蔡立樂，聶 紅，吳 昊，于 博，解增忠，李 娜，渠紅亮

(中石化石油化工科學(xué)研究院有限公司，北京 100083)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,航空運輸業(yè)保持著持續(xù)增長的態(tài)勢,使用傳統(tǒng)航空燃料帶來的溫室氣體排放也逐年增加,由于其本身巨大的行業(yè)體量和不可替代性,航空燃料所伴生的碳排放問題存在更多復(fù)雜性[1-2]。航空運輸業(yè)是為全球經(jīng)濟(jì)活動提供運輸服務(wù)的基礎(chǔ)性行業(yè),民航飛機的航程特點和當(dāng)前的燃料技術(shù)決定了現(xiàn)階段航空運輸業(yè)在低碳能源上沒有太多的選擇,仍主要依賴化石燃料,行業(yè)碳減排的推進(jìn)相對緩慢[3-5]。2017年9月,國際民航組織明確提出了“航空替代燃料必須滿足可持續(xù)性”這一環(huán)境要求。生物質(zhì)噴氣燃料(生物噴氣燃料)無論從原料獲取還是環(huán)保降碳方面都滿足可持續(xù)發(fā)展要求。從生命周期角度評價生物噴氣燃料,生物質(zhì)原料在種植過程中吸收CO2,噴氣燃料在燃燒過程排放CO2,CO2處于循環(huán)狀態(tài),因此生物噴氣燃料具有顯著的碳減排特性[6]。

“碳足跡”的概念源自于“生態(tài)足跡”,相較于單一的碳排放,碳足跡是以生命周期評價方法評估研究對象在其生命周期中直接或間接產(chǎn)生的溫室氣體排放,包括產(chǎn)品在原料、制造、運輸、使用、廢棄等全生命周期中所產(chǎn)生的碳排放,不僅包括產(chǎn)品本身,也包括其產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈等關(guān)聯(lián)范圍的碳排放。目前國內(nèi)外已有學(xué)者對噴氣燃料碳足跡進(jìn)行測算研究。王子健等[7]通過質(zhì)量分配法分析了噴氣燃料產(chǎn)品碳足跡并得出直餾煤油作噴氣燃料的碳足跡為59.98 kg/t,并從優(yōu)化能源利用效率、改進(jìn)原油品質(zhì)和加工工藝、碳捕集與碳封存3個方面進(jìn)行分析。張羅庚等[8]結(jié)合某煉化企業(yè)生產(chǎn)噴氣燃料產(chǎn)品的流程,從原料獲取、運輸、生產(chǎn)、銷售和使用5個階段對噴氣燃料產(chǎn)品的全生命周期碳足跡進(jìn)行核算,得到其碳足跡為3 329.55 kg/t;Liu Ziyu等[9]利用生命周期評估(LCA)理論方法對微藻和麻風(fēng)樹為原料的生物噴氣燃料全生命周期進(jìn)行了建模分析,然而無法驗證其所基于的實驗室數(shù)據(jù)與未來工業(yè)應(yīng)用的可持續(xù)航空替代燃料工藝碳排放的可比性。目前尚未有學(xué)者對我國已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的生物噴氣燃料產(chǎn)品碳足跡進(jìn)行對比測算,缺乏基于我國實際生產(chǎn)的生物噴氣燃料碳足跡數(shù)據(jù)。本課題基于生命周期的評價分析,首次分析基于我國生產(chǎn)數(shù)據(jù)的生物噴氣燃料生命周期碳足跡,并與我國主要煉油廠的石油基噴氣燃料的生命周期碳足跡進(jìn)行對比分析。

1 生物噴氣燃料的生產(chǎn)工藝

生物噴氣燃料是目前可持續(xù)性航空燃料中應(yīng)用較廣的一種。生物噴氣燃料是指以廢棄油脂、農(nóng)林廢棄物、藻類等生物質(zhì)為原料制備的可供航空器使用的新型燃料,原料首先需進(jìn)行預(yù)處理脫除其中的金屬、氯等雜質(zhì),以降低這些雜質(zhì)對加氫催化劑和反應(yīng)設(shè)備的危害,然后進(jìn)行加氫處理和異構(gòu)轉(zhuǎn)化,最后得到生物噴氣燃料以及石腦油和生物柴油產(chǎn)品。

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)進(jìn)步,餐飲業(yè)日益繁榮,使餐廚廢油的產(chǎn)生量空前增長。餐飲廢油不僅污染環(huán)境,而且由于其游離脂肪酸含量高并含有醛、酮和聚合物等組分,若非法進(jìn)入餐飲業(yè)會嚴(yán)重危害人們健康。利用餐飲廢油生產(chǎn)生物質(zhì)燃料,在避免危害百姓身體健康的同時,還能夠改善能源產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境。我國居民日常食用油以植物油為主,因此本研究不考慮餐飲廢油中占比較低的動物油成分,僅以餐飲廢油制取生物噴氣燃料為研究對象。以圖1所示生產(chǎn)路線開展生物噴氣燃料生命周期碳排放分析,上游追溯至作物種植,下游分析至噴氣燃料在航空器中的燃燒。其中油料植物種植過程包含農(nóng)藥、化肥的使用以及耕作、播種過程的環(huán)境影響;油料作物種子用于生產(chǎn)植物油,食用油經(jīng)過烹飪及使用后,廢棄油脂分散在餐廚垃圾中,收集餐飲廢油并進(jìn)行提取、精煉,進(jìn)而用于生產(chǎn)生物噴氣燃料。

圖1 餐飲廢油生產(chǎn)生物噴氣燃料技術(shù)路線

2 生命周期評價模型

根據(jù)圖1餐飲廢油生產(chǎn)生物噴氣燃料技術(shù)路線,對生命周期各階段生產(chǎn)活動進(jìn)行數(shù)據(jù)收集,利用LCA方法建立生物噴氣燃料生產(chǎn)路線的碳足跡評估模型,并計算各環(huán)節(jié)碳排放。

2.1 生命周期評價概念

生命周期評價是一種以原材料采集為起始,包含生產(chǎn)、運輸、銷售、使用、回收和處置等各環(huán)節(jié),評價整個生命周期內(nèi)產(chǎn)品、工藝或活動環(huán)境負(fù)荷的過程。生命周期評價是對環(huán)境壓力進(jìn)行評價的客觀過程,它通過核算對能量和物質(zhì)的利用以及廢物排放對環(huán)境的影響,表征研究對象整個生命周期各環(huán)節(jié)對社會和環(huán)境的影響程度。

2.2 生命周期評價模型

開展生命周期評價首先要確定研究范圍。根據(jù)生命周期框架定義,用來制取生物噴氣燃料的餐飲廢油是各種植物油的混合物,植物油的生產(chǎn)包含各種植物的種植、產(chǎn)籽、榨取過程,過程涉及的包含運輸在內(nèi)的能源消耗和環(huán)境排放不能忽略,但由于數(shù)據(jù)可獲得性和數(shù)據(jù)質(zhì)量的限制,需對系統(tǒng)邊界做適當(dāng)界定,剔除一些對實現(xiàn)研究目標(biāo)影響不大的過程,如土地占用、廢棄物處理等。根據(jù)該原則,本研究建立的全生命周期評價模型主要考慮種植過程、運輸過程、植物油生產(chǎn)過程、餐飲廢脂收集和精煉過程、生物噴氣燃料生產(chǎn)過程以及消費使用過程。

2.2.1油料作物種植碳排放

(1)種植油料作物固碳。2019年國內(nèi)食用油消費結(jié)構(gòu)占比由高到低的順序為大豆油(40.9%)>棕櫚油(21.4%)>菜籽油(18.9%)>花生油(7.4%)>特種植物油(6.9%)>棉籽油(4.4%)[10]。由于我國棕櫚油基本依賴于進(jìn)口,因此本研究選取大豆油、菜籽油和花生油為主要研究對象。我國大豆平均產(chǎn)量為1 983.5 kg/hm2,花生平均產(chǎn)量為3 809.9 kg/hm2,油菜籽平均產(chǎn)量為2 104.4 kg/hm2[11]。根據(jù)我國油料作物出油率水平,設(shè)大豆的產(chǎn)油率為17%,花生的產(chǎn)油率為40%,油菜籽的產(chǎn)油率為35%[11],則每生產(chǎn)1 kg大豆油需要大豆5.88 kg,生產(chǎn)1 kg花生油需要花生2.50 kg,生產(chǎn)1 kg菜籽油需要油菜籽2.86 kg。大豆、花生和油菜都是一年生的作物,它們在一年內(nèi)的CO2吸收量就是其在整個生長過程中的吸收量。大豆的固碳系數(shù)為1 730 kg/(hm2·a)[12],折算成CO2吸收量為6 340 kg/(hm2·a),折合1 kg大豆種子的CO2吸收量為3.20 kg?；ㄉ墓烫剂繛? 300 kg/(hm2·a)[13],折算成CO2吸收量為4 770 kg/(hm2·a),折合1 kg花生種子的CO2吸收量為1.25 kg。油菜的固碳量為1 450 kg/(hm2·a)[14],折算成CO2吸收量為5 320 kg/(hm2·a),折合1 kg油菜籽的CO2吸收量為2.53 kg。

假設(shè)餐飲植物油由大豆油、菜籽油、花生油混合而成,混合比例參考文獻(xiàn)中餐飲廢油的典型配比(質(zhì)量比):大豆油占38.6%,花生油占38.5%,菜籽油占22.9%[15]。通過混合比例折算生產(chǎn)1 kg混合油料作物種子的綜合CO2吸收量為2.29 kg。

(2)油料作物種植過程化肥消耗。植物生長所需的無機物來源分為兩部分,一部分是由土壤本身所具有的肥力提供,另一部分則來自施用化肥。假設(shè)植物生長過程中所需要的N,P,K有50%來自人工施肥,每生產(chǎn)1 kg氮肥、磷肥、鉀肥(以有效成分計)的碳排放量(以CO2計)分別為2.041,1.630,0.650 kg[16]。

根據(jù)油料作物生長過程中N,P,K元素吸收量的研究[17],植物生長中來自化肥的N,P2O5,K2O需求量分別是:每生產(chǎn)1 kg大豆需要N,P2O5,K2O的質(zhì)量分別為0.036,0.009,0.020 kg;每生產(chǎn)1 kg花生需要N,P2O5,K2O的質(zhì)量分別為0.034,0.065,0.019 kg;每生產(chǎn)1 kg 油菜籽需要N,P2O5,K2O的質(zhì)量分別為0.029,0.013,0.022 kg。由此計算得到每生產(chǎn)1 kg大豆、花生和油菜籽需要施肥造成的間接碳排放量分別為0.10,0.19,0.09 kg。

(3)油料作物種植過程中的其他消耗。在種植大豆、花生、油菜等油料作物的過程中,除了化肥使用造成的間接排放外,還有種子獲取、地膜使用、除草劑及其他輔助營養(yǎng)劑的使用以及播種、灌溉、收獲過程中的能源消耗及溫室氣體排放[18]。綜合以上因素的碳排放數(shù)據(jù),由生命周期評價模型核算得到,在3種作物種植過程中,獲取1 kg大豆的碳排放總量為0.79 kg;獲取1 kg花生的碳排放總量為0.55 kg;獲取1 kg油菜籽的碳排放總量為0.75 kg。

2.2.2植物油生產(chǎn)碳排放

植物油生產(chǎn)一般采用電機榨油技術(shù),需要消耗水、煤、電以及植物種子和其他輔助原料等,榨油設(shè)備使用電氣化控制。根據(jù)文獻(xiàn)[12]中的油料榨油過程能耗數(shù)據(jù),處理1 kg油料籽粒需要耗電0.03 kW·h,折合消耗標(biāo)準(zhǔn)煤0.01 kg(1 kg標(biāo)準(zhǔn)煤≈29.3 MJ),標(biāo)準(zhǔn)油2×10-6kg(1 kg標(biāo)準(zhǔn)油≈41.8 MJ)。根據(jù)《中國石油化工企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南(試行)》、《省級溫室氣體排放清單》、《GB/T 2589—2020綜合能耗計算通則》以及生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的電網(wǎng)排放因子等數(shù)據(jù),計算各能源碳排放因子,結(jié)果如表1所示。根據(jù)各能源碳排放因子核算植物油的生產(chǎn)過程碳排放強度(生產(chǎn)單位質(zhì)量該產(chǎn)品造成的直接碳排放量),結(jié)果為0.06 kg/kg。

表1 碳排放因子統(tǒng)計結(jié)果

2.2.3運輸過程碳排放

生物噴氣燃料生產(chǎn)的全生命周期評價環(huán)節(jié)中,涉及到的主要運輸過程有3個:餐飲廢油收集運輸過程、廢油運輸?shù)綗捰蛷S以及生物噴氣燃料產(chǎn)品運輸?shù)綑C場?？紤]到公路運輸成本,通常假設(shè)平均配送距離為300 km,使用載重為25 t的卡車運輸,總運輸距離為900 km。載重25 t的卡車公路運輸時的柴油消耗量為0.061 L/(t·km)[19],根據(jù)柴油燃料的碳排放因子3.18 kg/kg,每運輸1 t油品、運輸距離為1 km時的碳排放量為0.16 kg,折合每1 kg噴氣燃料所需的廢油運輸及噴氣燃料運輸總碳排放量合計為0.24 kg。

2.2.4餐飲廢油提取碳排放

食用植物油經(jīng)過烹飪后,其使用量的15%將成為廢棄油脂分散在餐廚垃圾中[20],餐廚垃圾經(jīng)固液分離、脫水后提取得到餐飲廢油。餐廚垃圾中油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為5%,出油率為98%,用餐廚垃圾提取1 t毛油需要消耗蒸汽109 kg、電12 kW·h。以廢棄油脂的收率為15%計算,其產(chǎn)品分配系數(shù)為0.15,根據(jù)各能源碳排放因子核算每提取1 kg 餐飲廢油的碳排放量為0.03 kg。

2.2.5餐飲廢油精煉碳排放

餐飲廢油是含有雜質(zhì)的高酸值油脂,而雜質(zhì)、水分和游離脂肪酸對酯交換都會產(chǎn)生影響,所以收集并提取的餐飲廢油在用于生產(chǎn)噴氣燃料前必須進(jìn)行預(yù)處理,預(yù)處理方法采用化學(xué)精煉法,獲得 1 kg精煉油脂需消耗毛油質(zhì)量為1.042 kg,脫酸所需的NaOH質(zhì)量為10.42 kg,脫膠質(zhì)所需的硫酸質(zhì)量為1.46 kg,同時消耗蒸汽206 kg、電24 kW·h。精煉后的餐飲廢油可直接用于生產(chǎn)生物噴氣燃料。根據(jù)以上物質(zhì)消耗與能源消耗數(shù)據(jù),經(jīng)碳足跡評價模型核算得到精煉油脂綜合碳排放強度為0.06 kg/kg。進(jìn)而,根據(jù)各能源碳排放因子核算得到,每生產(chǎn)1 kg 生物質(zhì)噴氣燃料在提取和精煉油脂環(huán)節(jié)碳排放總量為0.18 kg。

2.2.6生物噴氣燃料生產(chǎn)碳排放

本研究涉及的生物噴氣燃料生產(chǎn)工藝采用中國石油化工集團(tuán)有限公司開發(fā)的以餐飲廢油為原料生產(chǎn)生物噴氣燃料兩段加氫(SRJET)技術(shù),該技術(shù)于2011年12月在中國石化鎮(zhèn)海煉化分公司(簡稱鎮(zhèn)海煉化)完成了工業(yè)示范生產(chǎn),實現(xiàn)了以餐飲廢油為原料生產(chǎn)出合格的生物噴氣燃料產(chǎn)品[21],并已在鎮(zhèn)海煉化建成并投產(chǎn)了一套100 kt/a生物噴氣燃料工業(yè)生產(chǎn)裝置。SRJET技術(shù)的工藝流程如圖2所示。

圖2 SRJET技術(shù)的工藝流程示意

該生物噴氣燃料生產(chǎn)裝置每處理1 t原料需要消耗240 kg蒸汽、191.2 kW·h電、0.046 t燃料氣、0.08 t水和9.6 m3氮氣,生物噴氣燃料生產(chǎn)過程氫耗為0.03 kg/kg。同時,基于某煉化企業(yè)實際生產(chǎn)過程的物料平衡數(shù)據(jù)以及能耗投入(包括電力、蒸汽、水、燃料氣等)[22]進(jìn)行核算,可以得到:制氫能力約為15 000 m3/h的煤制氫裝置,氫氣產(chǎn)品的碳排放強度為23.25 kg/kg;制氫能力約為15 000 m3/h的天然氣制氫裝置,氫氣產(chǎn)品的碳排放強度為6.73 kg/kg。該生物噴氣燃料生產(chǎn)裝置采用天然氣制氫氫氣。根據(jù)該工藝生產(chǎn)生物質(zhì)噴氣燃料產(chǎn)品的收率為45.3%,采用熱值分配法在各產(chǎn)品間進(jìn)行能耗和碳排放分配,生物質(zhì)噴氣燃料的分配系數(shù)是0.51。因此在SRJET工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié),生物噴氣燃料產(chǎn)品的碳排放強度為0.31 kg/kg。

生物噴氣燃料生產(chǎn)裝置反應(yīng)器內(nèi)裝填的RSS-2催化劑及RGO-1保護(hù)劑在1 100余天的整個運行周期內(nèi)活性穩(wěn)定,目前反應(yīng)器入口溫度控制在265 ℃左右,催化劑活性穩(wěn)定,得到的產(chǎn)品硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1 850 μg/g,氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于5 μg/g,硫醇硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于6 μg/g,并且色度(賽波特)保持在+30號,質(zhì)量良好。反應(yīng)器入口溫度和入口壓力隨反應(yīng)時間的變化情況如圖3所示。對圖3中的反應(yīng)器入口反應(yīng)溫度進(jìn)行線性擬合,可計算得到催化劑的活性損失速率為10.8 ℃/a,催化劑的活性損失較小。

圖3 裝置入口反應(yīng)溫度與入口壓力情況

2.2.7催化劑生產(chǎn)碳排放

SRJET技術(shù)路線中,每噸加氫催化劑可處理19 kt原料,每噸異構(gòu)轉(zhuǎn)化催化劑可處理26 kt原料,每噸加氫補充精制催化劑可處理52 kt原料。由催化劑生產(chǎn)能耗計算得到每噸加氫催化劑、異構(gòu)化催化劑、補充精制催化劑的制備過程的碳排放量分別為6.35,18.87,13.40 kg。按照工業(yè)運轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù),加氫處理單元催化劑使用壽命為2 a,加氫轉(zhuǎn)化單元和加氫補充精制催化劑的使用壽命均為4 a。以催化劑最長使用周期核算,每生產(chǎn)1 kg生物噴氣燃料因催化劑使用而產(chǎn)生的間接碳排放為0.003 kg。

2.2.8生物噴氣燃料燃燒碳排放

在生物噴氣燃料的生命周期中,消費使用環(huán)節(jié)是其主要的碳排放來源,根據(jù)生物噴氣燃料低位發(fā)熱量、碳排放因子和碳氧化率計算,1 kg生物噴氣燃料燃燒消費造成的碳排放量為3.15 kg。

3 計算結(jié)果與討論

從作物種植到噴氣燃料生產(chǎn)及燃燒使用,生物噴氣燃料生命周期各環(huán)節(jié)的碳足跡如表2所示。模型核算結(jié)果顯示,噴氣燃料產(chǎn)品生命周期中碳排放最高的環(huán)節(jié)為燃料的燃燒使用,比例約占58%。雖然燃燒環(huán)節(jié)碳排放不可避免,但作物種植過程CO2吸收量在生物噴氣燃料生命周期中可抵扣約90%的環(huán)境碳排放,綜合生物噴氣燃料生命周期各階段碳排放,生物噴氣燃料生命周期碳足跡為0.55 kg/kg。此外,在生物噴氣燃料生產(chǎn)過程中,碳排放的主要來源為作物種植過程的能源和物質(zhì)消耗,其次為噴氣燃料生產(chǎn)過程碳排放。

表2 生物噴氣燃料各環(huán)節(jié)的碳足跡

生物噴氣燃料替代石油基噴氣燃料對于全球能源消耗的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變具有重要意義,將生物噴氣燃料與石油基噴氣燃料生命周期碳足跡對比分析,進(jìn)而評價生物噴氣燃料替代石油基噴氣燃料生產(chǎn)使用的社會效益。石油基噴氣燃料生產(chǎn)活動數(shù)據(jù)與能源消耗數(shù)據(jù)來源于中國石化主營煉油廠實際生產(chǎn)裝置典型數(shù)據(jù),計算過程中采用的各種能源的CO2排放因子見表1,各環(huán)節(jié)的碳足跡及占比見表3。

表3 石油基噴氣燃料各環(huán)節(jié)碳足跡及占比

由表3可知,石油基噴氣燃料的全生命周期碳足跡為3.660 kg/kg。與石油基噴氣燃料生命周期碳足跡相比,生物噴氣燃料生命周期碳足跡降低至0.55 kg/kg,實現(xiàn)碳減排85.0%。

4 不確定性分析

生命周期評價模型的構(gòu)建需要大量的數(shù)據(jù),如生產(chǎn)活動數(shù)據(jù)、材料消耗、能源消耗等。因此,模型計算結(jié)果不可避免地存在由數(shù)據(jù)質(zhì)量的不確定引起的結(jié)果誤差。采用蒙特卡洛模擬分析法可根據(jù)研究目的構(gòu)建出測算模型,根據(jù)專家經(jīng)驗或者使用相關(guān)統(tǒng)計分析方法對模型參數(shù)進(jìn)行隨機抽樣,按照各參數(shù)因子分布規(guī)律通過大量的隨機抽樣,綜合得到目標(biāo)結(jié)果的分布概率,進(jìn)而評價所有參數(shù)變量對總評價指標(biāo)的影響。

采用蒙特卡洛模擬分析法進(jìn)行模型的不確定性分析時,首先要確定模型的參數(shù)及其概率分布。生物質(zhì)噴氣燃料生命周期碳足跡評價模型中的參數(shù)分為兩大類,即活動水平數(shù)據(jù)及其對應(yīng)的碳排放因子數(shù)據(jù)?；顒铀綌?shù)據(jù)來源于實際裝置運行數(shù)據(jù)或文獻(xiàn)數(shù)據(jù);碳排放因子數(shù)據(jù)則通過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或指南中的數(shù)據(jù)折算得出。假設(shè)模型排放清單的輸入數(shù)據(jù)均呈現(xiàn)正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布的形式,并選取其有效值作為平均值,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差通過數(shù)據(jù)來源的可靠性及數(shù)據(jù)取值的準(zhǔn)確性來確定。

在生物噴氣燃料生命周期碳足跡測算模型中輸入各參數(shù)的概率分布、均值及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差,采用蒙特卡洛模擬分析模型從各參數(shù)取值范圍中隨機抽取數(shù)據(jù)組成數(shù)據(jù)組,運行模型1×105次,獲得生物噴氣燃料生命周期碳足跡的預(yù)測結(jié)果及其概率分布,結(jié)果如圖4所示。由圖4可知,模型預(yù)測生物噴氣燃料碳足跡均值為0.479 kg/kg,模型計算結(jié)果顯示90%置信區(qū)間為0.247～0.699 kg/kg,平均標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.001。

基于不確定性分析模型的計算結(jié)果,同時評價各模型參數(shù)對預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確性的影響程度,結(jié)果表明,對生物噴氣燃料碳足跡模型預(yù)測結(jié)果偏差影響最大的參數(shù)為單位面積大豆的固碳能力(單位面積作物CO2吸收量),其次為油菜作物固碳能力、菜籽油的單位面積產(chǎn)量、大豆單位面積產(chǎn)量等。生物噴氣燃料生命周期碳足跡測算模型中對模型預(yù)測結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差貢獻(xiàn)度大于1%的變量參數(shù)如表4所示。

表4 標(biāo)準(zhǔn)偏差貢獻(xiàn)度大于1%的模型參數(shù)及其偏差貢獻(xiàn)度

根據(jù)上述計算結(jié)果,生物噴氣燃料的生命周期碳足跡90%置信區(qū)間為0.247～0.699 kg/kg,相比石油基噴氣燃料生命周期碳足跡降低80.9%～93.2%。由此可見,生物噴氣燃料技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建對助力我國“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)實現(xiàn)具有重要意義。

5 結(jié) 論

生物噴氣燃料LCA評價模型中,作物種植過程CO2吸收量在生物噴氣燃料生命周期中可抵扣約90%的碳排放,綜合生物噴氣燃料生命周期各階段,生物噴氣燃料生命周期碳足跡為0.55 kg/kg。與1 kg石油基噴氣燃料生命周期碳足跡相比,生物噴氣燃料生命周期碳足跡可降低 3.11 kg/kg,實現(xiàn)碳減排85.0%。

生物噴氣燃料碳足跡評價模型不確定性分析結(jié)果表明,對模型預(yù)測結(jié)果偏差影響最大的參數(shù)為單位面積大豆的固碳(吸收CO2)能力,其次為油菜作物固碳能力(吸收CO2)、菜籽油的單位面積產(chǎn)量等;生物噴氣燃料的生命周期碳足跡90%置信區(qū)間為0.247～0.699 kg/kg。