【摘要】：生物質(zhì)秸稈發(fā)電技術是目前較為成熟也較為穩(wěn)定可靠的一種新能源發(fā)電技術,該技術一直以低排放甚至零排放的環(huán)境效益而著稱。根據(jù)對我國生物質(zhì)發(fā)電項目的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀的分析,我國生物質(zhì)發(fā)電發(fā)展經(jīng)歷了研發(fā)和試驗、快速發(fā)展和成熟三個階段。在研發(fā)和試驗階段主要的研究和技術開發(fā)都集中在小型生物質(zhì)氣化發(fā)電技術上,而在快速發(fā)展階段,我國生物質(zhì)秸稈發(fā)電項目主要以直燃發(fā)電技術為主,由此可知我國生物質(zhì)秸稈發(fā)電項目技術準備并不充足。在項目的區(qū)域分布上,我國農(nóng)作物秸稈資源總量豐富,但是生物質(zhì)秸稈發(fā)電項目在各個省區(qū)間的分布與秸稈資源的分布并不協(xié)調(diào)。在快速發(fā)展階段,未經(jīng)合理規(guī)劃而盲目建設項目的問題日漸突出,部分區(qū)域內(nèi)激烈的市場競爭使得當?shù)亟斩拑r格虛高,影響了秸稈發(fā)電的經(jīng)濟效益。項目的布局不合理還會造成秸稈原料的收集困難,原料的半徑超過了合理的收集半徑,不僅降低了生物質(zhì)發(fā)電項目的經(jīng)濟效益,還使得生物質(zhì)秸稈原料的運輸費用和運輸過程中的碳排放總量增加。我國生物質(zhì)秸稈發(fā)電項目的發(fā)展受到了諸多問題的阻礙,主要包括項目建設成本高、秸稈原料成本過高、運營和維護成本高、產(chǎn)能利用率低和電廠自用電率高等。通過溯源分析,本文推論出上述問題的根源主要在于生物質(zhì)發(fā)電技術水平落后以及項目布局不合理。而生物質(zhì)發(fā)電技術的選擇也受到項目選址決策結果的影響,因此選址是生物質(zhì)發(fā)電項目管理過程中所要解決的首要的和關鍵的問題。本文以生物質(zhì)直燃發(fā)電項目的規(guī)劃選址問題為研究對象,在保證項目經(jīng)濟效益的基礎上,進一步考慮項目的碳排放情況。通過系統(tǒng)邊界界定和系統(tǒng)分解,生物質(zhì)秸稈直燃發(fā)電系統(tǒng)可以劃分為秸稈收集和預處理子系統(tǒng)、秸稈運輸和存儲子系統(tǒng)、秸稈燃燒發(fā)電子系統(tǒng)和廢棄物處理子系統(tǒng)四個部分。利用對各個子系統(tǒng)所涉及的生產(chǎn)活動的經(jīng)濟和碳排放行為分析,本文識別出了影響生物質(zhì)發(fā)電項目經(jīng)濟效益和碳減排效益的因素。并對各個影響因素之間的關聯(lián)性進行了分析。項目的區(qū)位選擇是生物質(zhì)發(fā)電項目選址過程中面臨的首要問題,本文采用區(qū)位適宜度評價方法選擇生物質(zhì)發(fā)電項目建設運營最適宜區(qū)位。生物質(zhì)發(fā)電項目經(jīng)濟效益和碳排放總量的影響因素分析為項目區(qū)位適宜度評價建立了評價指標選擇集,結合現(xiàn)有對生物質(zhì)發(fā)電項目評價研究中所采用的指標集合的分析,本文進一步分析了各評價指標的社會認可度,篩選出社會認可度較高的評價指標來構建生物質(zhì)發(fā)電項目區(qū)域適宜度評價指標體系�？紤]到生物質(zhì)發(fā)電項目區(qū)位選擇過程中各個區(qū)位及各個企業(yè)對項目經(jīng)濟效益和碳排放指標的偏好不同造成的生物質(zhì)發(fā)電項目區(qū)位選擇過程中指標權重存在一定的不確定性,本文利用情景分析的方法,設定了三種不同情景下各個指標的權重分配情況。對于生物質(zhì)秸稈直燃發(fā)電項目的定址決策,本文在現(xiàn)有研究基礎上建立了一個多目標混合整數(shù)規(guī)劃模型。以生物質(zhì)發(fā)電項目的經(jīng)濟效益最優(yōu)和項目全生命周期碳排放總量最少為規(guī)劃目標,通過系統(tǒng)分解分析過程中所得到的項目生產(chǎn)活動的經(jīng)濟投入和碳排放輸出結果,構建相應的經(jīng)濟和碳排放總量計算公式。以生物質(zhì)秸稈原料供應、原料的運輸為主要約束條件。生物質(zhì)發(fā)電項目運營過程中,各個區(qū)域所提供的生物質(zhì)秸稈總量不能超過區(qū)域秸稈的實際可獲得量,同時,在經(jīng)濟性和碳排放最少的原則下,各個區(qū)域運輸至電廠的秸稈原料總量還不能超過電廠的原料需求總量。綜合上述條件,本文建立了生物質(zhì)發(fā)電項目的定址模型。針對上述區(qū)域適宜度評價和項目定址模型,本文利用實際案例對模型的應用條件進行了分析。根據(jù)案例分析的結果,碳排放因素對生物質(zhì)發(fā)電項目區(qū)位選擇和項目定址的結果均有一定的影響,碳排放指標的權重越大,評價結果與僅考慮經(jīng)濟效益等指標的評價結果的差異越大。同時,考慮了生物質(zhì)發(fā)電項目碳排放因素影響的項目定址模型在其科學性和完整性上均比僅考慮經(jīng)濟效益的定址模型有所提高。
[Abstract]:Biomass straw power generation technology is a relatively mature and reliable new energy power generation technology, which has been known for its low emission and even zero emission environmental benefits. According to the analysis of the development history and status quo of biomass power generation projects in China, the development of biomass power generation in China has undergone research and development and testing, rapid development. There are three stages of development and maturity. In the R&D and experimental stages, the main research and technological development are focused on the small biomass gasification power generation technology. In the rapid development stage, the biomass straw power generation projects in China are mainly based on direct-fired power generation technology. Therefore, the technical preparation of biomass straw power generation projects in China is insufficient. In terms of regional distribution, the total amount of crop straw resources is abundant in China, but the distribution of biomass straw power generation projects in different provinces is not coordinated with the distribution of straw resources. The unreasonable layout of the project will also make it difficult to collect straw raw materials. The radius of the raw materials exceeds the reasonable collection radius, which not only reduces the economic benefits of the biomass power generation project, but also increases the transportation cost of the biomass straw raw materials and the total carbon emissions in the transportation process. The development of biomass straw power generation projects in China has been hindered by many problems, including high construction cost, high straw raw material cost, high operation and maintenance cost, low productivity utilization rate and high self-use rate of power plants. The selection of biomass power generation technology is also affected by the decision-making results of project site selection, so site selection is the primary and key problem to be solved in the process of project management of biomass power generation. The biomass straw direct-fired power generation system can be divided into four subsystems: straw collection and pretreatment subsystem, straw transportation and storage subsystem, straw combustion power generation subsystem and waste disposal subsystem. Based on the analysis of the economic and carbon emission behaviors involved in the production activities, this paper identifies the factors affecting the economic benefits and carbon emission reduction benefits of biomass power generation projects, and analyzes the correlation among the various factors. Location suitability evaluation method chooses the most suitable location for the construction and operation of biomass power generation projects. The analysis of the economic benefits and total carbon emissions of biomass power generation projects establishes an evaluation index selection set for the project location suitability evaluation, and combines with the analysis of the existing index set used in the evaluation research of biomass power generation projects. In this paper, the social acceptance of each evaluation index is further analyzed, and the evaluation index with higher social acceptance is selected to construct the regional suitability evaluation index system of biomass power generation project. There are some uncertainties in the index weight of biomass power generation project location selection. In this paper, the method of scenario analysis is used to set up the weight distribution of each index under three different scenarios. Standard Mixed Integer Programming (MIP) model. Taking the optimal economic benefit of biomass power generation project and the minimum total carbon emission of the project life cycle as the planning objectives, the corresponding economic and carbon emission calculation formulas are constructed by the economic input and carbon emission output results of the project production activities obtained in the process of system decomposition analysis. During the operation of biomass power generation projects, the total amount of biomass straw provided by each region can not exceed the actual amount of straw available in the region. At the same time, the total amount of straw raw materials transported to power plants in each region can not exceed the actual amount of straw available in the principle of economy and carbon emissions at least. Based on the above-mentioned conditions, this paper establishes a biomass power generation project location model. In view of the above-mentioned regional suitability evaluation and project location model, this paper analyzes the application conditions of the model with practical cases. According to the results of case analysis, carbon emission factors on biomass power generation project location selection. The greater the weight of the carbon emission index, the greater the difference between the evaluation results and those only considering economic benefits. At the same time, the project location model considering the impact of carbon emission factors of biomass power generation projects is more scientific and integral than that only considering economic benefits. The site model has been improved.
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM619

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本文編號：2230693