秸稈能源化工程原料運(yùn)輸半徑經(jīng)濟(jì)和環(huán)境評(píng)價(jià)

馬 放，張曉先，王 立

（城市水資源與水環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（哈爾濱工業(yè)大學(xué)），150090哈爾濱）

秸稈能源化工程原料運(yùn)輸半徑經(jīng)濟(jì)和環(huán)境評(píng)價(jià)

馬 放，張曉先，王 立

（城市水資源與水環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（哈爾濱工業(yè)大學(xué)），150090哈爾濱）

根據(jù)區(qū)域特點(diǎn)和工程類型提出秸稈能源化工程原料運(yùn)輸半徑，對(duì)推進(jìn)工程的應(yīng)用、原料穩(wěn)定供應(yīng)、提高經(jīng)濟(jì)收益以及改善生態(tài)環(huán)境具有重要意義.以秸稈能源化工程原料運(yùn)輸半徑為核心，提出秸稈能源轉(zhuǎn)化密度、工程經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益評(píng)價(jià)模型，評(píng)價(jià)指標(biāo)包括單位經(jīng)濟(jì)效益、溫室氣體和PM2.5減排潛能.對(duì)哈爾濱地區(qū)發(fā)展秸稈能源化工程的運(yùn)輸半徑進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)和環(huán)境評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：哈爾濱地區(qū)是黑龍江省發(fā)展秸稈能源化工程的優(yōu)勢(shì)區(qū)域，在發(fā)展秸稈沼氣、乙醇、熱電聯(lián)產(chǎn)和成型燃料工程時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)原料運(yùn)輸半徑分別為37、35、22和4 km；此時(shí)，4類能源化工程的環(huán)境效益從高到低依次為秸稈沼氣、乙醇、熱電聯(lián)產(chǎn)和成型燃料工程.

秸稈能源化工程；運(yùn)輸半徑；經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)；環(huán)境評(píng)價(jià)；黑龍江

秸稈能源化［1］是促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量提高、推進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、緩解能源危機(jī)和改善生態(tài)環(huán)境的重要手段.隨著資源和環(huán)境矛盾的加劇，秸稈能源化已得到普遍重視，我國(guó)已將秸稈能源化技術(shù)的研究列入863、973等科技支撐計(jì)劃，并在全國(guó)范圍內(nèi)開展了試點(diǎn)工程［2］.

秸稈分布廣、能量密度低及體積大的特點(diǎn)使得其收儲(chǔ)運(yùn)困難并且進(jìn)廠費(fèi)用高，從而制約了其規(guī)模化應(yīng)用.目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已從收儲(chǔ)運(yùn)［3-4］、預(yù)處理、收集路線優(yōu)化［5］和收集范圍［6-14］等方面對(duì)秸稈能源化技術(shù)和工程的應(yīng)用進(jìn)行了有益的探討.以上研究以秸稈能源化全流程的各個(gè)環(huán)節(jié)為研究和分析對(duì)象，不適合不同類型能源化途徑間的綜合比較和分析.另外，面對(duì)種類繁多的能源化技術(shù)，如何有效地對(duì)其規(guī)模和選址做出決策也是目前的重要問題.為此，提出了秸稈能源化工程運(yùn)輸半徑的定量?jī)?yōu)化模型，包括秸稈能源化發(fā)展?jié)撃茉u(píng)價(jià)、工程經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益分析模型.并對(duì)黑龍江省哈爾濱地區(qū)秸稈能源化工程的選址、原料收集半徑規(guī)劃進(jìn)行了研究.為推進(jìn)區(qū)域秸稈能源化工程的應(yīng)用及綜合效益的提高提供了理論指導(dǎo).

1 區(qū)域秸稈能源化發(fā)展?jié)撃茉u(píng)價(jià)

不同類型秸稈間成分的差異，導(dǎo)致相同預(yù)處理和生產(chǎn)條件下，不同秸稈的可更新能源轉(zhuǎn)化率不同.以沼氣發(fā)酵為例，相同條件下玉米秸產(chǎn)氣率約390 m3·t-1，而稻秸和麥秸僅為345和320 m3·t-1［15-20］.因此，秸稈密度相同的區(qū)域其可更新能源的潛能未必一致.在估測(cè)區(qū)域秸稈能源化潛能時(shí)，現(xiàn)有的研究指標(biāo)如秸稈總量、秸稈資源密度［13，21］無法精確反應(yīng)秸稈類型不同造成的可更新能源產(chǎn)量差異.為完善區(qū)域秸稈能源化潛能評(píng)價(jià)指標(biāo)，提出秸稈能源轉(zhuǎn)化密度的概念，即在秸稈密度的基礎(chǔ)上引入了秸稈能源密度指標(biāo)，單位面積不同類型秸稈的可能源化量與其能源轉(zhuǎn)化率乘積之和即區(qū)域的秸稈能源密度，公式為：

式中：ED為區(qū)域可更新能源密度（J·km-2）；EDi為區(qū)域內(nèi) i類秸稈轉(zhuǎn)化為可更新能源的密度（J·km-1）；CYi為第i種作物年產(chǎn)量（t）；RP Ri為第i種作物草谷比；CRi為第i種秸稈可收集率（%）；WRi為第i種秸稈的含水率（%）；EDRi為第i種秸稈能源化利用量占可收集量的比例（%）；ETRij為i類秸稈轉(zhuǎn)化為j類可更新能源的量（J·t-1＆m3·t-1）（文中秸稈質(zhì)量均為干質(zhì)量）；A為區(qū)域面積（km2）.

2 原料收集半徑經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型

2.1 基本假設(shè)

研究基于如下假設(shè)：1）原料運(yùn)輸區(qū)域呈圓形，工廠位于圓心位置［3，11，22］；2）各種作物在區(qū)域內(nèi)均勻分布，忽略作物生長(zhǎng)的季節(jié)性特點(diǎn)［4］；3）秸稈呈資源島式分布，在島內(nèi)進(jìn)行打捆處理后運(yùn)輸［4，22］；4）研究范圍按照資源島采購(gòu)秸稈→資源島運(yùn)輸至工廠→工廠生產(chǎn)→產(chǎn)品銷售的順序進(jìn)行；5）秸稈收集到資源島并在島中打包壓縮，資源島到工廠的理論距離為工程原料收集半徑.

2.2 模型推導(dǎo)

盈虧平衡分析 （cost-volume-profit analysis，CVP）是一種重要的會(huì)計(jì)管理工具，可揭示系統(tǒng)中影響盈虧狀況的變量及變量之間的依存關(guān)系，其公式為：凈利潤(rùn)=銷售收入-（變動(dòng)成本+固定成本）［23］，當(dāng)變動(dòng)和固定成本之和最小時(shí)，工程凈利潤(rùn)最大.

秸稈能源化工程可變成本主要包括秸稈采購(gòu)成本（包括秸稈資源島內(nèi)收集及壓縮費(fèi)用［11］）.運(yùn)輸成本即將秸稈運(yùn)輸至工廠的費(fèi)用，僅考慮資源島到加工廠運(yùn)費(fèi)［11］；其與工程原料運(yùn)輸面積內(nèi)總的秸稈質(zhì)量（π·R2·D）、秸稈質(zhì)量運(yùn)費(fèi)（Pt／ρ）和運(yùn)輸距離（R·β）相關(guān)，其中

表示區(qū)域單位面積秸稈產(chǎn)量.采購(gòu)成本即收購(gòu)秸稈需付給農(nóng)民的費(fèi)用，由收集區(qū)域內(nèi)秸稈總量（π·R2·D）和單位秸稈的收購(gòu)價(jià)格（Ps）決定.固定成本即工程固定資產(chǎn)投資，由設(shè)備、廠房、勞動(dòng)力等投資構(gòu)成.銷售收入主要由產(chǎn)品產(chǎn)量和其市場(chǎng)售價(jià)Pj的乘積決定.依據(jù)此理論構(gòu)建了秸稈能源化工程的凈利潤(rùn)模型，即

式中：Pt為秸稈體積運(yùn)輸費(fèi)率（元·m-3·km-1），取0.45元·m-3；R為秸稈從資源島至工廠的理論半徑（km）；ρ為秸稈密度，在0.7～1.3 t·m-3；β為道路曲折因子，一般取1.5；Ps為秸稈收購(gòu)價(jià)格（元·t-1）；x為工程生產(chǎn)規(guī)模，即年產(chǎn)量；T為工程設(shè)計(jì)使用壽命（a）；y為工程總固定資產(chǎn)投資（元），y=εxа［13］，а為工程的規(guī)模系數(shù)（0＜а≦1），ε為工程的規(guī)模因子；秸稈能源化工程銷售收入（元·a-1），表示產(chǎn)出可更新能源的經(jīng)濟(jì)收益，由可更新能源產(chǎn)品的產(chǎn)出率和市場(chǎng)價(jià)格決定；P為單位可更新能源市場(chǎng)售價(jià).

根據(jù)秸稈能源化工程可行性研究數(shù)據(jù)［23-26］，擬合得到工程年產(chǎn)量和固定投資的關(guān)系公式，即

擬合公式的單位分別為：x乙醇（萬 t）、x燃料（萬t）、x沼氣（萬m3）和x熱電（萬kW·h），工程年利潤(rùn)（y）單位均為萬元.秸稈能源化工程生產(chǎn)規(guī)模和工程固定資產(chǎn)投資呈指數(shù)關(guān)系.規(guī)模因子表示隨工程生產(chǎn)規(guī)模的增加對(duì)工程固定資產(chǎn)投資的影響［13］.4類工程的規(guī)模因子從低到高依次為乙醇、沼氣、成型燃料、熱電聯(lián)產(chǎn)工程，均在0.4～0.9.可知，隨運(yùn)輸半徑（即生產(chǎn)規(guī)模）的增加，工程的單位固定資產(chǎn)投資呈不同程度的降低.

秸稈能源化工程年凈利潤(rùn)=工程銷售收入-（運(yùn)輸成本+采購(gòu)成本+工程固定資產(chǎn)）=

在發(fā)展秸稈能源化工程時(shí)，隨生產(chǎn)規(guī)模的增加，工程年產(chǎn)量及利潤(rùn)會(huì)相應(yīng)增加，因此，工程的年利潤(rùn)無法反映不同規(guī)模工程經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)劣.以工程單位凈利潤(rùn)對(duì)原料運(yùn)輸半徑求導(dǎo)，當(dāng)導(dǎo)數(shù)等于零時(shí)，工程的單位收益最大，此時(shí)的運(yùn)輸半徑對(duì)應(yīng)的工程單位凈利潤(rùn)最大，稱此半徑為最優(yōu)半徑，即

3 原料收集半徑的環(huán)境評(píng)價(jià)模型

3.1 基本假設(shè)

針對(duì)我國(guó)面臨的主要環(huán)境問題提出了包括溫室氣體和PM2.5兩相指標(biāo)的環(huán)境減排模型，以期對(duì)秸稈能源化途徑的環(huán)境效益進(jìn)行比較，從環(huán)保角度對(duì)秸稈能源化工程的決策提供理論參考.模型基于如下假設(shè)：1）對(duì)比不同秸稈能源化途徑間的環(huán)境效益，忽略秸稈收集、壓縮及儲(chǔ)藏等相同或相似環(huán)節(jié)的污染排放差異；2）忽略工程生產(chǎn)規(guī)模對(duì)污染物排放因子的影響；3）可更新能源使用過程中污染物排放忽略不計(jì).

3.2 模型推導(dǎo)

秸稈能源化工程產(chǎn)業(yè)鏈較長(zhǎng)，一般包括原料收儲(chǔ)運(yùn)、原料預(yù)處理和加工、產(chǎn)品配送及使用環(huán)節(jié).對(duì)于不同秸稈能源化工程，其原料收儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)基本一致，污染物主要來自原料生產(chǎn)加工以及產(chǎn)品使用環(huán)節(jié).發(fā)展秸稈能源化工程，能避免秸稈焚燒帶來的環(huán)境污染，也能通過減少對(duì)化石能源的需求量而降低其生產(chǎn)和使用中污染物的排放.綜上，秸稈能源化工程環(huán)境污染物主要來自秸稈收集、運(yùn)輸、生產(chǎn)環(huán)節(jié)的排放以及減少秸稈焚燒、替代化石能源的污染物減排.單位環(huán)境減排量即工程的污染物排放量與其年可更新能源產(chǎn)量之比.公式如下：

式中：W為單位可更新能源的污染物排放量；fck為秸稈收集過程k種污染物排放因子（g·t-1）；flk為l種機(jī)動(dòng)車排放k種污染物排放因子（g·km-1·輛-1）；wl為l種機(jī)動(dòng)車運(yùn)輸秸稈質(zhì)量（t·輛-1）；ETRj為秸稈生產(chǎn)j類可更新能源的平均轉(zhuǎn)化率（J·t-1或 m3·t-1）；fjk為單位秸稈生產(chǎn)j類可更新能源時(shí)k種污染物排放因子（g·t-1或 g·m-3）；fsk為秸稈露天焚燒時(shí)k種污染物排放因子（g·t-1）；ej為j類可更新能源的熱值（GJ·t-1或 GJ·m-3）；eu為 u類化石能源的熱值（GJ·t-1）；fuk為u類化石能源生產(chǎn)及使用過程中 k種污染物排放因子（g·t-1）.

4 哈爾濱地區(qū)秸稈能源化工程運(yùn)輸半徑評(píng)價(jià)及建議

數(shù)據(jù)來源：作物年產(chǎn)量和耕作面積數(shù)據(jù)參考《黑龍江統(tǒng)計(jì)年鑒》［27］；草谷比［21］、可收集率［21］、能源化比例［21］、秸稈的沼氣轉(zhuǎn)化率［17-20］、能源化工程可行性研究數(shù)據(jù)［24-26］均參考已發(fā)表文獻(xiàn)；溫室氣體和PM2.5排放因子參考美國(guó)［28］、歐盟［29］環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)以及我國(guó)的污染物排放系數(shù)手冊(cè)［30］.其他數(shù)據(jù)以研究常用數(shù)據(jù)或經(jīng)驗(yàn)值為依據(jù).

4.1 哈爾濱地區(qū)秸稈能源化潛能評(píng)價(jià)

對(duì)黑龍江省13個(gè)行政區(qū)域的秸稈沼氣、乙醇、成型燃料和熱電聯(lián)產(chǎn)工程的單位發(fā)展?jié)撃苓M(jìn)行了分析（僅考慮水稻、小麥、玉米和大豆4類主要作物）.依據(jù)沼氣、乙醇、成型燃料和電能的熱值，將4類能源物質(zhì)統(tǒng)一單位后得到圖1.

黑龍江省不同行政區(qū)域間，各類秸稈能源化工程的單位潛能發(fā)展趨勢(shì)相同，即從高到低依次為沼氣、熱電聯(lián)產(chǎn)、成型燃料和乙醇工程.這主要受能源化工程工藝發(fā)展水平和可更新能源的熱值影響.因此，從能源利用最大化角度，應(yīng)優(yōu)先發(fā)展秸稈沼氣和熱電聯(lián)產(chǎn)工程.按照單位秸稈能源化發(fā)展?jié)撃埽瑢⒑邶埥》譃椋?）沼氣高潛能區(qū)域，包括綏化和哈爾濱地區(qū)，其單位能源轉(zhuǎn)化密度均在1.00E+12 J·km-2以上；2）乙醇高潛能區(qū)域，包括綏化、哈爾濱、齊齊哈爾和大慶地區(qū)，其單位能源轉(zhuǎn)化密度均在5.00E+ 05 J·km-2以上；3）成型燃料高潛能區(qū)域，包括綏化、哈爾濱、齊齊哈爾、佳木斯和大慶地區(qū)，其單位能源轉(zhuǎn)化密度均在1.00E+05 J·km-2以上；4）熱電高潛能區(qū)域，包括綏化、哈爾濱、齊齊哈爾、佳木斯和大慶地區(qū)，其單位能源轉(zhuǎn)化密度均在2.00E+11 J·km-2以上（圖1）.

4.2 原料運(yùn)輸半徑經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

利用式（13），并以文獻(xiàn)中和生產(chǎn)實(shí)際的數(shù)據(jù)為參考（見表1），對(duì)哈爾濱地區(qū)發(fā)展秸稈熱電聯(lián)產(chǎn)、乙醇、沼氣和成型燃料工程的半徑（Rj）進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià).4類能源化工程的最優(yōu)半徑從大到小依次為沼氣（37 km）、乙醇（35 km）、熱電聯(lián)產(chǎn)（22 km）和成型燃料（4 km）（見圖2）.某區(qū)域在進(jìn)行秸稈能源化工程決策時(shí)，為實(shí)現(xiàn)單位產(chǎn)品的利潤(rùn)最大，應(yīng)綜合區(qū)域的面積和運(yùn)輸路線等情況選擇適合的工程類型.

道路交通、秸稈類型、農(nóng)作物產(chǎn)量、技術(shù)水平等因素的變化，必然導(dǎo)致秸稈能源化工程投資和生產(chǎn)效率的改變.自然和人為因素可對(duì)秸稈能源化工程的最優(yōu)半徑產(chǎn)生一定影響.由式（5）～（8）可知T、β、Pt和最優(yōu)半徑成反比，ρ、ε與最優(yōu)半徑成正比；ETR、D、α對(duì)最優(yōu)半徑的影響如圖3.ETR與最優(yōu)半徑成正比（圖3（b）），D與最優(yōu)半徑成反比（圖3（c）），且在4類秸稈能源化工程中變化趨勢(shì)均相同；除成型燃料工程外最優(yōu)半徑隨α（在0～1［31］）的增大呈顯著增加后緩慢降低的變化趨勢(shì)（圖3（a）），成型燃料工程的最優(yōu)半徑隨工程規(guī)模系數(shù)的增加而逐漸降低.α的變化對(duì)秸稈沼氣工程最優(yōu)半徑的影響最大，其次為乙醇、熱電和成型燃料工程；ETR的變化對(duì)秸稈沼氣工程最優(yōu)半徑的影響最大，其次為熱電、乙醇和成型燃料工程；D的變化對(duì)乙醇工程最優(yōu)半徑的影響最大，其次為沼氣、熱電和成型燃料工程（圖3）.在應(yīng)用中需根據(jù)指標(biāo)的變化適當(dāng)調(diào)整工程的最優(yōu)半徑.

隨著化石能源的減少和秸稈能源化工程應(yīng)用的推廣，秸稈能源化將面臨秸稈運(yùn)費(fèi)、工程單位投資、秸稈可能源化量、工程使用年限等因素的改變，這些變化必然導(dǎo)致工程最優(yōu)半徑與最初規(guī)劃的范圍有出入.但是，E TR、ED對(duì)最優(yōu)半徑不會(huì)造成實(shí)質(zhì)性影響，工程技術(shù)和生產(chǎn)工藝的提高是影響工程收集半徑的主要因素.

4.3 原料運(yùn)輸半徑環(huán)境評(píng)價(jià)

哈爾濱地區(qū)秸稈能源化工程溫室氣體和PM2.5減排分析，重點(diǎn)探討了秸稈能源化全流程中3類主要溫室氣體（CO2、CH4和NO2）排放情況.CO2、CH4和NO2的全球增溫潛能（global warming potential，GWP）分別為1、21和310.由式（19）可知：相同秸稈能源化工程，其單位環(huán)境效益和運(yùn)輸半徑成反比，隨運(yùn)輸半徑增加，單位產(chǎn)品運(yùn)輸過程中污染物的排放量增加.

表2為工程單位經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)時(shí)（即最優(yōu)半徑）溫室氣體和PM2.5減排情況.乙醇和沼氣發(fā)酵工程的溫室氣體和PM2.5減排效果明顯優(yōu)于熱電聯(lián)產(chǎn)和成型燃料工程，這是由于乙醇和沼氣發(fā)酵工程的最優(yōu)半徑較其他兩類工程大，其秸稈的年處理量也較高，而工程溫室氣體和PM2.5減排量的主要決定因素為可更新能源產(chǎn)量和秸稈利用量.

假設(shè)哈爾濱地區(qū)預(yù)期在15 km的收集半徑內(nèi)發(fā)展秸稈能源化工程，得到表3的溫室氣體和PM2.5排放數(shù)據(jù).運(yùn)輸半徑（即原料供應(yīng)量）相同時(shí)，成型燃料工程的溫室氣體減排量最低，PM2.5減排量最高；溫室氣體減排最高為乙醇工程，其次為沼氣和熱電聯(lián)產(chǎn)工程（表3）.由于4類能源化工程的PM2.5減排總量相差不大，建議實(shí)際應(yīng)用中以溫室氣體減排為主要參考因素，即當(dāng)區(qū)域面積固定時(shí)，以發(fā)展秸稈乙醇、沼氣和熱電聯(lián)產(chǎn)工程為主.秸稈能源化過程中，原料收集環(huán)節(jié)的溫室氣體排放量最大，溫室氣體減排量主要來自節(jié)約的化石能源.綜上，提高秸稈收集效率和能源轉(zhuǎn)化率是提高工程溫室氣體減排潛能的重要途徑.PM2.5的減排量主要由減少秸稈焚燒提供，其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)與此相比數(shù)量非常小，可忽略不計(jì).秸稈焚燒是PM2.5的主要貢獻(xiàn)源，只要對(duì)秸稈進(jìn)行適當(dāng)?shù)哪茉椿镁鶗?huì)顯著提高PM2.5的減排量.

5 結(jié) 論

1）提出了秸稈能源轉(zhuǎn)化密度的概念，構(gòu)建了秸稈能源化工程原料運(yùn)輸半徑的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境評(píng)價(jià)模型，在保障工程原料高效供應(yīng)的基礎(chǔ)上，綜合考察了不同原料運(yùn)輸半徑間的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，為區(qū)域秸稈能源化工程的規(guī)劃和決策提供了新的理論視角.

2）由黑龍江省哈爾濱地區(qū)的秸稈能源化工程運(yùn)輸半徑經(jīng)濟(jì)和環(huán)境評(píng)價(jià)結(jié)果可知，哈爾濱地區(qū)秸稈沼氣化潛能較高，位于黑龍江省第2位僅次于綏化地區(qū)，約為52 500 m3·km-2；哈爾濱地區(qū)在建設(shè)沼氣、乙醇、熱電聯(lián)產(chǎn)和成型燃料工程時(shí)，運(yùn)輸半徑分別為37、35、22和4 km左右，此時(shí)工程的單位利潤(rùn)最大；秸稈能源化工程的溫室氣體和PM2.5減排的主要貢獻(xiàn)均來自秸稈禁焚，秸稈沼氣和乙醇發(fā)酵工程的溫室氣體減排效果最佳，成型燃料和熱電聯(lián)產(chǎn)工程PM2.5減排最佳.

3）工程生產(chǎn)技術(shù)提高是影響運(yùn)輸半徑的主要因素，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)技術(shù)和自然等環(huán)境的變化，對(duì)工程實(shí)施方案及時(shí)調(diào)整.

［1］王仲穎，任東明，高虎，等.原料運(yùn)輸半徑與裝機(jī)規(guī)模［J］.電力建設(shè)，2011，32（3）：72-75.

［2］于曉東，樊峰鳴.秸稈發(fā)電燃料收加儲(chǔ)運(yùn)過程模擬分析［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2009，25（10）：215-219.

［3］劉華財(cái)，陰秀麗，吳創(chuàng)之.秸稈供應(yīng)成本分析研究［J］.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2011，42（1）：106-112.

［4］曹溢，沈輝.秸稈發(fā)電過程中原料收集的成本分析［J］.電力與能源，2012，33（5）：463-466.

［5］張展，王利生，張培棟，等.區(qū)域秸稈資源最優(yōu)化收集路徑與運(yùn)輸成本分析［J］.可再生能源，2009，27（3）：102-106.

［6］劉鋼，黃明皎.秸稈發(fā)電廠燃料運(yùn)輸半徑與裝機(jī)規(guī)模［J］.電力建設(shè)，2011，32（3）：72-75.

［7］張寶林.秸稈發(fā)電運(yùn)輸半徑分析［D］.新鄉(xiāng)：河南科技學(xué)院，2009.

［8］陳雙，李季.生物質(zhì)發(fā)電廠燃料收儲(chǔ)站的選址與優(yōu)化［J］.江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2007，19（7）：124-126.

［9］陳聰，李薇.生物質(zhì)發(fā)電廠優(yōu)化選址建模及決策研究［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011，27（1）：255-260.

［10］趙琳.秸稈電廠規(guī)劃選址方法研究［D］.北京：華北電力大學(xué)，2011.

［11］邢愛華，劉罡，王垚，等.生物質(zhì)資源運(yùn)輸過程成本、能耗及環(huán)境影響分析［J］.過程工程報(bào)，2008，8（2）：305-313.

［12］楊樹華，雷廷宙，何曉峰，等.生物質(zhì)致密冷成型原料最優(yōu)運(yùn)輸半徑的研究［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2006，22（1）：132-134.

［13］DIEP N Q，F(xiàn)UJIMOTO S，MINOWA T，et al.Estimation of the potential of rice straw for ethanol production and the optimum facility size for different regions in Vietnam［J］.Applied Energy，2012，93：205-211.

［14］MATT K，GRIFFIN W M，MATTHEWSH S.Impacts of facility size and location decisions on ethanol production cost［J］.Energy Policy，2011，39：47-56.

［15］田宜水，趙立欣，孟海波，等.中國(guó)農(nóng)村生物質(zhì)能利用技術(shù)和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011，27（S1）：1-5.

［16］王德元，陳漢平，楊海平，等.生物質(zhì)能利用技術(shù)綜合評(píng)價(jià)研究［J］.能源工程，2009（1）：29-33.

［17］楊立，張婷，王永澤，等.不同秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣效果的比較［J］.可再生能源，2008，26（5）：46-49.

［18］覃文能，魏世清，李金懷.不同秸稈原料發(fā)酵產(chǎn)沼氣試驗(yàn)研究［J］.廣西林業(yè)科學(xué)，2009，38（3）：150-154.

［19］劉德江，邱桃玉，饒曉娟，等.小麥、玉米秸稈不同預(yù)處理產(chǎn)沼氣試驗(yàn)研究［J］.中國(guó)沼氣，2012，30（3）：34-37.

［20］宋明芝，繆則學(xué)，劉淑環(huán)，等.吉林省農(nóng)村常用沼氣發(fā)酵原料產(chǎn)氣潛力及特性研究［J］.吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，1986，3：78-83.

［21］蔡亞慶，仇煥廣，徐志剛.中國(guó)各區(qū)域秸稈資源可能源化利用的潛力分析［J］.自然資源學(xué)報(bào)，2011，26（10）：1637-1646.

［22］趙希強(qiáng)，馬春元，王濤，等.生物質(zhì)秸稈預(yù)處理工藝及經(jīng)濟(jì)性分析［J］.電站系統(tǒng)工程，2008，24（2）：30-33.

［23］熊飛龍，朱洪光，石惠嫻，等.關(guān)于農(nóng)村沼氣集中供氣工程沼氣價(jià)格分析［J］.中國(guó)沼氣，2011，29（4）：16-19.

［24］齊天宇，張希良，歐訓(xùn)民，等.我國(guó)生物質(zhì)直燃發(fā)電區(qū)域成本及發(fā)展?jié)摿Ψ治觯跩］.可再生能源，2011，29（2）：115-119.

［25］李平，蔡鳴，陳正明，等.生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)研究進(jìn)展及應(yīng)用效益分析［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（14）：8284-8286，8306.

［26］DIEP N Q，F(xiàn)UJIMOTO S，YANAGIDA T，et al.Comparison of the potential for ethanol production from rice straw in Vietnam and Japan via techno-economic evaluation［J］.International Energy Journal，2012，13：113-122.

［27］黑龍江省統(tǒng)計(jì)局.黑龍江統(tǒng)計(jì)年鑒2012［R］.哈爾濱：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2012.

［28］US Environmental Protection Agency.The US Environmental Protection Industry：the technical document（EPA 230-R-95-012）［EB／OL］.1995.http：／／www.epa.gov／ttn／chief／ap42／index.html.

［29］The Co-ordinated European Program on Particulate Matter Emission Inventories，Projections and Guidance（CEPMEIP）.CEPMEIP Database-Emission Factors［EB／OL］.http：／／www.air.sk／tno／cepmeip／.

［30］第一次全國(guó)污染源普查資料編纂委員會(huì).第一次全國(guó)污染源普查工業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)［M］.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2011.

［31］白潔瑞，賀春強(qiáng)，王虎琴，等.秸稈沼氣集中供氣工程溫室氣體減排效益分析［J］.農(nóng)業(yè)工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)，2011（6）：21-22.

（編輯 劉 彤）

Economic and environmental evaluation of straw transportation radius for straw-energy engineering

MA Fang，ZHANG Xiaoxian，WANG Li

（State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment（Harbin Institute of Technology），150090 Harbin，China）

The concept of material transportation radius for straw-energy engineering，proposed in line with the regional characteristics and project types，is of great significance in promoting engineering economic efficiency and ecological environmental protection.Taking the concept as the core，straw energy conversion density and the evaluation model for engineering economy and environmental efficiency have been put forward，with the evaluation indicators including economic units and the reduction potentials in the emission of greenhouse gases and PM 2.5.An economic and environmentalevaluation ofthe straw transportation radius in Harbin region has fully demonstrated that Harbin，the most advantageous region in Heilongjiang Province in developing straw-energy engineering，embraces the economically optimized straw transportation radiuses of37，35，22 km，and 4 km respectively for the development of straw-gasification，-ethanol，-based heat and power cogeneration and-briquetting production projects.Meanwhile，in view of environmental benefits，the descending order of the 4 types of energy engineering are straw-gasification，-ethanol，-based heat and power cogeneration and-briquetting production projects.

straw-energy engineering；transportation radius；economic benefits；environmental benefits；Heilongjiang Province

X321

A

0367-6234（2015）08-0048-06

10.11918／j.issn.0367-6234.2015.08.010

2014-10-13.

國(guó)家自然科學(xué)基金（51179041）；黑龍江省自然科學(xué)基金（E201206）；哈爾濱市科技創(chuàng)新人才研究專項(xiàng)基金（2012RFLXS026）.

馬 放（1963—），男，教授，博士生導(dǎo)師.

王 立，wli＠hit.edu.cn.