关键词： 综合能源系统   优化运行   循环利用   数据中心   生物质能  

摘要： 当前在能源危机和垃圾处理问题共存的大环境之下,引发了大家对能源循环利用模式的广泛讨论,生物质能因其碳中性特性使其在能源的循环利用中发挥着重要的作用,将生物质能纳入综合能源系统在对冲可再生能源的不可控性上也发挥着重要作用。生物质资源在我国西部的偏远地区及农村储量丰富,同时“东数西算”政策也使现在数据中心建设方向逐渐往我国西部发展。在绿色转型发展趋势下,数据中心面临节能减排挑战,未来数据中心的电力来源将以可再生能源为主,同时数据中心的多数耗能应为计算服务,但数据中心计算过程中产生大量低品质废热,机箱的正常运行也需要冷却装置通过耗电对其进行降温。当前研究对数据中心的能源供应、产生的余热与可再生能源系统之间的相互作用缺乏系统性研究。为此,本文因地制宜地建立含生物质能的综合能源系统为数据中心供电,并将数据中心所产废热为生物质能反应加热,实现能源的循环利用。针对综合能源系统如何实现能源的循环利用问题,提出了生物质能为数据中心供电的循环利用模式,建立生物质能和数据中心耗能及产废热的精细化模型。生物质能产沼气模型考虑包括温度等多因素影响,数据中心的耗能模型包括计算、冷却及其它设备耗能;由于生物质产沼气的适宜温度与数据中心废热温度匹配,从而将数据中心所产废热直接用于促进生物质产沼气的反应,生物质所产沼气作为热电联产燃料为用户和数据中心提供电、热、气能。针对综合能源系统源配置问题,以投资和年运行费用最小为目标,获得系统的投资组合方式和资源配置情况。针对系统中非线性公式通过最小二乘法实现线性化,并通过误差分析验证这一线性化可行性。基于农村用户算例结果观察含生物质能的综合能源系统资源配置、运行情况,以及以生物质能为中心的能流情况,并通过不同的投资组合方式对比,发现系统不仅可以提高供电可靠性,生物质能的加入还可以最多降低77.99%的费用。针对同时含有数据中心与生物质能的循环利用能源系统优化运行问题,将这一问题描述为日前预测与实时运行阶段的两阶段运行模型。考虑数据中心、可再生能源发电及储能资源的接入方式,并利用惩罚因子法线性化系统模型。基于已求得的资源配置规模,观察循环利用能源系统模型的运行性能,通过对比数据中心和生物质能之间是否有热耦合,发现能源的循环利用模式不仅可以降低37.4%的运行成本,降低系统44.6%的能量消耗,还可以优化数据中心的电源使用效率。

关键词： 太阳能   生物质能   DeST   混合可再生能源系统   性能分析  

摘要： 近几年,我国经济快速发展,对能源的需求越来越多,随之而来的便是能源消耗量和碳排放量的剧增,从可持续发展的角度看,加速向低碳能源转型、提高能源利用率已经成为我国急需解决的问题,充分利用可再生能源是解决环境污染与能源危机的有效途径之一。随着科学技术的发展,太阳能和风能等可再生能源发电越来越多地渗透到混合可再生能源系统(Hybrid Renewable Energy System,HRES)中。虽然我国具有丰富的可再生能源,但由于单一可再生能源的不稳定性与随机性,导致“弃电”现象严重,HRES可以弥补单一可再生能源系统的缺点。通过HRES技术,可以将多种可再生能源系统有效耦合,不仅可以提升系统的稳定性,还可以有效利用低品位热能,实现能源的梯级利用,为用户提供更加可持续的供暖和生活热水服务。首先,本文以助力实现“双碳”目标为背景,大力推动可再生能源的高效利用。在众多可再生能源中,太阳能、风能、生物质能因其来源丰富和较低的污染性等特点脱颖而出,本文将利用这三种可再生能源为高校食堂提供能量。然后,对太原市的气候环境特征进行分析,基于De ST软件搭建高校食堂模型,对建筑参数进行调整,模拟得出用户全年逐时冷热电负荷,对输出数据进行分析,得到建筑的用能特点。结合建筑所在地实际气候特征,为建筑选取合适的HRES。HRES包含槽式太阳能集热器、生物质厌氧发酵罐、风力发电和溴化锂制冷机组等,为HRES各个单元模块进行单独数学建模,采取以热定电的运行方式确定槽式太阳能集热器的面积及各设备的容量。最后,本文通过一次能源利用率、一次能源节约率和二氧化碳减排率对系统性能进行分析,通过最佳风机容量和系统投资回收年限对系统经济性进行分析,利用层次分析法建立包括能源、环境和经济性的综合评价指标模型,使性能分析更加全面。结果表明,与传统分供系统相比,一次能源节约率提高71.83%,二氧化碳减排率为68.24%,最低投资回收年限为7.55年。

关键词： 生物质能   电催化产甲烷   二氧化碳还原   丙酸代谢   池容甲烷产率  

摘要： 厌氧消化产沼气是生物质能的重要组成部分。传统的厌氧消化过程产生的沼气热值较低,将传统沼气中约占45%的二氧化碳电催化生化还原为甲烷,可以进一步提高沼气的热值,减少二氧化碳的排放。本文应用自主设计、研制和运行的单室微生物电催化产甲烷系统（Electromethanogenesis,EMG）反应器,研究了EMG强化厌氧消化过程甲烷产出的机理和关键运行因素。本研究自主设计研制了单室EMG反应器,并开发了配套的在线监测系统,实现了对反应器运行过程中温度、pH、电压、电流和产气量的在线监测。基于Lab VIEW开发了上位机软件,实现了对反应器运行相关数据的实时监测和存储,同时使用ESP32模块和树莓派实现了基于MQTT协议的远程数据访问功能,可以从移动设备中远程实时查看反应器的运行状态,为之后EMG反应器在实际场景的应用提供了技术支持。研究了不同条件对EMG反应器启动驯化过程的影响。（1）使用不同污泥对EMG反应器进行接种启动和电活性驯化。结果表明使用厌氧污泥时反应器的启动驯化时间为10天,相比于接种剩余污泥时减少了12天。并取得了最高77.4%的甲烷浓度以及0.68 m·m·d的甲烷产率。（2）比较不同阴极材料的性能,结果表明碳纤维刷由于其更高的比表面积,更有利于微生物附着的特点,在EMG启动运行过程中表现出更高的阴极活性,电流密度最高可以达到6.7 A·m,并且表现出了更优的产甲烷性能,甲烷浓度最高为78.8%,平均池容甲烷产率为0.71 m·m·d。（3）考察了四种不同的启动电压对EMG反应器启动和运行过程的影响,结果表明通过施加1.0 V电压启动的EMG反应器表现出最佳的产甲烷性能,甲烷含量为75.8%～88.4%,单日池容甲烷产率最高为1.67 m·m·d。对EMG反应器和传统厌氧消化反应器的性能进行比较研究。与传统厌氧消化反应器相比,EMG反应器由于电催化作用的存在,拓展了厌氧微生物代谢有机污染物的电子转移路径,尤其是存在阴极输出电子的直接电子转移途径。有助于电活性产甲烷菌从基质液获得H用于还原CO。实验表明,不同的投料阶段中EMG反应器的产甲烷性能始终要优于传统厌氧消化反应器。EMG反应器的批次平均池容甲烷产率最高可以达到1.16 m·m·d,相比于传统厌氧消化反应器提升了50.6%。甲烷浓度最高可以达到90.3%,相比传于统厌氧消化反应器提高了24%。此外,电催化作用下丙酸在阳极顺利氧化,在13天内EMG中的丙酸含量由1100.9 mg/L下降至16.4mg/L。EMG反应器可以克服高浓度丙酸对厌氧消化过程的抑制,提高了厌氧消化过程的稳定性。通过对两种反应器进行微生物高通量测序分析表明,EMG反应器中的古菌群落以Methanoculleus为主,传统厌氧消化反应器以Methanothrixz为主。在EMG反应器中可以通过还原CO来生成甲烷的产甲烷菌占比在80%以上。在细菌群落方面,EMG反应器中的细菌群落以Firmicutes为主,Firmicutes与生物电化学系统中电流的产生有关,因此Firmicutes的富集有利于EMG反应器的稳定运行。对EMG反应器稳定运行的研究表明:（1）反应器温度的稳定是影响EMG性能的关键因素。（2）不同底物的应用会导致EMG反应器的pH值和产甲烷性能波动。相比于葡萄糖,乙酸钠作为唯一底物时EMG反应器的产甲烷效果更优,甲烷浓度最高为91.4%,批次平均池容甲烷产率最高为1.16 m·m·d。在EMG反应器中应用不同的底物可以作为调控基质液中H浓度的手段,从而调整嗜乙酸产甲烷作用和嗜氢产甲烷作用的相对优势,优化产甲烷性能。（3）对于EMG反应器的运行,pH值既是调控手段,又是反应器性能变化的表征。无论是采用葡萄糖、乙酸钠或者CO三者中任何一种底物,产气中的甲烷浓度和基质液的pH值都有相同的变化趋势。EMG反应器稳定运行的pH值应控制在7.6～9.2之间。

关键词： 白腐真菌   生物质能   预处理   筛选   微生物降解  

摘要： 化石能源在现代社会的发展过程中充当重要角色。但作为一种不可再生能源,它具有不可持续性,同时,在其利用过程中还会对环境造成的不良影响。因此,世界各国对绿色清洁能源的关注度不断提升。生物质能作为一种以化学能形式储存的太阳能,具有可再生、污染小和来源多的特点,在替代化石能源方面具有广阔潜力。生物质能通常是直接或间接来自植物光合作用,全球每年产生的生物质资源数量巨大,如果能够加以利用将会产生巨大的效益,因此开发生物质能对于可持续发展是非常必要的。本研究以生物转换法为基础来探究利用生物质能的途径,通过利用白腐真菌的木质素降解能力来解决生物质资源预处理过程中的问题。本论文主要进行了以下工作:(1)在四川省凉山州麻咪泽省级自然保护区和美姑大风顶国家级自然保护区进行野外样品采集,采集到69株木腐真菌菌株,经过木粉琼脂培养基培养后,有35株菌株可以正常生长,再将之接种到PDA培养基上,发现有26株能够正常生长,最后通过愈创木酚培养基初筛,最终获得了9株能够产漆酶的木腐真菌菌株。(2)筛选出白竹粉作为木粉培养基主要成分,利用白竹木粉培养基进行复筛,以木粉培养基中木质素的降解率为定量标准,通过定量比较后发现,9株木腐真菌中具有木质素降解能力的菌株有1014-13、1016-20和921-3其对应木质素降解能力为7.10%、7.76%和14.71%,证明921-3具备较强木质素降解能力,921-3菌株经过鉴定确认其为Bjerkandera属真菌。(3)将筛选出的菌株Bjerkandera sp.921-3与实验室内菌株Phlebia acerina S20190614-6、*** S20190723-11、Phanerochaete sordida YK-624和***进行玉米秸秆预处理实验,其木质素降解率分别为14.10%、22.39%、0.40%、1.78%、和0.36%,经过比较发现*** S20190614-6降解效率更高,更适用于后续的研究。(4)通过单因素实验分析,从pH、温度、接种量、含水量和培养时间中选出三个因素,进行三因素三水平响应面分析,对*** S20190614-6进行预处理条件优化实验,最终确定最佳木质素降解条件为:温度28.5℃、蒸馏水量1.85 m L和培养时间28 d,后经过验证获得了玉米秸秆粉木质素23.02%的降解率。(5)对*** S20190614-6进行木质素、纤维素以及半纤维素组分利用分析,经过14 d的培养,分别达到了14.26%、1.30%和8.11%的降解率,同时,对降解选择比(木质素:纤维素)进行实验探究,结果表明其木质素与纤维素的选择比为1.76(>1),表现出较好的木质素利用选择性。经过以上工作探究,证明了*** S20190614-6在秸秆预处理应用方面具有开发的潜力。

关键词： 生物质能   黄河中游地区   政策协同  

摘要： 发展生物质能和各类零碳能源产业是我国能源战略实施和能源结构调整的重要选择,也是我国实现碳达峰与碳中和目标的重要途经,生物质能在国家政策的引导下得以迅速发展。与此同时,其相关政策的协同也成为生物质能发展目标与其他领域政策目标实现跨界联动的重要实践。基于此,生物质能政策作为复杂的公共政策系统,多部门与多层级之间的有效协同成为需要,使得数量众多,类型各异的政策形成互动配合,上下联动,更好的发挥公共政策的协同效应。本文的主要研究内容如下:首先,选取生物质能相关政策,按照研究的需要以及生物质能发展与应用的地域特点,选取了中央和黄河中游四省的地方政策文本作为样本。中央政策方面,选取了国务院、国家发改委、财政部、国家能源局等中央层面主体发布的生物质能相关政策。地方政策方面,选取了黄河中游地区四省区(内蒙古自治区、山西省、河南省和陕西省)中各省人民政府、省发改委、财政厅、农业农村厅等省级政策主体发布的政策,并对政策进行筛选,形成本研究的政策数据库。文章定义政策主体、政策议题、政策目标和政策工具等相关概念,构建主体、议题、目标和工具的编码体系,并以上述概念为出发点,对政策进行编码,建立量化手册。其次,对政策协同进行研究,按照政策发布时间,将政策划分为“十三五”规划时期和“十四五”开局之年两个时间段,基于社会网络分析方法的政策网络分析,通过生物质能政策的“主体-议题”双模网络揭示生物质能政策协同过程,研究发现构建的相关政策主体与政策议题核心网络,在政策相互协同的同时,也展现了区域的异质性。再次,基于定量协同度评价的政策协同研究是通过建立协同度模型,依据前文对生物质能政策建立量化手册所进行的评分,运用协同度函数得出中央对地方的协同度结构,协同度值越接近于1,说明中央与地方政策措施协同度越高,而数值越小,则协同度越低,通过客观且直观的数据,准确衡量中央对不同地区以及不同时间维度下,各项政策措施的协同程度。通过定性分析与定量分析相结合的方式,衡量中央与黄河中游各省区在不同时间下的协同情况,进而实现对央地生物质能政策整体协同情况的研究。最后,根据研究的结果对未来的研究进行展望,提出建设性意见,并为政策制定者在未来政策制定与发布过程提供建议和参考。生物质能政策协同需要因地制宜制策施策,各级部门之间相互联动,同时也要加大宣传,形成全社会的共同合力,营造良好的生物质能发展环境,更好地实现生物质能的发展,推动黄河流域生态保护与高质量发展。

关键词： 村镇   供暖   指标   赋权   综合评价  

摘要： 我国北方建筑供暖能耗达2.14亿吨标煤,在清洁供暖政策的推动下,太阳能结合生物质能供暖系统在村镇地区得到发展,然而对该系统综合评价的研究尚处于起步阶段,科学合理的评价该系统对于系统改进、体现系统优势具有重要意义。本文建立了村镇太阳能结合生物质能供暖系统综合评价模型,并以秦皇岛市5户村镇太阳能结合生物质能供暖系统为研究对象,对该系统在供暖期的实际运行效果展开了综合评价。论文构建了以能源效益、经济效益、环境效益、室内环境为准则,共11个评价指标的村镇太阳能结合生物质能供暖系统评价指标体系,确定了组合赋权法为指标赋权方法,基于欧式距离与灰色关联度的逼近理想解排序法为综合评价方法。基于上述理论研究,建立了村镇太阳能结合生物质能供暖系统综合评价模型。实验测量了5个用户在供暖期的运行数据;明确了各指标的获取途径及计算方法,对指标进行了定量获取。参照标准将各指标划分为优秀、良好、一般、较差4个等级,确定了各等级的划分范围。分别对各用户进行了指标评级并得出结果,其中用户3和用户5均有6个指标评级为优秀,用户2有4个指标评级为优秀,用户1和用户4均有2个指标评级为优秀。发放了专家组和普通用户组问卷获取指标打分,使用改进层次分析法确定了指标的主观权重。根据5组用户指标参数,使用熵权法确定了指标客观权重;基于博弈论线性组合法将主、客观权重结合,确定了指标的组合权重。各准则中,经济效益B2权重最大,W=0.3011,室内环境B4权重最小,W=0.1922;各指标中,综合热价现值C6权重最大,W=0.1296,系统供热效率C1权重最小,W=0.696。使用基于欧氏距离与灰色关联度的逼近理想解排序法对5个用户系统的应用效果展开综合评价。5个用户的综合评级均为良好,按评分排名由高到低依次为用户5、用户3、用户2、用户1、用户4,用户5的供暖效果相对于其他用户更优。对各准则进行了评价,发现用户5的各准则评级均为良好及以上,用户4的各准则评级在优秀以下,此结果与综合评价的排名趋势相吻合。

关键词： 生物质气化   热电转换   斯特林发电机   多孔燃烧  

摘要： 生物质资源分布广泛,如果合理利用生物质资源,无疑为缓解能源短缺和环境污染问题提供了解决思路。在此背景下,本文基于课题组项目,设计了一套面向车载的基于生物质能的微型斯特林发电系统,以斯特林发电机为原动机,将生物质能转化为电能,理论上该系统可以在高原、山区等能量补给困难的区域利用丰富的生物质资源进行发电,实现车辆的电能补给,作为车辆动力系统能量来源,实现能量自给,化解了能源危机,也减轻了环境污染。本文主要研究内容如下:查阅文献,结合课题要求,设计固定床下吸式气化炉作为发电系统的可燃气供给装置,通过气化炉产气实验,验证气化炉可以长时间稳定产气,为斯特林发电系统提供稳定燃气来源;研究空气当量比ER对燃气组分和热值的影响,确定本气化系统最佳当量比为0.25,此时燃气热值最高。根据生物质气化的原理,搭建Aspen Plus气化仿真模型,通过不同空气当量比ER下可燃气组分和热值实验值和模拟值的对比,验证模型的合理性;用仿真模型模拟气化剂、气化温度对生物质气化特性和气化效率的影响,由仿真结果可知:以水蒸气为气化剂时,可燃气中H含量明显增加;以CO为气化剂时,因为生物质可燃气中CO含量较高,其平均热值较空气为气化剂时偏低;以O为气化剂时,有利于制取热值高的气体,最高可达12.8MJ/m;气化温度与空气当量比呈正相关,气化温度升高,燃气热值先升高后降低。在下吸式生物质气化炉产气实验结果的基础上,设计了基于斯特林发电机的热电转换系统。该系统包括斯特林发电机、加热釜、预混室和储热材料。在热电转换单元的基础上,开展斯特林发电实验,在实验中发现由于燃气燃烧不充分,燃烧室内火焰温度仅为600℃,最终斯特林发电最大功率为638W,实现最大功率用时为2300s。基于上述问题,利用多孔燃烧方式对可燃气的燃烧进行改善,对热电转换系统燃烧室内多孔介质的床层高度、以及在气化装置不同进气量条件与斯特林发电功率变化之间的关系进行实验研究,结果发现:气化炉进气量一定的条件下,斯特林发电功率上升速度随着床层高度的增高先增大后减小,在多孔介质床层高度为45mm时上升最快;燃气燃烧强度越高,斯特林发电功率增长的越快;烟气的物理热越大,斯特林发电机发电功率增长的越缓慢。斯特林发电机发电功率的增长随着进气量的增加先快后慢,在进气量为9.3m/h时达到最快。

关键词： 生物质资源   生物能源   生物燃料   温室气体排放   政策  

摘要： 能源是实现《2030年可持续发展目标议程》《巴黎气候变化协定》相关目标的一项核心要素。而可再生能源开发利用则是实现碳中和的关键所在。生物质能作为重要的可再生能源,对于减缓气候变化具有重要作用。农林牧剩余物、餐厨垃圾等生物质资源替代化石能源的潜力非常巨大。为促进可持续发展,很多国家和地区都非常重视生物质能源的开发。例如,实现温室气体减排目标,中国和欧洲均制定了各自的可再生能源发展政策,并取得了显著的成效。加纳拥有丰富的生物质资源,可将其广泛用于沼气、生物甲烷、生物乙醇、生物质氢和发电等途径。由于发电行业较为复杂,加纳未能在2020年实现其可再生能源占比达到10%的目标。为促进加纳生物质能资源开发利用,推动可再生能源发展目标逐步实现,本研究对加纳农林牧剩余物、餐厨垃圾等生物质资源在沼气、生物甲烷、生物乙醇、生物质氢和发电方面的潜力进行了科学测算和评估,明确了生物质能在加纳能源系统中的重要地位和作用,并借鉴中国和欧洲的成功经验提出了加纳的生物质能发展策略。在生物质能开发潜力方面,本研究对加纳以废弃物为原料进行生物乙醇开发的潜力进行了定量评估,并采用巴斯韦尔方程对农作物秸秆和动物粪便的沼气和甲烷产量进行了估算。此外,本研究还对基于沼气蒸汽重整技术(BSR)的加纳餐厨垃圾和农作物秸秆氢基发电开发潜力进行了评估,基于全球变暖增温潜势对其生物质能源开发潜在的环境影响进行了评估,对该项目的经济可行性进行了分析评价。研究结果表明,加纳农林牧剩余物、餐厨垃圾等废弃物资源生物乙醇年开发潜力约为3.74×109L。到2030年,预计全国5.68×109L的生物乙醇中91.85%将来自农作物秸秆。畜禽粪便的沼气生产潜力为2.38×109m3,其中沼气产出潜力较高的是牛粪(27.15 m3/a)和猪粪(18.15m3/a),鸡粪(1.80 m3/a)的贡献最小。2030年,加纳畜禽粪便的沼气生产潜力可达4.23×109m3,大约能抵消14.71%的液化石油气消费。生物甲烷与沼气产出潜力呈正相关,产出潜力可达2.96×109m3。秸秆沼气和发电潜力分别为19.13×109m3和3068.34GWh。加纳各省(regions)和各县级地区(districts)的最高发电潜力分别可达478.18GWh和46.52GWh。采用BSR方法,以废弃物为原料可产生2617kt生物质氢(相当于4705.89GWh),相当于全球氢能需求的2.78%。一吨秸秆可产生16.59kg生物质氢和29.83k Wh电力。目前,加纳所有主要城市的发电量约为2073.38kt,预计到2030年氢能将增加到119.80kt。研究表明,加纳的生物质发电总量可以抵消加纳能源消耗的15.56%～21.92%。此外,产生的能源可减少923.35～1421.09ML柴油的使用,温室气体减排量可达到2507.35～3862.55kt CO2当量。研究结果表明,该项目在经济上是可行的,电力成本为0.0321$/KWh至0.174$/KWh,低于目前0.2224$/KWh的价格。所有项目都有一个正的净现值,效益成本比大于1。加纳大多数的工业增长倡议都是通过发布一些倡议文件来实施的,缺乏实现目标所需的政治承诺和法律支持。加纳在经济、财政、市场、技术基础设施、监管框架等方面存在的问题,以及对中央集权制度的过度依赖和对化石燃料供应的依赖,都阻碍了该国可再生能源的发展。中国在对生物能发展现状和政策进行充分评估的基础上,有意识地提高生物质资源综合利用水平,特别是农作物秸秆、畜禽粪便等固体废物的综合利用水平。这些固体废弃物资源遍布华中、东北、华北、华西、华东、华南和西南地区。据统计,中国每年的农作物秸秆资源量达到8.56×108t,可收集利用量7.22×108t,秸秆综合利用率达到87.6%。秸秆利用方式主要包括燃料、肥料、饲料、基料和原料。中国通过制定政策法规、实施一系列的激励措施,努力推动生物能的开发利用,促进能源效率提升,实现节能减排。中国有关环境和气候保护等方面的法律法规反映处中国对提高能源效率、大规模利用可再生能源非常重视。在一系列扶持政策和财政政策的支持下,生物质能行业在中国迅速发展。生物质压块燃料、沼气、热解气化、炭化、生物质发电、生物燃料乙醇等是其主要的生物质清洁能源开发途径。目前,中国秸秆发电、热电联产、沼气等生物质能规模化发展势头良好,技术成熟。中国一直致力于农村沼气技术的研究和开发,政府对沼气建设的财政投资也直接惠及家庭。由于中国政府的大力支持,使用沼气的农户数量很多。中国大中型沼气工程和户用沼气池日产沼气量达到5000m3,沼气工程用户达3996万户。中国农村沼气建设的发展轨迹表明,国家政策是影响沼气产业发展的一项非常重要的因素。目前,中国已经制定了到2030年碳达峰、2030年实现碳中和的

关键词： 农业生物质能   资源量   时空演变   利用潜力   减排潜力  

摘要： 能源短缺和环境危机已经成为制约当今世界经济社会发展的两大主要问题。各国都在积极寻求可持续的能源方案，开发利用清洁的可再生能源成为全球能源领域的重要趋势。生物质能作为最重要的可再生能源之一，正在并将继续在未来世界能源结构中发挥重要作用，该能源位于世界能源排名第四位，仅次于煤炭、石油和天然气，在中国的可再生能源投资组合中，属于第二大能源。中国是农业大国，农业生物质资源十分丰富，农作物秸秆、畜禽粪便和农产品加工副产物等资源可以通过相关技术转化为能源利用，有利于促进农业和能源的可持续发展。开发利用农业生物质能是中国应对气候变化、实现“双碳”目标的重要举措，对于实现乡村振兴、加强污染防治、促进能源革命等任务至关重要。　　本研究以替代能源理论、循环经济理论、可持续发展理论和低碳经济理论为基础，结合了统计调查数据、国家规划报告数据和相关文献数据，利用文献综述、数学模型、时空分析和计量分析等方法，按照“农业生物质资源量测算→农业生物质能利用潜力分析→农业生物质能利用潜力影响因素探究→农业生物质能预测及减排潜力研究”的逻辑体系展开研究。主要得出以下结论：　　（1）我国农业生物质资源储量十分丰富，开发利用前景广阔。2000-2020年，平均理论资源量为29.94×108t，可收集资源量为22.81×108t。2020年，全国农作物秸秆可收集资源量为8.69?108t、畜禽粪便可收集资源量为13.26?108t、农产品加工副产物可收集资源量为 1.29?108t。农业生物质资源量年际变化明显，2000-2020年整体呈波动上升趋势，可收集资源量年均增长率为0.76%。　　（2）农业生物质资源存在结构差异特征。2000-2020年可收集资源量中，畜禽粪便量占比最高、农作物秸秆量占比次之、农产品加工副产物量占比最小。具体结构中，牛和猪的粪便量始终占据畜禽粪便可收集量的主导地位;玉米、水稻和小麦秸秆是农作物秸秆资源的三大主要来源;稻壳、玉米芯和蔗渣是农产品加工副产物的重要组成部分。资源结构的时间变化中，畜禽粪便可收集量占比呈波动中下降趋势，农作物秸秆可收集量占比缓慢上升，农产品加工副产物可收集量占比变化相对平稳，波动不大。　　（3）农业生物质可收集资源量区域分布不平衡，省际差异较大。三类农业生物质可收集资源量总体以胡焕庸线为界，呈现出“东南高、西北低”的分布特征，分布相对集中，2000-2020年间，资源量分布的冷热点区域存在明显的差异。资源密度总体上呈“两高两低”的分布特点，即人均农业生物质可收集资源量“北高南低”、单位面积农业生物质可收集资源量“东高西低”。　　（4）农业生物质资源能源化利用潜力巨大，呈缓慢波动上升的趋势，能源化利用潜力的地区差异性显著。2000-2020年，中国31个省级行政单元农业生物质资源能源化利用潜力为291.03EJ，总体呈上升趋势，年均增长率为1.17%。中国各地农业种植、养殖结构差异较大，导致各省级单元农业生物质能利用潜力区域分布不均衡。2000-2020年间，山东、河南、黑龙江、河北和吉林等省份农业生物质累积能源潜力量较高，分布较为集中，五省之和占全国的 36.51%。农作物秸秆、畜禽粪便和农产品加工副产物能源化利用潜力占比分别为 64.95%、24.84%、10.21%，这与资源的干物质含量及低位热值有关。　　（5）农业自然条件、资源禀赋特征、农业生产投入和社会经济水平对农业生物质能利用潜力均产生一定的影响。面板回归结果显示：年平均气温、区域人均耕地面积、人均畜禽养殖量、农用柴油使用量、耕地有效灌溉率、耕地复种指数、财政支农力度、第一产业从业人员比重等8个因素对农业生物质能利用潜力起到显著的促进作用，农业受灾率对农业生物质能利用潜力起到显著的抑制作用。进行稳健性检验后，研究结论仍然成立。　　（6）未来农业生物质能生产力可观，温室气体减排潜力明显。据预测数据， 2021-2050年农业生物质资源量将逐年增长，2050年理论资源量为43.07×108t，可收集资源量为 33.90×108t ，预测的农业生物质可收集资源量年均增长率为1.27%。2030年、2040年和2050年作为三个关键预测年份，农作物秸秆和农产品加工副产物能源化利用量分别为 9.57EJ、12.58EJ、14.46EJ，畜禽粪便能源化利用量为1.82EJ、2.36EJ和2.91EJ。在生物质发电、生物质供热、生物质燃气和生物质液体燃料四种利用途径中，生物质液体燃料的生产潜力占比将从2030年的20.30%大幅增加到2050年的42.62%，减排潜力占比将从20.56%大幅增加到50.24%，是最有发展潜力的生物质能，生物质发电减排潜力仅次于生物质液体燃料，生物质燃气和生物质供热减排潜力相近。生物质能利用途径的减排潜力与能量转换效率、所替代化石能源的排

关键词： 生物质能   不动产信托投资基金(REITs)   生物质行业   事件研究法   EVA模型  

摘要： 生物质能具备绿色、低碳、清洁可再生等优点,作为一种新的清洁可再生能源,已成为各国政府和企业关注的焦点。生物质发电成为目前生物质能应用方式中最广泛、最高效的方法之一。目前,生物质能发电项目发展前景广阔、市场需求不断扩大,生物质发电装机容量与垃圾焚烧发电量逐年提高。而生物质能发电产业是资本密集型产业,相关配套设施融资需求大、建设周期长、资金回流慢,再加之财政补贴力度减小,生物质能发电项目的建设运营面临挑战。不动产信托投资基金(REITs)为基础设施领域的优质资产提供了上市平台,有效降低投资和融资的难度和门槛,从而解决生物质能产业的融资难题、促进可持续发展。本文选择了“中航首钢绿能REIT”进行案例分析,该REIT是首批上市的公募REITs之一,对于拓宽生物质能发电的环保类企业行业融资渠道、完善分析REITs产品为企业带来的经济效益有着一定的参考价值。本文从原始权益人首钢环境的融资情况出发,引出该案例,并对案例的参与主体、运行情况、交易结构等方面进行介绍。针对中航首钢绿能REIT的融资动因,本文从寻求融资渠道拓展、寻求项目稳定盈利以及寻求企业价值提升三个角度来进行分析;在此基础上,本文运用财务指标分析法、事件研究法、EVA模型对融资效果进行分析。通过分析资产负债表,可知发行REITs提升企业经营效率,短长期财务指标更健康;通过分析利润表与现金流量表,可知发行REITs提高项目运营效率,实现稳定利润收入;对于价值的分析从两个角度入手:从企业自身的角度来看,通过计算EVA可知发行REITs为企业创造了经济价值,从市场反应的角度来看,通过计算CAR可知发行REITs为集团带来了短期正向的累计超额收益率、增加了市场价值。本文的研究结果表明,通过发行REITs,满足企业融资需求、改善企业财务状况,提升运营管理效率、改善企业盈利状况,以及提升发行企业的整体价值。通过对“中航首钢绿能REIT”的研究,不仅为生物质企业发行REITs的融资效果进行量化分析的研究提供参考,而且有助于为其他拟通过REITs进行融资的企业进行借鉴。