登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
摘要
生物质能源中的碳和硫含量是很少的,因此燃烧产生的有害气体也是很少的,并且由于生物质在生长中也会吸收很多二氧化碳,因此不会影响温室效应的加剧。生物质能源的另一个重大好处便是方便运输和储存,由于一般的可再生能源例如风能和太阳能等都是不可运输不便存储的。生物质能中所占比例最大的要数农作物秸秆了,我国农作物秸秆资源是非常丰富的。不过虽然丰富,但农作物秸秆却也有着储运不方便、资源分散、和能源密度低等缺点。由于这些缺点导致到目前為止利用率依旧不高。基于此,本文主要对生物质电厂秸秆燃料收集范围优化进行分析探讨。
前言
生物质发电是一种高效利用生物质能的方式,但目前存在发电成本高的问题。秸秆资源是生物质的重要组成部分,也是生物质发电厂的主要燃料,我国秸秆资源丰富,但分布广泛且季节性强,这与生物质电厂所要求的能源供应稳定、持续、经济等原则相矛盾。如何高效、经济地收集运输秸秆,对于降低生物质电厂的发电成本以及原料供应有重要意义。
1.生物质发电原料收集和运输流程
由于我国生物质资源分布广泛、覆盖范围大、生物质电厂的燃料需求量大,所以目前大部分秸秆收集均采用经纪人分包制,经纪人建立秸秆收储点,分散收集附近地区的秸秆,达到一定数量后集中运输至生物质电厂,少部分秸秆不经压缩及打包送至生物质电厂,操作流程如图1所示。
大多数生物质电厂是根据生物质需求量估算其收集范围,忽略对秸秆收储点收集范围的考虑,导致各收储点收集秸秆半径不合理,导致运费增加。本文根据现有收集模式,优化生物质电厂燃料收集范围,提出最小运费的最佳秸秆收集半径计算模型。
2.生物质资源收集运输模型
在整个生物质发电过程中秸秆原料的购买、收集、运输具有较强的市场性,所以具体运作方式各不相同,其经济成本也有差别。
2.1模型假设
因秸秆燃料的生产及运输过程复杂,为便于分析,作如下假设:
1)不考虑农作物种类,农作物在收集区域内分布均匀,品种单一且单位面积的产量相等;
2)秸秆种植面积广泛,在模型所示范围内生物质电厂的供应资源均为秸秆且满足生物质电厂的用量;
3)忽略农作物的区域性、季节性;
4)收集、运输能力充足,忽略其他因素(交通、天气等)对秸秆收集的影响;
5)按最不利情况,未覆盖区域由生物质电厂直接收购。
2.2模型建立
由于秸秆收集过程中秸秆的收集半径以及收集量是变化的,所以运输费用的计算不能仅以秸秆运输费用等于秸秆收集量乘以运输距离进行简单计算。秸秆收集费用与运输距离有关,所以在秸秆量一定的条件下,收储点优先收集距离收储点近的秸秆,其收集区域可近似看成圆形,秸秆收集费用也可以利用定积分进行计算。生物质电厂秸秆的需求量以及单位耕地面积的秸秆产量是决定生物质收集范围以及收集半径的重要指标,根据秸秆需求量和单位耕地面积的秸秆产量可计算出其秸秆收集范围,其公式为:
式中,S——秸秆收集面积,km2;M——年秸秆用量,kg;p——单位耕地面积秸秆产量,kg/km2;f1——耕地面积占用比列系数;f2——秸秆收集系数;f3——秸秆可利用系数。
根据式(1)可求得秸秆收集面积,通过式(2)可确定秸秆的收集半径:
式中,R——秸秆收集半径,km。
通过以上分析,假定收储点的收集半径为R1,其收集运输模型如图2所示。
当生物质电厂收集秸秆的覆盖范围接近圆形时也可采用图2所示的简化模型;当覆盖范围接近正方形,可用图3近似成圆形,再利用式(1)~式(3)求解,未覆盖区域由经纪人直接运送至生物质电厂。距离收储点r处,单位面积秸秆运输价格y为:
则距收储点R1范围内的秸秆运输费用为:
式中,t1——运输费用,¥(/kg·km);Y1——距收储点R1范围内的秸秆运输费用,¥。
从式(4)可知,收储点的运输费用与收集半径的立方呈正比,所以优化收集半径可在很大程度上降低运输费用。在实际秸秆收集过程中,经纪人将周围的秸秆收集至收储点,集中压缩后运输到秸秆电厂,所以可建立以生物质电厂为中心,周围均匀布置秸秆收储点的模型图(如图2所示),每个收储点的收集范围为R1,且运输费用相同,以最外围的收储点为第一圈,其运输距离为R-R1,第二圈的运输距离是R-3R1,第三圈的运输距离是R-5R1,第n圈的运输距离是R-(2n-1)R1。若R1≤R-(2n-1)R1≤2R1时,生物质电厂周围的秸秆直接由生物质电厂收集,可不设置收储点以降低成本,此时满足式(6)关系。
根据式(5)可判定收储点最大可布置的圈数。另外每圈布置的收储点数量x1,由收储点圆心所在圆环的周长除以收储点直径简化计算得到:
实际布置收储点的数为:
式中,i——生物质电厂周围布置收储点的圈数;x1——经计算得出布置收储点数量;x——实际布置收储点数量。
3.案例分析
以一个年消耗秸秆量为20万t小麦秸秆的生物质电厂为例,根据上述计算方法进行求解。2012年我国小麦单位面积产量4986.23kg/hm2,小麦秸秆的谷草比为1.1,折算ρ=5.5×105kg/km2,2012年我国耕地面积占土地面积的比例约为12%,小麦秸秆收集系数为0.76,可利用系数为0.82。根据述式(1)可得:
经计算可得R=39.34km,即秸秆收集半径为39.34km。压缩倍数a的取值为3~8,本案例取3,t1取0.001进行计算。当n=1时,收储点收集半径为9.83km,可节省费用172.99万元;当n=2时,收储点收集半径为6.29km,可节省费用212.31万元。
4.结语
本文在微元分析法的基础上建立生物质电厂原料收集运输模型,利用该模型建立秸秆收集运输费用函数关系式,通过求解得到秸秆收储点的最佳收集半径。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
2020年9月,习近平总书记在联合国向世界承诺中国2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。自此,“双碳”目标成为引领我国能源与经济社会转型的顶层战略。三年前,在我国刚刚提出“双碳”目标时,本刊记者曾对中国工程院院士、国家能源咨询专家委员会副主任杜祥琬进行专访,他表示,要树立新的能源安
近年来,国家及地方相继出台政策文件支持生物质能开发利用,有力推动了生物质能产业发展。2024年2月,国务院办公厅发布《关于加快构建废弃物循环利用体系的意见》,提出因地制宜推进农林生物质能源化开发利用,稳步推进生物质能多元化开发利用;明确到2030年,建成覆盖全面、运转高效、规范有序的废弃
由新能源网、全球生物质能源网、51颗粒交易网联合业内知名企业共同联合发起《CBC2024第七届中国(国际)生物质能大会暨展览会》于5月28日-29日在杭州顺利举办。本次大会还设置了VIP采访中心,对各位嘉宾进行了一对一采访。与会嘉宾们对生物质制粒、气化、热电联产等内容展开了深入的分析与介绍。现场更有
“截至2023年底,我国生物质发电全国并网装机达4414万千瓦,年发电量达1980亿千瓦时,年上网量约1667亿千瓦时;生物天然气年产量达5亿立方米;生物质清洁供热成型燃料年利用量超2000万吨,供应热量约3亿吉焦;生物液体燃料年产量超500万吨。”5月9日,在全球生物质能创新发展高峰论坛上,中国产业发展
北极星电力网获悉,近日,宁夏人民政府印发《宁夏回族自治区空气质量持续改善行动实施方案》的通知,通知提出,淘汰化解落后低效产能。严格落实国家和自治区产业结构调整政策,综合运用质量、环保、能耗、安全等法规标准,淘汰落后煤炭洗选产能,加快淘汰铁合金、电石、活性炭、炭素等低端低效产能。大
2024年5月9日,以“新征程、新利用、新价值”为主题,由中国产业发展促进会生物质能产业分会、中国农业大学、国际能源署生物质能中国组、中国能源研究会绿色低碳技术专业委员会共同主办的“第五届全球生物质能创新发展高峰论坛暨有机固废资源(能源)化利用科技装备展”在京盛大开幕。论坛嘉宾合影中国产
近日,山西省能源局下发了《关于印发可再生能源试点示范项目名单的通知》,山西公司原平生物质制气示范项目入选国家可再生能源试点示范项目清单。山西公司原平生物质制气示范项目是国内首家将生物质制气与焙烧氧化铝耦合的项目。项目通过先进的生物质气化技术,将生物质资源转化为生物质燃气,建成后每
5月7日,中国华电党组书记、董事长江毅赴华电科工调研。他强调,要认真贯彻落实习近平总书记关于国有企业改革发展和新质生产力的重要论述,强化企业科技创新主体地位,培育壮大战略性新兴产业和未来产业,加快形成新质生产力,切实保障能源安全,促进绿色低碳转型,更好推动科工产业高质量发展。江毅首
4月12日,中国石油国际事业伦敦公司在欧洲阿格斯公开市场平台(AOM)完成首单生物航煤交易。这也是全球范围内的首单生物航煤实货窗口交易,标志着国际事业公司生物能源一体化运作能力进一步增强。AOM是欧洲生物能源唯一的实货交易平台。本次生物航煤产品在AOM平台上线,对于该产品的价格形成和贸易计价
近年来,国家及地方相继出台政策文件支持生物质能开发利用,有力推动了生物质能产业发展。2024年2月,国务院办公厅发布《关于加快构建废弃物循环利用体系的意见》,提出因地制宜推进农林生物质能源化开发利用,稳步推进生物质能多元化开发利用;明确到2030年,建成覆盖全面、运转高效、规范有序的废弃
北极星电力网获悉,国家能源局综合司发布关于公示生物柴油推广应用试点的通知,详情如下:各有关单位:为贯彻新发展理念,推进废弃物循环利用,加快能源绿色低碳转型,拓展国内生物柴油的应用场景,探索建立可复制、可推广的发展路径、政策体系,逐步形成示范效应和规模效应,我局组织了生物柴油推广应
各市(地)、县(市、区)农业农村局,北大荒农垦集团:全省秋收工作即将全面展开,为有力推动秋冬季农作物秸秆还田、离田作业,持续加大黑土地保护力度,提升秸秆综合利用水平,改善农业农村生态环境,促进农业绿色发展,现就做好2022年度秸秆综合利用工作通知如下。一要强化责任落实。2022年度,全省
北极星垃圾发电网获悉,4月25日,农业农村部办公厅发布了关于做好2022年农作物秸秆综合利用工作的通知,详情如下:农业农村部办公厅关于做好2022年农作物秸秆综合利用工作的通知各省、自治区、直辖市及有关计划单列市农业农村(农牧)厅(局、委),新疆生产建设兵团农业农村局,北大荒农垦集团有限公
近日,安徽省农业农村厅发布《安徽省农作物秸秆综合利用五年提升行动计划》。提升秸秆能源化利用水平。坚持宜气则气、宜热则热、宜电则电,鼓励生物质能非电领域应用。推广生物天然气技术,支持以县为单位规划实施秸秆气化清洁能源利用工程。鼓励秸秆电厂加快技术升级,推进农林生物质热电联产,提升项
北极星垃圾发电网获悉,近日,山东省潍坊市寿光市台头镇昶旭热力12MW生物质热电联产项目土建工作已全面收尾,所有厂房主体建筑都已经完成。目前,主要针对未完成的电气、工艺管线系统理清尾项,预计12月中旬能并网发电。
2030年中国生物天然气产量突破200亿立方米2019年12月4日,据国家能源局官网,近日,国家发展改革委、国家能源局、农业农村部、财政部、生态环境部、自然资源部、住房城乡建设部、应急管理部、人民银行、税务总局联合印发了《关于促进生物天然气产业化发展的指导意见》,到2025年年产量超过100亿立方米
北极星固废网获悉,日前山西省农业农村厅编制了《山西省2020年农作物秸秆综合利用实施方案》,2020年,我省将建设9个秸秆综合利用重点县,重点县秸秆综合利用率达90%以上或比上年提升5个百分点,切实提升农作物秸秆综合利用水平。该《方案》以提高秸秆综合利用率为抓手,推动秸秆肥料化、饲料化、燃料
各管委会,各街道办事处,区政府各部门:经区政府同意,现将《于洪区农作物秸秆综合利用实施方案》印发给你们,请结合实际,认真贯彻落实。于洪区人民政府办公室2019年10月16日于洪区农作物秸秆综合利用实施方案为切实做好农作物秸秆综合利用工作,提高农作物秸秆资源化利用率,减少环境污染,认真贯彻
各市、州、直管市、神农架林区环委会:2019年,我省农作物秸秆露天禁烧工作坚持常抓不懈,注重实效,深入宣传引导,强化管控措施,加大督查力度,严格压实责任,推进综合利用。通过全省上下共同努力,露天焚烧秸秆行为得到进一步遏制。全省连续四年未发生一起因秸秆露天焚烧导致的重污染天气,秸秆禁烧
养殖合作社、养殖场、养殖户、秸秆饲料企业开发利用秸秆饲料,按照有关规定予以补贴;违反规定露天焚烧秸秆的,处五百元以上二千元以下的罚款……经吉林省第十三届人民代表大会常务委员会第十七次会议批准,自明年1月1日起施行的《长春市农作物秸秆露天禁烧和综合利用管理条例》(以下简称《条例》),
北极星固废网获悉,吉林省发布《长春市农作物秸秆露天禁烧和综合利用管理条例》,全文如下:长春市第十五届人民代表大会常务委员会公告第35号《长春市农作物秸秆露天禁烧和综合利用管理条例》已于2019年10月30日由长春市第十五届人民代表大会常务委员会第二十三次会议通过,于2019年11月28日经吉林省第
北极星电力网获悉,山东产权交易中心发布山东鲁华清洁能源有限公司股权转让项目,山东能源集团全资子公司山东鲁华清洁能源有限公司(简称“鲁华清洁能源”)拟将权属5家生物质电厂进行股权转让,详情如下:项目简介(一)招商方基本情况:山东鲁华清洁能源有限公司为山东能源集团有限公司全资二级子公
2014年6月,习近平总书记创造性提出了“四个革命、一个合作”能源安全新战略,为我国新时代能源发展提供了根本遵循,擘画了中国能源改革发展的宏伟蓝图。十年来,能源战线坚定不移推进能源革命,能源安全保障能力进一步提升,能源绿色低碳发展迈出坚实步伐,有力支撑服务了经济社会持续健康发展。中能
6月20日,财政部下发《关于下达2024年可再生能源电价附加补助地方资金预算的通知》,下发2024年的地方电网的可再生能源补贴。本年度一共将下发54.0457亿元,本次将下发2.2257亿元。详情如下:财政部关于下达2024年可再生能源电价附加补助地方资金预算的通知财建〔2024〕138号山西、内蒙古、吉林、浙江
北极星垃圾发电网获悉,财政部发布关于下达2024年可再生能源电价附加补助地方资金预算的通知,其中风力发电项目本次下达7076万元,光伏发电项目本次下达15039万元,生物质发电项目本次下达142万,公示如下:山西、内蒙古、吉林、浙江、湖南、广西、四川、贵州、云南、甘肃、青海、新疆等省(自治区)财
6月18日,中国电力在境内成功发行2024年度第二期15亿元人民币熊猫绿色中期票据,标志着全国首单十年期绿色熊猫债券成功落地,票面利率2.58%,发行利率创全国已发行同期限绿色债券历史新低。较原存量贷款低0.67个百分点,十年累计可节约利息支出超1亿元。本期债券募集资金偿还贷款穿透后用于收购清洁能
北极星电力网获悉,6月17日,山西省发改委发布了《山西省垃圾焚烧发电中长期专项规划(2023年修订)环境影响评价公众参与第一次公示》的公告,对《山西省垃圾焚烧发电中长期专项规划(2023年修订)》环境影响评价工作相关信息进行公示。山西省垃圾焚烧发电中长期专项规划(2023年修订)环境影响评价公
“截至2023年底,我国生物质发电全国并网装机达4414万千瓦,年发电量达1980亿千瓦时,年上网量约1667亿千瓦时;生物天然气年产量达5亿立方米;生物质清洁供热成型燃料年利用量超2000万吨,供应热量约3亿吉焦;生物液体燃料年产量超500万吨。”5月9日,在全球生物质能创新发展高峰论坛上,中国产业发展
北极星电力网获悉,国网新能源云发布关于公布2024年第五批可再生能源发电补贴项目清单的报告,详情如下:根据《财政部国家发展改革委国家能源局关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》(财建〔2020〕4号)、《财政部国家发展改革委国家能源局关于印发可再生能源电价附加资金管理办法的通知》(财
近日,中国能建建筑集团、国际集团以联营体EPC模式承揽的科特迪瓦必欧雅46兆瓦生物质电站项目1号锅炉首根钢架吊装就位。该项目位于阿比让以东的阿博伊索省,是西非地区最大的生物质电站,联营体主要承担2台25兆瓦汽轮发电机、2台锅炉以及控制楼和堆料存储区的设计、供货、安装和调试工作。项目建成后,
在创建70周年到来之际,绿色低碳能源产业市场传来捷报,哈电锅炉成功中标广东大唐国际雷州发电有限责任公司百万二次再热机组生物质多燃料耦合发电EPC项目。据了解,该项目是国内首个百万二次再热机组掺烧生物质的科技创新项目,设计生物质燃料掺烧量达到10万吨/年。项目投运后,每年可实现生物质绿色发
近日,浙江省发改委发布关于核定垃圾焚烧发电项目2023年10-12月垃圾发电上网电量等事项的通知,核定的垃圾发电上网电量,其上网电价为0.65元/千瓦时(含税),其余上网电量均按我省同类燃煤发电机组上网电价执行。详情如下:省发展改革委关于核定垃圾焚烧发电项目2023年10-12月垃圾发电上网电量等事项
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!