基于改進(jìn)層次分析法的生物燃料生產(chǎn)途徑的綜合評價研究

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1、基于改進(jìn)層次分析法的生物燃料生產(chǎn)途徑的綜合評價研究?湯兆平孫劍萍（華東交通大學(xué)信息工程學(xué)院南昌３３００１３）摘要：本文基于改進(jìn)的９／９－９／１標(biāo)度法，建立了含１７個指標(biāo)的層次分析法評價模型，用于綜合評價９種目前被認(rèn)為相對有潛力生物燃料生產(chǎn)途徑。結(jié)果表明：生產(chǎn)技術(shù)的成熟度、對生態(tài)的影響、單位生產(chǎn)成本、產(chǎn)品品質(zhì)、能源的需求度、投資總額的可接受度等６個指標(biāo)所占的權(quán)重較大，基于地溝油的生物柴油途徑綜合得分最高，為７３．７６８５。研究結(jié)果可為該產(chǎn)業(yè)相關(guān)部門制定發(fā)展規(guī)劃、合理選擇生產(chǎn)途徑提供可靠的理論支持和有力參考。關(guān)鍵詞：生物燃料；改進(jìn)層次分析法；綜合評價；生產(chǎn)途徑ＤＯＩ：１０．１３８５

2、６／ｊ．ｃｎ１１－１０９７／ｓ．２０１５．０６．０１０在能源和環(huán)境雙重壓力下，作為可轉(zhuǎn)化液、固、產(chǎn)業(yè)化，如巴西和美國已經(jīng)大規(guī)模使用甘蔗和玉米氣三態(tài)燃料的唯一可替代化石能源的碳資源，生物等農(nóng)作物生產(chǎn)生物柴油。然而，通過農(nóng)作物來獲得質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到了世界各國的普遍重視。近生物燃料的途徑帶來了土地用途的變化、森林的砍年來，國內(nèi)外學(xué)者在其各種生產(chǎn)途徑的經(jīng)濟可行性、伐、糧食生產(chǎn)及供應(yīng)遭受影響等一系列嚴(yán)重惡果。［４］產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀以及生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢等評估方面做了在這種形勢下，多種生產(chǎn)方式被研發(fā)，為生物質(zhì)［１－３］能源產(chǎn)業(yè)化描繪了光明的前景。不少工作。但評價體系層次單薄，指標(biāo)少，即使采用多

3、層次，也往往使用１－９標(biāo)度法，難以得出全１．１基于氣化工藝的生物質(zhì)低碳燃料途徑面、客觀、準(zhǔn)確的綜合性結(jié)論。本文基于改進(jìn)的層芬蘭國家技術(shù)研究中心（ＶＴＴ）研發(fā)的基于氣次分析法構(gòu)建了涵蓋原料與技術(shù)、經(jīng)濟效益、環(huán)境化工藝的生物質(zhì)低碳燃料途徑，可將纖維素生物質(zhì)影響、市場渠道等４大影響因素的準(zhǔn)則層以及１７個原料氣化處理，再規(guī)模化地轉(zhuǎn)化為二甲醚、甲醇、指標(biāo)要素的指標(biāo)層的生物燃料生產(chǎn)途徑的綜合評價體系，在協(xié)調(diào)發(fā)展層面的要求下進(jìn)行總體量化評估，基金項目：教育部人文社會科學(xué)研究規(guī)劃基金項目“區(qū)域可再生評估結(jié)果可為該產(chǎn)業(yè)相關(guān)部門制定發(fā)展規(guī)劃、合理能源可持續(xù)發(fā)展的效率評價與多樣化路徑選擇———以鄱陽

4、湖國家生態(tài)經(jīng)濟區(qū)為例”（１３ＹＪＡＺＨ０８３）。選擇生產(chǎn)途徑提供可靠的理論支持和有力參考。作者介紹：湯兆平（１９７０—），男，江蘇常州人，教授，研究方向：能源安全評價與交通運輸規(guī)劃，Ｅ－ｍａｉｌ：ｔｚｐ＠ｅｃｊｔｕ．ｊｘ．ｃｎ；孫劍１目前相對有潛力生物燃料生產(chǎn)途徑概述萍（１９７１—），女，江西豐城人，教授，研究方向：能源安全評價與目前許多國家正積極探索多種優(yōu)良生產(chǎn)途徑的交通運輸規(guī)劃，Ｅ－ｍａｉｌ：９２８１３５１２５＠ｑｑ．ｃｏｍ?！矗啊M－托液體或合成汽油。該技術(shù)功能性已通過了芬集生物氣作為原料，通過費—托工藝，可轉(zhuǎn)化生產(chǎn)蘭和美國的工業(yè)試驗驗證，成本比目前進(jìn)口的生物生物柴油和

5、石腦油，這是當(dāng)前較為認(rèn)可的生物質(zhì)醇燃料便宜，與化石運輸燃料的稅前價格基本處于同基燃料的先進(jìn)技術(shù)。一水平，研究中心在歐盟已開始著手商業(yè)規(guī)模的示１．６基于垃圾填埋場生物氣的壓縮天然氣途徑范運行規(guī)劃。美國加利福尼亞州空氣資源委員會（ＡＲＢ）的研１．２基于藻類的生物燃料途徑究人員開發(fā)了一種生產(chǎn)技術(shù)（ＬＦＧ－ＣＮＧ），可將生物在歐盟的支持下，２０１２年３月，西班牙水務(wù)公填埋物轉(zhuǎn)化制造出生物甲烷，生物甲烷再通過管道，司推出以廢水培養(yǎng)藻類的示范項目，進(jìn)行生物柴油壓縮，則可制成供機動車輛使用的壓縮天然氣。的商業(yè)化生產(chǎn)，以提供４００輛汽車的生物柴油需求１．７基于地溝油制造生物柴油的途徑量。日本２

6、０１２年６月２７日成立了微藻燃料開發(fā)推就技術(shù)而言，以地溝油為原料生產(chǎn)生物柴油技進(jìn)協(xié)會，規(guī)劃在２０２０年之前建立一條龍生產(chǎn)體系生術(shù)已經(jīng)較為成熟，其發(fā)展障礙主要為原料的區(qū)域有產(chǎn)微藻燃料。限性，以及因地溝油來源復(fù)雜，成分不一，導(dǎo)致將微藻生物燃料技術(shù)目前還處于試驗階段，其產(chǎn)地溝油轉(zhuǎn)化生產(chǎn)生物柴油的技術(shù)路線存在復(fù)雜性和業(yè)化的瓶頸是生產(chǎn)成本高達(dá)化石燃料的幾倍甚至幾不確定性，實現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化需合理選用恰當(dāng)?shù)墓に嚪椒斑m宜的催化劑。十倍。Ｓｏｒｇｕｖｅｎ等通過熱動力學(xué)對微藻生物柴油產(chǎn)業(yè)分析發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)凈能量利用率只為１／４。Ｅｎｄｉｃｏｔｔ生物燃料公司旗下，位于得克薩斯州的阿瑟港新工廠的專利工藝Ｓ

7、ａｂｉｎｅ，與更常見的不１．３基于木質(zhì)素的船舶生物燃料途徑能耐受高脂肪酸濃度的脂肪酸甲基脂工藝不同，它迄今世界上還沒有一家企業(yè)，能以木質(zhì)纖維素專門針對脂肪或廢油，通過使用Ｄａｖｙ工序的反應(yīng)蒸為原料，進(jìn)行工業(yè)化大規(guī)模制造生物柴油、燃料乙餾實現(xiàn)游離脂肪酸，利用游離脂肪酸生產(chǎn)生物柴油，醇、生物氫。其最大障礙是進(jìn)行預(yù)處理、木質(zhì)纖維提升了產(chǎn)品品質(zhì)。素解聚過程的成本高昂。全球最大的集裝箱承運公１．８基于鋼廠廢氣轉(zhuǎn)化生物乙醇的途徑司馬士基集團(tuán)（Ｍｒｓｋ）與埃因霍溫科技大學(xué)的一ＬａｎｚａＴｅｃｈ專利生化發(fā)