小桐子生物柴油原料林全生命周期评价

[目的]开展中国三个地区小桐子生物柴油原料林全生命周期评价,确定原料林培育过程和生物柴油生产过程中环境、能耗和经济影响情况,提出最适合小桐子生物柴油生产的种植地点和种植策略,为林业生物能源可持续发展提供科学依据。[方法]以中国三个地区两种密度栽培小桐子原料林生产生物柴油为研究对象,确定 1 t小桐子生物柴油为功能单位,30 年为生命周期范围,运用eFootprint软件建模并分析其环境影响,通过净能量平衡、净能量比和财务净现值计算其能耗和经济效益。[结果]云南的小桐子种子产量高于四川和贵州,合理密植能够提高单位面积产量。在环境影响方面,一功能单位小桐子生物柴油的生产相对于化石柴油碳排放量减少了 1141.14-1936.59 kg CO2 eq.种植 2500 株/hm2比种植 166 7 株/hm2 具有更大的环境效益。全球变暖、富营养化和酸化对种子产量的变化非常敏感。随着树木生长,所有类别的环境影响值都会降低。由于前期育苗、造林阶段肥料、电力投入较多,导致环境影响相对较大。在能耗方面,小桐子生物柴油与化石柴油相比每功能单位可节省 80.04-10.42 GJ.净能量平衡和净能量比结果表明,当同时考虑小桐子生物柴油及其副产品的能量输出时,其表现优于化石柴油。在经济效益方面,仅考虑小桐子生物柴油的价值成本仍然较高,但加上副产品后,高密度种植情况下财务净现值变为正值,为 12111.64 元-27342.44 元/30 年。小桐子生物柴油的经济表现主要由管理阶段的成本决定,其中,灌溉用水和工人工资是最主要的支出。[结论]小桐子生物柴油可以作为一种可持续的生物燃料替代化石能源,并为缓解气候变化和实现双碳目标做出贡献。不同的种植区、不同密度下小桐子原料林培育及植被生物柴油的环境、能耗和经济性不同,在上游培育过程中可以加以优化。