微藻生物柴油生命周期的能量平衡与碳平衡分析

微藻生物柴油是一种新型工业能源生产模式,其系统作为一个复杂的体系,构成、影响因素和评价指标较多。能量的消耗和产生,以及温室气体排放的多少(净碳排放量)是评价其可持续性的重要标准。该文模拟设计了一个微藻生物柴油综合炼厂,基于生命周期分析原理,建立了微藻生物柴油的能量及碳平衡分析方法,计算了微藻生物柴油生命周期的净能量盈余和净碳排放量,并对其影响因素进行了分析。研究结果表明:微藻生物柴油的整个生产加工过程中,整个系统的能量产出大于能量消耗,CO_2的固定量也大于整个系统的CO_2排放量。由此可以看出,微藻生物柴油是一种具有巨大的可持续发展潜力并且对环境友好的新型燃料。     

车用合成燃料能源消费和温室气体排放对比分析

为了评价在我国发展以天然气和煤为原料的车用合成燃料所带来的能源和全球变暖影响,使用“从矿井到车轮”的方法对甲醇、二甲醚和费托柴油在资源开采、炼制加工、运输分配及最终使用中的能耗和温室气体排放进行定量计算,并与传统汽油和柴油的相关指标进行对比。计算结果表明,甲醇、二甲醚和费托柴油的全周期石油消耗远低于汽油和柴油,对解决中国石油安全问题有一定作用。在能源消费总量、化石能源消费量和温室气体排放量方面,天然气基燃料优于煤基燃料,但两者均明显劣于汽柴油,对中国未来承担温室气体减排责任构成潜在压力。     

车用合成燃料能源消费和温室气体排放对比分析

为了评价在我国发展以天然气和煤为原料的车用合成燃料所带来的能源和全球变暖影响,使用“从矿井到车轮”的方法对甲醇、二甲醚和费托柴油在资源开采、炼制加工、运输分配及最终使用中的能耗和温室气体排放进行定量计算,并与传统汽油和柴油的相关指标进行对比。计算结果表明,甲醇、二甲醚和费托柴油的全周期石油消耗远低于汽油和柴油,对解决中国石油安全问题有一定作用。在能源消费总量、化石能源消费量和温室气体排放量方面,天然气基燃料优于煤基燃料,但两者均明显劣于汽柴油,对中国未来承担温室气体减排责任构成潜在压力。     

生物柴油环境影响的全生命周期评价

采用生命周期评价方法(LCA),评估了生物柴油项目对环境的影响。统计了以菜籽油、麻疯树油、地沟油为原料的生物柴油全生命周期(包括作物的种植、收获、运输、预处理,以及生物柴油的生产和配送和消费)的各种污染物排放。结果表明:生物柴油全生命周期中,CO2排放量低于石化柴油,HC、CO排放量与石化柴油接近,NOx、可吸入微粒排放量略高于石化柴油,SO2排放量远高于石化柴油。生物柴油排放的SO2主要发生在种植和生产环节,其他气体污染物排放主要在车辆使用阶段。这几种作物的生物柴油全生命周期排放的液体和固体废弃物远高于石化柴油。因此,需要开发新品种油料植物。     

氢动力汽车和电动汽车在中国的应用前景分析

为了分析电动汽车和氢动力汽车在中国的应用前景,使用从油井到车轮的生命周期评价方法,对以煤基原料提供动力的电动汽车和氢动力汽车的循环的生命周期化石能消耗和温室气体排放进行了对比。结果表明:从全生命周期的角度看,未采用CO2捕集与封存技术时,电动汽车在生命周期化石能消费和温室气体排放方面优势明显。随着CCS技术的大规模商业化,氢动力汽车的全生命周期温室气体排放将优于电动汽车,但这需要以生命周期化石能消费的增加为代价,中国政府有必要加大对电动汽车的关注。     

沥青路面温室气体排放评价方法

沥青路面温室气体排放显著,目前中国尚无全面的沥青路面建设过程温室气体排放评价体系。应用生命周期评价法,根据新建沥青路面工程建设过程划分了沥青路面温室气体排放评价体系边界,提出了各建设阶段温室气体排放评价指标,研究了温室气体排放指标的测算方法,以此为基础建立了中国沥青路面建设过程温室气体排放指标的综合评价体系;同时,针对中国典型路面结构进行了温室气体排放评价分析。研究结果表明:沥青面层拌和阶段温室气体排放量居首位,占总量的50%以上,其次是原材料生产阶段;节能减排措施应以机械设备能耗控制为主,选用节能高效的机械设备,优化施工组织设计;半刚性基层/底基层原材料生产阶段排放最大,约占总排放量的98%,其中水泥排放占92%,节能减排措施应以原材料控制为主,选用高效节能方法生产水泥产品。     

芜湖市金桂全生命周期的碳足迹分析

为研究乔木生长发育过程中温室气体排放等对城市环境造成的负面影响,本研究以芜湖市金桂树(Osmanthus fragrans var.thunbergii)为对象,运用混合生命周期评价技术核算其生命周期各阶段中的碳足迹。结果显示:CO_2是乔木生命周期排放的主要温室气体,占比达98.5%。随着日常管理维护频率的增强,碳足迹不断升高。机械燃油是直接碳排放的主要贡献者。外界经济系统的物质能源投入造成的间接温室气体排放比直接排放高出53.14%。本研究结果将为城市金桂树的管理方式提供决策支持,并为日后同类树种的管理提供数据与理论参考。     

二甲醚中巴客车生命周期分析研究

通过发动机台架试验和道路运行,比较了牡丹中巴车使用煤基二甲醚燃料和普通柴油的能耗与排放.结合燃料生产阶段和运输过程的数据,分析和比较了两种燃料在中巴车上应用的全生命周期指标.结果表明:与柴油车相比,在全生命周期内,二甲醚中巴车的总能耗、CO2、颗粒和SO2分别增加了201.3%、291.2%、94.2%和86.7%;挥发性有机化合物、CO和NOx分别下降了30.5%、65.3%和26.4%;在车辆应用阶段,除CO2外,二甲醚中巴车的所有排放均有降低.     

基于生命周期的能源上游清单分析模型改进

对已有清单模型进行改进,提出一种新的能源上游清单模型及算法,使环境负荷因子的清单结果可以追溯到最终端.能源上游清单分析的迭代计算中不但考虑了能源开采、生产阶段,还考虑了运输以及输配等阶段的能耗及环境排放,为能源下游分析乃至整个能源系统的生命周期分析搭建了牢固的基础平台.能源生命周期分析模型包含了生命过程部分和高阶循环部分2个层次.计算结果显示,二次能源如电力的上游阶段生命周期能耗LCEC和生命周期环境排放LCEE较一次能源大,因此调整能源结构,增加清洁、可再生能源在发电方式中所占的比例,对于减少我国大气污染和温室气体排放有重要意义.     

中国原生铝工业的能耗与温室气体排放核算

为了研究中国原生铝工业的能耗与温室气体排放情况,借鉴国际铝协提出的铝工业能耗及温室气体排放核算框架和方法,对中国原生铝工业进行了相应的核算。结果表明:2005年中国原生铝工业消耗6 578万t标准煤,占全国能耗的2.9%;原生铝电解环节的能耗及温室气体排放分别占原生铝工业总能耗及总温室气体排放的67.7%和82.7%;电能消耗分别为原生铝工业的能耗和温室气体排放贡献71.9%和69.2%。改善电力结构可以有效降低中国原生铝工业的能耗和温室气体排放。     

生物柴油对能源和环境影响的研究

基于美国能源部的生物柴油统计数据，利用生命循环分析法，对生物柴油从生产到消耗的生命循环中的能量消耗和产出、循环中的排放以及生物柴油汽车尾气排放等方面进行了分析。分析结果表明：生物柴油循环的石化能效比提高，大约是柴油的4倍；生物柴油循环中CO2排放降低，大约降低了78.4%；发动机排气管有害物质的排放中，除NOx排入增加8.89%外，CO、HC、PM等有害物质的排放大幅度降低。     

林业生物柴油可持续发展研究进展

林业生物柴油作为可替代柴油的生物质能源之一,已在中国、印度、马来西亚、印度尼西亚与泰国等国家得到快速发展,其发展是否可持续值得重点关注。在概述主要国家林业生物柴油发展现状的基础上,基于2010年以来的国内外相关研究,分别从经济、环境、社会3个方面分析了当前林业生物柴油发展的可持续性,探讨了影响其可持续发展的关键因素。结果表明：当前林业生物柴油发展的可持续性较弱,绝大多数生产项目经济效益为负值;温室气体（GHG）减排效益明显,与石化柴油相比可减少49% ~ 85%,但SO₂、NO_x等污染物的排放明显高于石化柴油,环境综合影响仍然较大;社会效益尚不明显;原料供应系统决定了当前林业生物柴油发展的经济和环境可持续性。因此,攻克良种选育、高效栽培关键技术体系、高值化副产品开发等关键技术问题,建立多联产产业发展模式是实现林业生物柴油可持续发展的重要途径。此外,提高全生命周期评价（LCA）清单数据质量和建立综合评价指标体系可保证可持续性评价结果的准确性。     

Application and Development of Biomass Fuels for Transportation in China

Biomass fuels have become a big concern due to the large increase in green house gases and the rapid rise of petroleum prices around the world. This paper reviews recent developments in biomass fuels, such as ethanol and biodiesel, in China. Ethanol-gasoline mixture (E10) for vehicles is currently distributed in nine provinces while biodiesel is under development. One way to extend the application of ethanol is to burn it in diesel engines to lower soot emissions. The effects of the different methods blending ethanol with fossil diesel, and blending biodiesel with fossil diesel and ethanol-diesel on the combustion and emissions are investigated. The test results show that ethanol and biodiesel can be mixed with fossil diesel to greatly reduce particulate matter and soot emissions from diesel engines. But the application of ethanol blending with fossil diesel is more difficult than that of ethanol blending with gasoline, and biodiesel blending with fossil diesel. The dual-fuel injection of ethanol and diesel systems has the highest smoke reduction effect for a high ethanol fraction.     

木薯燃料乙醇生命周期能源效率评价

利用生命周期评价理论，建立了木薯燃料乙醇生命周期能源效率评价模型．以总体能源消耗、化石燃料消耗、石油消耗、净能源产出和能源综合利用率为评价指标，对木薯燃料乙醇进行了生命周期能源效率评价．结果表明：与汽油相比，木薯燃料乙醇生命周期整体能源消耗增加22%，化石燃料消耗降低54%，石油消耗降低96％，净能源产出偏低45％，能源综合利用率偏低8％．木薯燃料乙醇是潜力巨大的绿色燃料．     

柴油出租车燃用麻疯树制生物柴油的试验研究

对柴油出租车燃用生物柴油体积混合比例分别为10%(简称BD10)和5%(简称BD5)的石化柴油-麻疯树制生物柴油混合燃料及柴油(简称BD0)的经济性、排放性、可靠性等进行了试验研究.结果表明:柴油出租车燃用BD10,BD5的排放性能稳定,低于现行国Ⅱ标准规定的排放限值;与BD0比较,柴油出租车燃用BD10的百公里油耗略高,NOx+HC,NOx,CO及颗粒物排放分别降低5.3%,9.1%,15.9%,8.9%;燃用BD5的百公里油耗基本相当,NOx+HC,NOx,CO及颗粒物排放分别降低3.5%,4.9%,10.5%,3.6%,柴油出租车燃用BD10,BD5后,其喷油器头部积炭略有增加,但不影响柴油出租车的正常使用.     

柴油出租车燃用不同替代燃料的试验研究

对柴油出租车燃用柴油(BD0),柴油—废弃油脂制生物柴油混合燃料(BD10)和天然气制合成油(G100)的经济性、排放性及可靠性能进行了试验研究.结果表明:与燃用BD0比较,柴油出租车燃用BD10和G100的百公里油耗略高;燃用BD10的CO和颗粒物(PM)排放分别降低17%和9%,NOx和HC+NOx排放分别升高12%及8%;燃用G100的CO,NOx,HC+NOx,PM排放分别降低75%,9%,10%和51%;柴油出租车燃用BD10,G100后,其喷油器头部积炭略有增加,但不影响柴油出租车的正常使用.     

太阳助秸秆沼气的生命周期能耗及碳排放分析

对徐州某太阳能辅助加热的秸秆沼气系统进行了深入调研和测试,采用生命周期评价方法分析了涵盖基础设施建设、系统运行维护、秸秆运输、沼气使用以及沼液沼渣利用等各个阶段的化石能源消耗及碳排放清单.结果表明太阳能沼气系统生命周期化石能源消耗为0.173 MJ·MJ~(-1),碳排放为0.121kgCO_2eq·MJ~(-1)(二氧化碳当量).与天然气比较,秸秆沼气系统的单位热值化石能源消耗仅为天然气的15.6%,单位热值碳排放比天然气系统多55.0%.与秸秆直接露天燃烧相比,秸秆沼气系统的单位秸秆质量生命周期碳排放比秸秆直接露天燃烧低59.7%.     

基于EIO-LCA的燃料乙醇生命周期温室气体排放研究

基于中国2007年EIO-LCA模型和PLCA构建了混合生命周期评价模型, 计算了木薯乙醇生命周期的温室气体排放量, 并将间接排放分解到43个行业部门。研究显示, 木薯乙醇生命周期温室气体净排放总量为96.2 g/MJ, 其中直接和间接排放量分别为130.2和36.9 g/MJ, 光合作用吸收CO₂ 70.9 g/MJ。间接排放中, 排放最多的部门是电力、热力的生产和供应业, 占间接排放总量的32.2%。另外, 相对于传统汽油, 木薯乙醇的减排效果并不明显。混合生命周期评价模型能更全面的计算燃料乙醇生命周期的温室气体排放量, 反映间接排放在生产链各部门的分布情况, 对相关减排政策的制定具有指导意义。     

柴油机燃用多种燃料的性能与排放特性

对生物柴油、乳化油、微乳化油作为一种环保节能型燃油的理化特性进行了分析,通过在YZ4102ZLQ型发动机上采用标准0#柴油、Karte生物柴油、微乳化柴油和微乳化生物柴油以及葵花籽油等燃料进行对比试验,研究了不同燃料对发动机性能和排放特性的影响.试验结果表明,在保持柴油机转速和功率不变的前提下,不同燃料的比油耗及热效率根据工况的变化而发生变化.植物油和生物柴油能有效地降低CO的排放,微乳化柴油能显著降低碳烟的排放,微乳化生物柴油能显著降低NOx和烟度排放,但HC和CO排放量升高.