论文部分内容阅读
在化石能源供应匮乏、环境保护日益迫切以及农业发展需求的推动下,生物质能源迅速发展。而在目前使用的生物质燃料中,燃料乙醇的消费量占到了85%以上,是当今世界上最重要的化石替代燃料。木薯因具有抗逆性强,耐旱耐瘠薄,适应性强,生产乙醇经济性高等特点,成为我国首选非粮能源作物。虽然我国木薯燃料乙醇产业已呈现出快速发展的态势,但是其发展仍面临着诸多不确定性,原料供给与节能潜力、温室气体减排潜力的科学估算是目前亟需解决的重要问题。 针对上述需求,本论文以木薯燃料乙醇节能潜力及GHG减排潜力评估为主题,重点开展了如下研究:(1)利用多因子综合评价法,综合考虑木薯生态习性与环境要素(土地资源、气象条件等),对我国南方适宜木薯种植的边际土地资源进行了识别和评价。(2)以木薯宜能边际土地资源为基础,利用气象、土壤、高程、田间管理等多源数据,通过本地化处理后的生物地球化学过程模型模拟了木薯在雨养和灌溉条件下的产量空间分布,并进而推算了相应的燃料乙醇生产潜力空间分布。(3)结合实地调查及文献资料,运用生命周期分析法(LCA),构建区域空间尺度上的生命周期净能量潜力模型和GHG减排模型,以燃料乙醇产量分布数据为基础,在区域空间尺度上对利用木薯规模化发展燃料乙醇的净能量潜力和GHG减排潜力进行了评估。 研究结果表明:(1)我国南方适宜木薯规模化种植的边际土地总面积为1465万公顷,主要分布在广西、广东、云南和福建等地区。(2)在上述边际土地上,在雨养条件下木薯燃料乙醇的总产量为1811万吨,灌溉条件下,木燃料乙醇的产量为2298万吨,较雨养条件下增加488万吨,增产率达26.9%。(3)在雨养条件下,木薯燃料乙醇的净能量盈余为929亿MJ,灌溉条件下,木薯燃料乙醇的净能量盈余为1477亿MJ,较雨养条件下增长547亿MJ,增长率为58.9%。(4)雨养条件下,木薯燃料乙醇的碳减排总量为46亿kgC,灌溉条件下木薯燃料乙醇的碳减排总量为65亿kgC,较雨养条件下增长19亿kgC,增长率为40.4%。 本研究获取了我国南方地区木薯燃料乙醇的净能量、总减排量及其空间分布,可以为国家能源及相关产业政策的制定,以及相关的科学研究提供数据和技术支撑。