从污水处理设施中回收的生物能源的生命周期环境影响

《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》：Life Cycle Environmental Impacts of Bioenergy Recovered from Wastewater Treatment Facilities

生物能源生命周期评价：研究对比了27条污泥处理途径产生的生物电力、生物热和生物氢与311条常规能源路径的环境影响，发现生物电力和生物热在减缓全球变暖和减少化石资源消耗方面显著优于常规能源，但存在毒性、富营养化和资源消耗的权衡。生物氢因无终端温室气体排放更优，厌氧消化协同效应可提升环境性能。

　　

废水已成为一种潜在的生物能源资源。以往的研究主要集中在评估单一的生物能源供应途径和产品上，将系统边界限制在回收过程中，或者仅考虑有限范围的环境影响。本研究评估了通过污水处理设施中的27种途径从污泥中回收的三种生物能源产品（即生物电、生物热和生物氢）的生命周期环境影响，并将其与传统能源产品进行了对比（共311种途径）。研究结果表明，生物电和生物热的全球变暖影响及化石资源稀缺性影响显著低于传统能源产品。所有生物能源产品在特定环境类别（如毒性、富营养化和矿产资源枯竭）方面都存在权衡。此外，该研究还比较了生物电、生物热、生物甲烷和生物氢这两种中间产品和最终产品的环境影响。由于基于熵的分配方式，生物电的单位能量环境影响最大，而生物热的影响最小。由于生物氢的环境影响相似且没有终端使用过程中的温室气体排放，因此它可能比生物甲烷更具优势。考虑到厌氧消化的多功能性（不仅限于生物能源生产），可以进一步提高大多数生物能源途径的环境性能。