中国宜能边际地区黄连木生物柴油开发潜力及环境效益分析

【摘要】化石能源的短缺和环境污染问题的日益严重,世界各国出于发展经济、保护生态环境、保证能源安全的考虑,均在积极寻求石油替代能源。生物柴油是一种燃烧性能良好、环境友好的可再生液体燃料,由于其“不与人争粮,不与粮争地”的优势,已成为备受关注的替代能源。黄连木耐干旱、耐盐碱,并适合在各类土壤中生长,种子和果实含油量均较高,是一种重要的可再生能源作物。本论文从黄连木生物柴油的产品特性、生产工艺、相关发展政策法规、种植潜力、能量和环境收益以及成本分析几个方面,研究和探讨了黄连木生物柴油的作为替代能源的可行性及其资源潜力。本论文以黄连木为原料树种,研究我国宜能边际土地适宜和较适宜种植黄连木的土地资源数量；以黄连木生物柴油为研究对象,计算其生命周期的净能量收入与碳排放,估算黄连木生物柴油的能量效益与环境收益；通过分析生命周期每个阶段生物柴油成本,计算黄连木生物柴油的经济收益和市场潜力。本研究的主要步骤如下：(1)基于土地利用数据、遥感数据、气象数据、土壤数据以及黄连木的生长条件,采用多因子综合评价方法结合政策因素限制,对我国黄连木规模化种植的潜力与空间分布进行了评价。(2)参考相关文献资料,基于生命周期分析原理,通过对黄连木果实生物柴油开发利用过程中的种植过程、原料运输过程、原料油生产、生物液体燃料生产过程、生物柴油运输与配送和生物柴油燃烧六个主要环节的能量收入和温室气体排放定量估算,评价了全国范围内黄连木开发利用的能量收益、环境收益和碳汇收益。本论文的研究结果如下：(1)从总体土地发展潜力来看,我国可开垦黄连木生长的宜能边际土地总量为1.99×107hm2,其中适宜种植黄连木的土地面积为7.10×106hm2,较适宜种植黄连木的土地面积为1.28×107hm2,具有较大发展潜力;从各省情况来看,陕西省土地潜力最大,占总适宜开垦宜能边际土地面积的19.14%,种植潜力最小的省份是西藏自治区,面积仅占0.31%；从土地利用类型来看,中覆盖草地是面积最大的适宜种植黄连木的土地利用类型,约占全部适宜和较适宜面积的36.10%。(2)净能量和生物柴油产出前三的省份依次是云南省、陕西省和贵州省,经副产品能量分配后,我国每年适宜黄连木种植的土地可生产净能量1.62×108GJ,较适宜黄连木种植的土地可生产净能量1.17×108GJ,共可替代柴油6.35×106t。(3)在整个生命周期过程中,所有污染物中CO2的排放量最多,适宜土地和较适宜土地黄连木生命周期CO2的排放量均占总污染物排放的98.77%；种植阶段温室气体的排放是净减少的,而生物柴油的燃烧阶段排放的污染物和温室气体最多；副产品冲减后CO2的减排率分别为31.97%和48.15%；我国黄连木生物液体燃料能源作物总温室气体减排潜力为2.54x107t,可获得外部经济性货币化价值为1.63×108元。
【作者】路璐；
【导师】姜小三；
【作者基本信息】南京农业大学，环境科学，2013，硕士
【关键词】黄连木；边际土地；生物柴油；生命周期；能量效益；环境效益；市场潜力；

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