森林生物质生态潜力与能源潜力研究与评价

发布时间：2017-10-01 08:37

  本文关键词：森林生物质生态潜力与能源潜力研究与评价

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【摘要】：据联合国能源署研究预测,到2050年生物质能将占全球人类总能源消耗的50%以上。我国能源环境面临:化石能源不足,对外依存度高和能源安全脆弱等窘境,发展可再生能源成为必由之路;森林生物质能具有巨大的能源效益、经济效益和环境效益;而我国生物质能开发不仅受到“不与人争粮,不与粮争地”的政策环境约束,还受到木质纤维类技术水平的限制,开发力度与国际趋势相比不足;在现在与未来一段时间内,新能源仍将以风电、核电、水电及太阳能为主;但第3代生物质能技术的推广与应用,为我国森林生物质开发利用提供历史机遇。森林生物质潜力有多大,森林生物质能源的产业规模如何?第3代生物质能技术应用,使我国能获得多大的经济效益、能源效益和环境效益?技术的推广应用的优先顺序是什么?区域社会、经济和自然资源环境的约束,对于生物质能技术的推广应用有什么影响?区域生物质能源的产业发展路径包括哪些,如何实施?本文通过文献追溯与参考我国实际情况,梳理相关的测量方法,进行数学建模,并应用情景仿真方法对森林生物质能源的产业发展进行探究:(1)考虑林业结构、采伐剩余物是否保留及地力发展等3种生态因素,设计11种因素影响情景对森林生物质潜力进行探究;并分析不同因素的影响效度,从而提出相应的林业建设和生物质能源的产业发展建议;同时,考虑采集、运输及存储等技术水平,探究森林生物质的产业原料供给的实际情况。生态结构的调整的逆向作用较小,而采伐剩余物保留政策的逆向作用较大。地力水平的提升可显著提高我国生物质可利用潜力,具有正向影响;与传统测量方法相比,考虑生态因素的森林生物质潜力在主要年份中分别是传统理论值的1.04-1.17倍、1.16-1.38倍和1.13-1.37倍;进一步考虑技术水平时,森林生物质潜力是传统理论测量方法的72.41%、81.32%和81.03%。(2)基于技术进步,考虑3种典型的第3代生物质能技术对于森林生物质进行全开发,探究森林生物质的能源产业可实现的经济效益、环境效益和能源效益规模。同时,依据效益规模对3种技术进行对比分析,为我国制定产业发展的技术路径提供参考依据。生物质气化制取生物质天然气技术在能源、经济及环境效益均有凸显效益,作为优先发展路径,其次为生物质裂解生物油提质制取生物质燃油技术,最后生物质气化制取生物质燃油技术。(3)以重庆市为案例,分析区域森林生物质能源产业的发展规模,评价区域环境对于技术路径的影响。基于技术替代,设计3种不同的替代规模情景,探究重庆市不同开发程度下的森林生物质能产业发展态势,并据此提出优化方案和政策建议。区位能源供给状态,可以改变生物质能技术的优先发展顺序,重庆市的技术发展路径应优先发展生物质裂解生物油提质制取生物质燃油,其次为生物质气化制取生物质燃油,最后才为生物质气化制取生物质天然气。森林生物质开发程度将直接影响到生物质能源的产业发展。
【关键词】：森林生物质 生态潜力 能源潜力 发展路径
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：F426.2
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 研究背景10-15
• 1.1.1 能源短缺与能源安全的矛盾无法调节10-11
• 1.1.2 发展生物质能已然成为国际各国应对能源结构优化的重要内涵11-12
• 1.1.3 政策支撑下，，生物质能源发展潜力与其发展现状步态趋势依旧不一12
• 1.1.4 生物质能技术与碳交易市场的发展为我国林业生物质能发展提供契机12-13
• 1.1.5 生态要求为森林生物质的开发利用设置了新约束13-15
• 1.2 研究意义15-16
• 1.2.1 森林生物质生态潜力是森林和生物质能产业可持续发展的基础15
• 1.2.2 能源潜力是衡量产业发展的重要依据15-16
• 1.3 研究创新16-17
• 2 文献综述17-22
• 2.1 基于林种和技术水平的生物质潜力测算17-18
• 2.2 基于生态约束下的森林生物质潜力测算18-19
• 2.3 生物质能源产业发展潜力评估19-20
• 2.4 文献述评20-22
• 3 生态潜力与能源潜力评估流程与情景仿真设计22-28
• 3.1 森林生物质生态潜力评估流程22-23
• 3.2 森林生物质能源潜力评估流程23-24
• 3.3 森林生物质生态潜力情景仿真设计24-26
• 3.4 森林生物质能源潜力情景仿真设计26-28
• 4 生态潜力和能源潜力模型构建28-33
• 4.1 森林生物质生态潜力测算模型28-29
• 4.1.1 森林生物质潜力测算模型28
• 4.1.2 不同林种面积模型28
• 4.1.3 林种结构比例预测模型28-29
• 4.1.4 木材采伐总量预测模型29
• 4.2 森林生物质生态潜力测算模型29-31
• 4.2.1 森林生物质生态潜力测算模型29-30
• 4.2.2 生态要求下的林种结构比例预测模型30
• 4.2.3 地力水平发展下的单位面积木材产量30-31
• 4.3 基于技术进步的森林生物质能源潜力评估模型31-33
• 4.3.1 森林生物质能源潜力分析模型31
• 4.3.2 森林生物质能技术优先级评价模型31-32
• 4.3.3 基于技术替代的区域森林生物质能源潜力评估模型32-33
• 5 森林生物质生态潜力与能源潜力情景仿真分析与评价33-49
• 5.1 基于生态约束的森林生物质潜力分析与评价33-40
• 5.1.1 森林生物质潜力基础性测算33-35
• 5.1.2 森林生物质生态潜力情景测算35-36
• 5.1.3 森林生物质生态潜力仿真分析与评价36-40
• 5.2 森林生物质能源潜力分析与评价40-46
• 5.2.1 基于技术进步的森林生物质能源潜力40-43
• 5.2.2 基于技术进步的森林生物质能源潜力分析与评价43-46
• 5.3 基于技术替代的重庆市案例分析与评价46-49
• 5.3.1 2020 年重庆市森林生物质潜力46-47
• 5.3.2 基于技术进步的生物质能源经济总量分析47
• 5.3.3 基于技术替代的区域生物质能源潜力分析与评价47-49
• 6 研究结论与展望49-51
• 6.1 研究结论49
• 6.2 研究展望49-51
• 致谢51-52
• 参考文献52-56
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果56

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