车用低碳醇燃料全生命周期评价研究

摘要

随着我国快速增长的车用燃料需求与我国“贫油、少气、富煤”的能源结构之间的矛盾日益突出，由此产生的环境污染与经济情况受到了严峻的挑战。因此，研究新型车用燃料来解决传统燃料紧缺的问题，不仅能够减少一次能源的消耗，同时也会使其污染物的排放大幅度降低。但是，车用替代燃料上游阶段生产过程的能源消耗和环境排放物不容忽视，因此，对车用替代燃料进行全生命周期评价是很有必要的。
　　本文在低碳醇燃料原料开采、运输及生产和使用阶段相关数据的基础上，基于煤基甲醇和木薯乙醇的制备方法，根据生命周期评价原理，建立符合我国国情的低碳醇燃料全生命周期一次能源消耗与环境排放分析模型。运用GaBi6.0软件建立了低碳醇燃料全生命周期评价模型，根据低碳醇燃料全生命周期三个阶段的燃料消耗与环境排放因子，得到其全生命周期的一次能源消耗、标准环境排放物VOC、CO、NOx、PM2.5、SO2以及温室气体CO2、CH4和N2O的排放情况。最后运用CML2001评价方法对模型结果进行特征化和归一化处理，得到低碳醇燃料生命周期资源与环境影响评价数据，利用敏感度分析法对低碳醇燃料三个阶段的环境影响情况做了对比。
　　结果表明，从能源消耗角度看，煤基甲醇全生命周期的原油消耗量为传统汽油的22％，而木薯乙醇为传统汽油的10%左右；从环境排放角度看，低碳醇燃料的环境污染物较传统汽油而言大部分有所减少，而煤基甲醇的 CO2排放略有上升，木薯乙醇NOx排放增加。根据对低碳醇燃料三个阶段的环境影响敏感度分析可知，煤基甲醇的原料阶段对环境影响最为敏感，木薯乙醇的车辆阶段对环境影响最为敏感。
　　低碳醇燃料相比于传统汽油无论是能源消耗方面还是环境排放方面均有不同程度的提高和改善，对于甲醇的制取可以研发基于植物或其他可再生资源以此减少一次能源的消耗，对于排放较多的气体可以采取CO2填埋技术、脱硫技术等已经发展很成熟的技术来降低，从而使低碳纯燃料的推广与发展更适应环境和社会的要求。

目录

第一章 绪论

1.1 研究背景及目的

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容及技术路线

第二章 低碳醇燃料的生命周期能源消耗与环境排放分析模型

2.1 生命周期分析方法

2.2 分析指标的确立

2.3 时间范围和功能单位

2.4 上游阶段（WTW）能源生产过程的算法分析

2.5 车辆运行阶段（TTW）算法分析

2.6 全生命周期（WTW）算法分析

2.7 本章小结

第三章 车用燃料生命周期上游阶段的能源消耗与环境排放分析

3.1 基础数据

3.2 一次能源开采过程的能源消耗和环境排放

3.3 能源运输环节分析

3.4 电力生产与运输环节

3.5 低碳醇生产环节分析

3.6 低碳醇燃料上游阶段分析

3.7 本章小结

第四章 基于GaBi 6.0的低碳醇燃料全生命周期模型

4.1 生命周期评价工具的简介

4.2 GaBi 6.0软件的操作及内容

4.3 基于GaBi 6.0建立甲醇生命周期评价模型

4.4 基于GaBi 6.0软件建立乙醇生命周期评价模型

4.5 低碳醇全生命周期能源消耗与环境排放对比分析

4.6 本章小结

第五章 低碳醇燃料全生命周期评价

5.1 评价方法

5.2 环境影响类型

5.3 特征化

5.4 归一化

5.5 敏感性分析

5.6 本章小结

结论与展望

1、全文总结

2、工作展望

参考文献

附录

攻读学位期间取得的研究成果

致谢