本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種秸稈資源能源化利用企業(yè)規(guī)模和空間布局的規(guī)劃方法，包括以下步驟：S1、獲取秸稈可能源化利用資源密度空間分布圖；S2、根據(jù)秸稈資源搜集半徑與企業(yè)投資規(guī)模和生產(chǎn)能力相互關(guān)系，設(shè)置不同的秸稈資源搜集半徑；S3、利用GIS空間統(tǒng)計分析功能，計算不同搜集半徑內(nèi)的秸稈資源量；S4、根據(jù)秸稈能源化利用技術(shù)現(xiàn)狀，合理設(shè)置秸稈能源化生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模，并計算不同規(guī)模企業(yè)的秸稈資源需求量；S5、根據(jù)不同搜集半徑內(nèi)秸稈資源量以及不同規(guī)模企業(yè)的秸稈資源需求量，利用GIS空間分析功能，得到不同規(guī)模秸稈能源化生產(chǎn)企業(yè)的空間布局圖。本發(fā)明專利技術(shù)合理規(guī)劃了不同規(guī)模秸稈能源企業(yè)的空間布局，能為秸稈能源化利用企業(yè)的建立和布局提供科學(xué)指導(dǎo)。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及農(nóng)作物秸桿資源能源化利用領(lǐng)域。尤其涉及一種秸桿資源能源化利用企業(yè)規(guī)模和空間布局的規(guī)劃方法。
技術(shù)介紹
在能源短缺和環(huán)境保護的雙重壓力下，世界各國開始高度重視可再生生物質(zhì)能源的開發(fā)利用。農(nóng)作物秸桿是一種寶貴的生物質(zhì)資源，近二十多年來，農(nóng)作物秸桿在新能源開發(fā)利用方面的途徑可歸納為“四化一電”，即秸桿氣化、秸桿固化、秸桿炭化、秸桿液化和秸桿發(fā)電。目前已達到產(chǎn)業(yè)化運行階段的技術(shù)主要是秸桿乙醇(第二代生物乙醇)的生產(chǎn)和秸桿發(fā)電。秸桿發(fā)電在北歐國家經(jīng)過30多年的發(fā)展，技術(shù)上已經(jīng)比較成熟，也是目前中國推廣力度較大、發(fā)展較為迅速的利用方式。秸桿發(fā)電的形式主要有三種秸桿直燃發(fā)電、秸桿與其他燃料混燃發(fā)電、秸桿氣化發(fā)電。 我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物秸桿產(chǎn)量大，秸桿資源潛力約折合7億噸標準煤。從全國總體來看，我國可能源化利用的農(nóng)作物秸桿資源十分豐富。但是，農(nóng)作物秸桿資源空間分布分散，相較于石化能源，其運輸成本高昂。因此農(nóng)作物秸桿的能源化利用不僅取決于秸桿資源量，還取決于秸桿資源的空間分布狀況。秸桿資源分布比較集中的地區(qū)，單位面積資源富集程度高，收集運輸成本較低，從而可以建立秸桿發(fā)電廠、燃料乙醇廠等大型秸桿能源企業(yè)；而秸桿資源分布比較分散的地區(qū)，秸桿資源收集運輸成本很高，不適宜建立大型的秸桿能源企業(yè)，秸桿只能作為生活能源而小規(guī)模利用。目前，對秸桿資源的研究主要集中在計算秸桿資源的資源總量、秸桿資源的利用方式和途徑、以及氣候變化對秸桿資源的影響等方面，很少關(guān)注農(nóng)作物秸桿資源能源化利用企業(yè)的規(guī)模、以及企業(yè)空間分布的特點和規(guī)律等。因此，如何針對秸桿資源的空間分布狀況，合理規(guī)劃各地區(qū)秸桿資源能源化利用企業(yè)的規(guī)模、選擇最佳的企業(yè)空間布局地點，建立合理、高效和成本低廉的秸桿搜集、儲運體系是農(nóng)作物秸桿資源規(guī)模化開發(fā)利用必須首先解決的問題。目前一些研究已經(jīng)基于秸桿資源的分布特點，建立了秸桿搜集儲運成本的理論模型，并以秸桿發(fā)電等能源化利用案例為基礎(chǔ)，分析了秸桿搜集儲運成本變化趨勢、秸桿原料收集最佳半徑、秸桿資源最優(yōu)收集點的選擇及其最小運輸成本等問題。然而純粹的理論模型無法反應(yīng)我國農(nóng)作物秸桿資源的空間分布特征，更無法具體指導(dǎo)秸桿資源能源化利用企業(yè)的發(fā)展規(guī)模和空間選址。開展秸桿資源能源化利用企業(yè)規(guī)模和空間布局的規(guī)劃方法研究，有利于從全國角度為秸桿資源能源化利用企業(yè)的規(guī)模和空間布局提供參考，從而因地制宜地指導(dǎo)秸桿資源能源化利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，合理設(shè)置全國各地區(qū)秸桿資源能源化利用企業(yè)的規(guī)模和空間布局。
技術(shù)實現(xiàn)思路
(一 )要解決的技術(shù)問題本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是如何合理規(guī)劃秸桿資源能源化利用企業(yè)的規(guī)模和空間布局，以科學(xué)指導(dǎo)秸桿資源能源化利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。( 二 )技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了一種秸桿資源能源化利用企業(yè)規(guī)模和空間布局的規(guī)劃方法，包括以下步驟SI、獲取農(nóng)作物秸桿可能源化利用資源密度空間分布圖。S2、根據(jù)秸桿資源搜集半徑與企業(yè)投資規(guī)模和生產(chǎn)能力相互關(guān)系，設(shè)置不同的秸桿資源搜集半徑。S3、利用地理信息系統(tǒng)(GIS)空間統(tǒng)計分析功能，計算不同搜集半徑范圍內(nèi)秸桿可能源化利用資源量。 S4、根據(jù)當前秸桿資源能源化利用技術(shù)現(xiàn)狀，合理設(shè)置秸桿資源能源化生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模，并根據(jù)不同企業(yè)規(guī)模計算所需求的秸桿資源量。S5、根據(jù)不同搜集半徑范圍內(nèi)秸桿資源量以及不同規(guī)模企業(yè)的秸桿資源需求量，利用GIS空間分析功能，得到不同規(guī)模秸桿資源能源化生產(chǎn)企業(yè)的空間布局圖。其中，步驟SI中所述的農(nóng)作物秸桿可能源化利用資源密度空間分布圖是利用分省糧食作物產(chǎn)量統(tǒng)計數(shù)據(jù)和耕地上植被凈第一'I生生產(chǎn)力(Net Primary Productivity,簡稱NPP)空間分布數(shù)據(jù)，利用GIS空間分析方法，通過空間化計算獲得的。其中，步驟S2中所述的秸桿資源搜集半徑與企業(yè)投資規(guī)模和生產(chǎn)能力密切相關(guān)，按照現(xiàn)有稻桿資源搜集半徑與投入費用的相互關(guān)系，確定25km、30km和50km為合適的搜集半徑。其中，步驟S3中的空間統(tǒng)計分析可以利用ArcGIS軟件Workstation grid環(huán)境下的Focalsum函數(shù)實現(xiàn)，該函數(shù)可計算不同搜集半徑范圍內(nèi)秸桿可能源化利用的資源量。其中，步驟S4中所述的企業(yè)規(guī)模依據(jù)現(xiàn)有的秸桿資源能源化利用技術(shù)水平和工藝限制，分為4類6麗秸桿直燃發(fā)電、小型(I萬噸)秸桿燃料乙醇企業(yè)、25MW秸桿直燃發(fā)電和大型(5萬噸)秸桿燃料乙醇企業(yè)。其中，步驟S5中不同規(guī)模秸桿資源能源化生產(chǎn)企業(yè)的空間布局圖，可利用ArcGIS軟件Arcmap的空間分析和制圖功能，根據(jù)不同規(guī)模企業(yè)的秸桿資源需求量，通過對不同搜集半徑范圍內(nèi)秸桿資源量進行分類分級生成。(三)有益效果本專利技術(shù)提供了一種秸桿資源能源化利用企業(yè)規(guī)模和空間布局的規(guī)劃方法，試驗證明，該方法能獲得不同規(guī)模秸桿資源能源化生產(chǎn)企業(yè)的空間布局圖，從而為秸桿資源能源化利用企業(yè)的建立和布局提供科學(xué)指導(dǎo)。附圖說明圖I是本專利技術(shù)的方法流程圖；圖2是2005年中國可能源化利用農(nóng)作物秸桿資源空間分布圖；圖3是秸桿資源收集半徑與投入費用的關(guān)系圖；圖4是以25公里為搜集半徑獲取的不同規(guī)模秸桿資源能源化生產(chǎn)企業(yè)適宜性空間布局圖5是以30公里為搜集半徑獲取的不同規(guī)模秸桿資源能源化生產(chǎn)企業(yè)適宜性空間布局圖；圖6是以50公里為搜集半徑獲取的不同規(guī)模秸桿資源能源化生產(chǎn)企業(yè)適宜性空間布局具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本專利技術(shù)的具體實施方式作進一步詳細說明。以下實施例用于說明本專利技術(shù)，但不用來限制本專利技術(shù)的范圍。如圖I所示，本專利技術(shù)包括以下步驟(I)獲取2005年中國可能源化利用農(nóng)作物秸桿資源密度分布圖(圖2)，該圖可以較好的反應(yīng)全國各地區(qū)農(nóng)作物秸桿可能源化利用資源的空間分布狀況，即反應(yīng)出各個地區(qū)秸桿資源能源化生產(chǎn)企業(yè)原料的潛力大小。·(2)根據(jù)秸桿資源搜集半徑與企業(yè)投資規(guī)模和生產(chǎn)能力相互關(guān)系，設(shè)置不同的秸桿資源搜集半徑。秸桿資源的收集半徑隨著企業(yè)投資規(guī)模和生產(chǎn)能力增加而增大。由圖3可以看出，收集半徑小于最佳收集半徑時，總搜集費用隨半徑減小迅速增加；收集半徑大于最佳收集半徑時，總搜集費用隨著收集半徑的增加而呈線性增加，搜集費用的升高會使得總生產(chǎn)成本上升。所以，不同企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的情況確定最佳收集半徑以獲得較好的盈利水平。本專利技術(shù)選取25km、30km和50km作為經(jīng)濟上比較可行的收集半徑，從而分析3種不同搜半徑下不同規(guī)模秸桿資源能源生產(chǎn)企業(yè)的空間布局方案。(3)利用GIS空間統(tǒng)計分析功能，計算不同搜集半徑范圍內(nèi)秸桿可能源化利用資源量。在獲取的2005年中國可能源化利用秸桿資源密度數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，以25km、30km和50km為半徑,借助ArcGIS軟件Workstation grid環(huán)境下的FocalsumO函數(shù)分別計算每個像元25km、30km和50km范圍內(nèi)的稻桿可能源化利用資源量,具體計算過程如下RESei = Focal sum (Crop_res, CIRCLE, Ri)式中Ri為搜集半徑，分別為25km、30km和50km ^ESi為獲取的i搜集半徑范圍內(nèi)的稻桿資源量；Focalsum()為ArcGIS軟件Workstation grid環(huán)境下的柵格數(shù)據(jù)統(tǒng)計函數(shù)；Crop_res為2005年中國可能源化利用農(nóng)作物秸桿資源密度分布數(shù)據(jù)；CIRCLE為常本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種秸稈資源能源化利用企業(yè)規(guī)模和空間布局的規(guī)劃方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、獲取農(nóng)作物秸稈可能源化利用資源密度空間分布圖；S2、根據(jù)秸稈資源搜集半徑與企業(yè)投資規(guī)模和生產(chǎn)能力相互關(guān)系，設(shè)置不同的秸稈資源搜集半徑；S3、利用地理信息系統(tǒng)(GIS)空間統(tǒng)計分析功能，計算不同搜集半徑范圍內(nèi)秸稈可能源化利用資源量；S4、根據(jù)當前秸稈資源能源化利用技術(shù)現(xiàn)狀，合理設(shè)置秸稈資源能源化生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模，并根據(jù)不同企業(yè)規(guī)模計算所需求的秸稈資源量；S5、根據(jù)不同搜集半徑范圍內(nèi)秸稈資源量以及不同規(guī)模企業(yè)的秸稈資源需求量，利用GIS空間分析功能，得到不同規(guī)模秸稈資源能源化生產(chǎn)企業(yè)的空間布局圖。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種秸桿資源能源化利用企業(yè)規(guī)模和空間布局的規(guī)劃方法，其特征在于，包括以下步驟 51、獲取農(nóng)作物秸桿可能源化利用資源密度空間分布圖； 52、根據(jù)秸桿資源搜集半徑與企業(yè)投資規(guī)模和生產(chǎn)能力相互關(guān)系，設(shè)置不同的秸桿資源搜集半徑； 53、利用地理信息系統(tǒng)(GIS)空間統(tǒng)計分析功能，計算不同搜集半徑范圍內(nèi)秸桿可能源化利用資源量； 54、根據(jù)當前秸桿資源能源化利用技術(shù)現(xiàn)狀，合理設(shè)置秸桿資源能源化生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模，并根據(jù)不同企業(yè)規(guī)模計算所需求的秸桿資源量； 55、根據(jù)不同搜集半徑范圍內(nèi)秸桿資源量以及不同規(guī)模企業(yè)的秸桿資源需求量，利用GIS空間分析功能，得到不同規(guī)模秸桿資源能源化生產(chǎn)企業(yè)的空間布局圖。2.如權(quán)利要求I中所述的一種秸桿資源能源化利用企業(yè)規(guī)模和空間布局的規(guī)劃方法，其特征在于步驟S2中所述的根據(jù)秸桿資源搜集半徑與企業(yè)投資規(guī)模和生產(chǎn)能力相互關(guān)系，設(shè)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐新良，付穎，李雙，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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