前沿
生命周期分析 (Life Cycle Analysis, LCA) 是评价一个产品系统生命周期整个阶段------从原材料的提取和加工,到产品生产、包装、市场营销、使用、再使用和产品维护,直至再循环和最终废物处置------的环境影响的工具。
一:生命周期评价理论及常用指标与分析方法
1.1 生命周期评价
1.2 生命周期评价的原则框架与要求指南
1.2.1 目的与范围的确定,包括系统边界、功能单位等;
1.2.1 清单分析,包括数据收集(物质能量输入、输出)、数据库等;
图 1 生命周期评估系统边界示例
1.3 生命周期分析的常用指标及分析方法
1.3.1 影响类型及分类,以及影响类型的计算(特征化);
1.3.2 包括不同评估方法的对比;
1.3.3 归一化、分组和加权;
图 2 不同评估方法所涵盖的影响类型
1.4 生命周期分 析结果的解释,包括重大问题识别、敏感性分析、结论建等。
图 3 生命周期评估Monte Carlo模拟示例
二:OpenLCA生命周期评估模型构建与分析
2.1 OpenLCA、下载与安装
2.2 OpenLCA的基本操作
2.2.1 OpenLCA的界面
2.2.2 数据库的下载与导入
2.2.3 创建用户自定义数据要素及相关的选项参数调整
2.2.4 结果计算
2.3.1 不同材质矿泉水瓶的生命周期评估模型构建与分析
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研究目标、系统边界、功能单元的确定
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矿泉水瓶生产系统的模型构建与数据输入
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模型计算以及不同参数结果的对比
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矿泉水瓶废弃环境影响的评估
图 5 生命周期评估结果
2.3.2 热电厂工艺改进及CCS对碳中和的贡献
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热电厂生命周期评估模型的构建及碳排放分析
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热电厂工艺改进后碳排放分析
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引入CCS技术后的减排分析
2.3.3 生物质固体颗粒加工厂优化选址对碳排放和能源消耗的影响
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固体颗粒生命周期评估模型的构建
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固体颗粒加工厂厂址的优化
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对比不同情景下固体颗粒生产的碳排放和能源消耗
图 6 加工厂厂址优化的示例
三:基于GREET气体排放、能源消耗计算及生命周期评估模型构建方法
3.1 GREET
对GREET的应用范围和发展历程进行简要
模拟多种交通工具与燃料燃烧的能源消耗和气体排放
3.2 下载与安装
GREET的主要模块、下载方法及安装技巧
3.3 软件基本操作技巧
3.3.1 软件操作界面
3.3.2 软件基本操作
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燃料生产和燃烧、交通工具气体排放的提取
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数据输入、管理、编辑
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生命周期评估模型的构建
图 7 原料运输途径模型设置实例
3.4.1 柳枝稷生产生物乙醇的温室气体排放
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确定研究目标和系统边界
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构建模型
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调整参数
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输出和整理结果
图 8 柳枝稷生产生物乙醇的生命周期评估模型
3.4.2 气候变化下柳枝稷产量变化对温室气体排放的影响
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不通过气候变化情景下,柳枝稷产量的提取(GAEZ模型)
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利用R语言处理NetCDF数据
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修改GREET内的参数,获得评估结果
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将评估结果绘制地图
四:生物质碳排放评估构建及基于R语言结果分析
4.1 生物质碳排放的特殊性
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生物质能源化利用的必要性
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生物质源碳排放的特殊性
4.2 生物质碳排放的评估框架的构建
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化石能源的GHG排放
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生物质源CO2的温室效应
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生物质再生长的抵消作用
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利用与未利用的固碳差异
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评估框架在R语言环境中的实现
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参数的设定
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森林再生长和剩余物分解的模拟(YASSO模型)
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调整R语言程序,运行获取结果
图 10 YASSO模型框架
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参数的设定
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餐厨垃圾分解的模拟(LandGEM模型)
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调整R语言程序,运行获取结果