百吨级生物质混合醇系统能耗和温室气体排放分析

以农林废弃生物质气化合成混合醇工艺为对象,利用混合生命周期评估方法对百吨级系统进行环境影响分析。通过构建系统的工艺模型和收集生命周期资源消耗及排放清单,研究农林业、收储运和制取等各阶段的投入和排放特性,对棉秆、玉米秸秆、木屑和枝丫柴4种原料制取系统的环境影响特性进行分析,并与5万吨级系统进行比较。结果表明：百吨级系统生命周期化石能源消耗和温室气体排放分别在589～734 kJ/MJ混合醇和63.2～80.8 g CO₂eq/MJ混合醇范围内,制取阶段的电力消耗是最主要的影响因素,其次为系统设备设施投入,玉米秸秆混合醇的环境影响最大,这与原料碳含量低及混合醇收率低有关。     

农村生物质沼气系统的生命周期分析

以湖北省荆州市的"猪-沼-鱼"系统为对象,采用生命周期评价法(Life Cycle Assessment,LCA)分别对系统中的猪舍、沼气池和鱼塘建立从建造,运行到维护的系统模型,计算该系统生命周期过程中的不可再生能源消耗量和温室气体排放量。结果表明,"猪-沼-鱼"系统的不可再生能源消耗强度为0.60 MJ/MJ,温室气体当量排放强度为0.05 kg/MJ。与日本某集中型沼气系统比较可知,"猪-沼-鱼"系统具有较高的可再生性和很好的温室气体减排效益,是一条科学环保的能源生态链。     

车用沼气燃料生命周期的评价

利用国际标准化组织的生命周期评价(LCA)标准,确定了城市垃圾厌氧发酵车用沼气燃料的生命周期评价的边界和清单分析参数,提出了生命周期清单分析(LCI)的计算方法,对垃圾厌氧发酵车用沼气燃料进行了生命周期评价.结果表明:在车用沼气燃料生命周期中,改善厌氧发酵过程是减少能源消耗的主要途径;沼气车辆运行阶段是影响环境污染物排放的关键;全球变暖对环境影响负荷贡献最大.城市垃圾厌氧发酵为城市垃圾的处理找到了可持续发展的途径.     

北方农村复合颗粒燃料取暖全生命周期评价研究

以秸秆和煤为原料制备复合颗粒燃料,利用全生命周期评价方法,研究颗粒燃烧取暖全生命周期过程中的能源消耗和环境影响。结果表明：颗粒燃料取暖全生命周期过程中能量投入为908 MJ/t,燃烧释放热量15490 MJ/t,能量产出投入比为17.1,能源转化效率较高。颗粒燃料的能量投入主要来自玉米种植,种植过程中的氮肥使用消耗较多能量。对气候变化（GWP）和酸化（AP）贡献较大的清单数据为颗粒燃料的燃烧,其中燃烧污染物排放的直接贡献最大,贡献率分别为53.22%和46.08%;对水资源消耗（WU）贡献较大的清单数据为颗粒燃料的压制,贡献率为71.56%;对富营养化潜值（EP）贡献较大的清单数据为颗粒燃料燃烧后的废渣排放,贡献率为43.40%。     

大中型沼气工程生命周期能效评价

基于生命周期评价理论,对山东某沼气工程进行了能效评价。研究得出,该沼气工程生命周期总能耗(折合标准煤)为561 471.47 kg/a(11.54 kg/GJ),其中,化石能耗占96.62%;节能量为1 100 271.42 kg/a;生命周期综合能源利用率为61.82%;生命周期新水耗量为26 552.56 m3/a。利用Sima Pro 8.0.2软件,采用生态指数法分析得出,该沼气工程生命周期产生的环境影响为364.303 3 k Pt/a(7.480 5 Pt/GJ);通过情景分析得出,沼气工程的环境损害减弱能力为191.805 2 k Pt/a(34.49%)。针对该沼气工程存在的一些问题,提出了开发沼液综合利用技术等建议,为提高沼气工程能效、减少环境损害提供理论参考。     

基于SimaPro利用废弃餐饮油脂炼制生物柴油的生命周期环境影响评价

基于生命周期评价(LCA)理论和SimaPro(Version7.3.3)软件,利用Eco-indicator99(生态指数法)环境影响评价指标体系,分析生物柴油生命周期环境影响;并将其与具有相同功能单位的石化柴油进行比较。结果表明:1 MJ生物柴油生命周期环境负荷单一值为0.006 8 Pt,其中,生产阶段造成的环境负荷较显著。1 MJ石化柴油生命周期环境负荷单一值为0.014 8 Pt,表明生物柴油产品较石化柴油更具环境协调性。     

生物质快速热裂解系统生命周期评估

以流化床快速热裂解制取生物油系统为研究对象,确立系统边界,对其进行全生命周期评估,讨论整个系统在全生命周期中的能耗、全球变暖潜值、酸化潜能及其他环境影响潜值。计算得到系统制取生物油在生命周期中的净能量值为0.68 MJ/MJ,全球变暖潜值为0.0565 CO2-Equiv.kg/MJ,与其他液体燃料相比更具环境友好性;对环境影响潜值进行标准化和加权结果计算,全面显示系统不同部分对环境的影响。     

生物质热解提质燃油全生命周期评估分析

运用GREET分析软件对新兴车用替代燃料——生物质热解提质燃油进行全生命周期分析,得到工艺路线不可再生能耗为0.295 MJ/MJ,温室气体排放为25.05 g二氧化碳当量,两项指数均远低于传统汽柴油,略优于其他生物质基燃料。热解提质制油工艺中生物原油改性提质过程为最大的能耗源与GHG排放源,各占整个工艺流程的40.28%和42.49%。     

纳米有机工质ORC系统的生命周期评价研究

基于生命周期评价(LCA)方法,对32 kW Al_2O_3/R141b纳米有机工质ORC系统整个生命周期的物料和能源投入、环境影响、总能量消耗以及能量回收期进行计算,从贡献、敏感性以及改进3个角度对其进行分析,最后比较了不同发电系统对环境的影响。结果表明:32 kW Al_2O_3/R141b纳米有机工质ORC系统的生命周期总能量消耗为24360.50 MJ,能量回收期只占系统使用寿命的1.03%;制造阶段综合环境影响最大,其中ORC部件生产过程综合环境影响贡献最大;优化系统工况、改进部件结构和探寻传热性能更好的纳米有机工质是降低环境负荷的主要方向;用纳米有机工质ORC系统发电具有明显的环境优势。     

基于LCA方法沼渣沼液生产利用过程的环境影响分析

采用生命周期评价(LCA)方法,以1 t沼渣沼液为功能单位,评估了北京市延庆县某大型沼气工程的沼渣沼液在生产利用过程中产生的环境影响,并与化肥生产利用全过程产生的环境影响进行了对比分析。结果表明:在整个生产利用过程中,沼渣沼液环境影响综合指数为-13.949×10-3,化肥的环境影响综合指数为5.219×10-3。沼渣沼液作为有机肥用于农业生产,对全球变暖、环境酸化、富营养化、光化学氧化和能量消耗等方面的负面作用小于化肥,但在人类毒性和土壤毒性方面的负面作用比化肥大。     

先进压缩空气储能系统全生命周期能耗及二氧化碳排放

先进压缩空气储能系统是一种具有广泛应用前景的储能技术,对其展开全生命周期能耗及二氧化碳排放研究,对促进储能技术发展和政策制定有指导意义。本工作以10 MW先进压缩空气储能系统为研究对象,建立了压缩空气储能系统的全生命周期模型,基于实际机组、国家标准及相关文献等对生命周期各阶段进行清单分析,获得了压缩空气储能系统的全生命周期能耗、能效及二氧化碳排放,并进行了敏感性分析。研究结果表明,系统全生命周期度电能耗和度电二氧化碳排放量分别为5.653 MJ和36.73 g,净能量效率为63.68%;运行阶段的能耗和二氧化碳排放占比最大,分别为99.16%和90.49%;系统运行效率、系统寿命及发电时间都是全生命周期二氧化碳排放的重要影响因素,而全生命周期能耗对系统运行效率的敏感性较大。     

基于LCA的燃煤锅炉FGD超低排放对资源消耗与环境影响评价

为符合严格的环保排放限制,进一步降低燃煤机组烟气硫氧化物排放,达到燃气机组排放浓度限制的超低排放的目标,本研究在火电机组现有烟气脱硫设施基础上,进行了设备增效改造。运用LCA(生命周期分析法)对某1 000MW超临界燃煤机组改造前后的FGD(脱硫系统)进行研究,找出石灰石及主要工程材料的生产、运输及脱硫三个过程对环境的影响因素,计算各过程的能源消耗量和对环境的影响潜值。结果表明,经过改造后,二氧化硫排放浓度可以由56.9 mg/m3降低到30.86 mg/m3,年减少排放292.8 t。资源耗竭系数增加了19.98人当量,造成的环境影响潜值可以降低32 069.43人当量。     

唐山市畜禽粪便产沼气发电生命周期评价

为探究唐山市某畜禽粪便厌氧发酵沼气项目的减排潜力,通过项目案例的实际生产数据,运用生命周期评价方法分析唐山市某畜禽粪便产沼气发电项目和传统火力发电项目不同阶段的环境影响表现。结果表明：火力发电各阶段的污染物排放差异较大,主要集中在燃煤发电阶段;沼气发电各阶段污染物排放量除SO2、CO2、CH4外无明显差异。沼气发电全生命周期过程的环境表现均优于火力发电,具有更高的减排能力,其中沼气发电加权后的环境酸化潜势比火力发电低96.64%,其次分别是人体毒性潜势（77.32%）、全球变暖潜势（67.78%）和富营养化潜势（5.71%）。     

生物质气化发电能耗和温室气体排放分析

利用混合式生命周期分析方法对1 MW和5.5 MW生物质气化发电系统的能耗和温室气体(GHG)排放进行分析,结果表明:每输出1 GJ电力,1 MW和5.5 MW生物质气化发电系统一次化石能源消耗分别为0.238 GJ和0.258 GJ,GHG排放分别为40.4 kg CO_2-eq和49.8 kg CO_2-eq,其中发电阶段的能耗和温室气体排放最高;两个系统的能源替代率在90%以上,GHG减排率在80%以上;生物质气化发电系统具有良好的可持续性,可在节能减排中发挥重要作用。     

建筑窗生命周期CO_2排放通用模型研究

针对现有建筑窗性能分析方法的主要不足,基于客观环境和生命周期环境影响观点,通过重新界定建筑窗生命周期范围,将建筑窗生命周期划分为窗户制造、安装、运行维护、拆除、处置及回收等5个阶段,并对5个阶段的CO_2排放途径及量化方法做了深入研究,通过LCA的方法论建立了建筑窗生命周期CO_2排放评估模型。     

秸秆直燃发电系统的生命周期评价

以装机容量25 MW的生物质秸秆直燃发电系统为评价对象,进行生命周期评价.结果表明,秸秆直燃发电1万kWh,可吸收CO2 2502.87 kg,向环境排放SO237.39 kg,NOx90.37 kg,与燃煤发电相比,虽然氮氧化物的排放量有所增加,但减少了温室气体及硫氧化物的排放,污染物的排放主要发生在秸秆燃烧阶段.每发电1万kWh消耗能量15 340.2 MJ,秸秆预处理阶段是能量消耗的主要阶段,须要输入能量13 830.5MJ.秸秆直燃发电过程对环境影响的总负荷为35.18人当量.在此过程中,烟尘居环境影响总负荷的首位.     

稻壳快速热解超临界乙醇提质系统的-环境分析

基于分析、生命周期评价和-环境分析方法,对稻壳热解超临界乙醇提质制取生物油系统进行能源利用率和环境性能的综合分析。结果表明,设计工艺下系统的效率为55.50%;生物油在全生命周期内的温室气体排放量为49.33 g CO_2-eq/MJ,超临界乙醇提质阶段化石乙醇的使用是生物油生命周期内的主要污染源;-环境分析表明,热解气冷凝器、焦炭燃烧炉膛、热解载气加热器和烟气冷却器等单元在减少稻壳热解提质制油系统的环境影响方面具有较大的优化潜力。     

生物质电转气技术的生命周期评价

为了研究生物质电转气技术的环境影响,选用玉米杆、稻秸这2种生物质,采用生命周期评价(LCA)模型全面评价了生物质电转气技术的全生命周期过程,利用SimaPro软件对生物质的获取、生物质直燃发电、CH₄和H₂的生产、CH₄的运输及利用等阶段进行生命周期评价,得到各阶段主要的环境影响类型,并对比分析了玉米秆和稻秸的环境影响潜值。结果表明：海洋水生毒性、全球暖化、淡水水生毒性以及酸化是表现较为突出的环境影响类型;在海洋水生毒性这一环境指标上,稻秸电转气技术是玉米杆电转气技术的2.8倍;在全球暖化、人体毒性、酸化等环境影响类型上,玉米秆和稻秸的影响程度较为相似。     

沼气发酵猪粪管理系统对温室气体排放的影响

基于生命周期清单分析以及清洁发展机制,引入"碳足迹"概念,对我国散养猪以及规模化养猪场引入沼气发酵系统后猪粪管理系统温室气体排放及减排进行了估算。农户散养猪粪处理系统中,12 m3沼气池厌氧发酵过程碳足迹为223.40 kg CO2e/a,沼气代替原煤燃烧减少444.33 kg CO2e/a温室气体,沼气发酵净减少220.93 kg CO2e/a温室气体,我国散养生猪产生的猪粪以此沼气池发酵可减少温室气体20 984.62 Gg CO2e/a;分析运行规模约1 000 m3大型沼气工程的碳足迹,保守估计为2 835.32 t CO2e/a,运行沼气工程替代煤炭以及减少猪粪排放的温室气体共约2 914.23 t CO2e/a,故沼气工程年减少温室气体78.91 t CO2e,该项目共可减排1 578.20 t CO2e。在猪粪管理系统中采用沼气发酵系统可以更好地促进温室气体减排的进行。     

氮掺杂芦荟碳和磁场对厌氧共发酵系统产甲烷的协同作用

采用氮掺杂芦荟碳（N-C）作为厌氧共发酵的添加剂,研究其和磁场的协同作用对厌氧共发酵系统的甲烷产量、总化学需氧量（TCOD）去除率、pH值、总固体（TS）和挥发性固体（VS）去除率的影响。结果表明：与对照组CK相比,添加N-C可使发酵系统的产气高峰提前、沼气产量增加。给发酵系统施加5 mT的磁场,添加N-C可进一步提升共发酵系统性能。N-C添加剂和磁场协同作用可使产沼气高峰比CK组提前2～3 d,累计沼气产量提高48.4%～101.6%。质量分数为0.30%N-C的添加量使发酵系统获得最高的沼气产量（537.6 mL/g VS）、最高的甲烷含量（59.3%）和甲烷产量（318.8 mL/g VS）、最高的TCOD去除率（79.02%）、最高的TS去除率（44.1%）和VS去除率（55.7%）。最后,解释N-C作为添加剂和磁场在增强厌氧共发酵甲烷产量的协同作用。