农村能源建设对减排so2和

《农村能源建设对减排so2和》由会员分享，可在线阅读，更多相关《农村能源建设对减排so2和（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第15卷 第1期 1999年3月 农 业 工 程 学 报 T ransactions of the CSA E Vol . 15 No. 1 M ar.1999收稿日期: 1998204206王革华,高级工程师,北京市朝阳区东三环北路16号 中国农业工程研究设计院, 100026农村能源建设对减排SO2和 CO2贡献分析方法王革华(中国农业工程研究设计院)摘 要 农村能源建设从节约能源和开发利用可再生能源以替代常规能源两个方面对减排SO2和CO2作出贡献。 该文以国际通用的减排量计算方法为依据,在具体分析农村能源特点的基础上,提出了农村能源建设对减排SO2和CO2贡献的定量分析方法、 计算公式

2、和参数,并对1996年农村能源建设的环境效益进行了计算。此方法可为农村能源政策分析提供有益参考。关键词 农村能源 环境效益 SO2、CO2减排农村能源建设遵循 “因地制宜、 多能互补、 综合利用、 讲求效益” 的方针,在增加有效供给的同时,应从两个方面对减排SO2和CO2作出贡献:一是抓节能即节约商品能源也节约传统生 物质能,控制能源消费的增加;二是抓新能源和可再生能源开发利用以清洁能源代替污染严重 的常规能源。 到1996年末,我国已形成了年开发和节约8 000万t标准煤的能力,无疑,在减排SO2和CO2方面也产生了很好的作用。但是,目前尚未提出适于分析计算农村能源建设对减排SO2和CO2贡

3、献的方法,本文在借鉴工业环境排放分析方法的基础上对此加以探讨。1 燃料燃烧的SO2和CO2排放计算燃料燃烧产生热量,也向空气排放废气,其中包括SO2和CO2。一般污染物排放量是采用 现场测量、 物料平衡分析与经验估算方法进行计算的。在分析农村能源使用造成的排放时,受 条件所限,宜采用经验估算方法,要以工业环境排放系数为基础,结合农村能源的特点进行分析、 计算。1. 1 SO2排放计算 在农村使用的燃料中,产生SO2排放的主要是煤炭和燃油。对于燃煤, SO2排放系数1为: 16S3(每吨煤SO2的公斤数),其中S3表示煤的含硫量。 农村的煤炭用户分为民用和生产用两类。民用煤一般是无烟煤,根据我国

4、10个煤矿的煤 质分析2,含硫量平均为0. 84 %。 生产用煤以烟煤为主,含硫量(36个煤矿2)平均为1. 14 %。因此,燃煤SO2排放量SC计算方法为SC民用= 160. 84C民用= 13. 4C民用(1)SC生产= 161. 14C生产= 18. 2C生产(2)式中,SC民用和SC生产分别为民用和生产用煤的SO2排放量, kg;C民用和C生产分别为民用和 生产用煤的数量, t。961 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.若知道当地煤炭含硫量,则可以用排放系数计算。燃油的SO2排放

5、系数1为20S3(每立方米燃油含含SO2的公斤数),或23. 3S3(每吨燃油SO2的公斤数)。 燃油的含硫量为0. 2 %1 %2,取0. 5 % ,则燃油SO2排放量计算方法为SI= 200. 5R(m3) = 10R,或23. 30. 5R(t) = 11. 7R(3)式中,SI是燃油的SO2排放量, kg;R是燃油的燃烧量,m3或t。1. 2 CO2排放计算 燃烧煤炭、 燃油、 薪柴和秸秆均排放CO2。燃煤和燃油,CO2排放量的计算公式3为CCI=(Cp-Cs)Co44?12式中,Cp为含碳量,Cs为产品固碳量,Co为碳氧化率, 44?12为CO2分子量与C原子量之比。所谓产品固碳量是

6、指燃料作非能源用,碳分解进入产品而不排放碳或不立即排放碳的。 在农村能源建设中,一般不考虑这部分能源。含碳量的计算为燃料的热值与碳排放系数之积。对于煤 炭,热值为0. 0209 TJ?t,碳排放系数为24. 26 t?TJ;对于燃油,热值为0. 04019 TJ?t,碳排放系数为21. 1 t?TJ。碳氧化率1为:民用80% ,农业生产89. 9%。因此,燃煤和燃油的CO2排放量计算方法分别为:CC民用= 0. 020924. 260. 844?12C民用= 1. 487C民用(4)CC生产= 0. 020924. 260. 89944?12C生产= 1. 671C生产(5)CI= 0. 04

7、01921. 10. 89944?12R= 2. 795R(6)式中,CC民用、CC生产和CI分别为民用燃煤、 生产用燃煤和燃油(仅指生产用,生活用很少)的 CO2排放量, t;C民用、C生产和R分别为民用煤炭、 生产用煤炭和燃油的消耗量, t。 生物质燃料CO2排放量计算公式3为CBM=BMCcont(% )Ofrac(% )44?12 (即CO2排放量)= (消耗量干)(含碳量)(氧化率)44?12 薪柴的含碳系数为45 % ,氧化率87 %;秸秆的含碳系数为40 % ,氧化率85 %。因此, CO2排放量分别为:CW=W0. 450. 8744?12 = 1. 436W(7)CS=S0.

8、 40. 8544?12 = 1. 247S(8) 式中,CW和CS分别是燃烧薪柴和秸秆CO2排放量, t;W和S分别是薪柴和秸秆消费量, t。沼气的CO2排放量为CB G=BG0. 209(热值, TJ? 万m3)15. 3(碳排放系数天然气, t?TJ)44?12 = 11. 725BG(9)式中,CBG是燃烧沼气的CO2排放量, t;BG是沼气消耗量,万m3。2 农村能源建设减排SO2和CO2分析计算2. 1 节能项目减排量计算 农村节能从用能部门划分有生活节能和生产节能两方面,从能源品种上有煤炭、 燃油、 薪柴、 秸秆和电。利用公式(1)(7)可计算在生活和生产节能中节约煤炭、 燃油和

9、薪柴减排SO2和CO2的数量,即应用上述公式计算的排放量就是节约能源而带来的减少排放SO2和CO2的数量。节约的秸秆用途主要有四个方面,作工业原料、 饲料、 还田和弃置。这些秸秆仍将有大部分分解为CO2而排放,目前尚不清楚在各个方面的固碳率。可以暂时取煤炭的固碳率(30 % )071 农业工程学报 1999年 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.代替来计算节约秸秆所固定的即减排的CO2量。节约秸秆减排CO2的计算近似为CS减= 0. 31. 247S= 0. 374S(10)节约电力可以间

10、接减少污染物排放,即由于减少电力消耗而减少发电用煤,从而减少污染 物排放。1996年我国发电煤耗为每千瓦时377克标准煤,折合原煤528 g?(kWh)。1996年 我国火电占总发电量的82. 7 %。根据公式(2)和(5)可以得到节电的SO2和CO2减排量SE= 79. 47E(11)CE= 7. 297E(12)式中,E为节电量,万kWh;SE为节电减排SO2量, kg;CE为节电减排CO2量, t。2. 2 新能源和可再生能源开发项目减排量计算 开发利用新能源和可再生能源是通过替代常规能源而对减排SO2和CO2作出贡献,可以 通过新能源和可再生能源替代的常规能源即煤炭、 燃油、 电力、

11、薪柴等来计算SO2和CO2的减 排量。农村能源建设开发利用的新能源和可再生能源主要有沼气、 太阳能(热利用和光电利 用)、 小水电、 微水电、 风电和地热等。具体分析和计算方法如下。 沼气一般来讲使用沼气的用户以沼气替代了原来使用的煤炭或薪柴。按照获得等量的有 效能来计算, 1 m3沼气可以替代煤炭2 kg(根据获得等量有用能折算)。使用沼气减排SO2和 CO2应为沼气替代的煤炭的排放量与沼气燃烧排放量之差。根据公式(1)、(4)和(9)得到SBG减= 268BG(13)CBG减= 18. 015BG(14) 式中,SB G减为使用沼气减排SO2量, kg;CBG减为使用沼气减排CO2量, t

12、;BG为沼气使用量,万 m3。小水电、 微水电、 风电和光电:按照提供等量电能的火电耗煤的SO2和CO2排放量计算, 即用公式(11)和(12)计算。太阳能热利用和地热:太阳热水器、 太阳房和地热提供的热量一般 代替燃煤获取的热量,前二者用公式(1)、(4),后者用公式(2)、(5)来计算;太阳灶可以认为替 代薪柴,故用公式(7)计算。3 农村能源建设对减排SO2和CO2贡献利用上述公式和1996年农村能源建设数据,计算得到1996年农村能源建设对减排SO2 和CO2的贡献。见表1和表2。 表1 农村节能SO2和CO2减排量 Tab.1 Reducing em ission SO2and CO

13、2through energy conservation项 目规 模节能量?104t减排SO2量?104t减排CO2量?104t省柴节煤灶1. 77亿户节煤1313. 2 节柴1362. 3 节秸秆2251. 217. 601952. 73 1956. 26 841. 95 节能炕0. 17亿户节柴235. 7 节秸秆389. 6338. 47 145. 71型煤5016万吨节煤500. 86. 71744. 69 煤矸石型煤303万吨节煤39. 20. 3958. 29 节能炒茶灶22. 4万台节煤17. 40. 3229. 08 节能烤烟房221. 3万座节煤89. 31. 63149.

14、22 节能砖瓦窑8. 6万座节煤460. 98. 39770. 16其它生产节能 节煤1446. 526. 332417. 10合计 61. 379403. 66注:使用率75 %; 使用率90%; 估计值。171第1期 王革华:农村能源建设对减排SO2和CO2贡献分析方法 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.表2 新能源和可再生能源开发SO2和CO2减排量Tab.2 Reducing em ission SO2and CO2through Renewable Energy U tiliz

15、ation项 目推广数量年产或替代能源减排SO2量?104t减排CO2量?104t家用沼气池602. 12104户16. 29108m34. 37293. 46集中供气沼气池8. 6104户4310. 98104m30. 127. 77 小水电1754104kW566108kWh44. 984130. 10 微水电6. 43104kW1. 96108kWh0. 1614. 30 太阳灶19. 52104台代柴12. 2104t17. 52 太阳热水器524104m2替代煤104. 8104t1. 40155. 84 太阳房455. 49104m2替代煤52. 05104t0. 7077. 40

16、 太阳温室71701. 54104m2替代煤358. 4104t6. 52598. 89 风力发电2. 34104kW3953. 24104kWh0. 032. 88 地热种植、 养殖4294. 2 hm2替代煤138. 7104t2. 52231. 77合计 60. 805529. 931996年农村能源建设减排SO2122. 17万t,减排CO214 933. 59万t。这两个指标充分体 现了农村能源建设在增加8000万t煤当量的能源有效供给的同时,为保护环境,促进可持续 发展作出了贡献,并使环境效益得到了定量反映。4 结束语农村能源建设对环境和可持续发展的积极作用已得到多方面的认识,通过本文的分析计 算为这种认识提供了更为有力的依据,可以作为政策分析的参考。 本文探讨的