巴基斯坦旁遮普地区九种季节性农业残留物制粒的生命周期评估与经济分析

《Energies》：Evaluating the Biomass Pellet Production Potential of Different Biomass Residues Using Integrated Environmental and Economic Life Cycle Assessment

　　生物质残留物和生物废弃物的产生对全球环境和资源管理既是挑战，也是一种重要的可再生能源和材料回收资源。在全球范围内，生物质残留物通过多种途径得到利用，如直接用于能源生产、厌氧消化和沼气生产、生物燃料生成、堆肥、土壤改良以及转化为高附加值产品。另一方面，许多木质纤维素及其他生物质残留物具有低堆积密度、异质性和季节性可用等特点，这给收集、处理、储存和运输带来了复杂性。将这些低密度残留物压实成固体燃料颗粒是一种可行的解决方案，可以将其转化为紧凑、便于处理且可运输的形式，同时提高能量密度。尽管生物质残留物具有全球潜力，但过去巴基斯坦旁遮普地区的制粒研究通常只考虑了两种至三种季节性原料，未能覆盖一年内多个季节潜在原料可用性的不确定性，同时也缺乏对适宜生物质输入的判断。因此，本研究旨在探索旁遮普地区不同季节的九种农业残留物，如树木残留物、草屑、动物粪便、作物残留物和草本生物质，以实现向固体燃料颗粒的稳健转化。采用从厂门到厂门的生命周期评估和生命周期成本方法来评估从生物质残留物生产颗粒的生产系统。定义了1吨生物质固体燃料颗粒的功能单位，并使用GaBi软件和ReCiPe 2016方法对产生的环境影响进行建模。通过将单个颗粒生产阶段发生的环境影响归因于整体影响来评估工艺性能和生产热点，同时使用LCC评估颗粒生产的经济成本，包括内部和外部成本。热点分析结果表明，闪蒸或气动干燥是所有研究影响类别中最主要的贡献者，其次是颗粒研磨和包装阶段。颗粒的总估计成本为每吨72.6美元，其中内部成本为每吨51.7美元，环境成本为每吨20.9美元。另外两种能源情景提供了理解与颗粒生产相关的温室气体减排潜力的证据。这些发现表明，旁遮普地区不同且季节性可用的生物质残留物可以转化为固体生物燃料，从而同时有助于可持续废物管理、能源安全、气候改善和农村经济增长。本研究的新颖之处在于，它在季节性通用制粒生产框架下比较了九种异质性生物质残留物，采用综合环境和经济方法，为利益相关者提供实际证据，以便他们选择最环境和经济上可取的生物质原料。这些结果有助于实现可持续发展目标7、11、12和13。