规模化养殖场沼气工程温室气体减排选址优化模型研究蔡梅

·134·RenewableEnergyResources296201112Vol.29No.6Dec.20111，2,3，2,3，2,3（1.，100012；2.，102206；3.，102206）：。，，。，，，，。：，2.0×1010t。：；0-1；；；：TK6；S216.4：A：1671-5292（2011）06-0134-04Alocationoptimizationmodelofbiogasprojectonlarge-scalefarmsforgreenhousegasemissionreductionCAIMei1，SUNZhao2,3，GUOQian-qian2，3，LIYu2,3（1.AssessmentCenterofEnvironmentalEngineering,MinistryofEnvironmentalProtectionofPRC,Beijing100012,China;2.S-CenergyandEnvironmentalResearchAcademy,NorthChinaElectricPowerUniversity,Beijing102206,China;3.MOEKeyLaboratoryofRegionalEnergySystemsOptimization,NorthChinaElectricPowerUniversity,Beijing102206,China）Abstract：Renewableenergyisneededtodevelopfortheseriousenergysituationandthein-creasingpressureonecologicalenvironment.Buildingbiogaspowerengineeringinlarge-scalefarmscouldnotonlyreducegreenhousegasemissionsonfarms,butalsomakeacontributiontoe-missionreductiononelectricpowerenterprises.Accordingtothepresentsituationandcharacteris-ticsofmethanegeneration,thispaperestablishedanoptimizationmodelaboutgreenhousegase-missionreductiononlarge-scalefarms,byusingintegerprogrammingmethod,andcombinedwiththegreenhousegasesestimationmethodologyandthedefaultvalueprovidedbyIPCC.Theopti-mizationobjectiveisthecarbondioxideequivalentofgreenhousegasemissionreductioninbiogaspowergenerationonlarge-scalefarms.Thecaseanalysisshowthattheresultsproducedbymodelreducedgreenhousegasemissionsof2.0×1010tonscarbondioxideequivalentcomparedwiththeo-riginalscheme.Keywords：greenhousegasemissionreduction；0-1integerprogramming；biogaspowergen-eration；locationoptimization；carbondioxideequivalent：2011-10-08。：（1971-），，，、。：（1965-），，，，，、、。E-mail：[e-mail]:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2011.06.019·135·，0、、，3/4[1]~[2]。，；2020200540%~45%，[3]~[5]。，、，20206kW[6]。。，。《：》：18%。，1990723.6~1066.0t，24.6t[7]。，，[8]~[9]。《》，202015％，40t。，2000kW，[10]。4.1，，，（CH4)、（N2O）。。，，、，、。，，。，（IPCC），0-1，，、，。1IPCC、（、、）。，、、，0-1，，[11]~[12]：Maxf=Ii=1ΣJj=1Σ1p=1Σ1k=1Σ(1V×106xijEFpkGWPk）+Ii=1ΣJj=1Σ1p=1Σ2k=2Σ(4428xijEFpkN365V×103TAMGWPk)+Ii=1ΣJj=1ΣTt=1Σ3p=3ΣKk=1Σ365xijRtQEFpkGWPk-Ii=1ΣJj=1ΣTt=1Σ2p=2ΣKk=1Σ365xijRtQEFpkGWPkBjZjt：f，/；I，J、，；T，；P（）（、、），；xij，t/d；V，t/（d·）；k（、、），；GWPkk，/t；EFpkp（）k，EF1k，t/a；EF2k、EF3k，t/TJ；Q，TJ/t；N，t/（t·d）；TAM，t/；Rtt,；Bj、Zjt0-1，01。：（1），：Jj=1ΣTt=1ΣFtZjt≤Int：Ftt，；Int、，。（2）·136·2011，29（6），：Jj=1Σxij=WG,坌i：WG，t∞/d。（3），：RtIi=1ΣxijBj≤Tt=1ΣEtZjt，坌j：Et，m3。（4），：Jj=1ΣBj≤NTt=1ΣZjt=Bj，坌j：N。（5）00，：xij≥0，坌i,j（6）0-1Bj=1，0，，Zjt=1，t0，t，22.1，9，9395.189t。2.2，[13]-[16]。CO21，CO2，1。2。2.3IPCC，，，，f=1.58×1011tCO2e/a，3。f、，、、、，。2.4，。，8，632.06。，1.58×1011tCO2e/a，2.0×1010tCO2e/a。，。3，，1Table1Greenhousegasesglobalwarmingpotentials（GWP）GWP（CO2）1（CH4）21（N2O）310：（1995）2（kg/TJ）Table2Defaultemissionfactorsforstationarycombustionintheenergyindustries(kgofgreenhousegasperTJonanetcalorificbasis)CO2CH4N2ONCVs9830011.526.79460011.528.210100011.511.95460010.150.4：《1996IPCC》。1234567891111111111111111013Table3Comparisonbetweentheoptimizationschemeproducedbythemodelandtherecommendedschemef=1.58×1011tCO2e/a2003。，，90%，。，，，，。，4000，，，1500。，，，，。，，，，，。，、，，，，，，，“”。，？，，，。，“”，，。、，，，，，，。，。，，，、，、。（《》）2003。，，90%，。，，，，。，4000，，，1500。，，，，。，，，，，。，、，，，，，，，“”。，？，，，。，“”，，。、，，，，，，。，。，，，、，、。（《》）：!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!，，，，，。0-1，、、、，，，，，，。：[1].[J].，2011，20（2）：239-243.[2]，.[J].，2010，32（1）：10-13.[3].、[J].，2011，25（5）：1-7.[4].[J].，2011，19（2）：58-64.[5]ANTHONYSMALLWOOD.Theglobaldimensionofthefightagainstclimatechange[J].ForeignPolicy，2008,167：8-9.[6]LINBOQIANG,YAOXIN,LIUXIYING.China'senergystrategyadjustmentunderenergyconservationandcarbonemissionconstraints[J].SocialSciencesinChina，2010，31（2）：91-110.[7]，.[J].，2010，26（10）：247-252.[8]，.[J].，2011，16（2）：91-99.[9].[J].，2009，17（2）：375-378.[10]ALAINALBRECHT，SERIGNET.KANDJIa.Carbonsequestrationintropicalagroforestrysystems[J].Agriculture，EcosystemsandEnvironment，2003，99(1-3)：15-27.[11]IPCC.WorkingGroupIII.Greenhousegasmitigationinagriculture[R].FourthAssessmentReport，2006.[12]ROCHETTEP，JANZENHH.TowardsarevisedcoefficientforestimatingN2Oemissionsfromlegumes[J].NutritionCycleAgroecosyst，2005，73(2-3)：171-179.[13]IPCC.Volume4：agriculture，forestryandotherlanduse(AFOLU)，2006IPCCguidelinesfornationalgreenhousegasinventories[M].Japan：IPCC/IGES，2006.[14].MBBR[J].，2009，9（2）：482-485.[15]WUDESHENG，SUNCHANGZHEN，MAXUELAING，etal.Discussionontechnologyandequipmentoforganic-inorganiccompoundfertilizerproductionfromlivestockandpoultrymanure[J].Phosphate&CompoundFertilizer，2009，24（5）：59-61.[16]AFBOUWMAN，LJMBOUMANS，NHBATJES.ModelingglobalannualN2OandNOemissionsfromfertilisedfields[J].GlobalBiogeochemistryCycles，2002，16（4）：1080.·137·，