中国主要农作物秸秆可新型能源化生态经济总量分析

【摘要】：【目的】如何在保护生态环境和考虑秸秆资源开发成本的基础上,实现秸秆资源的合理开发,对中国农业生物质能发展规划有着重要的意义。因此,从保护生态环境和开发成本角度,对可新型能源化利用秸秆资源的生态经济总量进行评估,为生物质能产业布局、优先发展区域、优先发展技术以及政策制定提供参考。【方法】采用文献调研法对研究秸秆还田量与水土流失、土壤有机质和农作物单产关系的文献进行梳理,在此基础上提出土壤生态保留量的概念,并归纳出不同农作物的基础土壤生态保留量;根据基准年农作物单产、种植结构和草谷比系数,考虑土壤生态保留量和秸秆用途,对区域秸秆生态总量和资源密度进行计算;对政府政策和相关项目成本进行分析,设计发展情景和项目成本参数,并以项目投资回报率为变量,计算不同回报率下项目的经济收集半径;根据秸秆资源密度和经济收集半径,计算项目的经济收集量,并与项目理论需求量进行比较,整理出不同项目可用秸秆生态经济总量。【结果】中国主要农作物可新型能源化利用秸秆生态总量约8 661.31万t,主要分布在广西、四川、山东和河南,主要由薯类、甘蔗和油菜秸秆构成。当投资回报率(ROI)为0时,现有技术水平和政策下,6 MW、25 MW直燃发电项目,12 MW气化发电项目,年产5 000 t和10 000 t燃料成型项目可用秸秆生态经济总量分别为8 658.24×10~4、8 655.29×10~4、8 658.24×10~4、3 314.69×10~4和8 661.31×10~4 t。当ROI为5%时,6 MW、25 MW直燃发电项目,12 MW气化发电项目,年产5 000 t和10 000 t燃料成型项目可用秸秆生态经济总量分别为7 943.15×10~4、8 347.38×10~4、8 347.38×10~4、260.45×10~4和8 661.31×10~4 t。当ROI为10%时,6 MW、25 MW直燃发电项目,12 MW气化发电项目,年产5 000 t和10 000 t燃料成型项目可用秸秆生态经济总量分别为1 853.29×10~4、7 023.24×10~4、7 068.07×10~4、0和8 661.31×10~4 t。在现有技术水平和政策下,不同ROI下纤维素乙醇项目的可用秸秆生态经济总量均为0。【结论】(1)现有政策对发电类项目有显著的激励作用,可适当降低对年产10 000t燃料成型项目的补贴力度,提高发电类项目的补贴力度;(2)在生物质能产业布局方面,现阶段可优先发展年产10 000 t秸秆燃料成型项目,可优先在广西、湖北、广东、安徽、河南等地规划建设12 MW秸秆气化发电项目,其次可考虑在广西、湖北、广东和安徽规划建设25 MW秸秆直燃发电项目,最后可考虑在广西规划建设6 MW秸秆直燃发电项目。 【作者单位】： 重庆理工大学低碳能源中心;劳伦斯伯克利国家实验室;
【关键词】： 土壤生态保留量 秸秆生态经济总量 经济收集半径 生物质能
【基金】：国家自然科学基金(71573026) 重庆市研究生科研创新项目(CYS16223)
【分类号】：S216.2;F323.214
【正文快照】： 0引言 【研究意义】与林业木质剩余物、禽畜粪便等生物质相比,农作物秸秆在时空间上分布相对集中,具有易收集、成本低等特点,已成为发展生物质能源的重要原料之一。同时,秸秆还田具有防止水土流失、维护土壤功能的作用[1],能减小化肥需求及其带来的环境污染。中国作为农业大

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