随着人类社会的发展，石油已成为战略资源。汽车保有量的增加，使得汽车尾气排放成为城市空气污染的主要来源之一。同时，随之而导致的石油消费量增加也不容忽视。因此，发展生物柴油等汽车替代燃料，节约石油资源，实现经济、能源和环境协调发展，己成为我国能源发展的重大战略决策问题。 本文在系统回顾生物柴油国内外应用现状和生命周期评价方法的发展和应用基础上，结合中国“生物柴油”生命周期特点，构建了中国生物柴油生命周期评价和生命周期多目标优化模型，对生物柴油及生物柴油生命周期过程中涉及的基本能源产品和辅助原料进行了生命周期清单分析。初步提出考虑可再生性在内的生物柴油净能源成本评价指标，对中国大豆、油菜籽、麻疯树、光皮树和餐饮废油等生产原料制生物柴油进行了净能源成本分析和生命周期影响评价，并对油菜籽制生物柴油进行了生命周期多目标优化。具体如下： 首先，运用生命周期评价理论，结合中国原油、煤、电等基本能源产品的生命周期过程和系统特点，建立了煤炭、原油、汽油、柴油、重油、天然气、电等基本能源产品生产过程清单分析模型，并对它们进行了详细的清单分析。 其次，建立了氮肥、磷肥、钾肥、甲醇、乙醇等生物柴油生产辅助材料生命周期清单分析模型，并对它们进行了详细的清单分析。 再次，建立了大豆、油菜籽、麻疯树果实、光皮树果实和餐饮废油等原料制生物柴油生命周期成本、能源消耗和环境排放清单分析模型和生命周期影响评价模型；提出包含可再生性在内的综合评价生物柴油生命周期成本、能源消耗和环境排放的可再生性净能源成本指标，并对大豆、油菜籽、麻疯树果实、光皮树果实和餐饮废油等原料制生物柴油进行了详细的生命周期能源消耗、环境排放和成本清单分析、生命周期影响评价和净成本评价。主要结论如下： (1)与柴油比较，所有原料制生物柴油的生命周期化石能源消耗和石油消耗显著降低，化石能效比显著提高，采用生物柴油作为汽车的替代燃料，可以显著降低汽车对化石能源和石油资源的消耗。 (2)与柴油比较，所有原料制生物柴油的生命周期HC、CO、PMzo、SOx、C02、CI-h和N2O排放降低，NOx排放升高。 (3)在目前石化柴油价格情况下，除餐饮废油制生物柴油(100％)外，其它原料制制生物柴油(100％)的价格比柴油高，需要政府的补贴或政策支持。原料价格、原料油生产和生物柴油生产阶段产出的副产品价格是影响生物柴油成本的主要因素。 (4)随着生物柴油混合比例的增加，生物柴油一柴油混合燃料的生命周期整体能源消耗、化石能源消耗、石油消耗、HC、CO、PMio、NOx、SOx、C02、CH4和N20排放呈线性变化。其中，生命周期化石能源消耗、石油消耗、生命厨期HC、CO、PMIo、SOx、C02、CH4和N2O排放线性降低；NOx排放线性增加；整体能源消耗视生产原料的不同呈线性升高或降低。 (5)与石化柴油比较，所有原料制生物柴油生命周期环境影响总水平值较低，生物柴油具有比石化柴油更好的环保效应。 (6)与石化柴油比较，所有原料制生物柴油的可再生性净能源成本都低于柴油，在可再生性基础上比较，生物柴油是优于柴油的燃料。 (7)生物柴油是潜在的柴油替代燃料之一。 最后，运用多目标优化理论，构建了生物柴油生命周期单目标和多目标优化模型，并对油菜籽制生物柴油进行了生命周期多目标优化。结果表明：油菜籽制生物柴油可再生性净能源成本为0．073元／MJ，当混合比例为100％，“生物柴油生产”单元主要采用煤燃料时，净能源成本达到最优值0．037元／MI，降低了49．8％。 本文所建立的模型和方法可用于中国生物柴油生命周期评价、生命周期优化和净能源成本评价，并为同类研究提供范例和参考。论文中提供的有关生物柴油生命周期清单分析、影响评价、净能源成本和生命周期优化等数据信息可以为生物柴油的推广使用提供科学的决策依据，同时也可以用于其它原料制生物柴油的生命周期评价与优化，并为国家制定车用替代燃料相关政策提供参考。