能源安全和生态环境约束下区域农业生物质能经济总量模型与补偿机制研究

The remaining crop has tremendous energy and ecological efficiency. Evaluating the economic potential of bio-energy and constructing compensation mechanism, under the constraints of energy security and ecological environment, are the important tasks to promote the sustainable development of bio-energy. This study intends to carry out the following work: ①Based on the expanding research of RUSLE, RWEQ and CSHT model, and combining the factors of soil type, landform and weather, the study will put forward the regional soil ecological minimum allocated inventory model.②Based on engineering economics, and considering the technical level, environmental value and motivation strength, the study will construct an ecological economic potential model of agricultural bio-energy.③According to the theory of mechanism design and sustainable development, the study will respectively propose the government-leading compensation mechanism and market-leading compensation mechanism for raw material producer and energy making firm.④Based on the expansibility research of bounded rationality, this study will construct the bio-energy system simulation model by mealy automata, and combining the participant survey datum to validate the effectiveness of compensation mechanism.⑤The empirical research on economic potential of bio-energy and compensation mechanism in “three gorges reservoir” will be carry out in the study. The regional soil ecological minimum allocated inventory integration model will provide the theory and method for the sustainable development of bio-energy. The research on bounded rationality will support the theory design and validation of compensation mechanism.

农作物剩余具有巨大的能源效益和生态效益，因此，考虑能源安全和生态环境双重约束条件，评价生物质能经济总量，构建生态补偿机制，是促进我国生物质能可持续开发的重要前提。本研究拟开展以下工作①依据农作物种类、土壤类别、地形地貌和气候气象，拟对风蚀、水蚀和土壤功能模型进行扩展研究，构建土壤生态最小保留量模型。②基于工程经济学，考虑技术水平、环境价值和激励强度，构建生态经济总量模型。③基于机制设计理论、可持续发展理论，针对原料生产者、能源企业分别给出政府主导和市场主导下的生态补偿机制。④对有限理性进行扩展研究，采用米兰机构建生物质能仿真系统模型，对不同情景生态补偿机制进行有效性检验。⑤对三峡库区生物质能经济总量与补偿机制进行实证研究。若研究成功，生态最小保留量模型将为研究生物质能可持续发展提供方法基础。基于有限理性的生态补偿机制设计与有效性检验，将有助于丰富机制设计理论。

考虑能源安全和生态环境双重约束评价生物质能生态经济总量，构建补偿机制，是促进我国生物质能可持续开发的重要保障。项目研究了风蚀、水蚀和土壤功能模型与MP-MAS模型之间的耦合，构建了土壤生态最小保留量模型。考虑技术水平、环境价值和激励强度，构建了生态经济总量模型。考虑我国作物生长的区域特征、收获月份特征、给出了我国生物质能的生态潜力和时空分布图。采用全生命周期法评价生物质能源项目的收益率，并研究了生物质能源项目的收益率、收益分配方式对农户采集行为的影响。依据农户特征把农户分为倡议者、精明者、互惠者、搭便车者，农户可以选择在外务工、采集和在家休息等决策。对政府主导下和市场主导下的直接和间接补偿对生物质潜力的影响进行了仿真分析。对包含三峡库区的中国各省市的主要农作物的生物质能经济总量进行的研究，对三峡库区的生态补偿机制进行研究。.通过研究发现：①在低、中还田比情景下，我国主要农作物可利用生物质能主要分布在东北、华东、华中，其中河南、黑龙江、山东、新疆等省份占比较大；从时间分布上来看主要集中在八月、九月和十月，从构成上来看主要是由稻谷、小麦和玉米构成。②在高还田比情景下，从空间上来看则主要集中在华东、华中、华南和西南，其中广西、云南、河南、黑龙江等省份占比较大，时间上则集中在一月、二月、十一月和十二月，在构成上则仅由小麦、豆类、薯类和甘蔗构成;.研究认为：①中国主要农作物可新型能源化利用秸秆生态总量约8 661.31万t，主要分布在广西、四川、山东和河南，主要由薯类、甘蔗和油菜秸秆构成；②现有政策对发电类项目有显著的激励作用，可适当降低对年产10 000 t燃料成型项目的补贴力度，提高发电类项目的补贴力度；③在生物质能产业布局方面，现阶段可优先发展年产10 000 t秸秆燃料成型项目，可优先在广西、湖北、广东、安徽、河南等地规划建设12 MW秸秆气化发电项目，其次可考虑在广西、湖北、广东和安徽规划建设25 MW秸秆直燃发电项目，最后可考虑在广西规划建设6 MW秸秆直燃发电项目。.