基于生命周期评价的中国清洁燃煤发电系统的环境影响研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:juese1234567
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
中国已建成全球最大的清洁煤电供应体系。其中,以超低排放(ULE)技术为代表的末端治理技术是现阶段我国煤电清洁利用的主要技术手段。然而,“超低排放”并非无排放。尽管煤电生产过程中所排放的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)以及颗粒物(PM)显著下降,但煤电生产上下游的环境问题却未得到有效控制。此外,虽然以超低排放技术为代表的清洁煤电在主要大气污染治理上取得了显著效果,然而巨大的碳排放问题仍未得到解决。煤电所产生的二氧化碳(CO2)仍是我国清洁煤电当前发展的重要挑战。一方面,CO2排放尚未纳入监管和技术标准体系。另一方面,作为解决煤电碳排放问题的碳捕获、利用或封存技术(CCS/CCU)目前也存在应用推广、能源资源消耗以及环境综合效益等多方面问题。统筹协调好节能、减碳、节水以及其他污染物排放之间的相互关系,是进一步推动煤电清洁发展的当务之急。因此,有必要对不同煤电技术的环境影响进行系统分析和全面评估。鉴于此,本文采用生命周期评价(LCA)方法对传统燃煤电厂、ULE燃煤电厂以及富氧燃烧燃煤电厂CCS/CCU系统进行了系统全面的环境影响分析。通过引入新的边界处理方式解决了LCA分析多功能性系统的局限性,并提出了改进后的LCA方法体系。在此基础上结合我国本土化能源和资源稀缺因子,进一步构建了燃煤发电系统的生命周期评价框架,分析量化了各燃煤发电系统在初次能源消耗(PED)、非生物资源消耗(APD)、全球变暖影响(GWP)、水资源消耗(WU)、酸化(AP)、富营养化(EP)以及可吸入颗粒物(RI)的环境影响。研究结果表明,在传统燃煤电厂上采用ULE技术可以分别减少79.34%的AP影响潜值、63.49%的EP影响潜值以及98.33%的RI影响潜值,但也明显增加了38.92%的WU影响潜值以及不超过2.56%的PED、ADP和GWP影响潜值。相比之下,富氧燃烧燃煤电厂CCS/CCU系统的LCA评价结果中的GWP潜值降低了59.67%/60.78%,但PED、ADP以及WU的影响潜值却增加了60.67%-67.73%。此外,CCS/CCU和ULE燃煤发电系统在EP、AP以及RI的影响潜值相差不超过5.19%。ULE系统所产生的脱硫石膏以及CCU系统中的CO2被视为对环境有益的副产品纳入了LCA系统边界内,其所抵消的环境影响潜值分别为0.02%-0.51%和0.28%-9.40%。最后结合分析过程中的不确定性以及评价结果的可靠性,对不同燃煤电厂生命周期清单建模过程中的关键参数进行了敏感性分析,包括电厂效率、运输距离、污染物控制参数以及富氧燃烧技术参数等。评估分析了其不确定性的影响,进一步提高了结果的可靠性和代表性,从而为决策者提供了不同发电技术方案全面、可靠的环境可持续性信息,有利于推动我国煤电清洁低碳发展。
其他文献
近年来,四旋翼飞行器编队、多机协同控制和四旋翼飞行器与其它运动体的协同控制引起了人们的广泛关注。尽管在过去几年四旋翼分布式控制的理论与应用均取得了较大进展,但是大多数结果都未考虑飞行器受到的速度和加速度约束。针对这一问题,本文研究了受速度和加速度约束的四旋翼飞行器的分布式编队控制问题,考虑了固定通信拓扑和切换通信拓扑两种情况,分别利用非线性小增益定理和不变集原理设计了具有串级结构的分布式编队控制器
我国海洋石油、天然气以及一些可再生资源丰富,开发潜力巨大,而这些资源的运输需要大量的可靠性船舶。众所周知,全世界每年都发生多起严重的海难事故,其中绝大多数都是由于船舶相撞或触礁而造成的,这些海难事故对人们的生命财产安全造成了极大损害,且船舶的油气泄漏还会造成非常严重的环境污染,所以通过改变船板钢的特性而提高船舶海上航行的安全性是当下研究的重中之重。一般强度的船板钢已经不能满足使用性能的要求,而EH
随着汽车产量和保有量的高速增长,环境恶化和能源短缺问题越来越严重,汽车轻量化的需求越来越紧迫。使用轧制差厚板可以根据零件的承载性能要求设计零件厚度,从而实现轻量化。车身B柱是典型的汽车侧面安全组件,在侧面碰撞发生时用以保护车内乘客的安全。将差厚板技术应用于车身B柱上,可使其在保持安全性的同时减轻重量。本文即针对差厚板热冲压车身B柱的设计与优化进行研究。为便于实验研究,将B柱外板主要承力部分的结构简
近年来,多智能体系统一致性性能优化问题在优化控制领域中受到国内外研究者的广泛关注,其中多智能体系统一致性收敛速度及系统能耗是性能优化的研究热点。多智能体系统性能优化问题通常是在性能指标给定的情况下,通过优化控制器的方式或者在某类控制器的作用下通过优化拓扑的方式,使系统在最优的性能下完成目标任务。因此本文将从拓扑图优化、控制器优化以及两者的结合来提升多智能体系统一致性的性能。首先,通过拓扑图的优化来
叶盘与叶片作为航空发动机的主要组成部分,对发动机的性能起着重要的作用。与传统叶盘相比整体叶盘具有重量轻、结构简单、气动效率高等优点已成为高推重比发动机的必选结构。由于增材制造技术成本低、周期短和适合复杂零件的直接近终成形,而且能够实现双合金整体叶盘的制备,根据叶盘与叶片所需的不同服役性能要求采用不同的材料制备整体叶盘。其中叶盘及叶片用两种材料的过渡区要求组织性能均匀平缓过渡才能实现整体叶盘的服役性
随着我国铁路向高速、重载、低成本的方向发展,我国对铁路车辆所用材料的要求越来越严格,对材料的耐大气腐蚀能力和强度的要求越来越高。本文开发高耐蚀型Q350EWR1和Q450EWR1耐候钢,大幅度提高耐候钢耐大气腐蚀性能,以延长铁路机车的使用寿命,减少车体的更换。本文的主要研究工作和研究结论如下。(1)在低C、P和S的基础上,复合添加Cu、Cr和Ni等合金元素完成了高耐候钢Q350EWR1和Q450E
汽车行业的发展在给人类带来交通便利的同时,也造成了严重的环境污染。能源和安全问题也越来越受到人们的关注,这对汽车轻量化、安全性、节能环保等指标的要求也越来越高。而高强钢是汽车轻量化、保证安全性和节能减排的首选材料,也是未来汽车用钢的主要发展趋势。由于高强度低合金钢具有良好的焊接性能和足够的强度及冲压性能,被广泛应用于汽车产业中。本文以Nb-Ti和Nb-V-Ti两种体系的低合金高强钢为研究对象,通过
双轮平衡车由两个轮子支撑,通过控制两个轮子的转速,可以实现静止、直线运动和转弯功能,具有体积小、重量轻,转弯灵活等特点。双轮平衡车在工作时,运动过程要平稳,速度调节要快且准确和节能的特点,因此双轮平衡车对控制系统的要求较高。近些年,虽然许多的学者提出了很多的控制算法,但其静态性能和动态性能还不能完全达到实际的需求。本文针对双轮平衡车控制过程中遇到的问题,设计了一种新的控制算法,并完成了以下工作:首
脉冲星双星系统的轨道周期一阶导,Pb,可以通过长时间的脉冲星计时观测得到。这个参数通常被认为只由脉冲星横向运动的效应(Shklovskii效应)、脉冲星沿着视线方向上的加速度以及引力波辐射这三个部分组成。因此,Pb往往被认为是检验基础物理的有效工具。然而,还是存在一些脉冲星双星的Pb不能被这三个效应解释,这意味着可能在脉冲星双星中还存在其他的效应。我们尽可能的收集了所有观测到Pb的脉冲星双星,发现
本文建立了菌核净在番茄全果、植株和土壤中的液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)残留检测方法。于2020年在贵州和广东两个实验点开展40%菌核净可湿性粉剂在番茄上的田间试验,对菌核净在番茄全果、植株和土壤上的残留行为进行分析。同时使用液相色谱/高分辨质谱(HPLC-HRMS)仪器和Compound Discoverer(CD)软件联合定性分析,对土壤和番茄样品中菌核净降解产生的代谢物进行推导、鉴定