的秸秆气化集中供气系统在经济上的可行性,进行了影响因素分析和盈亏平衡分析,定量研究了众所关注的“大马拉小车”问题,并对未来市场条件下系统引进借贷机制后的财务承受力和经济获益力做了初步分析。本文还论及提供清洁能源的秸秆气化技术对温室气体减排的贡献。     

大中型沼气集中供气系统优化模拟及经济环境效益评估

大中型沼气集中供气系统能够为农村居民集中供应稳定清洁的炊事能源,是中国农村能源发展的方向。该文首先对大中型沼气集中供气系统经济环境效益进行核算,然后根据各系统经济效益内部收益率的大小将原始系统分层。结果显示,原始状态下,系统的环境效益普遍较好且具有规模效应,但经济效益差异较大,体现出规模越大越不经济的状况。以贴现率0.08和原点0为分层点,依据各系统的内部收益率将原始系统分为3层进行优化。根据不同层级系统的规模、效益、条件和优化必要性,从替换发酵罐恒温燃料、配置沼气发电设备为沼气系统供电、建设循环农业系统3个方面灵活选择制定符合不同层级现实需求的优化措施。优化后各系统的综合效益均得到不同程度的提升。系统优化后,一级系统的2个项目经济效益变化不大,环境效益提升显著,分别提升了112.88%和134.43%。二级系统的4个项目在优化后内部收益率都达到或超过了贴现率8%,经济效益由一般升级为良好;同时,环境效益分别提升了88.16%、100.02%、103.22%和109.09%。三级系统的3个项目内部收益率都为负值,属于不具备经济效益的项目,优化之后,其中的2个项目内部收益率已经转正,经济效益由无升级为一般,同时,环境效益分别提升了116.36%、123.92%和101.19%。优化的主要措施是削减运营成本,但现实情况更为复杂,各地应该因地制宜,灵活选择优化措施。大型系统需要在建设时积极参考国家大中型沼气工程建设规划,严格控制成本。     

中国农村秸秆气化集中供气系统商业化研究

以一个典型的秸秆气化集中供气系统为例，进行了商业化技术、经济和环境影响的综合评价。重点研究了商业化的主要障碍、对策以及使供气系统通过市场运作走上自我发展的道路。     

玉米秸秆不同还田方式下麦田温室气体排放特征

为了探讨玉米秸秆不同还田方式对麦田温室气体排放的影响,通过田间试验,设玉米秸秆不还田(CK)、玉米秸秆直接还田(CS)、玉米秸秆过腹还田(CGS)和玉米秸秆转化为食用菌基质,出菇后菌渣还田(CMS)4个处理,利用静态箱-气相色谱法测定了玉米秸秆不同还田方式下,麦田温室气体(CO_2、N_2O和CH_4)的排放特征。结果表明:玉米秸秆不同还田方式下,麦田温室气体通量均具有明显的季节变化,且排放量不同。在小麦生长季,CO_2和N_2O均表现为排放,其排放量为CKCGSCSCMS;甲烷表现为吸收,其吸收量为CSCGSCKCMS,且不同处理间差异显著(P0.05)。从温室气体综合增温潜势(GWP)来看,在20、100年和500年3个时间尺度上,仅玉米秸秆不同还田方式这一环节,GWP均表现为:CSCGSCKCMS,也就是说秸秆直接还田,显著增加麦田温室气体的全球增温潜势,其次是玉米秸秆过腹还田方式,而秸秆-菌渣还田则降低了麦田温室气体的全球增温潜势。从减少温室气体排放角度,推荐秸秆-菌渣还田方式。该研究结果可为秸秆合理利用和温室气体减排提供基础数据。     

中国畜禽温室气体排放量估算

为探明中国畜禽温室气体排放量及其趋势,该研究在政府间气候变化专家委员会（IPCC,2006）最新公布的畜禽温室气体排放系数和计算方法的基础上,结合中国畜牧业发展实际,估算了全国2000－2007年和各省区2007年畜禽温室气体的排放量。结果表明,全国年平均排放甲烷总量1 002.7万t,氧化亚氮总量57.7万t;2000－2007年期间全国畜禽温室气体排放量总体呈下降的趋势,黄牛甲烷排放量最大,生猪氧化亚氮排放量最大;各省区畜禽温室气体排放量呈现区域集中特点,居前2位的是四川省和河南省。要减少中国畜禽温室     

中国大中型沼气工程温室气体减排效益分析

大中型沼气工程是中国可再生能源建设的重点项目,可提供清洁能源、减轻农村环境污染,具有良好的环境效益,同时也可减少CO2、CH4等温室气体排放,缓解全球变暖趋势.该文根据国际通用的减排量计算方法,对1996～2005年间中国大中型沼气工程所带来的主要温室气体减排量和减排效益进行了计算分析.结果表明:2005年,中国大中型沼气工程减少CO2排放0.54×106～1.51×106t,减少CH4排放1.53×105t(CO2当量),以国际市场价格计,中国大中型沼气工程减少CO2和CH4排放可实现1.16×108～2.69×108元(RMB)的经济效益.根据<可再生能源中长期发展规划>预测,2010和2020年中国大中型沼气工程的CO2减排量可分别达到0.56×107～1.71×107 t和1.95×107～5.99×108 t,CH4减排量分别达到1.79×106 t和6.28×106 t,减少主要温室气体(CO2,CH4)排放的经济效益可分别达1.17×109～3.00×109元和0.41×1010～1.05×1010元.中国大中型沼气工程建设可有效减少CO2和CH4等温室气体的排放,基于清洁发展机制具有显著的经济效益.     

Greenhouse gas mitigation potential of agricultural land in Great Britain

The aim of this paper is to assess the greenhouse gas (GHG) mitigation potential of croplands and grasslands in Great Britain under different management practices. We consider the feasible land management options for grass and cropland using county level land‐use data with estimates of per‐area mitigation potential for individual and total GHGs, to identify the land management options with the greatest cost‐effective mitigation potential. We show that for grasslands, uncertainties still remain on the mitigation potential because of their climatic sensitivity and also their less intensive management. For croplands in Great Britain, the technical mean GHG mitigation potentials for all cropland management practices range from 17 Mt CO₂‐eq. per 20 yr to 39 Mt CO₂‐eq. per 20 yr. There are significant regional variation in all cases, with the greatest potentials in England, negligible potential in Wales and intermediate potential in Scotland, with country differences largely driven by the areas of cropland and grassland in each country. Practices such as agronomic improvement and nutrient management are the most promising options because of their impact on N₂O emissions and also their larger potential at low cost. In terms of annual emissions from agriculture, calculated mitigation potentials are small, where the technical mitigation potential of agronomy and nutrient management strategies are ca. 4.5 and 3.8%, respectively (agricultural emissions account for ca. 9% or 47.7 Mt CO₂‐eq., of total Great Britain GHG emissions, Department of Energy and Climate Change, UK). However when compared with the land use, land‐use change and forestry sector (LULUCF) emissions, nutrient management would reduce further emission reductions by approximately half of the 2005 LULUCF sink (i.e. ?1.6 Mt CO₂‐eq. per year).     

夏季奶牛场污水覆膜存储池温室气体排放分析

为研究畜禽粪污处理过程中温室气体的排放状况,该文对夏季某奶牛场的覆膜存储池工艺贮存畜禽养殖场污水过程中温室气体CO_2,CH_4和N2O排放量及排放规律进行了研究。结果表明:覆膜存储池中CO_2,CH_4和N2O的排放浓度分别是(634.01±81.54)g/m3,(215.33±18.59)g/m3,(0.19±0.07)mg/m3;CO_2,CH_4和N2O的单位面积排放量分别是(4.18±0.53)g/(m2×h),(1.42±0.12)g/(m2×h),(0.0013±0.0005)mg/(m2·h)。CH_4和N2O的CO_2排放当量分别达到35.50和0.0004 g/(m2·h)。CO_2、CH_4和N2O的平均温室效应的贡献率分别是10.53%、89.46%和0。在该研究夏季监测期间,温度与CO_2和CH_4排放量有明显的正相关趋势,虽然其相关性均不显著(P0.05),但其在全年范围中温室气体排放及温度变化的相关性需要进一步研究。在覆膜存储中厌氧条件下,N2O的排放量很低,可以忽略不计。因此,如何加强对大量生成的CH_4进行综合高效利用,对降低奶牛场污水储存过程的温室气体排放至关重要。     

利用整体分析法研究华北地区奶牛产业温室气体排放

为了研究奶牛产业生产效率对温室气体排放的影响,对单位牛奶产量所产生的温室气体(甲烷、氧化亚氮和二氧化碳)进行科学的评估是非常重要的。在该研究中,利用整体分析方法评估了2012年华北地区奶牛产业的总温室气体排放以及单位牛奶的温室气体排放。估算的排放源包括奶牛胃肠道发酵以及粪便管理系统产生的温室气体(greenhouse gas,GHG)排放、奶牛饲养过程中耗能所带来的GHG排放、饲养奶牛所需作物种植管理过程中以及所需农业机械设备制造所产生的GHG排放、化学肥料生产和施用所来的GHG排放。估算方法采用政府间气候变化专门委员会(IPCC,Intergovernmental Panel on Climate Change)评估报告中的方法学以及相关文献的研究成果。研究结果表明:在华北地区奶牛产业系统中总温室气体排放量为22437.85×103t。甲烷(CH4)是主要的排放源,为8516.53×103 t,其中奶牛胃肠道排放占84%,粪便管理系统占16%;氧化亚氮(N2O)排放为6240.27×103 t,二氧化碳(CO2)排放为7681.05×103 t。基于排放强度,得出单位牛奶的平均温室气体排放量为1.3 kg/kg。     

甜高粱乙醇全生命周期温室气体排放

甜高粱是中国发展非粮乙醇的重要原料之一。为研究中国不同地区发展甜高粱乙醇的温室气体(greenhouse gas,GHG)排放表现并识别出影响温室气体排放量的主要环节,选取黑龙江东部、新疆中部、山东北部和海南4个典型地区的甜高粱液态发酵制乙醇生产系统为研究对象,设计3种不同的副产物利用情景,以生命周期分析方法计算并比较了乙醇在全生命周期内的温室气体排放量。研究结果表明:1)在不考虑副产物利用的基准情景下,甜高粱乙醇全生命周期GHG排放量为同等热值汽油的66%～77%;2)原料种植阶段是影响甜高粱乙醇全生命周期GHG排放量的主要阶段,柴油、灌溉用电和农用氮肥是种植阶段GHG的主要排放环节;3)对茎秆废渣实施再利用可降低甜高粱乙醇全生命周期GHG排放量,废渣燃烧为乙醇生产供能或以废渣为原料生产饲料可使甜高粱乙醇全生命周期GHG排放量降低50%～64%。该文为甜高粱乙醇规模化生产相关政策的制定提供参考。     

农村户用沼气工程生命周期节能减排效益

评估农村户用沼气工程及其上下游环节的节能减排效益,可为农村户用沼气工程生命周期全过程环境管理和农村可再生能源发展提供决策参考。以8 m3典型农村户用沼气工程为例,应用生命周期评价方法进行了清单分析和节能减排效益评价。结果表明,1个典型8 m3户用沼气工程生命周期对富营养化、环境酸化、能源耗竭、温室效应、人体毒性和光化学氧化6类环境影响类型的减缓作用分别相当于2000年世界人均环境影响潜力的84.84%、54.37%、39.16%、26.67%、19.35%和5.55%,生命周期净节能减排效益显著。因此,发     

规模化奶牛场温室气体排放量评估

为了对组织层次上温室气体排放进行量化,为企业选择最有效的减排措施提供依据。该文以河北保定一规模化奶牛场为案例,利用气候变化框架公约（UNFCCC）清洁发展机制理事会批准的相关方法学、IPCC排放系数法及相关文献,在组织层次上量化了该奶牛场运行过程中的温室气体的排放与清除。案例研究结果表明,采用规模化运行管理方式及粪便管理系统时,该2 300头存栏的奶牛场年排放温室气体为11 333.2 t CO2-e或者说每头存栏奶牛年排放温室气体 4.9 t CO2-e,并提出了组织温室气体的减排建议。这对同类牛场温室气体排放量的评估具有参考意义。