摩洛哥橄榄渣气化技术的生命周期评估与经济可行性研究:可再生能源与生物炭生产的协同优化

【字体: 时间:2025年08月05日 来源:Infection, Disease & Health 2.7

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  本研究针对摩洛哥橄榄油产业废弃物处理难题,创新性地提出将橄榄渣气化技术整合到生产链中,通过LCA方法评估了三种不同情景方案。结果显示气化技术可显著降低环境足迹(部分指标改善超400%),在政府30%投资补贴下投资回收期约10年,为地中海地区农业废弃物资源化提供了可行方案。

  

橄榄油产业作为地中海地区重要的经济支柱,每年产生大量农业废弃物——橄榄渣的处理始终是个棘手问题。传统焚烧或填埋方式不仅造成资源浪费,更导致严重的环境污染。特别是在摩洛哥这个世界第六大橄榄油生产国,随着产量持续增长,寻找可持续的废弃物处理方案变得尤为迫切。与此同时,该国能源结构仍高度依赖化石燃料,电力系统中煤炭发电占比高达75%,亟需发展可再生能源以实现减排目标。

西班牙马拉加大学工程学院图形表达、设计与项目系(Departamento de Expresión Gráfica, Dise?o y Proyectos, Escuela de Ingenierías Industriales, Universidad de Málaga)的研究团队创新性地提出将生物质气化技术整合到橄榄油生产链中,通过"从门到门"的生命周期评估(LCA)方法,系统比较了传统处理方式与三种气化技术应用方案的环境效益和经济效益。相关研究成果发表在《Infection, Disease》期刊上。

研究人员采用SimaPro 9.3软件构建环境模型,整合Ecoinvent 3.8等多源数据库数据,运用2011 ILCD Mid-point+ V1.11/EC-JRC Global评估方法,对16个环境指标进行分析。研究以年处理2000吨橄榄的中型油厂为案例,设置基准情景(柴油发电)和三个气化技术应用情景:情景1(传统热电厂)、情景2(季节性气化)和情景3(全年气化)。技术经济分析则考虑了30%政府补贴下的投资回报率、净现值等指标。

研究结果部分,"基线情景与替代情景"比较显示:基准情景下每公斤橄榄油生产产生0.99 kg CO2当量排放,其中化石源占比20%。"环境绩效改善"部分指出,气化技术应用可使多数环境指标显著改善,其中淡水生态毒性、颗粒物等指标改善幅度超400%。特别值得注意的是,"气候变化"指标分析显示,若不计生物源CO2(FCC),情景3的碳排放比基准情景降低300%以上;但计入生物源排放(FBCC)后,因大量橄榄渣气化导致总排放增加。"经济可行性分析"部分表明,在30%投资补贴下,情景2和情景3的折现投资回收期可缩短至约10年,盈利能力指数提升至1.6左右。

"敏感性分析"揭示电力结构转型的影响:随着摩洛哥电网脱碳进程推进(当前年减排率约13.49%),气化技术的化石碳减排效益将逐渐凸显。研究还发现,橄榄渣市场价格超过10欧元/吨时,全年气化方案的经济性将受显著影响。

这项研究的重要意义在于,首次系统评估了气化技术在摩洛哥橄榄油产业的应用潜力,证实其在环境效益和适度政策支持下的经济可行性。提出的技术方案不仅解决了农业废弃物处理难题,还通过生产可再生能源(80 kVA电力)和有价值的生物炭副产品,实现了资源循环利用。特别对地中海地区发展中国家具有重要参考价值,为制定兼顾环境保护和经济效益的农业政策提供了科学依据。研究建议未来可进一步优化气化系统运行参数,并探索生物炭土壤改良带来的长期碳封存效益。

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