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。。     

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。     

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。     

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。     

微藻气化发电生命周期评价及碳循环分析

运用ICA的方法,对4MW的微藻气化发电系统进行分析,计算出全生命周期的资源消耗和环境影响潜值.结果表明干微藻气化能产生气体的热值是17.7MJ/kg,每生产1MW·h的电能需消耗908.41kg微藻,产生的总环境影响负荷是2.175人当量,资源消耗系数是1.455毫人当量.由于微藻的光合作用能固定尾气中的CO2,若将烟道尾气用于微藻的养殖,将尾气中50%的CO2的吸收用于自身的生长,大大降低了CO2的排放量.全球变暖潜值(GW)由原来的0.196降低至0.141,下降了28%,由于CO2的减排使环境总负荷也下降了3%,表明尾气的循环利用对减轻环境负荷具有十分重要的意义.     

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。     

易腐垃圾生物处置的典型案例与全生命周期评价

针对生物处置技术中的生物好氧堆肥方式和阳光房厌氧发酵方式处置易腐垃圾,建立模型并收集能源和环境排放的数据,采用全生命周期评价方法进行评价,并与传统的填埋、焚烧方式对比。结果表明:在能源消耗方面,阳光房厌氧发酵处置的能源消耗为61.190 MJ/t易腐垃圾,生物好氧堆肥处置的能源消耗为642.376 MJ/t易腐垃圾;在环境影响方面,生物好氧堆肥处置对环境影响的加权值为-20.237,阳光房厌氧发酵处置的为0.302。在能源消耗方面,阳光房厌氧发酵处置易腐垃圾方式低于生物好氧堆肥方式,但均高于填埋、焚烧处置方式。在对环境影响方面,生物好氧堆肥方式为最佳方案,对环境产生正面影响。阳光房厌氧发酵方式对环境产生负面影响,但仍优于焚烧处置方案。     

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%。     

典型生物质发酵制取燃料乙醇环境影响分析

结合生命周期评价方法与层次分析方法对杨木、玉米秸秆、甘蔗渣3种典型纤维素生物质的发酵制取燃料乙醇工艺进行环境影响评价。针对酸化、富营养化、全球变暖、化石能源消耗、光化学污染、人体毒性6种环境类型进行分析对比,并选取3个不同视角分析生物质发酵工艺所带来的环境影响。结果表明：农业阶段和生产阶段所产生的温室效应在全生命周期过程中占比最高;全球性视角下,全球变暖影响占比较高;区域性和局地性视角下,工艺的酸化影响最严重。     

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%。     

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。     

中国农业沼气工程生命周期评价

文章系统回顾了中国农业沼气工程的生命周期评估（LCA）研究,以生产利用1 MJ沼气为统一功能单位,对其环境影响进行了定量的对比分析。研究结果表明：受系统边界和参考系统选择等因素的影响,中国农业沼气工程LCA研究的结果差别很大,但大都能显著减少化石能源消耗和温室气体（GHG）排放;中国农业沼气工程生命周期能耗为0.01～0.76 MJ/MJ,节能收益最高可达2.27 MJ/MJ,利用煤炭加热保温是高能耗的最主要因素;中国农业沼气工程生命周期的GHG排放为9～219 g/MJ,GHG减排收益为33～787 g/MJ,其在环境酸化、富营养化和光化学氧化等环境影响方面的效益有待更多的研究确认。     

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%。     

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。     

广州市生活垃圾处理工艺的生命周期评价

运用生命周期评价(Life Cycle Assessment,即LCA)方法,以广州市生活垃圾的不同处理方式为研究对象,对卫生填埋、焚烧处理和综合处理方式进行了较为系统的生命周期评价。通过目标和范围的确定,对每种处理方式的各个子过程进行了生命周期清单分析及环境影响潜值的计算,结果表明:卫生填埋、焚烧处理和综合处理方式的环境影响潜值分别为5.24×10-2人当量、4.85×10-2人当量和1.68×10-2人当量,综合处理方式明显优于另两种方式。最后根据清单分析及环境影响评价,对每种处理方式的缺点进行了分析并提出建议。     

基于生命周期法的电站锅炉静电除尘器环境影响评价

静电除尘器在我国电厂烟尘减排中广泛应用,运用生命周期法(exergy life cycle assessment,ELCA),以某电厂600 MW锅炉的静电除尘器为研究对象,对钢铁生产和运输及静电除尘器运行3个过程进行清单分析,计算不同过程能源消耗及环境影响。结果表明:每年烟气直接排入大气造成的环境影响潜值为2 575 894.44人当量,但静电除尘器可以将其环境影响潜值降低到4 052.95人当量。因此,静电除尘器可以有效改善环境影响。     

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。     

生物油的提质及对热值的影响

为提高生物油的热值并降低其腐蚀性,采用氧化镁、氧化钙为反应物,对生物油中的羧酸进行转化分离。考察反应物氧化镁、氧化钙不同物质的量比(MgO;MgO/CaO=9∶1;MgO/CaO=8∶2;MgO/CaO=7∶3;纯CaO)对生物油热值的影响规律。研究结果表明:与氧化镁单独和生物油反应相比,氧化钙的加入能小幅度提高水相的质量和生物油的热值。镁钙物质的量比为9∶1时,生物油的pH由原来的2.5提高到6.5,相分离得到的m(油相)/m(水相)=75∶25;生物油的热值由原来的16.819 MJ/kg提高到20.063 MJ/kg,提高了19.29%;当镁钙物质的量比超过9∶1时,随着氧化钙比例的增加,生物油热值的提高值减小。     

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。