考虑生态环境的区域主要农作物生物质能技术经济生态总量评价研究

发布时间：2018-03-10 02:06

本文选题：土壤生态最小保留量　切入点：生物质能　出处：《重庆理工大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：从长期来看,随着化石能源的日渐枯竭,我国仍存在严峻的能源安全问题。生物质能的开发利用不仅能够缓解能源危机,而且能够有效解决由化石能源消费所引起的环境问题。我国作为农业大国,农作物秸秆资源丰富。农作物秸秆具有低成本、易获取等特点,已经成为发展生物燃料的主要原料之一。与此同时,合理的秸秆还田能够有效地防止水土流失,增强土壤有机质含量。由此可见,农作物秸秆具有非常可观的能源效益和环境效益。为有效评估我国可能源化秸秆资源的技术经济生态总量,从防止水土流失、增强土壤有机质和农作物长期产量角度,提出了土壤生态最小保留量的概念;并采用文献调研和情景设计法,设计了三种土壤生态最小保留量情景。在此基础上,结合未来农作物单产、播种面积、种植结构和秸秆用途,计算出可利用秸秆资源的生态总量和各区域秸秆资源密度。然后,通过文献调研法,对秸秆能源化项目的经济参数进行设计,结合区域秸秆资源密度,对不同秸秆能源化项目在不同区域的最大经济收集半径和技术经济收集量。最后,比较秸秆能源化项目理论秸秆量和技术经济收集量,整理出不同秸秆能源化项目最终可利用秸秆资源的技术经济生态总量。研究发现:(1)在低、中、高土壤生态保留量情景下,2030年可能源化秸秆资源的生态总量分别为22 795.79万t、13 717.95万t和7 756.19万t,平均秸秆资源密度分别为172t·km~(-2)、103 t·km~(-2)和58 t·km~(-2),可利用秸秆资源均主要分布在河南、山东、黑龙江、四川等地;此外,随着时间的推移,可利用秸秆资源会在空间上发生转移。(2)受区域可利用秸秆资源密度、项目规模、项目类型、项目成本收益等影响因素的制约,不同规模和不同类型秸秆能源化项目在不同区域的最大经济收集半径存在较大差异。由于受项目成本收益的影响,所有情景中纤维素乙醇项目均不具有经济性,使得其在不同情景下不同区域的最大经济收集半径均为0 km,使得纤维素乙醇项目在不同土壤生态最小保留情景下,最终可能源化秸秆技术经济总量均为0 t。(3)可利用秸秆资源技术经济生态总量方面,在现有技术水平和政策激励强度下,低土壤生态最小保留量情景中,ROI=0时,发电类项目和年产1万t燃料成型项目在全国范围内均经济技术可行,最终可利用秸秆技术经济生态总量均为22 795.79万t,而年产5 000 t燃料成型项目为1 762.62万t;在中土壤生态最小保留量情景中,ROI=0时,发电类项目和年产1万t燃料成型项目可利用秸秆总量均为13 717.95万t,而年产5 000 t燃料成型项目可利用秸秆为2 837.25万t;在高土壤生态最小保留量情景中,ROI=0,发电类项目和年产1万t燃料成型项目可利用秸秆资源总量分别为7 753.04万t、7 754.42万t、7 754.42万t和7 756.19万t。此外,随着ROI的提高,秸秆能源化项目最终可利用秸秆资源总量会急剧下滑。为促进我国秸秆能源化产业的发展,在秸秆资源开发方面,可优先考虑河南、黑龙江、新疆、山东等地,在构建区域农作物秸秆集散基地、农业生物质能开发利用产业基地、大型秸秆直燃发电基地等大型综合农业生物质能开发项目,可优先考虑东北和华中区域。政策方面,可适当降低对年产1万t燃料成型项目的补贴力度,提高发电类项目的补贴力度,并降低政策激励门槛;在生物质能产业布局方面,现阶段可优先发展年产1万t秸秆燃料成型项目,其次考虑规划建设25 MW秸秆直燃发电项目和12 MW秸秆气化发电项目,最后考虑在规划建设6 MW秸秆直燃发电项目和年产5 000 t燃料成型项目。
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【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：F323.214

【参考文献】