农村户用沼气工程生命周期节能减排效益.pdf

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1、第26卷2010年第11期11月农业工程学报1'ransactionsofmeCSAE、，01．26No．11Nov．2010245农村户用沼气工程生命周期节能减排效益王明新1，夏训峰2，柴育红1，刘建国1(1．常州大学环境与安全工程学院，常州213164；2．中国环境科学研究院，北京100012)摘要：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牛能源发展提供决策参考。以8m3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

2、节能减排效益评价。结果表明，1个典型8m3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年世界入均环境影响潜力的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，发展农村户用沼气工程对缓解中国化石能源紧缺的局面和控制农村面源污染均具有重要的促进作用。关键词：节能，排放控制，生命周期，户用沼气工程，清单分析doi：10．3969，j．issn．1002—6

3、819．2010．11．042中图分类号：X820文献标志码：A文章编号：1002—6819(2010卜1l一0245一06王明新，夏训峰，柴育红，等．农村户用沼气工程生命周期节能减排效益[J]．农业工程学报，2010，26(11)：245—250．W抽gMingxin，XiaXunfeng，ChaiY曲ong，ct81．Lifec”leene吩7consen，ation柚deIIlissionsr。du确oIlbene丘tsofmmlholIseholdbiog硒project【J】．1ms∞t

4、ionsoftheCSAE，2010，26(11)：245—250．(inCllinese、ⅣitllEn西ishabs仃粥t)0引言长期以来，中国农村许多地区家庭能源的供应基本上依赖于煤炭和当地的秸秆、薪柴，这种传统低效高耗用能模式对资源和生态环境产生了重大而长久的负面影响，严重制约农村地区的社会进步和经济发展【1五】。多年来，对农村清洁替代能源的开发利用主要集中在沼气的利用上。沼气技术利用日常生活、生产中的有机废弃物进行厌氧发酵，所产气体成分以甲烷为主，使用方便，清洁无污染，其发酵残余物可用于

5、农业生产，是优质的饲料和肥料，而且只要原料充足，条件适宜，就可以实现持续生产【3】。户用沼气池因具有投资成本低、收益大、技术简单、使用期长、原材料易取、成本低等优点而广受农民喜爱【4】。中国政府在近几年推行的“一池三改”(建沼气池，改厕、改圈、改厨)和生态家园计划，取得了明显的增收效应和技术进步效应【5】，极大地推动了农村户用沼气的推广应用。许多学者对户用沼气工程的节能减排效益进行了评价，但多数研究侧重评价其能源效益或某些特定污染物的减排效益，如S02和温室气体【2。，6】。然而，从生命周期角度看

6、，通过沼气工程建设实现减排的污染物类型较多，如避免秸秆焚烧而实现对可吸入颗粒物(PMlo)、氮氧化物(NO。)等污染物的减排，通过畜禽粪便发酵利用而实收稿日期：20lO．03．15修订日期：2010-05．24基金项目：国家自然科学基金资助项目(70901035)；国家科技重大专项(2009ZX07632．02-03)。作者简介：王明新(1979一)，男，福建莆田人，博士，副教授，主要从事农村环境保护研究。常州常州大学环境与安全工程学院，213I“。Emait：wmxcaII@163．咖现对总氮(

7、TN)、总磷(TP)和化学需氧量(CoD)等污染物的减排，通过沼渣、沼液等副产品再利用可以替代化肥而减少化肥生产中的能源消耗与环境排放；另一方面，沼气使用过程也会排放诸如二氧化碳、氮氧化物、挥发性有机化合物(VOC)等，建造沼气池使用的建材等上游生产环节也会消耗能源并排放污染物。因此，科学评价农村户用沼气的节能减排效应需要综合考虑沼气自身及其上下游的能耗与污染物排放，需综合考虑不同类型的资源环境影响，设置合理的评价单元和边界条件，从而进行系统的评价。生命周期评价(1ifecvcle私sessmem

8、，LCA)为实现该目标提供了有力的工具，它是对产品从“诞生到消亡”、“从摇篮至坟墓”整个生命周期过程中物质、能源和废弃物代谢规律及其环境压力进行辨识、量化和评价的过程，目的在于评估能量和物质利用对资源和环境的影响，寻求改善的机会。LCA在工业品环境评价和管理中得到了广泛的应用【_卜81，但对沼气工程LCA评价研究还不多19。1o】，更鲜见以农村户用沼气工程为对象的LCA研究，用于环境效益的评价研究也很少。本研究以中国农村常见的8m3户用沼气工程为例，应用LCA方法进行节能减排清单分