沼气集中供气运行实证分析与优化研究

【摘要】：针对我国沼气集中供气盈利能力差、持续运营难等问题,开展基于沼气集中供气运行效果的技术与经济性优化以及能源价值的研究具有十分重要的现实意义。本文从厌氧消化工艺、系统能源输入以及发酵剩余物综合利用等方面开展沼气集中供气工程技术应用研究,在此基础上通过情景分析方法优化沼气集中供气经济性,提出沼气集中供气财政扶持对策,并从沼气集中供气对农户生活用能结构影响的角度研究其能源价值,得出以下结论：黄淮海区是沼气集中供气比例最高的地区,集中供气农户占全部农户的比例为1.10%。三个典型工程模式都位于黄淮海区,具有很强的代表性。沼气集中供气户均月用气量在13.58-27.83m3,冬季月用气量明显增加,为18.47-27.48m3。对于处于北方寒冷地区的沼气集中供气工程,更应注意保温增温以保证沼气冬季的正常供给。在沼气集中供气情况下,沼气替代秸秆及薪材成为了集中供气农户主要的能源消费种类之一,其它的主要能源消费种类为电、煤、太阳能,改变了以煤炭、秸秆及薪柴、太阳能、电为主要能源消费种类的传统农村生活用能结构。集中供气农户的沼气用能占农村能源消费总量的比例为2.52%-9.55%。对于大型沼气工程,原料限制、进料负荷低、温度控制以及沼液储存和利用均是要考虑的关键问题,可在实际运行过程中,采用混合原料、提高进料负荷以及加强回流等措施来提高沼气工程的运行效率；对于小型沼气工程,提高进料负荷和发酵温度的保障都至关重要。西牛良村沼气集中供气工程的物能转化率最高,17.64kg猪粪可以产1m3沼气。太阳能加热和沼气加热有利于节能减排和环境保护。在现有的经营管理条件下,若无建设补贴,沼气集中供气项目缺乏经济性,大多处于亏本运行,部分只能微利运行。建设补贴能够改善沼气集中供气的经济性,加之运行管理优化能够提高厌氧消化物能转化效率,降低运行成本,有效改善沼气集中供气的经济性,可以实现沼气集中供气的盈利运行。在考虑减少化石能源消耗、减少化肥施用、减少温室气体排放等外部性收益的情况下,沼气集中供气具有很好的经济性,建设和运营都可以实现市场化。当前应尽快实施建设补贴和用气补贴政策,促进沼气集中供气的快速和可持续发展。从中长期来看,还应加大政策扶持力度,尽可能减少化石能源消耗和化肥使用,将温室气体减排的外部性效益转化为沼气集中供气的实际收益,推进沼气集中供气的市场化建设与运营。托管运营和建管一体化是充分体现市场化特色的运行管理机制,是实现沼气集中供气后续管理可持续的有效途径。 【关键词】：沼气集中供气 技术优化 经济性 能源价值
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S216.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-12
• 第一章 绪论12-24
• 1.1 研究背景与意义12-15
• 1.2 国内外研究现状15-21
• 1.3 研究中存在的问题21-22
• 1.4 研究目标与内容22-24
• 第二章 沼气集中供气发展趋势与典型模式24-48
• 2.1 我国沼气集中供气发展趋势24-29
• 2.2 沼气集中供气典型工程模式29-39
• 2.3 典型模式集中供气效果39-46
• 2.4 小结46-48
• 第三章 沼气集中供气对农村生活能源消费的影响48-59
• 3.1 我国农村生活能源消费变化趋势48-52
• 3.2 沼气集中供气下农户生活能源消费研究52-56
• 3.3 沼气集中供气对农户生活能源消费的影响56-57
• 3.4 小结57-59
• 第四章 沼气集中供气工程技术应用研究59-76
• 4.1 厌氧消化工艺技术分析59-60
• 4.2 物流与能流转化趋势与平衡研究60-69
• 4.3 系统能源输入与加温方式比较69-73
• 4.4 厌氧残留物的物流价值趋向优化分析73-74
• 4.5 小结74-76
• 第五章 沼气集中供气经济性分析与模拟优化76-100
• 5.1 成本-效益经济分析方法76-77
• 5.2 沼气集中供气经济性分析77-84
• 5.3 运行优化情景下沼气集中供气经济性分析84-94
• 5.4 基于外部性收益的沼气集中供气经济性分析94-98
• 5.5 小结98-100
• 第六章 沼气集中供气运行管理与可持续发展100-109
• 6.1 体现市场化特色的运行管理机制100-101
• 6.2 以因地制宜创新为基础的技术标准对策101-102
• 6.3 经济性评价和财政扶持政策102-108
• 6.4 小结108-109
• 第七章 结论与建议109-111
• 7.1 结论109-110
• 7.2 创新点110
• 7.3 建议110-111
• 参考文献111-118
• 致谢118-119
• 附录119-123
• 作者简历123

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