本文關(guān)鍵詞：基于采伐剩余物的生物質(zhì)固體燃料利用評價

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【摘要】：在生態(tài)環(huán)境污染和能源資源供求緊張的雙重壓力下,林木生物質(zhì)能源作為一種可再生清潔能源,正逐步成為未來能源產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。采伐剩余物作為一種林木生物質(zhì)資源,分布廣闊、能源化利用潛力大,直接燃燒是最原始的利用方法,但這種燃燒效率較低,一般在15%-20%,不符合能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展利用原則。生物質(zhì)固體燃料節(jié)能環(huán)保,燃燒效率高,便于存儲運輸,是目前生物質(zhì)能開發(fā)利用的主要方向之一將采伐剩余物作為其利用的原料來源,是緩解當前能源短缺及木材供需矛盾的一個選擇。采伐剩余物作為生物質(zhì)固體燃料原材料,能否真正實現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展,能否實現(xiàn)清潔生產(chǎn)和對環(huán)境的零污染,能否比現(xiàn)有石化能源具有更強的市場競爭力,是目前國內(nèi)外關(guān)注的焦點和討論的熱點。基于采伐剩余物為原料,對生物質(zhì)固體燃料進行全面、合理的評價,不僅能夠有助于明晰上述問題,減少人類對傳統(tǒng)化石燃料的依賴,緩解能源供給緊張,還有利于經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。本研究首先以福建省為例,對采伐剩余物資源潛力進行估算,并預測未來資源潛力趨勢；其次在生命周期評價法的基礎(chǔ)上,考慮剩余物從采集到運輸再到利用環(huán)節(jié)的全生命周期,結(jié)合剩余物收集半徑,對擬建項目(建設(shè)期為1年,運營期為10年,年產(chǎn)2.75萬噸生物質(zhì)固體燃料)的經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益進行分析；利用AHP法確定權(quán)重,采用聯(lián)系度改進的TOPSIS法從能源(Energy)、經(jīng)濟(Economic)、生態(tài)(Ecologic)、社會(Social)、技術(shù)(Technology)和資源(Resources)六個方面出發(fā),對生物質(zhì)固體燃料和直燃發(fā)電兩種方式進行綜合分析,選擇較優(yōu)方案,以期為林木生物質(zhì)能的高效利用提供可靠的數(shù)據(jù)支持和理論支撐。主要結(jié)論如下：(1)將采伐剩余物分為資源理論值、可經(jīng)濟利用資源及能源資源潛力三個范疇,并結(jié)合剩余物各組分比例,利用統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)對剩余物資源潛力進行估算,結(jié)果表明：福建省現(xiàn)有剩余物資源潛力理論值為1896.3萬t,可經(jīng)濟利用資源潛力為1048.9萬t,能源資源潛力為339.9萬t,同比增長16.8%,比2005年增長35.3%。現(xiàn)有剩余物資源潛力水平339.9萬t,折標煤熱量99611-3 TJ,能替代標準煤約227.7萬t,CO2減排量將達到482.6萬t。運用SPSS回歸分析中的曲線估計,對總采伐剩余物與毛竹采伐剩余物資源潛力進行預測,兩種剩余物資源潛力都呈不斷遞增趨勢,且毛竹剩余物資源潛力所占比重將持續(xù)擴大。研究結(jié)果為生物質(zhì)能的利用原料來源提供理論基礎(chǔ)。(2)考慮剩余物可用于生產(chǎn)能源利用比、運輸費率及原料價格、國家補貼等因素,建立基于成本費用分析的剩余物收集半徑模型。(3)項目經(jīng)濟效益評價結(jié)果表明,該項目投資利潤率為10.5%,內(nèi)部收益率為19.7%,投資回收期為5.8年,能夠為企業(yè)創(chuàng)造價值存在一定的盈利空間。敏感性分析得到,對該項目影響最大的是銷售單價,經(jīng)營成本次之。當銷售單價低于-4%、經(jīng)營成本低于6.5%時,項目的內(nèi)部收益率低于投資收益率,該項目不具備經(jīng)濟可行性。(4)將剩余物利用的生命周期分為剩余物收集階段、剩余物從林間到加工廠的運輸階段、加工成型階段、燃料運輸階段以及燃料使用5個階段,利用生命周期評價法(LCA)和IPCC評價法,對其利用過程進行生態(tài)效益評價,結(jié)果顯示：剩余物在利用過程產(chǎn)生的總碳排放為99.65 kg/t。產(chǎn)生碳排放最多的是加工成型階段,占總碳排放的68.03%；其次是燃料使用階段,占14.73%；運輸階段受運距影響,在原材料運距41 km產(chǎn)生的碳排放占7.41%；成品運距30 km,產(chǎn)生的碳排放占7.11%；人工收集階段產(chǎn)生的碳排放最少,占2.72%。能量效率為0.040,轉(zhuǎn)化效率較高。敏感性分析結(jié)果表明,運距對碳排放和能量效率的影響較大。因此,從生態(tài)環(huán)境角度出發(fā),若在合理運距范圍內(nèi),此利用方式具有一定的生態(tài)可行性,可大大減少污染物的排放,凈化空氣。(5)社會效益評價結(jié)果顯示,該項生產(chǎn)的實施,一方面擴大就業(yè)機會,增加勞動收入,促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展,另一方面,使農(nóng)村閑散的土地資源得到合理利用,緩解了農(nóng)村用能壓力,改善能源結(jié)構(gòu),降低了環(huán)保社會成本。(6)基于3E-STR思想,利用AHP法確定權(quán)重大小為生態(tài)可持續(xù)性A3資源供需性A6經(jīng)濟可行性A2能源均衡性AI社會分配性A4技術(shù)成熟性A5。通過聯(lián)系度改進的TOPSIS法,將基于采伐剩余物的生物質(zhì)固體燃料與直燃發(fā)電兩種利用方式進行綜合評價,結(jié)果表明：生物質(zhì)固體燃料利用與正理想點的相對貼近度c1為0.7913,直燃發(fā)電與正理想點的相對貼近度c2為0.4978,c1c2,因此認為,生物質(zhì)固體燃料的綜合評價結(jié)果優(yōu)于直燃發(fā)電。
【關(guān)鍵詞】：采伐剩余物 剩余物資源潛力 生物質(zhì)固體燃料 綜合評價
【學位授予單位】：福建農(nóng)林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：F426.2
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-13
• 1 引言13-17
• 1.1 研究背景13
• 1.2 研究意義13-14
• 1.3 研究思路14-17
• 1.3.1 研究主要內(nèi)容14
• 1.3.2 預期成果14-15
• 1.3.3 技術(shù)路線15-17
• 2 研究綜述17-23
• 2.1 林木生物質(zhì)能資源潛力17-18
• 2.1.1 國外研究現(xiàn)狀17
• 2.1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀17-18
• 2.2 采伐剩余物利用18-20
• 2.2.1 國外研究現(xiàn)狀19
• 2.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀19-20
• 2.3 生物質(zhì)固體燃料20-21
• 2.3.1 國外研究現(xiàn)狀20
• 2.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀20-21
• 2.4 生物質(zhì)能利用評價方法21-23
• 2.4.1 國外研究現(xiàn)狀21-22
• 2.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀22-23
• 3 采伐剩余物資源潛力評估23-30
• 3.1 資源范疇與方法23-25
• 3.1.1 資源范疇23-24
• 3.1.2 剩余物資源潛力理論值估算24
• 3.1.3 剩余物可經(jīng)濟利用量估算24-25
• 3.1.4 剩余物能源資源潛力估算25
• 3.2 剩余物潛力估算—以福建省為例25-29
• 3.2.1 數(shù)據(jù)來源25-26
• 3.2.2 現(xiàn)有剩余物資源潛力估算26-27
• 3.2.3 剩余物資源長期潛力分析27-29
• 3.3 小結(jié)29-30
• 4 生物質(zhì)固體燃料利用效益評估30-49
• 4.1 生物質(zhì)固體燃料技術(shù)簡介30-32
• 4.1.1 技術(shù)發(fā)展30
• 4.1.2 工藝流程30-32
• 4.2 研究邊界32-33
• 4.3 研究方法33-36
• 4.3.1 經(jīng)濟效益評價33-34
• 4.3.2 生態(tài)效益評價34-35
• 4.3.3 收集半徑確立35-36
• 4.4 經(jīng)濟效益評價36-41
• 4.4.1 擬定項目的規(guī)模36-37
• 4.4.2 投資成本估算37
• 4.4.3 生產(chǎn)成本估算37-38
• 4.4.4 收益估算38-39
• 4.4.5 成本效益分析39
• 4.4.6 不確定性分析39-41
• 4.4.7 經(jīng)濟效益小結(jié)41
• 4.5 生態(tài)效益評估41-46
• 4.5.1 碳排放計算41-44
• 4.5.2 能量效率44-45
• 4.5.3 不確定性分析45-46
• 4.5.4 生態(tài)效益小結(jié)46
• 4.6 社會效益評價46-47
• 4.7 小結(jié)47-49
• 5 生物質(zhì)固體成型燃料可行性綜合分析49-60
• 5.1 評價指標建立49-51
• 5.2 基于AHP-聯(lián)系度改進的TOPSIS法的綜合評價51-55
• 5.2.1 AHP法確定指標權(quán)重51-53
• 5.2.2 基于聯(lián)系度的改進TOPSIS法53-54
• 5.2.3 基于AHP-聯(lián)系度改進的TOPSIS法基本步驟54-55
• 5.3 綜合分析55-58
• 5.3.1 指標權(quán)重55
• 5.3.2 數(shù)據(jù)來源55-56
• 5.3.3 結(jié)果分析56-58
• 5.4 小結(jié)58-60
• 6 結(jié)論與討論60-63
• 6.1 主要結(jié)論60-61
• 6.2 主要創(chuàng)新點61
• 6.3 討論61-63
• 參考文獻63-70
• 致謝70-71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文71

【參考文獻】

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