生物质发电厂优化选址建模及决策研究

生物质发电厂运行过程中,生物质的运输费用占有较大比例。优化生物质发电厂厂址,具有重要的意义。针对生物质发电厂选址问题,提出了一种区间线性规划模型,模型充分考虑了选址过程中生物质量、运输价格等信息不确定性,并在生物质建设运行成本最小、能源消耗最低和运输过程中对环境排放的废气最少的目标下,确定优化厂址、生物质电厂个数及秸秆燃料供给方案。并以装机容量为45?000 kW的生物质发电厂为假设案例。计算得出建厂的数量为1;生物质电厂建设运行最小成本为（1.84, 2.77）亿元,最佳厂址坐标区间为[（258.70, 232.99）,（254.54, 225.89）]km,以及区域生物质能源系统中各个收储站的运输方案。通过文中模型得到的结果客观可行,实现了经济与环境的双赢,对于决策者可以提供科学客观的依据。     

华北平原地区玉米秸秆连续供应模型的建立及应用

为保证秸秆连续稳定的供应,提高秸秆资源利用率,该文建立了基于秸秆田间收集-秸秆集中存储-秸秆利用的连续供应模型,并以华北平原地区（山东肥城）为例,确定了秸秆收储站的选址与数量,并分析了田间收集、初级运输、收储站存储、次级运输和原料装卸等5个环节的成本和能耗。结果表明,收集肥城市10万t玉米秸秆应用点的最优选址地理坐标为（N116.741,E36.069）,运用层次分析法确定收储站的优化选址与数量,拟建立10个收储站,秸秆供应成本约为169.14元/t,其中,按秸秆供应环节分析,收集成本和运输成本占比较高,分别占总成本的55%和23%;按运行成本分析,秸秆收购成本、人工成本以及燃料动力费占比较高,分别占总成本的41.39%、30.14%、25.90%。秸秆供应总能耗为186 MJ/t,其中,运输和打捆环节燃油能耗较高,分别占总能耗的45%和34%。该文建立的秸秆供应模型,对指导中国不同地区建立合理的秸秆供应模型提供参考,为秸秆综合利用过程中的原料持续稳定供应,节约供应成本和能耗具有积极的指导意义。     

农作物秸秆的综合利用与可持续发展探析

在我国的农业领域,农作物秸秆普遍用作牲畜的饲料或者直接用于燃料,因为使用量有限,所以大量被弃用,导致资源浪费。农作物秸秆是具有极大利用价值的生物质资源。中国是农业大国,秸秆数量多、种类丰富,综合利用潜力巨大。基于此,针对农作物秸秆的综合利用与可持续发展展开研究。     

秸秆资源的高效利用——气化发电和供热

讨论了目前秸秆气化集中供气系统存在的若干问题，以及秸秆气化发电和供热系统的相对优势。从我国农村秸秆资源的综合利用和生物质发电技术的发展出发，指出秸秆气化发电和供热系统应该成为我国农村生物质能源利用的主要方式之一。     

农林生物质直燃电厂灰渣资源化技术分析与展望

近年来我国农林生物质直燃电厂发展迅速,日益增长的灰渣带来了越来越大的环境压力。生物质电厂灰渣是一类富有价值的可回收资源,亟待有效利用。有必要寻找一种合理的资源化手段整体处理灰渣。本研究综述了我国农林生物质直燃发电的发展现状、生物质灰渣的理化性质及其在基础设施建设、土壤修复改良、元素回收、吸附材料与复合材料制备等领域的应用,进而提出了依据灰渣粒径差异资源化处理电厂灰渣的一体化方案。不同粒径的生物质灰渣经过细分处理,可提高灰渣的资源利用率,有利于农林生物质直燃电厂的可持续发展。     

农村生物质废弃物沼气化利用回收模式优化

农村生物质废弃物的科学回收是其沼气化利用的基础。在能源不断匮乏的背景下,提出建立公司化运作的农村沼气产业,研究如何科学高效地回收我国农村地区存量丰富的生物质废弃物。设计4种回收模式,对每种回收模式从回收率、回收价格、最优利润等角度展开研究,得出生产商和销售商联合回收模式是兼顾各方利益的最优回收模式,指出国家加大扶持力度是农村生物质废弃物回收利用产业健康持续发展的关键。该研究对建立科学的农村能源体系,满足农村能源需求,缓解我国能源短缺压力具有重要参考价值。     

时空尺度对灰色系统理论预测秸秆折标煤量的影响研究

能源供给潜力的准确预测对秸秆生物质资源开发具有重要意义,数据的时空尺度对预测精度有重要的影响。在不同的时间尺度（7、10、12和15a）下研究了灰色系统理论Grey Model（1,1）模型及其拓展形式对全国、京津冀、河北三个空间尺度上秸秆折标煤量的预测精度,确定各空间尺度上的最优模型和数据时间尺度,分析影响可收集秸秆折标煤量的主要因素,并得到2021-2030年的预测结果。结果表明,灰色Verhulst模型的预测效果整体最好,10a时间尺度下的预测精度要明显高于7a、12a和15a,全国地区的预测精度为99.69%和99.72%,高于京津冀和河北省地区的预测精度;全国主要农作物和粮食农作物可收集秸秆折标煤量主要受到播种面积和单位面积产量双因素的影响,而京津冀和河北地区的主要农作物和粮食农作物可收集秸秆折标煤量则主要受单位面积产量的影响;2021-2030年的预测结果表明,全国主要农作物和主要粮食作物的可收集秸秆折标煤量基本稳定,而京津冀和河北地区的秸秆可收集折标煤量呈增加趋势,且主要粮食农作物的秸秆折标煤量的增速高于主要农作物秸秆折标煤量的增速。研究结果反映了京津冀协同发展对京津冀地区尤其是河北现代化农业格局发展和秸秆生物质资源量的影响,得到了不同空间尺度上影响秸秆折标煤量的关键因子,对灰色系统理论预测秸秆生物质资源潜力、推动能源格局转变有理论意义。     

泗洪县车门乡稻麦秸秆收储设施选址

科学的选址可有效节约物流成本,提高收储点的秸秆收储量,增加收储设施的利用效率,促进秸秆设施的可持续利用。该文基于GIS的物流网络设施选址方法,通过秸秆资源调查获得泗洪县车门乡的秸秆资源量及其分布情况,调查其农田道路情况,得出车门乡5个秸秆收储设施点的收储量和分布位置,并通过试验和调查获得秸秆运输车辆类型、油耗成本,分析出各收储设施点运输成本,其中,陈楼点稻麦收储总量5 728 t,总运输成本71 685元;大刘点4 703 t,66 707元;车门点4 328 t,65 264元;岗朱点2 076 t,22 642元;团结点2 590 t,27 594元,总收储量约占全乡秸秆产量的70%。该文为未来该乡完成秸秆物流网络规划提供参考性意见,也为其他地区收储站设施选址提供一个较为完整和可操作性的方法和理论依据。     

秸秆资源工业化利用产业及模式

秸秆资源利用问题在农业、环保中日益突出。通过试验、分析与研究,提出解决秸秆资源的根本出路在于产业化。近期应重点发挥传统技术的作用,提高处理规模与效果。做为中长期目标,应逐步形成以秸秆还田、秸秆肥料、秸秆饲料等为基础,以秸秆人造板、造纸、生物质能源为支柱的工业化利用产业,从而高效利用秸秆资源     

中国农作物秸秆资源及其利用现状

作物秸秆是农作物生产系统中一项重要的生物质资源。中国是世界上秸秆资源最为丰富的国家之一。论文详细论述了中国农作物秸秆的资源量和分布，介绍了其作为工业造纸原料、畜牧饲料、造肥还田以及农村生活能源的利用现状和秸秆综合利用新技术。     

江苏省秸秆综合利用途径利弊分析及收储运对策研究

为推动区域农作物秸秆全量化利用,以稻麦轮作区的江苏省为研究对象,对秸秆还田与离田综合利用进行了利弊分析,围绕秸秆捆型、收储运模式及作业成本角度分析了对秸秆收储运的影响,并针对目前秸秆收储运体系存在问题,从政府引导、设备自给率、资金扶持方向和研发投入等角度提出了对策建议。结果表明,通过文献资料查阅和实地调研发现,秸秆离田方式不仅有利于下茬作物耕种和减少生态环境影响,同时可为种田主体节约成本,增加收入,也为秸秆收储主体通过销售秸秆商品获得经济利润;通过分析打捆秸秆类型对收储运环节的影响,得出大圆捆秸秆是江苏省秸秆收储运作业的优选捆型。同时,针对目前主要的第三方秸秆收储运模式,通过深入分析该模式下不同收储运主体之间的运行机制、秸秆收储运各环节作业成本和利润空间,指出在政策引导及政府行政推动下,秸秆离田收储运是容易实现的,并且收储运成本相对比较稳定且透明,而制约秸秆离田综合利用的瓶颈在于末端秸秆利用形式及终端产品附加值高低。最后,通过剖析现有的秸秆收储运体系问题,并提出有针对性的对策建议,以期为提高江苏省秸秆综合利用效果质量和收储运体系建设提供理论和技术支撑。     

基于作业成本法的秸秆收贮运成本分析研究——以江苏省为例

偏高的收贮运成本制约着秸秆产业化利用可持续发展。为揭示秸秆收贮运成本的构成,本文以江苏省盐城建湖、扬州高邮、无锡宜兴等3家秸秆收贮企业实地调研数据为样本,采用作业成本法,对小麦与水稻秸秆收贮运成本作了比较分析。结果表明:3家企业小麦和水稻收贮运成本平均为148.5元·t~(-1)和116.8元·t~(-1),麦秸收贮运成本高于稻秸。在麦秸收贮运成本中,田间收集成本占52%,运输成本占21%,贮存成本占27%;水稻秸秆田间收集成本占48%,运输成本占21%,贮存成本占31%。田间收集成本所占比重最高,其次是贮存成本,再其次是运输成本,提高秸秆田间机械化收集水平是降低收集成本最有效途径。     

秸秆饲料化集成技术模式及其区域适用性评价

农作物秸秆是一种重要的生物质资源,其综合利用不仅保护产地环境、促进农民增收,而且是农业可持续发展的重要保障。为了促进秸秆资源的饲料化利用与推广,该文针对秸秆饲料化集成技术的区域适用性进行初步研究。根据技术流程进行秸秆收储运和饲料化转化技术分类,进而总结出秸秆饲料化集成技术的多种模式;然后,根据评价原则进行指标筛选,构建评价体系,采用综合集成赋权法确定评价指标权重;最后以沈阳市于洪区为例,进行秸秆饲料化集成技术模式的区域适用性评价研究,找出适宜当地青绿玉米秸秆饲料化集成技术模式和适宜当地水稻秸秆饲料化集成技术模式。并结合未来畜牧业发展规划,对现有模式提出改进建议。     

废弃物到能源的闭环供应链：循环供能、协同运作与可持续性

现代经济生活方式每年产生大量的废弃物,通过耦合收集、加工、运输、发电、供热等独立运行环节,形成整体关联的闭环供应链,实现废弃物到能源的循环利用和可持续发展。该文立足于循环供能与可持续发展两大维度,围绕废弃物回收、资源化处理、多能互补供应、多网络耦合的完整链条,系统分析废弃物到能源闭环供应链的废弃物管理、多能源供应、环境治理协同效应。基于联合国可持续发展目标框架,以全球能源、经济、环境和社会协调发展的重大需求为牵引,整合废弃物到能源闭环供应链的交叉兼容指标,构建涵盖复合维度的可持续性评价指标体系,并从内生风险与外源风险视角,识别刻画不可持续风险。     

秸秆发电燃料收加储运过程模拟分析

目前,中国秸秆发电项目的燃料收加储运成本的理论模型分析仍是空白,为了能够有效控制燃料的收加储运成本,掌握不同运输距离下松散秸秆、大秸秆捆的成本变化趋势,该文建立了一个秸秆发电项目燃料收加储运模型,以国内已投入运营电厂的经验数据为基础,通过分析不同模式下的成本变化趋势,对不同收购量及不同收购半径情况下秸秆发电厂燃料收购,提出理想情况下的优化模式,即集中收集和分散收集相结合的模式。对指导秸秆发电厂建立合理的燃料收加储运模式,有效降低燃料成本具有积极的指导意义。     

生物质资源能源化与高值利用研究现状及发展前景

生物质是唯一能够直接转化为燃料的可再生能源，其开发利用既可以弥补低碳能源的需求，减少环境污染，也是中国实现"碳中和"目标的重要手段。该研究围绕以秸秆为主的生物质资源制备清洁能源和高值利用的总目标，系统分析生物质资源通过生物或热化学等转化途径制备气、液、固三相清洁能源的综合利用技术和模式，重点论述厌氧消化制备生物燃气、水热催化炼制醇烃燃料、裂解液化与生物油提质和生物质制备固体燃料4项技术发展现状与研究进展。在4项生物质转化技术中，厌氧消化制备生物天然气工业化程度最高，由于其大都基于大型养殖场建立，可有效解决原料收集问题，而且厌氧消化技术与沼气净化技术相对较为成熟，生物天然气可直接作为燃料、电力和热力来源供用户使用；由于生物质制备液体燃料中存在转化过程成本较高、产物分离困难、提质效率低、产品不稳定等问题，很难与当前应用端平稳接轨，因此水热催化炼制醇烃燃料、裂解液化制备生物油技术规模化发展水平较低；对于生物质制备固体燃料，其成型技术较为成熟，配套炉具的研发也有效解决了成型燃料应用端的问题，其规模化应用最大的难点在于原料的收集与存储。文章最后对未来生物天然气、生物质液体燃料与固体成型燃料发展前景进行展望，为实现农村生物质资源高效制备清洁能源及高值利用提供借鉴。     

城市土地集约利用评价及障碍因子诊断——基于生态健康与低碳发展视角

[目的]揭示京津冀地区城市土地集约利用状况,为生态健康与低碳发展视域下的城市土地集约利用提供理论基础。[方法]相对熵组合赋权法、多因素综合评价法、协调度测算法和障碍因子诊断法。[结果](1)京津冀地区城市土地集约利用水平呈现出以京津为核心的“十字形”扩散态势。(2)系统协调度与土地集约利用水平之间显著相关,但不同城市间存在相对差异。(3)高度集约区的北京市和天津市,主要障碍因子集中在与生态健康和低碳环保有关的指标上;中度集约区的秦皇岛市和唐山市,主要障碍因子集中在与土地利用程度和布局相关的指标上,石家庄、邯郸和保定地区则集中在与生态健康相关的指标上;低度集约区的沧州、廊坊和邢台地区的主要障碍因子集中在与生态环境和低碳投入相关的指标上,承德和衡水地区集中在与经济发展和土地投入相关的指标上;粗放利用区的张家口,主要障碍因子集中在与经济发展和生态保护相关的指标上。[结论]将生态健康与低碳发展理念纳入城市土地集约利用研究中,可以较为科学全面地刻画出城市土地集约利用状况,为今后城市土地的科学利用提供决策支持。     

江西省水资源可持续利用水平及其障碍因素

[目的]评估江西省水资源可持续利用水平,分析其主要障碍因素,为该区域水资源治理政策优化提供理论参考。[方法]以DPSIR模型为框架,构建包括29项二级指标的江西省水资源可持续利用评价指标体系,运用熵权-TOPSIS评估江西省水资源可持续利用水平变化趋势,并利用障碍度诊断法识别阻碍水资源可持续利用的主要障碍因子。[结果]江西省2011—2020年水资源可持续利用水平,除2013和2018年外,呈逐年上升趋势,2015年后水资源可持续利用平均水平(0.375 8)较2015年前(0.340 8)提高约10.15%。主要障碍因子包括废水治理设施处理能力、水资源总量、地表水调蓄能力、废水治理设施数、人均GDP等。[结论]较低经济发展与科学技术水平所导致的治理投入不足与治理效率低下问题,依然阻碍着江西省水资源可持续利用。建议水资源治理政策应从坚持“一河一策”,注重创新技术,升级产业结构,建立政策共同体等方面进行优化。