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江苏省规模化养殖场沼气工程效益实证分析

作　者: 孙淼
导　师: 王效华
学　校: 南京农业大学
专　业: 农业生物环境与能源工程
关键词: 农村能源可再生能源沼气工程能源效益环境效益经济效益
分类号: S216.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

中国的经济处于高速发展时期,能源消费的迅速增长使我国面临能源供应的制约,煤炭的大量使用造成了十分严重的环境问题。我国广大农村地区,商品能源相对匮乏,农户使用秸秆、薪柴代替化石燃料燃烧,不但效率低下,还会造成资源浪费、环境污染、生态破坏等问题。沼气作为一种绿色的、清洁的可再生能源是目前我国农村地区大力发展的四大重点能源项目之一。沼气项目特别是大中型沼气工程项目的推广和应用在很大程度上解决了农村能源短缺的问题,使农民生活环境得到了改善,沼渣沼液的资源化利用更是提高了农民的经济收入,具有多方面的效益。大中型沼气工程与我国规模化养殖场的发展趋势相配合,具有更加广阔的发展空间。随着沼气工程建设的大力推广,人们越来越关注此类项目的实施效果。然而目前国内沼气建设效益分析的研究大都是针对户用沼气,对规模化养殖场沼气工程项目的效益分析较少,基本上停留在单一的经济评价或者进行定性分析的阶段,缺乏对项目整体的综合分析。本文主要采用定量分析的方法,以江苏省规模化养殖场为例,对其沼气工程建设进行能源、环境、经济三方面效益的综合分析。本文主要内容如下：在对江苏省农村地区的规模化养殖场沼气工程进行实地调查的基础上,简要介绍影响沼气工程产气效率的因素；结合能源等量有效替代法,分析不同影响因素下产气量大小以及可以替代的其他传统能源的消耗量；计算厌氧发酵产生的沼气完全用于发电所节约的商品电消耗量,以及回收发电余热对发酵罐内料液进行加温所减少的煤炭消耗量；根据清洁发展机制项目方法学的要求,结合规模化养殖场沼气工程的特点,以ACM0010等4个项目方法学为依据,计算养殖场沼气工程的温室气体减排量,得出沼气工程的环境效益；对沼气工程建设的成本及效益进行分析,利用环境经济学中的方法量化相关参数,结合成本效益分析法对沼气工程进行财务评价和国民经济评价,并确定影响沼气工程经济效益的敏感因素；最后以江苏地区两处规化模养殖场为例,结合上述效益分析方法,对其拟建的大中型沼气工程项目的能源效益、环境效益、经济效益进行分析,验证项目的必要性、科学性、可行性。研究结果表明：规模化养殖场沼气工程项目具有很大的能源、环境、经济效益。产生的沼气在替代电能方面优势巨大,其次为薪柴和秸秆,因此目前的沼气项目大都采用沼气发电来获取最大的能源效益；沼气工程项目的实施还可以大大减少畜禽养殖场的温室气体排放量,特别是在甲烷气体的减排方面,减排效果高达91.63%,环境效益显著；沼气工程的财务分析和国民经济分析结果显示无论是从企业农户角度还是从全社会角度,规模化养殖场沼气建设收益均大于成本,在政府财政的大力支持下,财务效益远远大于国民经济效益,使企业、个人获得了可观的收益,大大提高了农村地区建设沼气工程的积极性。文章根据沼气工程建设、运行、管理过程中存在的不足,提出了相应的措施和建议,具有一定的指导意义,为江苏省农村地区发展大中型沼气工程项目提供参考依据。

全文目录

摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
第一章绪论  11-17
  1.1 课题来源及选题依据  11-13
    1.1.1 研究背景  11-12
    1.1.2 研究目的及意义  12-13
      1.1.2.1 研究目的  12-13
      1.1.2.2 研究意义  13
  1.2 研究内容  13-14
  1.3 研究的方法、步骤、技术路线  14-17
    1.3.1 研究的方法和步骤  14-15
    1.3.2 技术路线  15-17
第二章文献综述  17-23
  2.1 研究动态  17-23
    2.1.1 国内外沼气工程发展现状  17-18
    2.1.2 江苏省沼气工程的发展现状  18-20
    2.1.3 国内外沼气工程效益分析评价的研究现状  20-23
第三章规模化养殖场沼气工程能源效益分析  23-33
  3.1 工程案例描述  23-24
  3.2 能源效益分析相关概念  24
  3.3 规模化养殖场沼气工程能源效益分析  24-31
    3.3.1 沼气产气量的影响因素  24-27
      3.3.1.1 发酵原料对产气率的影响  24-25
      3.3.1.2 发酵温度对产气率的影响  25-26
      3.3.1.3 反应器对产气率的影响  26-27
    3.3.2 沼气工程能源替代效益分析  27-30
      3.3.2.1 不同原料影响下的能源替代量  28
      3.3.2.2 不同温度影响下的能源替代量  28-29
      3.3.2.3 不同反应器影响下的能源替代量  29-30
    3.3.3 沼气工程节能效益分析  30-31
  3.4 小结  31-33
第四章规模化养殖场沼气工程环境效益分析  33-51
  4.1 环境效益分析的相关概念  34-36
    4.1.1 项目边界  34
    4.1.2 基准线  34
    4.1.3 泄漏  34-35
    4.1.4 方法学的选择  35-36
  4.2 规模化养殖场沼气工程环境效益分析  36-48
    4.2.1 基准线情景下养殖场污染物排放量估算  36-41
      4.2.1.1 基准线下CH_4排放量估算  36-39
      4.2.1.2 基准线下N_2O排放量估算  39-41
      4.2.1.3 基准线下CO_2排放量估算  41
    4.2.2 沼气工程项目活动排放量估算  41-44
      4.2.2.1 项目活动CH_4排放量估算  41-43
      4.2.2.2 项目活动的N_2O排放量估算  43-44
      4.2.2.3 项目活动的CO_2排放量估算  44
    4.2.3 沼气工程项目泄漏估算  44-46
      4.2.3.1 农田施肥后造成的CH_4泄漏量估算  45
      4.2.3.2 农田利用沼肥造成的N_2O的直接排放和间接挥发  45-46
    4.2.4 沼气工程减排量估算  46-48
  4.3 小结  48-51
第五章规模化养殖场沼气工程经济效益分析  51-67
  5.1 经济效益分析相关概念及构成  51-52
  5.2 沼气工程价值的量化  52-59
    5.2.1 成本价值(V_1)  52-54
    5.2.2 环境经济价值(V_2)  54-59
      5.2.2.1 环境容量价值(V_(21))  54-56
      5.2.2.2 资源价值(V_(22))  56
      5.2.2.3 社会价值(V_(23))  56-59
  5.3 经济分析指标的确定  59-61
    5.3.1 净现值(NPV)  59-60
    5.3.2 效益成本比(A)  60
    5.3.3 内部收益率(IRR)  60-61
    5.3.4 动态回收期(Pt’)  61
  5.4 现金流表的编制  61-64
  5.5 敏感性分析  64-66
  5.6 小结  66-67
第六章规模化养殖场沼气工程实例分析  67-87
  6.1 西流奶牛场沼气工程实例分析  67-76
    6.1.1 工程概况  67
    6.1.2 项目能源效益分析  67-69
      6.1.2.1 技术指标估算  67-68
      6.1.2.2 项目能源替代效益估算  68
      6.1.2.3 项目节能效益估算  68-69
    6.1.3 项目环境效益分析  69-73
      6.1.3.1 基准线情景下养殖场污染物排放量估算  69-70
      6.1.3.2 沼气工程项目活动排放量估算  70-71
      6.1.3.3 泄漏估算  71-72
      6.1.3.4 减排量估算  72-73
    6.1.4 项目经济效益分析  73-76
      6.1.4.1 沼气工程成本价值估算  73
      6.1.4.2 沼气工程环境经济价值估算  73
      6.1.4.3 沼气工程经济效益分析  73-76
  6.2 林大生猪沼气工程实例分析  76-87
    6.2.1 工程概况  76
    6.2.2 项目能源效益分析  76-77
      6.2.2.1 技术指标估算  76
      6.2.2.2 项目能源替代效益估算  76-77
      6.2.2.3 项目节能效益估算  77
    6.2.3 项目环境效益分析  77-81
      6.2.3.1 基准线情景下养殖场污染物排放量估算  78-79
      6.2.3.2 沼气工程项目活动排放量估算  79
      6.2.3.3 泄漏估算  79-80
      6.2.3.4 减排量估算  80-81
    6.2.4 项目经济效益分析  81-87
      6.2.4.1 沼气工程成本价值估算  81
      6.2.4.2 沼气工程环境经济价值估算  81-82
      6.2.4.3 沼气工程经济效益分析  82-87
第七章结论与建议  87-91
  7.1 结论  87-88
  7.2 建议  88-91
参考文献  91-95
致谢  95-97
攻读学位期间发表的学术论文目录  97

江苏省规模化养殖场沼气工程效益实证分析

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