基于温室气体减排的规划化养殖场沼气发电选址研究

摘要

温室气体减排是在社会和经济发展中必须重视的问题。我国能源以煤炭为主的高碳结构使温室气体减排具有局限性,我国成为少数国家的施压对象,以燃煤电厂为主的发电行业面临前所未有的压力。在引入碳捕捉与封存技术条件尚不成熟的情况下,为了满足国家对节能环保和温室气体减排的要求,电力行业正在积极开发和利用可再生能源。使用可再生能源替代传统能源发电,能够有效的减少温室气体的排放量。随着我国经济快速发展,出现了越来越多的规模化养殖场,规模化的养殖场对于集中处理畜牧垃圾、实现其无害化、资源化、能源化是很有优势的。规模化养殖场进行沼气发电一方面减少禽畜粪污无组织排放到大气中的温室气体;另一方替代了原来由传统能源发电产生的温室气体,实现了温室气体的双向减排。对规模化养殖场沼气发电工程进行合理规划,可以减少环境污染、提高系统性能、提高资源利用率并增加经济收益。随着优化模型在社会、经济大系统中的不断应用,系统中的不确定因素也不断出现。本论文针对可再生能源的合理使用和规划,采用整数规划方法进行选址、区间规划方法来处理模型中的不确定因素,结合IPCC组织提供的温室气体估算方法和缺省值,建立基于温室气体减排的规模化养殖场沼气发电工程选址模型,提出了沼气工程选址、规模的优化方案。案例分析表明:经过模型优化,规模化养殖场的沼气工程数目由原来的9个优化为[5,8]个;优化后增加利润[8113,25190]元/天;优化方案温室气体(甲烷、氧化亚氮、二氧化碳)较原方案减少[1.8×1010,2.0×1010]二氧化碳当量。对案例优化方案进行环境风险分析,结果表明优化方案不会对环境和居民造成较大影响,并提出了风险防范措施,保证了优化方案的实用性和安全性。