生物质能的开发和利用过程是涉及到多个环节的复杂化工过程,引发了社会对粮食安全、环境影响、生产成本等问题的讨论,因此有必要从环境、资源、能量等多角度出发,对生物质能转化利用工艺开展综合分析评价。本文耦合了基于（火用）分析的热力学分析方法和基于生命周期评价的环境分析方法,构建了生物质转化为高品位液体燃料过程的能源-环境复合分析模型,为生物质转化过程的优化和发展方向提供理论依据。首先,本文构建了 1t/h处理量的生物质快速热解超临界乙醇提质制取液体燃料系统(PY-USE)、生物质快速热解催化加氢制取液体燃料系统(PY-CH)和生物质气化费托合成航空燃料系统(FT-BAF)的完整工艺流程,分别建立了它们的Aspen Plus过程仿真模型,通过仿真计算得到的热力学参数(质量流量、热流量、功耗、焓、熵等)是进行后续系统分析工作的基础。然后,本文利用Aspen Plus仿真获得的热力学参数,分别对建立的PY-USE、PY-CH和FT-BAF系统进行了详细的（火用）分析,研究结果表明:生物质预处理子系统的生物质干燥过程造成的（火用）损失是PY-USE、PY-CH和FT-BAF系统总内部（火用）损的主要来源;除了预处理子系统,PY-USE和PY-CH系统的内部（火用）损主要来源于生物质快速热解反应器、焦炭和不可冷凝气体燃烧反应器、生物油提质反应器和提质尾气燃烧反应器,与超临界乙醇提质方式相比,催化加氢提质的（火用）损更大,但超临界乙醇提质过程需消耗额外的乙醇;FT-BAF系统的（火用）损主要来源于生物质气化反应器和费-托尾气燃烧反应器,分别占系统总（火用）损的42.32%和14.60%;PY-USE、PY-CH和FT-BAF整个系统的（火用）效率分别为52.47%、31.79%和 19.12%。其次,本文建立了 PY-USE、PY-CH、FT-BAF和FT-OP-BAF系统的生命周期评价模型,对其环境影响潜值进行了计算和比较,研究结果表明:生物质热解制取车用燃料系统中,PY-USE工艺的FDP、GWP、ODP、POCP和AP等潜值均比PY-CH工艺高,PY-CH工艺的HTP和EP潜值则更高。PY-USE和PY-CH工艺生物油的温室气体排放量分别为60.49gCO2-eq/MJ和19.83gC02-eq/MJ,与化石柴油、汽油相比分别下降了38.83%、45.93%和73.50%、76.58%。生物质制取航空燃料系统中,生物航空燃料的FDP、GWP、HTP、ODP和POCP等环境影响值较化石喷气机煤油降低,其中稻壳、稻秸、玉米秸和麦秸生物航空煤油的GWP值分别为喷气机煤油的19.86%,30.52%,15.00%和22.58%,四种农林废弃物航空煤油中,以玉米秸为原料产品的环境影响潜值更低。最后,本文引入了将（火用）分析和生命周期评价相结合的（火用）-环境分析方法,建立了能量-环境复合分析模型,通过计算生物能转化过程的物流的单元（火用）环境成本,为从单元水平减少生物质转化过程的环境影响提供理论依据。研究结果表明:PY-USE、PY-CH和FT-BAF系统的生物燃料的单元（火用）环境成本值分别为2.32×10-14Pt/kJ、9.31×10-15Pt/kJ与6.54×10-14Pt/kJ。对比三个系统主要单元的（火用）效率与单元（火用）环境成本相对标准差,可发现总体上（火用）效率低的单元的单元（火用）环境成本相对标准差更高,PY-USE系统的P-H、P-DRYER、PY-COMB、PY-H3、U-COMB和U-H4单元的单元（火用）环境成本相对标准差更高,优化潜力较大,PY-CH 系统的 PY-COMB、P-H、U-COMB、P-DRYER、PY-H3单元的优化潜力较大,而FT-BAF系统的P-H、G-COMB、G-GF、P-DRYER单元的优化潜力较大。