煤与秸秆成型燃料的复合生命周期对比评价

摘要

化石能源需求量日益增大但其储量有限，而且其使用也带来了严重的环境污染问题，这便使得开发使用利用生物质能源成为政府部门、科研机构和相关企业关注的热点。 中国作为一个农业大国，秸秆资源丰富，年产量在7亿吨以上，但大部分秸秆因无合理的出路被农民在田间地头大量焚烧，既污染环境，又造成了可再生资源的浪费。而秸秆成型燃料技术则是一种将秸秆由农田废弃物转化为生物质能源的技术。它是将秸秆粉碎，放入挤压成型设备，控制一定的水分比例，高压压制成棒状、块状、饼状等各种形状的燃料。 本研究利用复合生命周期对比评价方法，引入能量返还率、资源耗竭系数、环境影响负荷和生命周期成本4个参数，对煤和秸秆成型燃料在整个生命周期内的资源、能源消耗，环境影响和经济性做了对比分析。此外，为平衡能源、环境与经济三者之间的关系，建立EEE综合指标进行整体评价，从而为秸秆成型燃料替代传统能源煤提供理论依据和数据支持，同时也为政府决策提供依据。 研究发现，秸秆成型燃料的整个生命周期过程中有净能量产出，因而其具备作为化石燃料替代品的基本条件，但是其能量投入与产出比只有煤的50％左右。秸秆成型燃料生命周期的资源耗竭系数比煤小82.1％，推广秸秆成型燃料能缓解淡水资源短缺的现状。秸秆成型燃料生命周期全球变暖潜值、酸化潜值、富营养化潜值、工业烟尘和粉尘潜值以及固体废弃物潜值均比煤小，环境影响负荷比煤小81.4％，推广秸秆成型燃料可以减轻当地环境负担。秸秆成型燃料的生命周期成本比煤高19.5％，所以秸秆成型燃料的推广需要政府的财政补贴。综合煤与秸秆成型燃料生命周期能源、环境和经济指标，秸秆成型燃料的EEE指标比煤小79.8％，所以秸秆成型燃料是一种比较好的能源类型。 虽然秸秆成型燃料具备替代煤的潜力，但是其产业化发展还受原料、技术和外部环境3个瓶颈制约，因此需要在政府相关政策支持下，加快成型技术基础研究，使秸秆成型燃料向实用、高效、低成本方向规模化快速发展。

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引言

1秸秆成型燃料与生命周期评价研究进展及本论文选题依据

1.1生物质能源

1.1.1生物质及生物质能简介

1.1.2国内外生物质能利用现状

1.2秸秆成型燃料

1.2.1秸秆及秸秆成型燃料概况

1.2.2秸秆成型燃料国内外研究进展

1.3生命周期评价(LCA)及其发展和国内外研究现状

1.3.1 LCA的定义与技术框架

1.3.2 LCA的发展历程

1.3.3 LCA国内外研究现状

1.4本课题的选题依据及意义

1.5本课题的主要内容

2复合生命周期对比评价方法

2.1目的和范围的确定

2.2清单分析

2.3生命周期影响评价

2.3.1能量返还率(rE)

2.3.2资源耗竭系数(RDI)、环境影响负荷(EIL)

2.3.3生命周期成本(LCC)

2.3.4 EEE指标

2.4生命周期解释

3煤与秸秆成型燃料的生命周期对比评价

3.1对象企业概况

3.2煤与秸秆成型燃料的生命周期对比评价

3.2.1目的和范围的确定

3.2.2清单分析

3.2.3影响评价对比

3.2.4改进措施

4秸秆成型燃料产业化分析

4.1目前发展秸秆成型燃料存在的问题

4.1.1秸秆对成型燃料发展的制约

4.1.2技术对秸秆成型燃料发展的制约

4.1.3外部环境对秸秆成型燃料的制约

4.2对秸秆成型燃料发展的建议

4.2.1政策建议

4.2.2技术建议

5结论与展望

5.1结论

5.2下一步工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢