基于温室气体减排的江苏省秸秆发电优化布局研究

发布时间：2020-06-29 11:56

【摘要】：近年来,随着我国能源安全形势越发严峻,温室气体减排需求日益紧迫,生物质能成为资源管理与利用领域的关注热点之一。我国的《再生能源中长期规划(2007)》、《可再生能源“十二五”规划》等都将生物质能发展视为支撑我国能源可持续发展战略的重要举措。“因地制宜”对于生物质能发展至关重要。区域层面上,生物质能要实现可持续发展,关键在于发展布局的合理规划。其一,发展布局在很大程度上(先验地)决定了原料供给的可行性及成本,而“以较低的成本获得原料以满足能源生产的需求是产业化的基础条件”。其二,发展布局对区域生物质能(整体的)能源转化效率和温室气体排放水平也会产生影响。因此,在既定的区域特征条件下,如何规划及优化生物质能的区域布局及规模,以支撑生物质能的可持续发展是本研究需要解决的重要问题。本研究基于江苏省耕地分布等GIS矢量图和秸秆物流典型模式,建立秸秆可利用潜力、生命周期温室气体排放与物流成本的估算模型;在此基础上,系统解析影响秸秆电厂布局的区域特征,并构建秸秆电厂布局的区域(优化)模型,以生命周期成本最小化为目标,以温室气体减排量为约束目标,确定秸秆电厂的区域适宜发展规模及位置。最后展开最优分布结果下不同物流模式的情景分析,对秸秆发电项目的发展提出了科学建议。研究结果表明,江苏省年产作物秸秆可利用量大约在1743.1万吨。根据江苏省行政村秸秆资源可利用量分布图来看,江苏省内陆尤其是偏西部的秸秆资源量相对东部沿海较高,分布也更集中,江苏省南北部地区的秸秆资源量没有明显差别。秸秆电厂的原料可收集量(规模)受到秸秆资源分布和减排目标设定的双重影响。相同减排目标下,不同的候选点可收集到的秸秆原料量差距较大,90%、91%和92%减排量下,候选点的秸秆原料最大收集量均可达到最小点的近10倍;同一个候选点,减排目标设定越高,候选厂址下可收集到的秸秆总量越少,原料的运输距离相应减小,使得物流成本降低。根据江苏省秸秆发电单机最小规模以及秸秆电厂可接受的物流成本,本研究选择设定减排目标为92%和91%时,以最低物流成本为优化目标,得到了江苏省新建秸秆电厂的布局和规模以及对应的秸秆供应点分布图。研究表明,91%和92%减排量下秸秆发电生命周期温室气体排放主要来源于秸秆到厂后的粉碎干燥预处理(50%以上),运输排放变化较大,分别占27%和17%;秸秆物流距离函数成本分别占物流总成本的73%和61%,固定成本分别占27%和39%,因此距离函数成本是秸秆物流成本的主要组成部分。91%和92%减排目标下江苏省新建秸秆电厂的规模和布局,在秸秆压缩模式下,物流运输成本可减少30%-40%,温室气体排放量也有小幅降低,约3%-9%。因此秸秆压缩物流模式无论在物流成本节约还是温室气体减排上都更具有优势。综上所述,生物质能产业发展高度依赖于发展区域的生物质原料的空间分布以及可持续发展目标,能源生产布局与原料物流模式对于生物质能产业化的成功也起到了至关重要的作用。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X322
【图文】：

技术路线图,生物质能,产业发展,绪论

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土地划分,生物质资源,甜高粱,遥感数据

根据不同生长阶段降水量和气温以及土壤含水量因素对产量进行预测，逡逑并绘制了芒属能源作物产量专题图，然后根据土地利用现状制定了绝对指标和建逡逑议指标对可种植芒属能源作物土地进行了限制（见图２），并根据农业用地分级逡逑信息对芒属能源作物产量做出预测。国内的徐增让等［４（）］在研宄现有甜高粱生长逡逑的限制性环境因子的基础上，确定了其生长的环境因子及各项因子的限值指标，逡逑并在假定甜高粱种植不占用耕地、林地和草地等生态用地前提条件下，基于逦１逡逑ＡｒｃＧＩＳ的空间分析功能，利用ｌｋｍ邋ＤＥＭ数据、１：１００万土地利用数据、省区面元逡逑数据和中国自然地图数据库中的年降水量、活动积温和土壤ＰＨ值数据，计算得逡逑出了我国甜高粱适宜种植的边际性土地资源类型、面积及空间分布。在对甜高粱逡逑适生区域面积进行测算的基础上，根据单位面积的平均产量，进一步估算得到了逡逑我国甜高粱的生产潜力。逡逑８逡逑

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