中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (9): 158-164.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0274
• 生物质能源 • 上一篇
龚维政1(), 王静静1, 刘伟伟1(), 李泉临2, 杨智良1
收稿日期:
2022-04-12
修回日期:
2022-08-15
出版日期:
2023-03-25
发布日期:
2023-03-23
通讯作者:
刘伟伟,男,1981年生,副教授,博士研究生,研究方向:生物质能与环境工程。通信地址:230036 安徽省合肥市长江西路130号 安徽农业大学三教工学院,Tel:13083059036,E-mail:作者简介:
龚维政,男,1998年出生,安徽长丰人,硕士研究生,研究方向:厌氧消化及其综合利用。通信地址:230036 安徽省合肥市长江西路130号 安徽农业大学三教工学院,Tel:17305699851,E-mail:1589192069gwz@stu.ahau.edu.cn。
基金资助:
GONG Weizheng1(), WANG Jingjing1, LIU Weiwei1(), LI Quanlin2, YANG Zhiliang1
Received:
2022-04-12
Revised:
2022-08-15
Online:
2023-03-25
Published:
2023-03-23
摘要:
碳达峰与碳中和战略目标是中国应对全球性气候变化、实现人类命运共同体、推动自身发展节能减排的自我加压和大国担当。为了实现“双碳”目标,本研究以某日产2万m3生物燃气实际工程为案例,利用生命周期评价(LCA)的方法对其进行环境影响评价,研究将整个生命周期分成3个阶段:原料的收集与预处理、中高温厌氧发酵和沼气资源利用三个阶段,建立了该沼气厌氧发酵工程的评价清单,结果表明此生物燃气工程的净产能可达2494064.6 kg/a,与传统煤炭发电相比较,其降低环境影响的能力为234.9038 kpt/a,减弱率为32.89%。说明其具有良好的产能效益和生态环境效益,基于国内外生物燃气产业发展的现状及“双碳”愿景下面临的机遇和挑战,说明中国未来生物燃气产业发展有巨大潜力。
龚维政, 王静静, 刘伟伟, 李泉临, 杨智良. “双碳”愿景下生物燃气工程的环境影响评价[J]. 中国农学通报, 2023, 39(9): 158-164.
GONG Weizheng, WANG Jingjing, LIU Weiwei, LI Quanlin, YANG Zhiliang. Environmental Impact Assessment of Biogas Plant Under the Vision of “Peaking Carbon Emissions and Achieving Carbon Neutrality”[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(9): 158-164.
指标 | 单位 | 数量 | |
---|---|---|---|
建设 规模 | 生物质气发电装机规模 | kW | 1600 |
生物质气发电量 | 万kWh/a | 1280 | |
年生物质气制备量 | 万m³/a | 700 | |
日生物质气制备量 | 万m³/d | 2 | |
年处理农林废弃物及畜禽粪污量 | t/a | 73260 | |
其中:畜禽养殖粪肥 | t/a | 24840 | |
农场蔬菜种植废弃物 | t/a | 39960 | |
各类秸秆 | t/a | 8460 | |
其他农林废弃物 | t/a | 0 | |
产品 方案 | 上网电量 | 万kWh/a | 1254.4 |
沼渣肥、沼液肥年生产量 | t/a | 46000 | |
其中:沼渣肥 | t/a | 23000 | |
沼液肥 | t/a | 23000 |
指标 | 单位 | 数量 | |
---|---|---|---|
建设 规模 | 生物质气发电装机规模 | kW | 1600 |
生物质气发电量 | 万kWh/a | 1280 | |
年生物质气制备量 | 万m³/a | 700 | |
日生物质气制备量 | 万m³/d | 2 | |
年处理农林废弃物及畜禽粪污量 | t/a | 73260 | |
其中:畜禽养殖粪肥 | t/a | 24840 | |
农场蔬菜种植废弃物 | t/a | 39960 | |
各类秸秆 | t/a | 8460 | |
其他农林废弃物 | t/a | 0 | |
产品 方案 | 上网电量 | 万kWh/a | 1254.4 |
沼渣肥、沼液肥年生产量 | t/a | 46000 | |
其中:沼渣肥 | t/a | 23000 | |
沼液肥 | t/a | 23000 |
阶段 | 过程 | 物质/单位 | 数量 | 折算标准煤 |
---|---|---|---|---|
粪料收集 | 泵送原料 | 电力/kWh | 42004.6 | 5159.6 |
中高温厌氧发酵 | 加热发酵 | 沼气/m³ 煤炭/kg | 45320.3 614027.6 | 26143.5 438047.2 |
出料、脱渣 | 出料、脱渣 | 电力/kWh | 179287.1 | 22034.4 |
沼液灌田 | 运输 | 柴油/L | 31627.2 | 46030.5 |
沼气利用 | 燃烧供热及发电 | 沼气/m³ | 4245769.8 | 3031479.6 |
阶段 | 过程 | 物质/单位 | 数量 | 折算标准煤 |
---|---|---|---|---|
粪料收集 | 泵送原料 | 电力/kWh | 42004.6 | 5159.6 |
中高温厌氧发酵 | 加热发酵 | 沼气/m³ 煤炭/kg | 45320.3 614027.6 | 26143.5 438047.2 |
出料、脱渣 | 出料、脱渣 | 电力/kWh | 179287.1 | 22034.4 |
沼液灌田 | 运输 | 柴油/L | 31627.2 | 46030.5 |
沼气利用 | 燃烧供热及发电 | 沼气/m³ | 4245769.8 | 3031479.6 |
阶段 | 过程 | 物质/单位 | 数量 |
---|---|---|---|
粪料收集 | 刮粪 | 粪料/m³ | 70617.9 |
中高温厌氧发酵 | 加热发酵 | 沼气/m³ | 6423090.9 |
出料、脱渣 | 出料、脱渣 | 沼渣/m³ 沼液/m³ | 23689.4 8351.28 |
沼液灌田 | 运输 | 沼液/t | 36328.4 |
沼气利用 | 燃烧供热及发电 | 热量/GJ | 96652.7 |
阶段 | 过程 | 物质/单位 | 数量 |
---|---|---|---|
粪料收集 | 刮粪 | 粪料/m³ | 70617.9 |
中高温厌氧发酵 | 加热发酵 | 沼气/m³ | 6423090.9 |
出料、脱渣 | 出料、脱渣 | 沼渣/m³ 沼液/m³ | 23689.4 8351.28 |
沼液灌田 | 运输 | 沼液/t | 36328.4 |
沼气利用 | 燃烧供热及发电 | 热量/GJ | 96652.7 |
污染物 | 粪料收集 | 中温厌氧发酵 | 出料、脱渣 | 沼液灌田 | 沼气利用 | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
电力 | 煤炭 | 沼气 | 电力 | 柴油 | 沼气 | |||
CO2 | 45239.2 | 2149035.3 | 9694.1 | 193092.6 | 0 | 908170.2 | ||
SO2 | 0 | 17192.8 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
NOX | 0 | 7737.0 | 18.4 | 0 | 2738.9 | 1718.7 | ||
PM10 | 44.8 | 337.7 | 0 | 1471.9 | 158.1 | 0 | ||
CO | 0 | 180.9 | 23.7 | 0 | 676.8 | 2223.9 | ||
HC | 0 | 180.9 | 0 | 0 | 192.9 | 0 | ||
CH4 | 6.7 | 0 | 0 | 1.9 | 0 | 0 | ||
N2O | 85.6 | 0 | 0 | 28.7 | 0 | 0 | ||
VOC | 0 | 0 | 18.4 | 0 | 0.86 | 1718.7 | ||
NO2 | 0 | 0 | 14.0 | 0 | 0 | 1314.1 | ||
SOX | 0 | 0 | 0 | 0 | 18.5 | 0 | ||
泄漏 | CH4 | 562232.7 | ||||||
CO2 | 739103.6 |
污染物 | 粪料收集 | 中温厌氧发酵 | 出料、脱渣 | 沼液灌田 | 沼气利用 | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
电力 | 煤炭 | 沼气 | 电力 | 柴油 | 沼气 | |||
CO2 | 45239.2 | 2149035.3 | 9694.1 | 193092.6 | 0 | 908170.2 | ||
SO2 | 0 | 17192.8 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
NOX | 0 | 7737.0 | 18.4 | 0 | 2738.9 | 1718.7 | ||
PM10 | 44.8 | 337.7 | 0 | 1471.9 | 158.1 | 0 | ||
CO | 0 | 180.9 | 23.7 | 0 | 676.8 | 2223.9 | ||
HC | 0 | 180.9 | 0 | 0 | 192.9 | 0 | ||
CH4 | 6.7 | 0 | 0 | 1.9 | 0 | 0 | ||
N2O | 85.6 | 0 | 0 | 28.7 | 0 | 0 | ||
VOC | 0 | 0 | 18.4 | 0 | 0.86 | 1718.7 | ||
NO2 | 0 | 0 | 14.0 | 0 | 0 | 1314.1 | ||
SOX | 0 | 0 | 0 | 0 | 18.5 | 0 | ||
泄漏 | CH4 | 562232.7 | ||||||
CO2 | 739103.6 |
阶段 | 人类健康损害 | 生态质量损害 | 资源损耗 | 合计 |
---|---|---|---|---|
粪料收集 | 28.2362 | 0 | 2.5504 | 30.7866 |
中高温厌氧发酵 | 167.1353 | 9.8738 | 68.7326 | 245.7417 |
出料、脱渣 | 45.2317 | 0 | 0 | 45.2317 |
残余物的利用 | 40.5432 | 10.6331 | 31.2303 | 82.4066 |
沼气利用 | 10.3218 | 1.3253 | 0 | 11.6471 |
沼气泄漏 | 63.5228 | 0 | 0 | 63.5228 |
合计 | 354.9910 | 21.8332 | 102.5133 | 479.3365 |
阶段 | 人类健康损害 | 生态质量损害 | 资源损耗 | 合计 |
---|---|---|---|---|
粪料收集 | 28.2362 | 0 | 2.5504 | 30.7866 |
中高温厌氧发酵 | 167.1353 | 9.8738 | 68.7326 | 245.7417 |
出料、脱渣 | 45.2317 | 0 | 0 | 45.2317 |
残余物的利用 | 40.5432 | 10.6331 | 31.2303 | 82.4066 |
沼气利用 | 10.3218 | 1.3253 | 0 | 11.6471 |
沼气泄漏 | 63.5228 | 0 | 0 | 63.5228 |
合计 | 354.9910 | 21.8332 | 102.5133 | 479.3365 |
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