基于能源投入回报方法的光伏治沙模式综合效益分析
发布时间：2021-01-17 07:00
光伏治沙,既是荒漠化土地治理的新方案,又是光伏产业进一步的生态化发展,能够带来经济、生态等多方面的效益。从能源投入产出的角度,使用能源投入回报（EROI）方法对该模式的综合效益进行量化研究,并以实际项目为例,计算出不考虑环境投入时的EROI为8.83,考虑光伏系统生命周期污染物排放时的综合EROI为8.62,而煤电项目的EROI则为4.26。计算结果表明光伏治沙模式与传统的种植治沙和燃煤发电模式相比具有良好的综合效益,其能源利用效率更高。文章进行了不确定性分析,找出了影响该模式效益核算的关键因素,认为综合效益的增加有赖于光伏效率和污染物处理相关技术水平的进一步提高。
【文章来源】：生态经济. 2020,36(07)北大核心
【文章页数】：6 页
【图文】：
不同模式EROI值对比情况
光伏电站的发电量受日照、电板转换率等多种因素的影响,在计算EROI值时使用地发电量数据并不能准确地反映光伏治沙模式的电能产出。另外,在该模式的产出中电能占有极高的比重,因此,本文对电能产出进行敏感性分析,探讨发电量发生变化时对EROI值的影响,分析结果如图4所示。当电能产出在20%范围内变化时,考虑到环境投入的EROI值始终保持在6.5以上,仍然具有良好的综合效益,通过进一步计算得出当电能产出减少30%,即总发电量达到28亿kW·h时该项目的EROI值达到光伏发电最小EROI水平。3.4 与煤电项目的对比分析
光伏治沙,简单来说就是板上发电,板下种植,通过光伏电板的遮挡可以有效减少地表水分的蒸发量,并且降低风速,另外,在对光伏电板进行清洗时可以同时对植被进行灌溉,有利于荒漠地区植被的恢复,而生态环境的改善又会导致灰尘风沙的减小,有利于保持地表高度的平整,从而减小荒漠气候对光伏发电的影响。该模式一方面利用荒漠化土地发展光伏产业,提高土地利用率并生产清洁电力,另一方面依靠光伏板创造适合植物生长的环境,从而进行荒漠化治理。本文以该模式为研究对象,侧重于度量投入一定能源后所产生的能源和环境效益,因此选择直接、间接的能源和物质投入、劳动力投入和环境投入4个层级来计算EROI进行分析,不再考虑电力运输和使用等情况。另外,与传统的化石能源开采情况不同,该模式在运行时期的投入较少,多数投入主要集中在项目建设期内,因此,本文对该模式整个寿命期的投入产出进行分析,具体情况通过图1来直观地表达。以特定的光伏治沙项目为例,项目寿命期可以分为建设期、运营期、回收期3个阶段,这3个阶段中都会有直接和间接的能源、物质投入以及劳动力投入,而在建设期和回收期内光伏系统会产生污染物排放,应该将其作为环境投入。该模式的主要产出是电力,除此之外本文考虑了对当地生态环境的改善,并以此作为另外的产出,从而保证更加全面地反映对环境的影响。因此,本文最终确定的EROI计算公式如下:
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于能值理论的内蒙古农业生态系统可持续发展评价研究[J]. 巩芳,庞雪倩. 内蒙古统计. 2018(06)
[2]基于能源投入回报方法的我国页岩油生产效率评价研究——以抚顺页岩油为例[J]. 孔朝阳,鲁玺,董秀成,蒋庆哲. 生态经济. 2018(09)
[3]“光伏+扶贫+治沙”互补发展初探[J]. 王敏. 华北电力大学学报(社会科学版). 2018(03)
[4]库布齐沙漠3种沙产业模式的经济效益评价[J]. 王睿,周立华,陈勇,赵敏敏,郭秀丽. 中国沙漠. 2017(02)
[5]基于LCA的风力发电、光伏发电及燃煤发电的环境负荷分析[J]. 贾亚雷,王继选,韩中合,庞永超,安鹏. 动力工程学报. 2016(12)
[6]第五次全国荒漠化和沙化监测结果及分析[J]. 屠志方,李梦先,孙涛. 林业资源管理. 2016(01)
[7]太阳能级多晶硅生命周期环境影响评价[J]. 谢明辉,阮久莉,白璐,乔琦,刘秀琼,杨德仁,杨黎飞. 环境科学研究. 2015(02)
[8]光伏发电和燃煤发电的生命周期评价比较研究[J]. 张俊翔,朱庚富. 环境科学与管理. 2014(10)
[9]内蒙古鄂尔多斯市达拉特旗土地利用结构变化对生态系统服务价值的影响[J]. 钟莉娜,郭旭东,赵文武,刘世梁,吴全. 中国土地科学. 2014(10)
[10]我国风力发电的环境价值分析[J]. 李泓泽,郭森,王宝. 能源技术经济. 2011(07)
博士论文
[1]能源资源开发代谢理论及评价方法研究[D]. 陈英超.中国石油大学(北京) 2018
硕士论文
[1]基于生命周期的光伏发电项目综合效益评价研究[D]. 李璨.青岛科技大学 2017
本文编号：2982410
【文章来源】：生态经济. 2020,36(07)北大核心
【文章页数】：6 页
【图文】：
不同模式EROI值对比情况
光伏电站的发电量受日照、电板转换率等多种因素的影响,在计算EROI值时使用地发电量数据并不能准确地反映光伏治沙模式的电能产出。另外,在该模式的产出中电能占有极高的比重,因此,本文对电能产出进行敏感性分析,探讨发电量发生变化时对EROI值的影响,分析结果如图4所示。当电能产出在20%范围内变化时,考虑到环境投入的EROI值始终保持在6.5以上,仍然具有良好的综合效益,通过进一步计算得出当电能产出减少30%,即总发电量达到28亿kW·h时该项目的EROI值达到光伏发电最小EROI水平。3.4 与煤电项目的对比分析
光伏治沙,简单来说就是板上发电,板下种植,通过光伏电板的遮挡可以有效减少地表水分的蒸发量,并且降低风速,另外,在对光伏电板进行清洗时可以同时对植被进行灌溉,有利于荒漠地区植被的恢复,而生态环境的改善又会导致灰尘风沙的减小,有利于保持地表高度的平整,从而减小荒漠气候对光伏发电的影响。该模式一方面利用荒漠化土地发展光伏产业,提高土地利用率并生产清洁电力,另一方面依靠光伏板创造适合植物生长的环境,从而进行荒漠化治理。本文以该模式为研究对象,侧重于度量投入一定能源后所产生的能源和环境效益,因此选择直接、间接的能源和物质投入、劳动力投入和环境投入4个层级来计算EROI进行分析,不再考虑电力运输和使用等情况。另外,与传统的化石能源开采情况不同,该模式在运行时期的投入较少,多数投入主要集中在项目建设期内,因此,本文对该模式整个寿命期的投入产出进行分析,具体情况通过图1来直观地表达。以特定的光伏治沙项目为例,项目寿命期可以分为建设期、运营期、回收期3个阶段,这3个阶段中都会有直接和间接的能源、物质投入以及劳动力投入,而在建设期和回收期内光伏系统会产生污染物排放,应该将其作为环境投入。该模式的主要产出是电力,除此之外本文考虑了对当地生态环境的改善,并以此作为另外的产出,从而保证更加全面地反映对环境的影响。因此,本文最终确定的EROI计算公式如下:
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于能值理论的内蒙古农业生态系统可持续发展评价研究[J]. 巩芳,庞雪倩. 内蒙古统计. 2018(06)
[2]基于能源投入回报方法的我国页岩油生产效率评价研究——以抚顺页岩油为例[J]. 孔朝阳,鲁玺,董秀成,蒋庆哲. 生态经济. 2018(09)
[3]“光伏+扶贫+治沙”互补发展初探[J]. 王敏. 华北电力大学学报(社会科学版). 2018(03)
[4]库布齐沙漠3种沙产业模式的经济效益评价[J]. 王睿,周立华,陈勇,赵敏敏,郭秀丽. 中国沙漠. 2017(02)
[5]基于LCA的风力发电、光伏发电及燃煤发电的环境负荷分析[J]. 贾亚雷,王继选,韩中合,庞永超,安鹏. 动力工程学报. 2016(12)
[6]第五次全国荒漠化和沙化监测结果及分析[J]. 屠志方,李梦先,孙涛. 林业资源管理. 2016(01)
[7]太阳能级多晶硅生命周期环境影响评价[J]. 谢明辉,阮久莉,白璐,乔琦,刘秀琼,杨德仁,杨黎飞. 环境科学研究. 2015(02)
[8]光伏发电和燃煤发电的生命周期评价比较研究[J]. 张俊翔,朱庚富. 环境科学与管理. 2014(10)
[9]内蒙古鄂尔多斯市达拉特旗土地利用结构变化对生态系统服务价值的影响[J]. 钟莉娜,郭旭东,赵文武,刘世梁,吴全. 中国土地科学. 2014(10)
[10]我国风力发电的环境价值分析[J]. 李泓泽,郭森,王宝. 能源技术经济. 2011(07)
博士论文
[1]能源资源开发代谢理论及评价方法研究[D]. 陈英超.中国石油大学(北京) 2018
硕士论文
[1]基于生命周期的光伏发电项目综合效益评价研究[D]. 李璨.青岛科技大学 2017
本文编号：2982410
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