CN113592145B - 基于全生命周期的生物质资源转化系统评价系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于全生命周期的生物质资源转化系统评价系统及方法，包括目标范围确定模块、混合LCA模型构造模块、清单分析模块和效益评估模块，通过目标范围确定模块确定评价的目标和范围，包括农业、收储运、发电三个阶段的指标，利用各项指标先构造前台系统技术因子矩阵，上游截断矩阵和背景经济系统技术因子矩阵，经过简化处理，得出投入产出式的技术因子矩阵，从而全面得评价生物质资源转化系统。利用本基于全生命周期的评价方法可以科学合理得评价生物质资源转化系统，具有较强的使用价值。

Description

基于全生命周期的生物质资源转化系统评价系统及方法

技术领域

本发明涉及综合能源系统的评价领域，具体涉及一种生物质资源转化系统全生命周期评价指标体系与方法。

背景技术

生物质发电是处理和利用农业废弃物的最佳方式之一，但成本远高于常规电力，对其能源和环境效益的评估和理解有助于推动产业发展。

生命周期评价(LCA)是对产品或服务的环境影响进行评价的最好的工具之一。已有学者利用LCA对生物质直燃系统进行了评估。但常规的过程式LCA方法存在着固有的系统边界问题，未能确保边界条件的科学选取以使结果确实可靠，很难判断哪些单元过程不需要被包括在系统边界内，因为那些被排除在边界外的过程很多没被研究过，直接将其排除可能会导致清单数据被严重低估；投入产出(I-O)法以物质产品或资金流矩阵来描述各经济部门之间的复杂关系，能将整个国家经济作为背景和上游纳入系统边界，从而以比较简洁的方式覆盖所有的生产过程单元，但I-O法存在部门和商品集成度过高等问题，在分析具体商品时可能会有偏差，而且只关注产品的生产和上游阶段，未能覆盖产品的使用和最终处理阶段。关于中国生物质直燃发电系统的LCA研究并不多，尤其是对系统能耗的研究，且在系统边界、方法选用和目标结果等方面也不尽相同。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种基于全生命周期的生物质资源转化系统可持续性的评价系统及方法，解决上述背景技术提出的现有评价方法系统边界不明、部门和商品集成度过高造成的系统评价不准确问题，以提高生物质资源转化系统可持续性评价的科学性和可靠性。

为实现此目的，本发明所设计的一种基于全生命周期的生物质资源转化系统可持续性的评价系统，包括目标范围确定模块、混合LCA模型构造模块、清单分析模块和效益评估模块，所述目标范围确定模块用于确定待评价生物质资源转化系统边界，获得待评价生物质资源转化系统的目标范围和指标，同时将待评价生物质资源转化系统分为农业阶段、收储运阶段和发电阶段三个阶段，并将所述三个阶段细分成单元过程；所述混合LCA模型构造模块用于获得待评价生物质资源转化系统在所述目标范围确定模块确定的三个阶段的各个单元过程中投入产出的准确数据，基于收集的数据构架投入产出表，再构造待评价生物质资源转化系统的前台系统技术因子矩阵、上游截断矩阵和背景经济技术因子矩阵，使用计算模型对所述投入产出表进行平衡运算得出修正后的投入产出矩阵，最后得出系统的完全需求矩阵；所述清单分析模块用于建立所述混合LCA模型构造模块获得的完全需求矩阵与评价指标的联系，提取完全需求矩阵的数据用于计算待评价生物质资源转化系统全生命周期不可再生一次能源消耗和GHG排放，进行能量流、物质流的清单分析；所述效益评估模块用于将所述清单分析模块获得的清单分析结果与传统化石能源系统对比，分析待评价生物质资源转化系统的经济、能源与环境效益。

一种基于全生命周期的生物质资源转化系统可持续性的评价方法，包括如下步骤：

步骤1，目标范围确定模块确定待评价生物质资源转化系统边界，将待评价生物质资源转化系统分为农业阶段、收储运阶段和发电阶段三个阶段，并将所述三个阶段细分成单元过程；同时还用于确定待评价生物质资源转化系统的分析评价对象；

步骤2，混合LCA模型构造模块首先获得待评价生物质资源转化系统各个单元过程投入产出的准确数据，基于收集的数据构架投入产出表，再构造待评价生物质资源转化系统的前台系统技术因子矩阵、上游截断矩阵和背景经济技术因子矩阵，使用计算模型对所述投入产出表进行平衡运算得出修正后的投入产出矩阵，最后得出系统的完全需求矩阵；

步骤3，清单分析模块计算待评价生物质资源转化系统全生命周期不可再生一次能源消耗和GHG排放，进行能量流、物质流的清单分析；

步骤4，效益评估模块将所述清单分析模块获得的清单分析结果与传统化石能源系统对比，分析待评价生物质资源转化系统的经济、能源与环境效益。

本发明的有益效果为：本发明将系统的全生命周期纳入评价范围，采用结合过程分析法和投入产出法的混合分析法来分析生物质资源转化系统，提高了评价的准确性和额和合理性。使用过程分析法获取数据，避免商品集成度过高，并且能够覆盖产品的使用和最终处理阶段。使用投入产出法以物质产品或资金流矩阵来描述各经济部门之间的复杂关系，能将整个国家经济作为背景和上游纳入系统边界解决了系统边界不明的问题。在对生物质资源转化系统的评价中，用过程式方法来获取单元过程的直接能耗和直接GHG排放，利用投入产出法得到单元过程的间接能耗和间接GHG排放，在减少过程分析截断误差的同时提供详细的过程信息。在准确分析单元过程的基础上，进行了系统全生命周期总能耗和总GHG排放的计算，更易于与其他能源系统对比，达到评价系统的目的。

附图说明

图1为本发明系统结构图；

图2为本发明方法流程图；

图3为生物质资源转化系统的系统边界示意图；

图4为12MW生物质直燃发电系统能耗分布图；

图5为12MW生物质直燃发电系统GHG排放分布图；

其中，1-目标范围确定模块、2-混合LCA模型构造模块、3-清单分析模块、4-效益评估模块。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

一种基于全生命周期的生物质资源转化系统可持续性的评价系统，如图1所示，它包括目标范围确定模块1、混合LCA模型构造模块2、清单分析模块3和效益评估模块4，所述目标范围确定模块1用于确定待评价生物质资源转化系统边界，获得待评价生物质资源转化系统的目标范围和指标，同时将待评价生物质资源转化系统分为农业阶段、收储运阶段和发电阶段三个阶段，并将所述三个阶段细分成单元过程；所述混合LCA模型构造模块2用于获得待评价生物质资源转化系统在所述目标范围确定模块1确定的三个阶段的各个单元过程中投入产出的准确数据，基于收集的数据构架投入产出表，再构造待评价生物质资源转化系统的前台系统技术因子矩阵、上游截断矩阵和背景经济技术因子矩阵，使用计算模型对所述投入产出表进行平衡运算得出修正后的投入产出矩阵，最后得出系统的完全需求矩阵；所述清单分析模块3用于建立所述混合LCA模型构造模块2获得的完全需求矩阵与评价指标的联系，提取完全需求矩阵的数据用于计算待评价生物质资源转化系统全生命周期不可再生一次能源消耗和GHG排放，进行能量流、物质流的清单分析；所述效益评估模块4用于将所述清单分析模块3获得的清单分析结果与传统化石能源系统对比，分析待评价生物质资源转化系统的经济、能源与环境效益。

上述技术方案中，所述三个阶段细分成单元过程的方法为：所述农业阶段分为农作物种植和生物质获取两个单元过程；收储运阶段分为收集、预处理、运输和储存四个单元过程；发电阶段分为生物质气化/燃烧和内燃机透平/发电两个单元过程。

上述技术方案中，所述待评价生物质资源转化系统的投入产出表的构架方法为：

对所述目标范围确定模块1获得的每个单元过程进行分析构架出待评价生物质资源转化系统的投入产出表，所述投入产出表包括矩阵U^CP、U^EP、U^NP、V^PC、V^PE、V^PN、U^EE、U^EN、U^NE、U^NN、Q、G、X_E和X_N，所述矩阵U^CP为待评价生物质资源转化系统的产品在内部单元过程生产活动中的消耗表，所述矩阵U^EP为能源部门(a＝1,2…p)的输入，所述矩阵U^NP为非能源部门(b＝1,2…q)的输入，所述矩阵V^PC为待评价生物质资源转化系统单元过程生产活动对内部产品的使用情况，所述矩阵V^PE为待评价生物质资源转化系统对投入产出能源部门的输出，所述矩阵V^PN为待评价生物质资源转化系统对投入产出非能源部门的输出，所述矩阵U^EE为能源部门产品被能源部门消耗的情况，所述矩阵U^EN为能源部门产品被非能源部门消耗的情况，所述矩阵U^NE为非能源部门产品被能源部门消耗的情况，所述矩阵U^NN为非能源部门产品被非能源部门消耗的情况，所述矩阵Q为待评价生物质资源转化系统内部的产品总产出，所述矩阵G为待评价生物质资源转化系统单元过程生产活动的总产出，所述矩阵X_E为能源部门的总产出，所述矩阵X_N为非能源部门的总产出。

上述技术方案中，所述平衡运算是指基于构造的待评价生物质资源转化系统的前台系统技术因子矩阵、上游截断矩阵和背景经济技术因子矩阵对所述投入产出表里的矩阵进行修正，所述投入产出表中经修正取得的矩阵包括矩阵A_ff、B^CP、D^PC、A_ef、A_nf、A_ee、A_en、A_ne和A_nn，平衡运算的具体方法为：

所述矩阵B^CP为待评价生物质资源转化系统的产品被内部单元过程生产活动的消耗，其计算式为：

所述矩阵D^PC为待评价生物质资源转化系统的产品用于内部生产活动的产品产出实际情况，其计算式为：

所述矩阵A_ff为待评价生物质资源转化系统的前台系统技术因子矩阵，其计算式为：

A_ff＝B^CPD^PC

所述上游截断矩阵包括矩阵A_ef和矩阵A_nf，其中，所述矩阵A_ef为投入产出能源部门对待评价生物质资源转化系统的支撑作用，所述矩阵A_nf为投入产出非能源部门对待评价生物质资源转化系统的支撑作用，其表达式为：

所述背景经济系统技术因子矩阵对矩阵U^EE、U^EN、U^NE和U^NN进行修正，其计算式为：

其中，所述矩阵x为能源部门和非能源部门的总产出，所述矩阵A_ee、A_en、A_ne和A_nn为引入过程分析后矩阵U^EE、U^EN、U^NE和U^NN的修正值，所述矩阵A_ee为经过平衡运算修正之后能源部门产品被能源部门消耗的实际情况，所述矩阵A_en为经过平衡运算修正之后能源部门产品被非能源部门消耗的实际情况，所述矩阵A_ne为经过平衡运算修正之后非能源部门产品被能源部门消耗的实际情况，所述矩阵A_nn为经过平衡运算修正之后非能源部门产品被非能源部门消耗的实际情况。最后，假定待评价生物质资源转化系统只有能源产品，计算完全需求矩阵，其计算式为：

其中，所述矩阵L为待评价生物质资源转化系统的完全需求矩阵，矩阵I为单位矩阵。

经平衡计算消除截断误差，所述完全需求矩阵L不再包括生物质能系统内部的物质流动。因此，矩阵只包含生物质能系统单元过程i(i＝1,2,...,m)对外界投入的j类物质(j＝1,2,...,n)的能源消耗情况，所述完全需求矩阵L第j行第i列的矩阵因子表示单元过程i对物质j的消耗量E_i,j。

上述技术方案中，所述清单分析模块3的具体用于：将所述混合LCA模型构造模块2获得的完全需求矩阵中的数据代入生物质直燃发电系统全生命周期不可再生一次能源消耗计算公式以及GHG排放计算公式，得出一定功能单位下系统消耗的总能量和排放温室气体总量。

生物质直燃发电系统全生命周期不可再生一次能源消耗计算公式如下：

式中，E_life-cycle为全生命周期总能耗，E_i,j为单元过程i消耗的j类物质，C_j为j类物质对应的不可再生一次能源强度，不可再生一次能源包括煤、石油和天然气；

生物质直燃发电系统全生命周期GHG排放计算公式如下：

式中，GHG_life-cycle为全生命周期GHG总排放，为j类物质对应的温室气体k的直接排放强度，/>为j类物质对应的温室气体k的间接排放强度。

一种基于全生命周期的生物质资源转化系统可持续性的评价方法，它包括如下步骤，如图2所示，现以1kWh上网电量为功能单位对生物质资源转化系统进行计算和评估。

步骤1，目标范围确定模块1确定待评价生物质资源转化系统边界，将待评价生物质资源转化系统分为农业阶段、收储运阶段和发电阶段三个阶段，并将所述三个阶段细分成单元过程；同时还用于确定待评价生物质资源转化系统的分析评价对象。

首先经过考察和分析获取生物质资源转化系统全生命周期的主要参数。农业阶段主要投入数据主要来自现场调研和内蒙古地区玉米种植投入统计，收储运阶段的能耗和排放主要来自装卸和运输设备的生产与使用，发电阶段的能耗和排放主要来自厂房设备的生产建造和秸秆燃烧。主要参数见表1：

表1生物质发电系统各阶段主要参数

由于系统投入几乎涉及了所有经济部门，且有相当部分数据集成度过高，无法将其精确拆分归入对应部门，本发明对各类投入的产业分配遵循如下规则：

1)根据国民经济行业分类标准将来源明确的投入归类于对应部门，比如锅炉和汽轮机组来自部门13(通用、专用设备制造业)；

2)对于无法细分的重要投入，按估算比例分配于最重要的对应部门，比如电气系统最主要的投入来自部门15(电气机械及器材制造业)、部门17(仪器仪表及文化办公制造业)和部门16(通信设备、计算机及其他电子设备制造业)，根据电气系统的投入组成，估算其在三部门之间的分配比例为80％：15％：5％；

3)运行期间的维修费和材料费按各设备成本分配到设备对应部门；

4)其他类属不明的投入按我国电力的平均部门投入比例分配到各部门。

系统对经济系统的影响为电力产出的使用，为了便于比较，设生物质电力产出都用于最终消费经济系统对前台系统的投入包括燃料、机器和各类设施设备，其中主要投入部门有柴油、电力、交通运输设备制造业以及通用、专用设备制造业等。按照上述规则，电厂设备设施的投入及其对应的投入产出表部门见表2。

表2电厂设备设施投入及所属部门

步骤2，混合LCA模型构造模块2首先获得待评价生物质资源转化系统各个单元过程投入产出的准确数据，基于收集的数据构架投入产出表，再构造待评价生物质资源转化系统的前台系统技术因子矩阵、上游截断矩阵和背景经济技术因子矩阵，使用计算模型对所述投入产出表进行平衡运算得出修正后的投入产出矩阵，最后得出系统的完全需求矩阵。

本发明在此忽略副产品灰渣的处理，生物质发电系统的产品-过程矩阵为方阵，不涉及分配问题。以收储站打包模式(模式D)供应原料的生物质发电前台系统为例，在忽略原料过程损失的情况下，结合前台系统的使用矩阵和产出矩阵可以得到其投入产出形式的技术因子矩阵，见表3。

表3投入产出形式的技术因子矩阵

步骤3，清单分析模块3计算12MW生物质直燃发电系统全生命周期不可再生一次能源消耗和GHG排放，如表4所示，12MW生物质直燃发电系统能耗分布和GHG排放分布如图4和图5所示，进行能量流、物质流的清单分析。

表4 12MW生物质直燃发电系统生命周期能耗和GHG排放

步骤4，效益评估模块4将所述清单分析模块3获得的清单分析结果与传统化石能源系统对比，分析待评价生物质资源转化系统的经济、能源与环境效益。针对本实施例根据对比分析可以得出以下结论：

(1)系统全生命周期不可再生一次能源消耗为1.58MJ/kWh，农业阶段的能耗最高，主要原因是N肥相关能耗较高；系统全生命周期GHG排放为223.91g CO₂eq/kWh，N肥生产和施用是最主要因素，其次是秸秆在电厂锅炉的燃烧。

(2)电厂设施设备的制造、运输和安装的能耗和GHG排放分别占系统总额的17.6％和14.1％。农业机械、种子和农膜的能耗和GHG排放之和分别占系统总额的5.7％和6.3％。这些物资和服务的投入对结果的影响不容忽视。

(3)与传统煤电相比，12MW生物质直燃发电项目每年可节约一次化石能源折合标煤2.3万t，减少GHG排放4.8万t CO₂eq，节能减排效果显著。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种基于全生命周期的生物质资源转化系统可持续性的评价系统，其特征在于：它包括目标范围确定模块(1)、混合LCA模型构造模块(2)、清单分析模块(3)和效益评估模块(4)，所述目标范围确定模块(1)用于确定待评价生物质资源转化系统边界，获得待评价生物质资源转化系统的目标范围和指标，同时将待评价生物质资源转化系统分为农业阶段、收储运阶段和发电阶段三个阶段，并将所述三个阶段细分成单元过程；所述混合LCA模型构造模块(2)用于获得待评价生物质资源转化系统在所述目标范围确定模块(1)确定的三个阶段的各个单元过程中投入产出的准确数据，基于收集的数据构架投入产出表，再构造待评价生物质资源转化系统的前台系统技术因子矩阵、上游截断矩阵和背景经济技术因子矩阵，使用计算模型对所述投入产出表进行平衡运算得出修正后的投入产出矩阵，最后得出系统的完全需求矩阵；所述清单分析模块(3)用于建立所述混合LCA模型构造模块(2)获得的完全需求矩阵与评价指标的联系，提取完全需求矩阵的数据用于计算待评价生物质资源转化系统全生命周期不可再生一次能源消耗和GHG排放，进行能量流、物质流的清单分析；所述效益评估模块(4)用于将所述清单分析模块(3)获得的清单分析结果与传统化石能源系统对比，分析待评价生物质资源转化系统的经济、能源与环境效益；

所述三个阶段细分成单元过程的方法为：所述农业阶段分为农作物种植和生物质获取两个单元过程；收储运阶段分为收集、预处理、运输和储存四个单元过程；发电阶段分为生物质气化/燃烧和内燃机透平/发电两个单元过程；

所述分析评价对象包括全生命周期的设备、能源投入以及GHG排放；

所述待评价生物质资源转化系统的投入产出表的构架方法为：

对所述目标范围确定模块(1)获得的每个单元过程进行分析构架出待评价生物质资源转化系统的投入产出表，所述投入产出表包括矩阵U^CP、U^EP、U^NP、V^PC、V^PE、V^PN、U^EE、U^EN、U^NE、U^NN、Q、G、X_E和X_N，所述矩阵U^CP为待评价生物质资源转化系统的产品在内部单元过程生产活动中的消耗表，所述矩阵U^EP为能源部门a的输入，其中，a＝1,2…p，所述矩阵U^NP为非能源部门b的输入，其中，b＝1,2…q，所述矩阵V^PC为待评价生物质资源转化系统单元过程生产活动对内部产品的使用情况，所述矩阵V^PE为待评价生物质资源转化系统对投入产出能源部门的输出，所述矩阵V^PN为待评价生物质资源转化系统对投入产出非能源部门的输出，所述矩阵U^EE为能源部门产品被能源部门消耗的情况，所述矩阵U^EN为能源部门产品被非能源部门消耗的情况，所述矩阵U^NE为非能源部门产品被能源部门消耗的情况，所述矩阵U^NN为非能源部门产品被非能源部门消耗的情况，所述矩阵Q为待评价生物质资源转化系统内部的产品总产出，所述矩阵G为待评价生物质资源转化系统单元过程生产活动的总产出，所述矩阵X_E为能源部门的总产出，所述矩阵X_N为非能源部门的总产出；

所述平衡运算是指基于构造的待评价生物质资源转化系统的前台系统技术因子矩阵、上游截断矩阵和背景经济技术因子矩阵对所述投入产出表里的矩阵进行修正，所述投入产出表中经修正取得的矩阵包括矩阵A_ff、B^CP、D^PC、A_ef、A_nf、A_ee、A_en、A_ne和A_nn，平衡运算的具体方法为：

所述矩阵B^CP为待评价生物质资源转化系统的产品被内部单元过程生产活动的消耗，其计算式为：

所述矩阵D^PC为待评价生物质资源转化系统的产品用于内部生产活动的产品产出实际情况，其计算式为：

所述矩阵A_ff为待评价生物质资源转化系统的前台系统技术因子矩阵，其计算式为：

A_ff＝B^CPD^PC

所述上游截断矩阵包括矩阵A_ef和矩阵A_nf，其中，所述矩阵A_ef为投入产出能源部门对待评价生物质资源转化系统的支撑作用，所述矩阵A_nf为投入产出非能源部门对待评价生物质资源转化系统的支撑作用，其表达式为：

所述背景经济系统技术因子矩阵对矩阵U^EE、U^EN、U^NE和U^NN进行修正，其计算式为：

其中，所述矩阵x为能源部门和非能源部门的总产出，所述矩阵A_ee、A_en、A_ne和A_nn为引入过程分析后矩阵U^EE、U^EN、U^NE和U^NN的修正值，所述矩阵A_ee为经过平衡运算修正之后能源部门产品被能源部门消耗的实际情况，所述矩阵A_en为经过平衡运算修正之后能源部门产品被非能源部门消耗的实际情况，所述矩阵A_ne为经过平衡运算修正之后非能源部门产品被能源部门消耗的实际情况，所述矩阵A_nn为经过平衡运算修正之后非能源部门产品被非能源部门消耗的实际情况，最后，假定待评价生物质资源转化系统只有能源产品，计算完全需求矩阵，其计算式为：

其中，所述矩阵L为待评价生物质资源转化系统的完全需求矩阵，矩阵I为单位矩阵；

所述完全需求矩阵L只包含生物质能系统单元过程对外界投入的物质的能源消耗情况，第j行第i列的矩阵因子表示单元过程i对物质j的消耗量E_i,j，其中，i＝1,2,...,m；j＝1,2,...,n。

2.基于权利要求1所述的基于全生命周期的生物质资源转化系统可持续性的评价系统，其特征在于：所述清单分析模块(3)具体用于：将所述混合LCA模型构造模块(2)获得的完全需求矩阵中的数据代入生物质直燃发电系统全生命周期不可再生一次能源消耗计算公式以及GHG排放计算公式，并基于国民经济行业分类标准以及各类产业的平均部门投入比例将各类投入进行产业分配，得出一定功能单位下系统消耗的总能量和排放温室气体总量；

生物质直燃发电系统全生命周期不可再生一次能源消耗计算公式如下：

式中，E_life-cycle为全生命周期总能耗，E_i,j为单元过程i消耗的j类物质，C_j为j类物质对应的不可再生一次能源强度，不可再生一次能源包括煤、石油和天然气；

生物质直燃发电系统全生命周期GHG排放计算公式如下：

式中，GHG_life-cycle为全生命周期GHG总排放，为j类物质对应的温室气体k的直接排放强度，/>为j类物质对应的温室气体k的间接排放强度。

3.一种基于权利要求1所述系统的生物质资源转化系统可持续性的评价方法，其特征在于：它包括如下步骤：

步骤1，目标范围确定模块(1)确定待评价生物质资源转化系统边界，获得待评价生物质资源转化系统的目标范围和指标，同时将待评价生物质资源转化系统分为农业阶段、收储运阶段和发电阶段三个阶段，并将所述三个阶段细分成单元过程；

步骤2，混合LCA模型构造模块(2)首先获得待评价生物质资源转化系统在所述目标范围确定模块(1)确定的三个阶段的各个单元过程中投入产出的准确数据，基于收集的数据构架投入产出表，再构造待评价生物质资源转化系统的前台系统技术因子矩阵、上游截断矩阵和背景经济技术因子矩阵，使用计算模型对所述投入产出表进行平衡运算得出修正后的投入产出矩阵，最后得出系统的完全需求矩阵；

步骤3，清单分析模块(3)建立所述混合LCA模型构造模块(2)获得的完全需求矩阵与评价指标的联系，提取完全需求矩阵的数据用于计算待评价生物质资源转化系统全生命周期不可再生一次能源消耗和GHG排放数据，进行能量流、物质流的清单分析；

步骤4，效益评估模块(4)将所述清单分析模块(3)获得的清单分析结果与传统化石能源系统对比，分析待评价生物质资源转化系统的经济、能源与环境效益。

4.基于权利要求3所述的生物质资源转化系统可持续性的评价方法，其特征在于：

所述三个阶段细分成单元过程的方法为：所述农业阶段分为农作物种植和生物质获取两个单元过程；收储运阶段分为收集、预处理、运输和储存四个单元过程；发电阶段分为生物质气化/燃烧和内燃机透平/发电两个单元过程；

所述分析评价对象包括全生命周期的设备、能源投入以及GHG排放。

5.基于权利要求3所述的生物质资源转化系统可持续性的评价方法，其特征在于：所述待评价生物质资源转化系统的投入产出表的构架方法为：

对所述目标范围确定模块(1)获得的每个单元过程进行分析构架出待评价生物质资源转化系统的投入产出表，所述投入产出表包括矩阵U^CP、U^EP、U^NP、V^PC、V^PE、V^PN、U^EE、U^EN、U^NE、U^NN、Q、G、X_E和X_N，所述矩阵U^CP为待评价生物质资源转化系统的产品在内部单元过程生产活动中的消耗表，所述矩阵U^EP为能源部门a的输入，其中，a＝1,2…p，所述矩阵U^NP为非能源部门b的输入，其中，b＝1,2…q，所述矩阵V^PC为待评价生物质资源转化系统单元过程生产活动对内部产品的使用情况，所述矩阵V^PE为待评价生物质资源转化系统对投入产出能源部门的输出，所述矩阵V^PN为待评价生物质资源转化系统对投入产出非能源部门的输出，所述矩阵U^EE为能源部门产品被能源部门消耗的情况，所述矩阵U^EN为能源部门产品被非能源部门消耗的情况，所述矩阵U^NE为非能源部门产品被能源部门消耗的情况，所述矩阵U^NN为非能源部门产品被非能源部门消耗的情况，所述矩阵Q为待评价生物质资源转化系统内部的产品总产出，所述矩阵G为待评价生物质资源转化系统单元过程生产活动的总产出，所述矩阵X_E为能源部门的总产出，所述矩阵X_N为非能源部门的总产出。

6.基于权利要求3所述的生物质资源转化系统可持续性的评价方法，其特征在于：所述平衡运算是指基于构造的待评价生物质资源转化系统的前台系统技术因子矩阵、上游截断矩阵和背景经济技术因子矩阵对所述投入产出表里的矩阵进行修正，所述投入产出表中经修正取得的矩阵包括矩阵A_ff、B^CP、D^PC、A_ef、A_nf、A_ee、A_en、A_ne和A_nn，平衡运算的具体方法为：

所述矩阵B^CP为待评价生物质资源转化系统的产品被内部单元过程生产活动的消耗，其计算式为：

所述矩阵D^PC为待评价生物质资源转化系统的产品用于内部生产活动的产品产出实际情况，其计算式为：

所述矩阵A_ff为待评价生物质资源转化系统的前台系统技术因子矩阵，其计算式为：

A_ff＝B^CPD^PC

所述上游截断矩阵包括矩阵A_ef和矩阵A_nf，其中，所述矩阵A_ef为投入产出能源部门对待评价生物质资源转化系统的支撑作用，所述矩阵A_nf为投入产出非能源部门对待评价生物质资源转化系统的支撑作用，其表达式为：

所述背景经济系统技术因子矩阵对矩阵U^EE、U^EN、U^NE和U^NN进行修正，其计算式为：

其中，所述矩阵x为能源部门和非能源部门的总产出，所述矩阵A_ee、A_en、A_ne和A_nn为引入过程分析后矩阵U^EE、U^EN、U^NE和U^NN的修正值，所述矩阵A_ee为经过平衡运算修正之后能源部门产品被能源部门消耗的实际情况，所述矩阵A_en为经过平衡运算修正之后能源部门产品被非能源部门消耗的实际情况，所述矩阵A_ne为经过平衡运算修正之后非能源部门产品被能源部门消耗的实际情况，所述矩阵A_nn为经过平衡运算修正之后非能源部门产品被非能源部门消耗的实际情况，最后，假定待评价生物质资源转化系统只有能源产品，计算完全需求矩阵，其计算式为：

其中，所述矩阵L为待评价生物质资源转化系统的完全需求矩阵，矩阵I为单位矩阵；

所述完全需求矩阵L只包含生物质能系统单元过程对外界投入的物质的能源消耗情况，第j行第i列的矩阵因子表示单元过程i对物质j的消耗量E_i,j，其中，i＝1,2,...,m；j＝1,2,...,n。

7.基于权利要求3所述的生物质资源转化系统可持续性的评价方法，其特征在于：所述步骤3的具体实现方法为：将所述步骤2获得的投入产出矩阵中的数据代入生物质直燃发电系统全生命周期不可再生一次能源消耗计算公式以及GHG排放计算公式，并基于国民经济行业分类标准以及各位产业的平均部门投入比例将各类投入进行产业分配，得出一定功能单位下系统消耗的总能量和排放温室气体总量；

生物质直燃发电系统全生命周期不可再生一次能源消耗计算公式如下：

式中，E_life-cycle为全生命周期总能耗，E_i,j为单元过程i消耗的j类物质，C_j为j类物质对应的不可再生一次能源强度，不可再生一次能源包括煤、石油和天然气；

生物质直燃发电系统全生命周期GHG排放计算公式如下：

式中，GHG_life-cycle为全生命周期GHG总排放，为j类物质对应的温室气体k的直接排放强度，/>为j类物质对应的温室气体k的间接排放强度。