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麻风树籽制取生物柴油的生命周期风险指数评价



全 文 :麻风树籽制取生物柴油的生命周期风险指数评价
潘 峰1,2,邵 坚1* ,田秉晖2,王 健2,王 婷2
(1.华北水利水电学院环境与市政工程学院,河南郑州 450011;2.中国科学院生态环境研究中心,北京 100085)
摘要 采用生命周期评价( LCA) 方法,建立了以温室气体( CO2、CH4、N2O)排放风险指数( GI) ,酸性气体( SO2、NOx )排放风险指数( SI)、
颗粒物排放风险指数( PI)和生态系统服务功能风险指数( ES)为指标的生物柴油风险指数评价方法,并通过麻风树籽制取生物柴油为
案例进行了计算。结果表明,1MJ生物柴油生命周期全过程(包括种植过程、运输过程、生产过程、使用过程) 中的温室气体的排放量比
1MJ石化柴油减少了40%,酸性气体和颗粒物的排放量分别是1MJ石化柴油的2. 65和3. 11倍,种植麻风树所带来的生态系统服务功能
价值是一般林地的 1. 42倍。其中,生物柴油酸性气体和颗粒物排放的增加量主要来自于生产过程,分别是石化柴油的 8. 44 和 12. 79
倍; 生态系统服务功能价值的增加主要来自于产品供给和土壤保肥价值,分别增加了 4. 0和 6. 1倍。综合考虑,以麻风树为原料制取生
物柴油对环境的影响较为严重,但是可带来生态系统服务功能价值的增加。
关键词 生命周期;温室气体;酸性气体;颗粒物; 生态系统服务功能; 生物柴油
中图分类号 S181. 3 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611( 2012) 29 -14432 -05
Risk Index Assessment of the Life Cycle of Making Biodiesel from Jatropha Seed
PAN Feng et al ( Institute of Environmental and Municipal Engineering,North China University of Water Resources and Electric Power,
Zhengzhou,Henan 450011)
Abstract With the method of Life Cycle Assessment ( LCA) ,and a method of risk index assessment of biodiesel was built,which included index
of greenhouse gas( CO2,CH4 and N2O) ,acidic gas ( SO2 and NOx ) ,particulate matter and ecosystem services. And then the method was studied
with an instance of biodiesel making from Jatropha seeds. The conclusions of the study indicated that the greenhouse gas emission of 1MJ biodiesel
was 40% fewer than that of 1MJ petroleum diesel throughout the life cycle,but the acidic gas and particulate matter emission was 2. 65 times and
3. 10 times respectively than that of petroleum diesel. The ecosystem services value brought by planting Jatropha was 1. 42 times of general forest
land. The increased amount of acidic gas and particulate matter emission from biodiesel mainly came from the production process,which was 8. 44
times and 12. 79 times more than that of petroleum diesel respectively,and the increased ecosystem services value mainly came from products sup-
ply and soil protecting fertilizer value,which increased by 4. 0 times and 6. 1 times respectively. Considering comprehensively,making biodiesel
from Jadropha seed has a serious impact on the environment,on the other hand,it could bring more ecosystem service value.
Key words Life cycle; Greenhouse gas; Acidic gas; Particulate matter; Ecosystem services; Biodiesel
基金项目 环保公益性行业科研专项( 200809087) ; 水体污染控制与治
理科技重大专项( 2009ZX07212-005) 。
作者简介 潘峰( 1987 - ) ,男,河南信阳人,硕士研究生,研究方向:水
污染防治与环境风险评价,E-mail: panfeng9099@ 163. com。
* 通讯作者,教授,从事水处理理论与技术方面的研究,E-
mail: ncwusj@ 163. com。
收稿日期 2012-07-20
生物柴油是以植物油、动物油脂或废弃食用油等生物质
为原料,经过与甲醇或乙醇等低碳醇发生酯交换反应生成的
一种可再生燃料,燃烧性能与石油基柴油较为接近,可直接
添加或调配使用。在如今石油资源逐渐枯竭,价格不断上
涨,全世界都面临着能源短缺的危机并且石油衍生燃料也带
来一系列环境问题的同时,寻找新的环境友好的替代能源成
为全世界面临的迫切问题。因此,生物柴油的制取成为解决
资源紧缺的一种良好途径[1]。
目前,国内外对生物柴油的研究主要集中在生物柴油制
备过程中的技术改进、经济性、能源消耗和污染物排放分析
等,但由于研究对象和边界条件存在一定的差异,且国内外
原料种类不同、能源结构和生产水平存在的差异,对结论影
响较大[2 -3],导致对生物柴油的评价结果褒贬不一,差别很
大。所以,开展对生物柴油的评价工作,建立统一的评价体
系成为对生物柴油评价方面急需解决的问题。生命周期评
价是对一种产品在其生产工艺以及活动中对环境的影响及
对自然资源的消耗进行全面分析和评价[4]。利用生命周期
分析方法对生物柴油生命周期全过程的重点污染物质的排
放总量及特征进行系统分析和评价是实现生物柴油大规模
生产和使用的基础[5]。笔者从生命周期评价出发,计算了麻
风树籽制取生物柴油生命周期全过程中的温室气体排放风
险指数、酸性气体排放风险指数、颗粒物排放风险指数及生
态系统服务功能风险指数,为用麻风树籽制取生物柴油的能
源替代领域提供参考依据。
1 评价方法
1. 1 生命周期系统和边界划分 生物柴油的生命周期全过
程包括生物质的种植过程、生物质及生物柴油的运输过程、
生物柴油的生产过程以及生物柴油的使用过程。石化柴油
的生命周期全过程包括原油的开采过程、原油及石化柴油的
运输过程、石化柴油的生产过程以及石化柴油的使用过程。
整个生命周期过程中,物质、能量的输入都会对环境排放污
染物。笔者考虑的污染物主要有温室气体(CO2、CH4、N2O)、
酸性气体(SO2、NOx)及颗粒物。基本能量单位为 1 MJ生物
柴油或石化柴油。因为 1 MJ生物柴油和石化柴油所排放的
CH4、N2O、SO2、NOx 及颗粒物数值太小,所以为了放大排放
量,在做对比时,先统计出 1 t生物柴油和石化柴油的污染物
排放量,再通过能量转化单位将其转化为 1 MJ的污染物排
放量进行对比。其中,污染物的排放包括整个生命周期过程
中直接向环境排放的污染物,也包括各个过程中化肥、甲醇
及化石能源的使用间接向环境中排放的污染物。生物柴油
生命周期污染物排放如图 1所示。
责任编辑 宋平 责任校对 李岩安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2012,40(29):14432 - 14436
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.29.177
图 1 生物柴油生命周期污染物排放
1. 2 计算方法和评价指标
1. 2. 1 生命周期全过程中温室气体排放风险指数。计算公
式如下:
GI =
Cbf
Mbf
/
Ccf
Mbf
(1)
式中,GI为温室气体排放风险指数;Cbf为生物柴油生命周期
全过程的温室气体排放量(g / t) ;Ccf为石化柴油生命周期全
过程的温室气体排放量(g / t) ;Mbf为生物柴油的热值,为
37. 81 MJ /kg;Mcf为石化柴油的热值,为 44 MJ /kg。
1. 2. 2 生命周期全过程中酸性气体排放风险指数。计算公
式如下:
SI =
Sbf
Mbf
/
Scf
Mbf
(2)
式中,SI为酸性气体排放风险指数;Sbf为生物柴油生命周期
全过程的酸性气体排放量(g / t) ;Scf为石化柴油生命周期全
过程的酸性气体排放量(g / t)。
1. 2. 3 生命周期全过程中颗粒物排放风险指数。计算公式
如下:
PI =
Pbf
Mbf
/
Pcf
Mbf
(3)
式中,PI为颗粒物排放风险指数;Pbf为生物柴油生命周期全
过程的颗粒物排放量(g / t) ;Pcf为石化柴油生命周期全过程
的颗粒物排放量(g / t)。
1. 2. 4 生态系统服务功能风险指数。生态系统服务功能风
险指数以种植 1亩麻风树与种植 1 亩一般林地所能带来的
产品供给价值、固碳价值、森林保肥价值及林木营养积累价
值为评价指标。计算公式如下:
ES =
ESj
ESw
(4)
式中,ES为生态系统服务功能风险指数;ESj 为麻风树的生
态系统服务功能价值(元) ;ESw 为一般林地的生态系统服务
功能价值(元)。
1. 2. 4. 1 产品供给服务功能价值。计算公式如下:
V物质生产 =Qi产品 × Ci产品 + Pi植物 ×Qi植物 (5)
式中,V物质生产为生物质能源生命周期所产生的物质价值
(元) ;Qi产品为生物质能源及附属产品的数量;Ci产品为生物
质能源及附属产品的市场单价;Pi植物为林木的市场单价;
Qi植物为林木的数量。
1. 2. 4. 2 固碳价值。计算公式如下:
U碳 = K × C碳 × B年 =27. 27% ×1. 63 × C碳 × B年 (6)
式中,U碳为生物质的固 C 价值(元) ;K 为植物固碳系数,植
物在光合作用过程中,每积累 1 g干物质可固定 1. 63 g CO2,
而 CO2 中 C的比例为 27. 27%,故 K = 0. 444 5;C碳为固 C价
格(元 / t) ;B年为生物质的生物量 (t)。
1. 2. 4. 3 森林保肥价值。计算公式如下[6]:
U肥 = A ×(X2 - X1)×(N × C1 /R1 + P × C1 /R2 + K × C1 /
R3) (7)
式中,U肥为年森林保肥价值(元) ;A 为生物质的种植面积
(hm2) ;X2 为无林地土壤年侵蚀模数[t /(hm
2·a) ];X1 为林
下土壤年侵蚀模数[t /(hm2·a) ];N、P、K 分别为土壤 N、P、
K 的平均含量(%) ;R1 为磷酸二铵含 N 量(% ) ;R2 为磷酸
二铵含 P量(% ) ;R3 为氯化钾含 K量(% ) ;C1、C2 分别为
磷酸二铵、氯化钾的平均价格(元 / t )。
1. 2. 4. 4 林木营养积累价值。计算公式如下[6]:
U营养 = B年(N营养 × C1 /R1 + P营养 × C1 /R2 + K营养 × C2 /R3)
(8)
式中,U营养为每年林木积累营养物质的价值(元) ;N营养、
P营养、K营养分别为林木的 N、P、K 含量(%)。
2 参数收集与计算
2. 1 种植过程 麻风树种植以我国云南省红河州为例。种
植过程中施复合肥,施肥量为 600 g /株,每公顷种 1 493 株。
根据对当地的实际调查及参考文献[7],将麻风树产量定为
2 239 kg /hm2。因为 3 t 麻风树籽可转化为 1 t 的生物柴
油[8],所以要生产 1 t麻风树生物柴油在种植过程中需要施
用 1. 2 t复合肥。复合肥生产过程的消耗为磷酸 0. 74 t、尿素
(94%)0. 248 t、硫酸(98%)0. 031 t、氨0. 036 t、煤气45 m3、电
耗 62 kW·h、蒸汽 0. 087 t[9]。复合肥生产过程中辅料环境
排放如表 1所示[10],原煤、石化柴油和电的生产数据参考文
献[11 -13]。
表 1 复合肥生产过程中部分辅料的排放情况 g / t
项目 磷酸 尿素 硫酸 合成氨
CO2 655 492. 000 177 081. 000 69 350. 000 2 697 026. 000
CH4 1 152. 870 557. 000 30. 481 3 172. 000
N2O 6. 124 2. 844 0. 225 26. 283
SO2 1 048. 212 313. 000 131. 943 13 586. 000
NOx 1 115. 256 376. 000 117. 047 6 926. 000
PM10 338. 143 101. 000 42. 364 4 978. 000
2. 2 运输过程 麻风树运输过程包括从种子收集到榨油
厂、榨油厂到炼油厂、炼油厂到加油站、废弃物的运输。此处
假设运输距离均为 100 km,运输过程均采用 8 t 石化柴油卡
车,全 国 柴 油 车 平 均 燃 料 消 耗 水 平 大 约 为 6. 44
L /(百 t·km)[14],8 t卡车环境排放系数和排放量见表 2[15]。
2. 3 生产过程 生产过程的污染物排放量主要来自 3 个过
程:麻风树籽压榨过程中的环境排放、酯化过程中所需甲醇
3344140 卷 29 期 潘 峰等 麻风树籽制取生物柴油的生命周期风险指数评价
的环境排放以及酯化过程的环境排放。麻风树油的生产采
用压榨—浸出工艺,整个过程的 CO2、CH4、N2O、SOx、NOx、
PM10环 境 排 放 分 别 为 601 852. 000、681. 217、5. 731、
3 251. 764、1 823. 192、1 168. 430 g / t[10]。生物柴油的制取采
用连续脱甘油酯交换工艺(CD工艺) ,该工艺的平均消耗指
标见表 3[16]。其中,甲醇生产以煤为原料,煤气化生产 1 t甲
醇消耗 3. 61 t原煤,634. 67 kW·h电[17]。
表 2 8 t卡车的排放系数和排放量
项目 PM10 NOx SOx CO2 CH4 N2O
排放系数∥g /GJ 16. 340 762. 390 93. 670 73623. 760 5. 870 2. 929
排放量∥g / t 718. 830 33 545. 160 4121. 260 3 239 445. 000 258. 280 128. 880
表 3 CD工艺生产 1 t生物柴油的平均消耗指标
车用柴油 单耗 项目 单耗
植物油∥kg 1 012 ~1 025 柠檬酸(50%)∥kg 1. 0
甲醇∥kg 96 活性炭∥kg 0. 4
甲醇钠∥kg 17 蒸汽∥kg 560
氢氧化钠(30%)∥m3 20 电∥kW·h 40
水∥m3 1. 2
2. 4 使用过程 此处假设生物柴油的使用为车用生物柴
油,由于目前国内缺少车用生物柴油的排放数据,所以参考
文献[10]中对美国环境保护署在 28 项菜籽油生物柴油的排
放试验的基础上得出的排放数据(表 4)。由于生物质能源
在生长过程中吸收的 CO2 与生物质能源燃烧过程中排出的
CO2 相平衡
[18 -19],所以此处不再计算。
表 4 车用柴油的排放因子[10] g /100 km
车用柴油 CO2 CH4 N2O SO2 NOx PM10
生物柴油 0. 162 0. 746 1. 077 9. 640 1. 429
石化柴油 18 689 0. 162 0. 746 7. 536 8. 763 2. 797
2. 5 石化柴油的排放 石化柴油生产消耗清单见表 5[20],
石化柴油在车用柴油机上燃烧的温室气体排放见表 4。石化
柴油采用同生物柴油相同的运输工具,其运输过程包括原油
开采到炼油厂的距离、炼油厂到加油站的距离,运输距离均
为 100 km。可计算出石化柴油生命周期环境排放。
表 5 生产 1 t石化柴油消耗清单
生命周期阶段 输入项目 输入数量
原油开采 原油(原料)∥t 1. 30
燃料油∥kg 3. 924 2
电∥kW·h 106. 805 5
柴油炼制 燃料油∥t 0. 026 72
电∥kW·h 62. 246 1
2. 6 生态系统服务功能价值的计算
2. 6. 1 麻风树产品供给价值。在麻风树籽制生物柴油过程
中的最终产品是生物柴油,由种植过程中数据可知,1 hm2 麻
风树可产生物柴油 746 kg。附属产物为甘油,通常每生产 9
kg生物柴油会产生约 1 kg 副产品甘油[5],所以甘油产量为
83 kg。由于麻风树的茎干有毒,基本无利用价值,所以产值
为 0。由中国化工产品网 2011 年 11 月 15 日生物柴油价格
的统计数据显示,生物柴油的平均价格在 7 000元 / t,甘油的
价格在 3 750 ~ 6 500 元 / t 之间,此处取 5 000 元 / t,所以 1
hm2 麻风树地所带来的产品供给价值为 5 637元。
2. 6. 2 麻风树固碳价值。参考国家权威部门发布的社会公
共数据[21](表 6) ,得到固碳价格为 1 200 元 / t。由于缺乏麻
风树生物量的统计数据,所以此处参考方精云等[22]对全国
灌木林的平均生物量的统计数据,得到麻风树的生物量为
15. 52 t /hm2。根据公式(6) ,算得 1 hm2 麻风树的固碳价值
为 8 279. 64元。
表 6 社会公共数据
项目 含量∥% 项目 单价∥元 / t
磷酸二铵含 N量 14. 00 磷酸二铵价格 2 400
磷酸二铵含 P量 15. 01 氯化钾价格 2 200
氯化钾含 K量 50. 00 固碳价格 1 200
2. 6. 3 麻风树土壤保肥价值。通过对云南红河州 5 个取样
点表层土壤(0 ~ 20 mm)的取样数据,得到当地土壤的平均
N、P、K的含量分别为 0. 130%、0. 084%、0. 500%。其中,无
林地土壤年侵蚀模数(X2)和林下土壤年侵蚀模数(X1)的数
据参考尹忠东等[23]对荒地和林地的年侵蚀模数,分别为
121. 62和 23. 19 t /(hm2·a) ,其他数据参考社会公共数据
(表 6)。计算得麻风树地的土壤保肥价值为 5 653元 /hm2。
2. 6. 4 麻风树林木营养积累价值。通过对当地麻风树的取
样测验数据,得到当地麻风树的平均 N、P、K 的含量分别为
1. 67%、0. 26%、1. 21%。可计算出林木营养积累价值为
5 916元 /hm2。
2. 6. 5 一般林木生态系统服务功能价值的计算。由 2011
年中国统计年鉴查得,全国林地的总面积为 19 545 万 hm2,
林业产值为 2 595. 5 亿元,所以全国林地的平均产值为
1 327. 96元 /hm2。通过方精云等[22]对我国经济林的生物量
调查得到,我国经济林的平均生物量为 23. 7 t /hm2。对土壤
保肥和生命支持的计算参考李文华等[24]对不同林地的对照
数据,得到林地土壤中(0 ~20 cm)的总氮、总磷、总钾含量分
别为 0. 034%、0. 014%、2. 130%;主要森林中林木的 N、P、K
平均含量分别为 0. 60%、0. 10%、0. 36%;不同类型林地的平
均土壤保持量为 9. 13 t /(hm2·a)。可算出不同类型林地的
平均生态系统服务功能价值为产品供给价值 1 321 元 /hm2,
固碳价值 12 579元 /hm2,土壤保肥价值 927 元 /hm2,林木营
养积累价值 3 176元 /hm2。
3 计算结果与分析
3. 1 温室气体 生物柴油及石化柴油各个过程的温室气体
排放清单分别如表 7 和表 8 所示。由公式 1 算得生物柴油
43441 安徽农业科学 2012年
温室气体排放风险指数为 0. 60,即 1 MJ生物柴油生命周期
全过程中排放的温室气体比石化柴油减少了 40%。减少的
量主要源自于使用过程,因为麻风树在生长过程中通过光合
作用吸收 CO2,生长出生物质原料,因此认为生物柴油在使
用过程中排放的 CO2 与生物质原料生长过程中吸收的 CO2
相平衡。但是生物柴油在种植、运输和生产过程中排出的温
室气体要多于石化柴油,分别多出了 4. 57、3. 53和 11. 91倍,
这主要是因为麻风树在种植过程中施用了化肥,并且由于麻
风树的产量低,使得在生产 1 t 生物柴油的过程中就要占用
更多的土地来提供生物质原料从而增加了化肥施用的总量,
间接导致了种植过程中的污染物排放量增加。又因为生物
柴油的生产过程工艺复杂,所消耗的辅料和煤、电等化石能
源较多,间接引起了生产过程的温室气体排放量较石化柴油
多。同时,生物柴油产业链较长,从而增加了生物柴油的运
输距离,也间接导致了温室气体的排放量增加。但是纵观整
个生命周期过程,由于麻风树生长过程中对 CO2 吸收,使得
生物柴油在温室气体减排方面能产生一定的贡献,所以生产
并使用生物柴油可以减少温室气体的排放。
表 7 生物柴油生命周期的温室气体排放 g / t
项目 当量系数 种植过程 运输过程 生产过程 使用过程 合计
CO2 1 848 548. 10 124 129. 10 782 307. 40 1 754 984. 60
CH4 25 1 677. 52 9. 89 5 023. 01 29. 59 6 740. 02
N2O 320 7. 43 4. 94 5. 84 136. 28 154. 49
合计 CO2 ×1 + CH4
×25 + N2O ×320
892 863. 20 125 956. 70 909 750. 90 44 349. 22 1 972 921. 90
表 8 石化柴油生命周期的温室气体排放 g / t
项目 当量系数 开采过程 运输过程 生产过程 使用过程 合计
CO2 1 219 625. 90 40 785. 26 72 214. 53 3 414 107 3 746 733
CH4 25 288. 74 3. 25 167. 48 29. 594 16 489. 064 2
N2O 320 1. 62 136. 279 30 137. 899 3
合计
CO2 ×1 + CH4
×25 + N2O ×320
226 844. 40 41 384. 91 76 401. 53 3 458 456 3 803 087
3. 2 酸性气体 生物柴油及石化柴油各个过程的酸性气体
排放清单分别如表 9和 10所示。由公式 2算得生物柴油酸
性气体排放风险指数为 2. 65。生物柴油的酸性气体排放情
况为种植、运输、生产过程要大于石化柴油,分别为石化柴油
的 2. 23、3. 53和 8. 44倍,使用过程要比石化柴油排放量少,
减少了 44%。其中,前 3个过程排放量大的原因主要是由于
整个生命周期过程中化肥、甲醇等辅料的使用以及煤、电等
能源的消耗间接导致酸性气体排放量大。在使用过程中,由
于生物柴油含硫量较低,使得车用生物柴油排放的 SO2 大幅
度减少,减少了 83%,NOx 的排放量略有增加。但是从整个
生命周期来看,生物柴油排放的酸性气体多于石化柴油,其
中多出的部分主要来自于生产过程,所以应主要控制生产过
程中的酸性气体排放,改进使用新工艺来减少生产过程中的
酸性气体排放,并且采用清洁生产技术控制污染物的排放,
同时使用更为清洁的能源代替煤、石油等化石能源。
3 . 3 颗粒物 生物柴油各过程颗粒物排放:种植过程为
表 9 生物柴油生命周期的酸性气体排放 g / t
项目 当量系数 开采过程 运输过程 生产过程 使用过程 合计
SO2 1 2 466. 59 157. 92 4 862. 24 196. 75 7 683. 49
NOx 0. 7 1 963. 21 1 285. 38 2 881. 51 1 761. 04 7 891. 14
合计 SO2 ×1 + NOx ×0. 7 3840. 84 1 057. 69 6 879. 29 1 429. 47 13 207. 29
表 10 石化柴油生命周期的酸性气体排放 g / t
项目 当量系数 开采过程 运输过程 生产过程 使用过程 合计
SO2 1 1 332. 81 51. 89 648. 29 1 376. 68 3 409. 67
NOx 0. 7 953. 19 422. 34 424. 10 1 600. 83 3 400. 46
合计 SO2 ×1 + NOx ×0. 7 2 000. 04 347. 53 945. 16 2 497. 25 5 789. 99
704. 04 g / t、运输过程为 27. 54 g / t、生产过程为 1 886. 66 g / t、
使用过程为 261. 05 g / t、合计 2 879. 29 g / t。石化柴油各过程
颗粒物排放:开采过程为350. 59 g / t、运输过程为9. 05 g / t、生
产过程为 171. 16 g / t、使用过程为 544. 20 g / t、合计 1 075. 00
g / t。由公式 3算得生物柴油颗粒物排放风险指数为 3. 11。
生物柴油的颗粒物排放为种植、运输和生产过程分别比石化
柴油的 2. 33、3. 53和 12. 79 倍,使用过程减少了 44%。这说
明生物柴油在使用过程中要比石化柴油清洁,因此单从使用
过程来说,在城市里面推广使用生物柴油能降低温室效应减
少酸雨的危害,同时对控制 PM10的排放能起到一定的作用。
但是在整个生命周期过程中,生物柴油污染物的排放甚至超
过了石化柴油,所以还不能说明生物柴油就是环境友好型能
源,开发和利用生物柴油一定要注意对生物柴油生产过程中
污染物的控制。
5344140 卷 29 期 潘 峰等 麻风树籽制取生物柴油的生命周期风险指数评价
3. 4 生态系统服务功能 麻风树和一般林地各个部分的生
态系统服务功能价值如表 11所示。由公式 4算得麻风树的
生态系统服务功能风险指数为 1. 42。由表 11 可知,麻风树
的生态系统服务功能价值是一般林地的 1. 42 倍。其中,产
品供给价值增加了 4. 0 倍,这主要是因为麻风树是经济作
物,长出的麻风树籽可以带来经济效益,所以要比一般的树
木高出很多。固碳价值减少了 44%,是由于麻风树的茎杆中
含有很多汁液,所以导致了麻风树的生物量小于一般林地的
生物量,从而使得固碳价值降低。麻风树土壤保肥价值是一般
林地的 6. 1倍,这除了不同土地中 N、P、K含量的不同以外,与
林地侵蚀模数也有很大关系,可以看出,种植麻风树的林地侵
蚀量要大于林地,所以种植麻风树可能带来土壤侵蚀,造成水
土流失。麻风树的林木营养积累是一般林地的 1. 86倍,虽然
麻风树的生物量没有一般林地大,但是麻风树中的 N、P、K含
量要高出一般林地,导致了林木营养价值的增加。
表 11 麻风树和一般林地带来的生态系统服务功能价值
元 /hm2
项目 麻风树 一般林地
产品供给 5 638. 81 1 321. 34
固碳价值 8 279. 70 12 578. 66
土壤保肥 5 652. 84 926. 72
林木营养积累 5 915. 52 3 176. 12
总计 25 486. 87 18 002. 84
4 结论
与石化柴油相比,生物柴油由于生命周期产业链长,生
产工艺复杂,使得麻风树籽制生物柴油并不能减少污染物的
排放,但是种植麻风树可带来生态系统服务功能价值的增
加。生物柴油整个生命周期过程中,温室气体的排放量减少
了 40%,主要得益于麻风树籽在生长过程中能吸收 CO2。酸
性气体的排放量有所增加,增加了 2. 65 倍。增加量主要来
自于生产过程,生产过程酸性气体排放量为石化柴油的 8. 44
倍。在使用过程中,SO2 排放量大幅度降低,减少了 83%,
NOx 排放略有增加。颗粒物排放多于石化柴油,增加了3. 11
倍。多出部分主要来自生产过程,生产过程多出了 12. 79
倍。使用过程的颗粒物排放量比石化柴油少,减少了 44%。
种植麻风树能带来生态系统服务功能价值,为25 486. 87
元 /hm2,比一般林地多出了 1. 42 倍。这主要是由于麻风树
可带来经济效益,同时土壤保肥功能较一般林地要好。
可见,发展麻风树生物柴油产业对缓解日趋紧张的能源
供应情况能起到一定的积极作用,同时也可提高森林覆盖
率,改善生态环境。但是也该看到,生物柴油也能带来一定
的环境风险,加重环境负担,同时也可带来生态风险,造成水
土流失。在开发生物柴油的同时,一定要控制生产过程中的
污染物排放。从长远来看,应积极开发更为清洁的能源。
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2008.
( 上接第 14335页)
合评价的模型与实际的观感相符合,从评价的结果上来看,
不仅仅达到整体景观评价的效果,而且可以有针对性地了解
每个评价因子,进而加以改善。
研究从生态功能、视觉美和社会效益 3 方面对整个公园
进行评价,但是在因子层的方面还是有许多考虑不够的地
方。往往因子层考虑得越周全,评价得就会越准确,因此,公
园植物景观评价模型还需要进一步的修改与完善。
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63441 安徽农业科学 2012年