大城市郊区生物质可持续利用的最优化动态模拟研究——以北京密云县为例

现阶段我国资源短缺和传统能源不当利用产生的环境污染问题日益严重，如何开发利用新型能源缓解资源压力同时控制环境污染，成为制约可持续发展的关键问题。畜产废弃物作为广泛分布于城郊地区的典型生物质资源，其有效开发利用可提供大量的清洁能源，推动绿色经济发展，改善区域生态环境质量，对于促进可持续发展具有重要的战略意义。.本课题基于生物质的资源价值、经济价值和环境价值，运用动态最优化模拟分析方法，对我国大城市郊区畜产生物质开发利用对区域可持续发展的影响进行系统研究。以北京密云县为例，构建以政府、企业、居民为主体的畜产生物质资源综合利用系统模型，重点对该系统内能源模块、环境模块、社会经济模块进行复合最优化动态模拟，分析该地区畜产生物质资源有效利用对可持续发展的影响，寻求具有可操作性的区域经济稳定发展和生态环境同步改善的发展模式，为我国生物质能源产业的发展提供范例，为低碳经济和循环经济研究提供科学技术依据。

伴随着我国大城市郊区畜产业迅速发展，畜产废弃物不当处理排放的大量水污染物质和温室气体严重污染了地区环境。而畜产废弃物作为典型的生物质资源，通过先进处理技术可以将其转化为绿色的生物质能源。本项目针对大城市郊区畜产业生物质资源开发利用存在的低效率、高污染等问题，提出了包括日本和中国的先进处理技术在内的环境综合管理政策，运用最优化模拟分析方法，研究环境综合管理政策的实施对环境改善和生物质能转化的效果。本项目考虑了生态系统和社会经济系统的变动情况，构建了包括能源系统、环境系统、社会经济系统的最优化模型，以生物质有效利用为切入点，动态模拟分析畜产生物质资源有效利用对地区可持续发展的影响，从而实现经济增长，废弃资源再利用，环境改善，推进区域可持续发展的目标。.研究结果表明，与现行生物质处理技术相比，当在环境综合管理政策中引入两项先进处理技术后，该政策的实施可以有效地降低环境污染水平并实现经济稳步增长。引入先进处理技术后，模拟期内（10年间）可以使地区经济增长水平提高10%。在环境改善方面，引入先进处理技术的环境综合管理政策实施可以减排16.8万吨温室气体，水污染物质总氮排放量下降4916吨；同时通过先进处理技术可以将畜产废弃物转化为3270万千瓦时的生物质电能。该研究结果表明引入先进的生物质处理技术在内的环境综合管理政策的实施可以同时实现环境改善和经济发展的可持续发展目标。该研究为区域发展提供了具有可操作性的经济稳定增长和生态环境改善的可持续发展模式，为我国生物质能源产业的发展提供了范例，并为低碳经济和循环经济研究提供了科学技术依据。