摘要
作为世界上最大氨生产国，中国由于受资源结构约束以天然气为原料的合成氨工艺比重将逐步降低，这会进一步加剧资源环境问题。而我国拥有世界上最大页岩气可采储量，这可能会是我国寻求的新制氨途径。然而，页岩气开采过程可能会造成水资源短缺和空气污染，因此，需要从全生命周期角度去评估页岩气制氨的环境影响。本研究采用生命周期影响评价法（LifeCycleAssessment，简称LCA）量化页岩气制氨生命周期的能源消耗、水耗和环境影响，并与煤、渣油路线进行了比较，分析了页岩气制氨路线环境可持续性，最后，结合DQI（DataQualityIndicator）法和蒙特卡洛模拟方法讨论了结果的不确定性。论文主要内容和结果如下： （1）在页岩气制氨生命周期路线中，非生物资源消耗为2.957×104MJ/tonNH3，全球变暖潜值为3.040×102kgCO2-eq/tonNH3。除了水耗外，页岩气开采阶段为其他所选影响类型的主要贡献来源。副产品蒸汽的产生使整个生命周期在臭氧层消耗上对环境产生了正效益；水基钻井泥浆、岩屑的处置和页岩气开采阶段的运输为重点参数，其中在富营养化潜值和人类毒性潜值方面，水基钻井泥浆、岩屑的处置分别贡献了24.14%、46.08%，在全球变暖潜值上，页岩气开采阶段的运输占到了9.43%。此外，电力（水力发电）虽然在臭氧层消耗上有好的表现，却是酸化潜值和水资源消耗的主要影响来源，尤其在水资源消耗上，电力贡献了96.74%，若将发电方式改为煤发电和风能发电，耗水量将大幅度减少。不确定性分析结果表明不能对人类毒性潜值得出稳定性的结论，其他影响类型偏离均值较低，具有较高的稳健性。 （2）对页岩气路线和煤路线及渣油路线进行比较，发现页岩气路线具有显著的环境效益，情景分析结果也验证了这一结论。在所有选定的环境影响类型中页岩气路线均低于最高环境影响路线的64%，其中全球变暖潜值和能源消耗比煤路线分别减少了95.02%、37.76%。为进一步减少页岩气制氨生命周期的环境影响，建议采取增加水基钻井泥浆和压裂返排液的回用率或增加水基钻井泥浆的脱水率以及现场配置压裂液的措施。由于数据库的不确定性，煤制氨路线及渣油路线在富营养化潜值和臭氧层消耗上稳健性稍差。
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