考虑碳排放因素的生物质发电项目选址研究

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1、中图分类号：X22F270论文编号：102870914-B029学科分类号：120100博士学位论文考虑碳排放因素的生物质发电项目选址研究研究生姓名闾浩学科、专业管理科学与工程研究方向能源软科学理论、方法与应用指导教师周德群教授南京航空航天大学研究生院经济与管理学院二О一四年九月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEconomicsandManagementResearchonthelocationproblemofstraw-basedpowergenerationpl

2、ant:ConsideringtheinfluenceofCarbonemissionAThesisinManagementScienceandEngineeringbyHaoLvAdvisedbyProf.DequnZhouSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofPhilosophySeptember,2014承诺书本人声明所呈交的博士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含

3、为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）南京航空航天大学博士学位论文摘要生物质秸秆发电技术是目前较为成熟也较为稳定可靠的一种新能源发电技术，该技术一直以低排放甚至零排放的环境效益而著称。根据对我国生物质发电项目的发展历史和现状的分析，我国生物质发电发展经历了研发和试验、快速发展和成熟三个阶段。在研发和试验阶段主要的研究和技术开发都集中在小型生物质气化发电技术上，而在快速发展阶段，我国生物

4、质秸秆发电项目主要以直燃发电技术为主，由此可知我国生物质秸秆发电项目技术准备并不充足。在项目的区域分布上，我国农作物秸秆资源总量丰富，但是生物质秸秆发电项目在各个省区间的分布与秸秆资源的分布并不协调。在快速发展阶段，未经合理规划而盲目建设项目的问题日渐突出，部分区域内激烈的市场竞争使得当地秸秆价格虚高，影响了秸秆发电的经济效益。项目的布局不合理还会造成秸秆原料的收集困难，原料的半径超过了合理的收集半径，不仅降低了生物质发电项目的经济效益，还使得生物质秸秆原料的运输费用和运输过程中的碳排放总量增加。我国生物质秸秆发电项目的发展受到了诸多问题的阻碍，主要包括项目建设成本高、秸秆原料

5、成本过高、运营和维护成本高、产能利用率低和电厂自用电率高等。通过溯源分析，本文推论出上述问题的根源主要在于生物质发电技术水平落后以及项目布局不合理。而生物质发电技术的选择也受到项目选址决策结果的影响，因此选址是生物质发电项目管理过程中所要解决的首要的和关键的问题。本文以生物质直燃发电项目的规划选址问题为研究对象，在保证项目经济效益的基础上，进一步考虑项目的碳排放情况。通过系统边界界定和系统分解，生物质秸秆直燃发电系统可以划分为秸秆收集和预处理子系统、秸秆运输和存储子系统、秸秆燃烧发电子系统和废弃物处理子系统四个部分。利用对各个子系统所涉及的生产活动的经济和碳排放行为分析，本文识

6、别出了影响生物质发电项目经济效益和碳减排效益的因素。并对各个影响因素之间的关联性进行了分析。项目的区位选择是生物质发电项目选址过程中面临的首要问题，本文采用区位适宜度评价方法选择生物质发电项目建设运营最适宜区位。生物质发电项目经济效益和碳排放总量的影响因素分析为项目区位适宜度评价建立了评价指标选择集，结合现有对生物质发电项目评价研究中所采用的指标集合的分析，本文进一步分析了各评价指标的社会认可度，筛选出社会认可度较高的评价指标来构建生物质发电项目区域适宜度评价指标体系。考虑到生物质发电项目区位选择过程中各个区位及各个企业对项目经济效益和碳排放指标的偏好不同造成的生物质发电项I考

7、虑碳排放因素的生物质发电项目选址研究目区位选择过程中指标权重存在一定的不确定性，本文利用情景分析的方法，设定了三种不同情景下各个指标的权重分配情况。对于生物质秸秆直燃发电项目的定址决策，本文在现有研究基础上建立了一个多目标混合整数规划模型。以生物质发电项目的经济效益最优和项目全生命周期碳排放总量最少为规划目标，通过系统分解分析过程中所得到的项目生产活动的经济投入和碳排放输出结果，构建相应的经济和碳排放总量计算公式。以生物质秸秆原料供应、原料的运输为主要约束条件。生物质发电项目运营过程中，各个