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生物质固体成型燃料技术路线生命周期环境影响评价

谢小天  
【摘要】:生物质固体成型燃料是利用致密成型技术将生物质加工成易储藏、使用方便的生物质颗粒或棒状、块状燃料,可直接替代煤炭进行燃烧,与其他生物燃料相比,具有生产工艺简单、易操作、设备原料适应性强、运输燃烧方便等特点,易于实现产业化生产和大规模推广;与其他非生物基煤炭替代燃料相比,生物质固体成型燃料具有可再生性的特点,且可有效避免秸秆露天焚烧带来的空气污染,是一种有效的清洁燃料。本研究基于生物质成型技术发展现状,挑选现阶段应用广泛、未来发展前景广阔的技术和设备,组成不同的技术路线,利用生命周期评价方法确定统一的系统边界和背景数据,以1吨生物质固体成型燃料为功能单位。对我国生物质固体成型燃料不同技术路线的环境效益进行对比分析,以期为生物质固体成型燃料生产技术路线选择与优化提供参考,主要研究内容如下:(1)对生物质固体成型燃料原料生产、原料收集运输、压制成型、产品输送、产品燃烧、灰烬处理等阶段的环境输入输出数据进行收集,经计算和转换表达为同一功能单位下的终端交换量。完成对前景数据和背景数据进行分类,特征化。对CML方法的不可再生资源消耗、全球变暖等10种环境影响类型进行分类特征化分析。在单一环境影响类型中,最显著的类型为淡水生态毒性,贡献率可达58.3%~67.1%;其次为光化学烟雾,比重约为9.9%~17.1%。(2)利用全球人均环境排放标准化基准及环境税加权方法对六条生产技术路线下的生物质固体成型燃料生命周期生产的过程中,各种类型环境影响指数进行计算与环境影响成因进行分析,选择综合环境影响较低的路线。生物质固体成型燃料生命周期总环境影响指数为10.27~11.11人当量,不同技术选择对其影响较大。经过生命周期环境影响比较路线4的综合环境影响最小(单一分值为10.27)。(3)对生物质固体成型燃料进行生命周期敏感性分析,选取种植分配比、运输距离和燃烧排放量等单因素进行敏感性分析,每次选取一种因素在指定范围内变化而其他因素固定不变。改变分配方法,对评价结果中水生生态毒性和富营养化潜力变化率分别为32.6%和15.7%。(4)通过比较分析了国内外生物质固体成型产业发展的政策规划,及我国固体生物能源发展中的技术及非技术阻碍,确定了投资融资,产业链供应,市场刚需等方面的阻碍,对帮助建立市场和基础设施,确定发展优先级,促进生物质固体成型燃料可持续有活力的发展有借鉴意义。


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