【摘要】：水對生物質(zhì)能的生產(chǎn)十分重要。生物質(zhì)作為低碳能源在解決全球能源供應(yīng)和氣候變化中發(fā)揮關(guān)鍵作用,然其迅速發(fā)展不可避免地造成了水資源壓力。在全球水資源過度開發(fā)和稀缺的情況下,科學(xué)評估生物質(zhì)能的水資源消耗對可再生能源的可持續(xù)性利用具有重要意義。本文以利用第二代生物質(zhì)—農(nóng)業(yè)廢棄物的三種典型生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù),包括生物質(zhì)直燃發(fā)電、生物質(zhì)氣化發(fā)電、生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)為研究對象,基于水足跡理論,采用先進(jìn)的混合生命周期分析法,通過構(gòu)建系統(tǒng)邊界、評估指標(biāo)和計(jì)算模型,首次全面核算了包括生物質(zhì)農(nóng)業(yè)種植、生物質(zhì)運(yùn)輸、工廠建筑設(shè)施及設(shè)備、運(yùn)行及維護(hù)、污水處理五個(gè)階段的中國典型生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)的生命周期水足跡。研究結(jié)果顯示,三種生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)中,熱解多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)水資源利用效率最高,生命周期水足跡為4.62m~3/GJ,遠(yuǎn)低于直燃發(fā)電系統(tǒng)(10.74m~3/GJ)和氣化發(fā)電系統(tǒng)(20.69m~3/GJ)。對于熱解多聯(lián)產(chǎn),直燃發(fā)電和氣化發(fā)電三種技術(shù)的不同階段的水足跡中,生物質(zhì)農(nóng)業(yè)種植階段的水足跡占比最大,依次占比83.32%,85.89%和90.26%。間接水足跡為總體水足跡的主要構(gòu)成部分,而綠水、藍(lán)水和灰水足跡在總體水足跡中的分布則較均勻。另外,對比研究發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)生命周期水足跡均大于傳統(tǒng)化石能源;但小于其他生物質(zhì)利用技術(shù)。最后,情景分析表明生物質(zhì)農(nóng)業(yè)種植階段的秸稈分配系數(shù)會對水足跡核算結(jié)果造成很大影響,其他敏感性分析結(jié)果指出提高系統(tǒng)產(chǎn)能效率和高效節(jié)水管理措施對降低生命周期水足跡具有明顯效果。
【圖文】：

中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)水足跡評估方法框架物質(zhì)直燃發(fā)電、生物質(zhì)氣化發(fā)電、生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)為研命周期水足跡。圖 2-1 列出了本研究的三種典型生物質(zhì)均以第二代生物質(zhì)原料，即農(nóng)作物秸稈為燃料，經(jīng)過不同式的能源終產(chǎn)品。生物質(zhì)直燃發(fā)電和生物質(zhì)氣化燃?xì)?蒸均為電能，生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)終產(chǎn)物為生物質(zhì)燃?xì)庵写滓簽榉悄茉串a(chǎn)物。燃燒

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)系統(tǒng)是開放的可再生能源系統(tǒng)，在進(jìn)行水足跡分析時(shí)，需要將系統(tǒng)整個(gè)生命周期內(nèi)的直接水足跡和間接水足跡均考慮在內(nèi)。從圖 2-2 可知，直接水足跡包括兩個(gè)方面：（1）生物質(zhì)原材料農(nóng)業(yè)種植過程中消耗的雨水、地表水等水資源；（2）熱轉(zhuǎn)換技術(shù)工廠運(yùn)行階段維護(hù)過程中的河水或者湖水消耗。間接水足跡也包括兩個(gè)個(gè)方面：（1）系統(tǒng)在生物質(zhì)燃料種植、生物質(zhì)運(yùn)輸、工廠基礎(chǔ)設(shè)施修建、設(shè)備生產(chǎn)等過程中消耗的大量化肥、農(nóng)藥、柴油、設(shè)備等產(chǎn)品在其生產(chǎn)過程中消耗的水資源；（2）生物質(zhì)農(nóng)業(yè)種植過程化肥使用帶來的農(nóng)業(yè)種植水污染。間接水消耗灌溉服務(wù)
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TK6

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王長波;張力小;龐明月;;生命周期評價(jià)方法研究綜述——兼論混合生命周期評價(jià)的發(fā)展與應(yīng)用[J];自然資源學(xué)報(bào);2015年07期

2 劉杰云;沈健林;邱虎森;王聰;周萍;李勇;吳金水;;生物質(zhì)炭添加對農(nóng)田溫室氣體凈排放的影響綜述[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2015年02期

3 閆金定;;我國生物質(zhì)能源發(fā)展現(xiàn)狀與戰(zhàn)略思考[J];林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè);2014年04期

4 閆苗祥;楊軍耀;;鄭州市作物需水量影響因素主成分回歸分析[J];節(jié)水灌溉;2014年07期

5 劉標(biāo);陳應(yīng)泉;何濤;楊海平;王賢華;陳漢平;;農(nóng)作物秸稈熱解多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2013年16期

6 孫爽;楊曉光;李克南;趙錦;葉清;解文娟;董朝陽;劉歡;;中國冬小麥需水量時(shí)空特征分析[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2013年15期

7 甄恩明;蔡正達(dá);王文紅;;淺談生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)及應(yīng)用潛力[J];云南電力技術(shù);2012年02期

8 呂游;蔣大龍;趙文杰;劉吉臻;;生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)與燃燒分析研究[J];電站系統(tǒng)工程;2011年04期

9 蓋力強(qiáng);謝高地;李士美;張彩霞;陳龍;;華北平原小麥、玉米作物生產(chǎn)水足跡的研究[J];資源科學(xué);2010年11期

10 萬思本;蔡文鋼;王智微;;燃燒生物質(zhì)水冷振動爐排鍋爐的研發(fā)及應(yīng)用[J];熱力發(fā)電;2010年09期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 張叢叢;生物質(zhì)直燃發(fā)電鍋爐控制方案設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D];山東大學(xué);2016年

2 韓菲;生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)生態(tài)熱力學(xué)評價(jià)研究[D];華中科技大學(xué);2015年

3 莊鈉;引入環(huán)境成本的化肥最經(jīng)濟(jì)投入量研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

4 涂玉;污泥調(diào)理中混凝劑對污泥脫水性能影響研究[D];南昌大學(xué);2008年

，

本文編號：2655817