沼氣集中供氣運行實證分析與優(yōu)化研究

【摘要】：針對我國沼氣集中供氣盈利能力差、持續(xù)運營難等問題,開展基于沼氣集中供氣運行效果的技術(shù)與經(jīng)濟性優(yōu)化以及能源價值的研究具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文從厭氧消化工藝、系統(tǒng)能源輸入以及發(fā)酵剩余物綜合利用等方面開展沼氣集中供氣工程技術(shù)應(yīng)用研究,在此基礎(chǔ)上通過情景分析方法優(yōu)化沼氣集中供氣經(jīng)濟性,提出沼氣集中供氣財政扶持對策,并從沼氣集中供氣對農(nóng)戶生活用能結(jié)構(gòu)影響的角度研究其能源價值,得出以下結(jié)論：黃淮海區(qū)是沼氣集中供氣比例最高的地區(qū),集中供氣農(nóng)戶占全部農(nóng)戶的比例為1.10%。三個典型工程模式都位于黃淮海區(qū),具有很強的代表性。沼氣集中供氣戶均月用氣量在13.58-27.83m3,冬季月用氣量明顯增加,為18.47-27.48m3。對于處于北方寒冷地區(qū)的沼氣集中供氣工程,更應(yīng)注意保溫增溫以保證沼氣冬季的正常供給。在沼氣集中供氣情況下,沼氣替代秸稈及薪材成為了集中供氣農(nóng)戶主要的能源消費種類之一,其它的主要能源消費種類為電、煤、太陽能,改變了以煤炭、秸稈及薪柴、太陽能、電為主要能源消費種類的傳統(tǒng)農(nóng)村生活用能結(jié)構(gòu)。集中供氣農(nóng)戶的沼氣用能占農(nóng)村能源消費總量的比例為2.52%-9.55%。對于大型沼氣工程,原料限制、進料負荷低、溫度控制以及沼液儲存和利用均是要考慮的關(guān)鍵問題,可在實際運行過程中,采用混合原料、提高進料負荷以及加強回流等措施來提高沼氣工程的運行效率；對于小型沼氣工程,提高進料負荷和發(fā)酵溫度的保障都至關(guān)重要。西牛良村沼氣集中供氣工程的物能轉(zhuǎn)化率最高,17.64kg豬糞可以產(chǎn)1m3沼氣。太陽能加熱和沼氣加熱有利于節(jié)能減排和環(huán)境保護。在現(xiàn)有的經(jīng)營管理條件下,若無建設(shè)補貼,沼氣集中供氣項目缺乏經(jīng)濟性,大多處于虧本運行,部分只能微利運行。建設(shè)補貼能夠改善沼氣集中供氣的經(jīng)濟性,加之運行管理優(yōu)化能夠提高厭氧消化物能轉(zhuǎn)化效率,降低運行成本,有效改善沼氣集中供氣的經(jīng)濟性,可以實現(xiàn)沼氣集中供氣的盈利運行。在考慮減少化石能源消耗、減少化肥施用、減少溫室氣體排放等外部性收益的情況下,沼氣集中供氣具有很好的經(jīng)濟性,建設(shè)和運營都可以實現(xiàn)市場化。當(dāng)前應(yīng)盡快實施建設(shè)補貼和用氣補貼政策,促進沼氣集中供氣的快速和可持續(xù)發(fā)展。從中長期來看,還應(yīng)加大政策扶持力度,盡可能減少化石能源消耗和化肥使用,將溫室氣體減排的外部性效益轉(zhuǎn)化為沼氣集中供氣的實際收益,推進沼氣集中供氣的市場化建設(shè)與運營。托管運營和建管一體化是充分體現(xiàn)市場化特色的運行管理機制,是實現(xiàn)沼氣集中供氣后續(xù)管理可持續(xù)的有效途徑。 【關(guān)鍵詞】：沼氣集中供氣 技術(shù)優(yōu)化 經(jīng)濟性 能源價值
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S216.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 研究背景與意義12-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-21
• 1.3 研究中存在的問題21-22
• 1.4 研究目標(biāo)與內(nèi)容22-24
• 第二章 沼氣集中供氣發(fā)展趨勢與典型模式24-48
• 2.1 我國沼氣集中供氣發(fā)展趨勢24-29
• 2.2 沼氣集中供氣典型工程模式29-39
• 2.3 典型模式集中供氣效果39-46
• 2.4 小結(jié)46-48
• 第三章 沼氣集中供氣對農(nóng)村生活能源消費的影響48-59
• 3.1 我國農(nóng)村生活能源消費變化趨勢48-52
• 3.2 沼氣集中供氣下農(nóng)戶生活能源消費研究52-56
• 3.3 沼氣集中供氣對農(nóng)戶生活能源消費的影響56-57
• 3.4 小結(jié)57-59
• 第四章 沼氣集中供氣工程技術(shù)應(yīng)用研究59-76
• 4.1 厭氧消化工藝技術(shù)分析59-60
• 4.2 物流與能流轉(zhuǎn)化趨勢與平衡研究60-69
• 4.3 系統(tǒng)能源輸入與加溫方式比較69-73
• 4.4 厭氧殘留物的物流價值趨向優(yōu)化分析73-74
• 4.5 小結(jié)74-76
• 第五章 沼氣集中供氣經(jīng)濟性分析與模擬優(yōu)化76-100
• 5.1 成本-效益經(jīng)濟分析方法76-77
• 5.2 沼氣集中供氣經(jīng)濟性分析77-84
• 5.3 運行優(yōu)化情景下沼氣集中供氣經(jīng)濟性分析84-94
• 5.4 基于外部性收益的沼氣集中供氣經(jīng)濟性分析94-98
• 5.5 小結(jié)98-100
• 第六章 沼氣集中供氣運行管理與可持續(xù)發(fā)展100-109
• 6.1 體現(xiàn)市場化特色的運行管理機制100-101
• 6.2 以因地制宜創(chuàng)新為基礎(chǔ)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對策101-102
• 6.3 經(jīng)濟性評價和財政扶持政策102-108
• 6.4 小結(jié)108-109
• 第七章 結(jié)論與建議109-111
• 7.1 結(jié)論109-110
• 7.2 創(chuàng)新點110
• 7.3 建議110-111
• 參考文獻111-118
• 致謝118-119
• 附錄119-123
• 作者簡歷123

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