不同生物质原料的气化合成制航煤的环境影响评价

采用生命周期评价方法对玉米秸秆、稻壳和杨木3种生物质的气化合成航空煤油工艺路线进行环境影响评价。选取全球变暖、酸化、富营养化、光化学污染、人体毒性和固体废弃物6种环境影响类型，对3种工艺路线的全生命周期进行环境影响潜值计算。计算结果表明：系统全生命周期中生产阶段排放最多的是CO2，占比为69.13%～74.36%；运输阶段环境影响最小，在各环境影响潜值中占比不足7%；玉米秸秆是3种生物质中环境影响最小的原料，减少费托合成反应器的耗电量可降低玉米秸秆工艺的环境影响。     

生物质制取车用燃料的综合性能评价

针对生产规模为5万t/a的生物质气化合成二甲醚系统和生物质热解加氢提质制汽油柴油系统,基于生命周期评价方法,结合层次分析法建立了新的环境-经济综合性能评价模型,分别对两个系统的环境性、经济性和综合性能指标进行分析对比。结果表明:在全球性视角下的环境负荷最大;全球变暖、酸化和光化学污染是主要的环境影响类型;生长阶段、生产阶段和消费阶段对环境影响的作用最大;设计工况下两个系统在全球性、区域性、局地性视角下的综合性能指标分别为3.98,3.16,2.04(人·a)/万元和6.31,5.89,4.84(人·a)/万元,对比可见生物质气化合成二甲醚系统产生每万元经济收益的环境影响更低,故综合性能更好。     

基于层次分析法的生物质直燃发电生命周期评价

利用生命周期评价(LCA)和层次分析法(AHP),从全球性、区域性、局地性视角分析生物质直燃发电(BCP)系统的环境影响,获得表征环境影响、资源消耗以及二者综合影响的评价指标,并与燃煤发电系统进行比较分析。结果表明:全球性视角下环境负荷最大;光化学污染是最主要的环境影响类型;生物质发电和生长阶段是环境影响最主要的两个阶段;当发电效率由15%提高到35%时,综合环境影响指标下降57%;与带脱硫脱硝装置的超超临界燃煤发电机组(USC-De S-De N)相比,发电效率为25%的BCP全球变暖降低87.18%,资源消耗指标降低60.7%,综合影响指标降低13.27%。     

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。     

基于LCA的风力发电、光伏发电及燃煤发电的环境负荷分析

基于生命周期评价理论,建立风力发电、光伏发电及燃煤发电的生命周期评价体系,研究生命周期各阶段的环境负荷并进行对比分析.结果表明:在电厂建设阶段,燃煤发电碳足迹最低,为1.94g/(kW·h),风力发电碳足迹最高,为9.42g/(kW·h).在发电运营阶段,光伏发电碳足迹几乎为零,风力发电碳足迹为0.2g/(kW·h),燃煤发电机组碳足迹最高,为83.3g/(kW·h).风力发电和光伏发电在电厂建设阶段碳足迹占比较高,分别为99.4%和99.78%;燃煤发电在发电运营阶段碳足迹占比最高,为96.13%.在整个生命周期中对全球变暖影响最大的是燃煤发电,为3.63×10~(-5)标准当量,影响最小的是风力发电,为7.9×10~(-7)标准当量;对环境酸化影响最大的是光伏发电,为6.7×10~(-6)标准当量,影响最小的是风力发电,为1.6×10~(-7)标准当量;风力发电和光伏发电的固体废弃物排放几乎为零.     

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。     

生物质经甲醇法和费托法制取汽油的生命周期评价

对生物质费托(BIO-STG)法制汽油和生物质甲醇(BIO-MTG)法制汽油进行清单分析和生命周期评估,并在选取相同边界的前提下,比较两种方法制汽油的生命周期排放和能耗。两种方法的全球变暖潜值在计入生长过程吸收CO2的前提下均为负值,相差不大。其他生命周期排放的评价指标由于设计流程的相似性相差较小。在生命周期排放水平相近的前提下,处理相同质量的生物质秸秆,BIO-MTG法的总能耗比BIO-STG法高,BIO-MTG法的产油率比BIO-STG法高约14%,最终前者的单位能耗比后者略低。     

基于全生命周期地热发电系统的环境影响评价

为明确不同类型地热发电系统"获取、转化"环节的钻井、建设、运行、退役等不同过程对地热发电系统的环境影响贡献,建立了基于热力学优化模型的闪蒸/双工质地热发电系统全生命周期环境影响评价模型。针对西藏羊八井、广东丰顺、华北油田及青海共和四种典型地热热储,调研了我国地热发电系统的环境影响全生命周期的环境影响清单,分析地热发电站六个不同过程对地热电站酸化潜值、全球变暖潜值和富营养化潜值三个主要环境影响评价指标的影响规律。发现钻井完井过程分别平均占到地热电站酸化潜值、全球变暖潜值和富营养化潜值的46.28%、45.90%和27.52%,地下系统和地上系统的环境影响贡献相当;地热梯度与地热电站的全生命周期环境影响潜值呈现负相关关系。     

基于全生命周期的地热发电系统环境影响评价

为明确不同类型地热发电系统“获取、转化”环节的钻井、建设、运行、退役等不同过程对地热发电系统的环境影响贡献,本文建立了基于热力学优化模型的闪蒸/双工质地热发电系统全生命周期环境影响评价模型。进而,选取西藏羊八井、广东丰顺、华北油田及青海共和四种典型地热热储,整理和收集了我国地热发电系统的环境影响全生命周期环境影响清单,分析了地热发电站六个不同过程对三个主要环境影响潜值评价指标：酸化潜值、富营养化潜值和全球变暖潜值的影响规律。发现钻井完井过程分别平均占到地热电站酸化潜值、全球变暖潜值和富营养化潜值的46.28%、45.90%和27.52%,地下系统和地上系统的环境影响贡献相当;地热梯度与地热电站的全生命周期环境影响潜值有着负相关关系,梯度越大,环境影响潜值越低。。     

含氧汽油生命周期排放评价

利用生命周期评价理论，建立了含氧汽油从原料生产列车辆使用的生命周期排放评价模型。以VOC，CO，SOx，NOx，PM10排放和全球变暖影响潜力为评价指标，对采用木薯乙醇、MTBE、ETBE和TAME作为含氧添加剂的含氧汽油进行了生命周期排放评价，并进行了比较。同时分析了影响木薯乙醇含氧添加剂生产阶段排放的主要因素及降低排放的方法。结果表明：在汽油中添加含氧添加剂可以明显降低其生命周期VOC、CO、SOx排放和全球变暖影响潜力指标，而且，木薯乙醇是符合可持续发展要求的、可再生的、绿色的含氧添加剂。     

活性污泥混合木屑制备生物质燃料及其燃烧特性的研究

以活性污泥混合木屑为原料制备生物质燃料,考察成型压力、物料含水率和活性污泥占比对生物质燃料的抗破碎强度和松弛密度的影响,并研究生物质燃料的燃烧特性。研究结果表明:生物质燃料的抗破碎强度和松弛密度均随着成型压力和活性污泥占比的增大而增大,物料含水率控制在15%～20%较为合适;成型压力和物料含水率对生物质燃料的抗破碎强度有显著影响,而成型压力和活性污泥占比对生物质燃料的松弛密度有显著影响;活性污泥的燃烧过程可分为水分析出、挥发分燃烧及无机盐分解3个阶段,木屑的燃烧过程可分为水分析出、挥发分析出及剩余挥发分和固定碳燃烧3个阶段;生物质燃料的燃烧过程因活性污泥占比的多少而有所差异。生物质燃料的综合燃烧性能随着木屑占比的增加而逐渐提高,活性污泥的加入可以改善生物质燃料的着火性能,合理的活性污泥混合木屑工艺和配方能够制备出燃烧性能较好的生物质燃料。     

生物质制取高品位液体燃料的生命周期评价

采用生命周期评价方法(LCA)对稻秸热解提质制取液体燃料和稻秸气化合成液体燃料4种工艺进行环境影响评价。将CO2、NOX、SO2等污染物分为7种环境影响类型,用货币化方法量化不同污染物对环境的影响。结果表明,生命周期环境影响成本由低到高分别为二甲醚11.54$/GJ、精制油16.79$/GJ、乳化油17.86$/GJ、柴油18.04$/GJ和费托油20.30$/GJ;生物燃料(乳化油除外)的生产上游环境性能较好,液体燃料的消费排放亦比柴油有所改善,生产过程环境影响较大;以化石柴油为基准,生物质制取液体燃料的温室效应降低9.4%~121.1%,二甲醚酸化和光化学污染分别降低27.8%~34.7%和15.6%~53.8%,但其他3种生物燃料酸化增加5.0%~61.2%。     

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%）。     

村镇秸秆废弃物资源化环境评价模型及案例分析

文章在借鉴生命周期影响评价方法的基础上构造出一种定量的废弃物资源化环境评价模型。首先根据秸秆气化发电等典型废弃物资源化技术,总结出常见的能源消耗与环境排放污染物;然后根据这些环境因子全面考虑可能造成的环境影响类型(化石燃料耗竭、全球气候变暖、酸化、光化学烟雾、富营养化、烟粉尘以及人体毒性);最后借鉴生命周期影响评价方法依次进行特征化、标准化及权重赋值;最终构建适用于评价分析村镇废弃物资源化技术的环境评价模型。选取马庄村秸秆太阳能沼气集中供气工程作为实际案例分析,结果表明,村镇居民使用秸秆制沼产生的沼气比使用天然气具有更高的节能减排效益。     

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.     

燃生物质颗粒工业锅炉系统的生命周期评价

为了研究生物质工业锅炉系统对环境影响和能源消耗情况,本文采用了生命周期(LCA)的研究方法,从该系统的原料生产制作,到系统建立运行进行全面分析。结果表明:处理每1 t生物质颗粒,对环境的总影响负荷为16 434.47毫人当量,资源耗竭系数为2.547毫人当量,燃生物质工业锅炉系统对环境影响主要为全球变暖为95.36%,各个过程中锅炉系统运行影响为98.55%,秸秆种植从环境中吸收CO22 136.24 kg,因此,燃生物质工业锅炉系统在减少温室气体排放上能起积极作用,与燃煤锅炉相比生物质锅炉是一种环境友好并且减少化石燃料消耗的项目。     

生物质气化合成-尾气发酵制备混合醇系统■及环境影响分析

以林业废弃木屑为原料，构建经气化、合成气催化合成、尾气发酵制乙醇的混合醇制备新工艺模型，对系统物质和能量流动、系统/子系统■效率及损失来源进行分析。通过收集林业、收储运、制备和产品运输等不同阶段的资源能量消耗和排放清单，对包括全球变暖潜值、臭氧层耗竭潜值等9种环境影响类型开展分析。结果表明：尾气发酵子系统，可利用微生物菌株代谢尾气中CO和CO₂来制备乙醇，结合催化合成高级醇的高产率，使得耦合系统混合醇质量收率和■效率分别达0.328 kg/kg木屑和43.8%。混合醇生命周期内，人体非致癌损害和陆地生态毒性是受影响较大的环境类型，分别来源于制备和收储运阶段。     

生物质合成气发酵生产乙醇技术的研究进展

20世纪70年代以来,开发低成本、可再生的能源已成为各国的研究热点。以生物质为原料生产的燃料乙醇是一种很有应用潜力的能源。文章简要讨论了生物质合成气发酵生产乙醇的技术途径．分析了该技术的优点、工艺过程、生产成本和市场化进程,特别介绍了美国BRI公司和密西西比乙醇公司（ME）在生物质合成气发酵生产乙醇方面所做的工作;同时,指出了我国发展生物质合成气发酵技术的必要性和应用前景。     

生物质固体成型燃料全生命周期评价

为探讨生物质固体成型燃料的能源效率和温室气体排放量,采用全生命周期评价分析原理,对北京地区以玉米秸秆为原料的生物质固体成型燃料进行全生命周期分析.结果表明:生物质固体成型燃料的净能量为13243.5MJ/t,能量产出投入比为10.8,其中,种植阶段、加工阶段以及秸秆运输能源消费居前三位,分别占总量的58.65％、24.23％、12.58％.CO2当量排放量为11.13g/MJ,约为煤的1/9.这说明生物质固体成型燃料具有较大的节能、减少温室气体排放的效益.     

共轨柴油机燃用麻疯树制生物柴油的环境排放特性

对某共轨柴油机分别燃用不同混合比例麻疯树果实制生物柴油全负荷速度特性、标定转速及最大转矩转速负荷特性的全球变暖、光化学烟雾、酸化、人体毒性、气溶胶环境排放特性进行了试验研究。结果表明:与石化柴油比较,随着生物柴油混合比例的增加,该机全负荷速度特性下所有转速的光化学烟雾、气溶胶环境排放降低,1 600 r/min以上的全球变暖、酸化、人体毒性环境排放降低;标定转速及最大转矩转速负荷特性下,该机所有负荷的光化学烟雾、气溶胶环境排放降低,75%负荷以上的全球变暖、酸化、人体毒性环境排放降低。