Компоненты для расчета экономической доступности

 

Для оценки экономической доступности биомассы требуется информация о производственных затратах и о физической доступности биоресурсов в интересующем регионе. Используемые при этом методы включают три основных компонента: вычисление затрат на транспорт и время перевозки, определение географического расположения и физической доступности биомассы, создание графиков поставки ресурсов биомассы.

Конечная стоимость древесной биомассы может определяться как сумма закупочной стоимости (выплаты владельцам ресурсов биомассы), расходов на ее сбор, погрузку и перевозку. При этом требуется провести сопоставление объемов и закупочных цен для различных типов биоресурсов, а также вычислить транспортные расходы как функции от времени перевозки грузов (рис. 6.2).

Рис. 6.2 - Цены, количества и категории транспортировки ресурсов первых четырёх триллионов BTU в исследуемом регионе.

Технология ГИС – эффективный и полезный инструмент для оценки мест хранения биоресурсов и транспортных затрат. Проведенная оценка транспортных затрат основывалась в большей степени на времени перевозки, а не на вычислении расстояний для конкретной сети дорог и учете географических особенностей района исследований (рис. 6.3).

Рис. 6.3 - Пример кривых низкого, высокого и среднего поступления древесной биомассы для отдельных округов.

 

Вычисление времени транспортировки

 

Первым шагом было определение доли каждого округа в поставках биомассы для заданных категорий времени транспортировки с учетом инфраструктуры дорог. С помощью Калькулятора полей в ArcMap были назначены ограничения скорости по объектам дорог в шейп-файлах набора данных переписи U.S. Census TIGER. Для оценки времени транспортировки длина дороги делилась на скорость. Функция Область обслуживания в модуле ArcGIS Network Analyst применялась для вычисления обслуживаемых районов на основании времени транспортировки и доли каждого округа. Категория времени перевозки определялась с 15-минутным интервалом. Процедура вычисления времени транспортировки путем определения областей обслуживания с помощью Network Analyst может использоваться для определения мест переработки биомассы, таких как био-электростанции (рис. 6.4).

Рис. 6.4 - Диаграмма рабочего процесса, показывающая процессы и шаги при построении графиков поставки древесной биомассы.

 

Заключение

 

Приведенные кривые графика поставки демонстрируют местную экономическую доступность ресурсов древесной биомассы и цены, представляющие собой функцию от реального спроса на энергию. Более детальные результаты и анализ чувствительности будут включены в общий технический отчет Лесной службы США. В заключении по проекту освещены следующие моменты:

Описан подход с использованием ArcGIS Network Analyst для вычисления областей обслуживания по транспортировке биомассы с привлечением доступных слоев данных, которые доступны в Интернет. В дальнейшем подобный анализ может быть проведен для потенциальных мест развития биоэнергетики в любом районе страны.

Области обслуживания, вычисленные с помощью ArcGIS Network Analyst, повышают скорость и точность построения кривых, характеризующих поставки биомассы.

На юге США из древесной биомассы может быть получено до 4 триллионов BTU (т.е. 40 МВт энергии, что достаточно для снабжения 16000 домов) по цене менее чем $1.91 за гигаджоуль (GJ-1), или $2.01 за каждый MMBTU.

Программа учета и анализа Лесной службы США в настоящее время разрабатывает национальный набор данных по биомассе в виде растра, получаемого на основе спутниковых изображениям MODIS (спектрорадиометр среднего разрешения), который позволит повысить точность расчетных графиков поставки биомассы. После завершения этой разработки описанный выше подход может быть расширен и представлен в виде процедуры анализа растровых данных с повышением четкости и точности конечных результатов. За дополнительной информацией обращайтесь к Мэтью Лангхольцу (Matthew Langholtz, e-mail: [email protected]), Школа охраны и изучения лесных ресурсов университета Флориды.

ВЫВОДЫ

Под биомассой обычно имеют в виду возобновляющееся органическое вещество, генерируемое растениями путем фотосинтеза. Первичным источником биомассы являются деревья, сельскохозяйственные культуры, водные растения. После сбора и переработки биомассы в товарные продукты образуются отходы, которые вместе с твердыми городскими отходами могут оказаться источником большого количества органического материала, пригодного для получения дополнительной энергии.

Биомасса в качестве источника энергии используется с древнейших времен. До сих пор древесное топливо остается основным источником энергии в большей части мира. В США всего лишь 100 лет назад дрова наравне с углем являлись одним из основных источников энергии.

Результаты исследований, проводимых в этой области, пока еще не позволяют делать прогнозы с достаточной определенностью, так как отношение биомасса/энергия не постоянно. Поэтому настоящую книгу следует рассматривать как введение в область получения энергии и топлива из биомассы. Основное внимание уделяется источникам биомассы и экономическим аспектам производства энергии из нее.

Сказанное позволяет согласиться с выводами авторов относительно наилучших перспектив промышленно-топливного использования биомассы в странах, наделенных следующими благоприятными предпосылками:

• высоким плодородием почв;

• мягким климатом (тропическим, субтропическим);

• дешевой первичной энергией, необходимой для переработки биомассы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Природопользование 10-11 учебное пособие (ав. Н.Ф. винокурова; Г.С. Камерилова; В.В. Николина; В.И. Сиротин; В.М. Смирнова.) 1995г.

2. Охрана природы: (Факультатив. курс). Пособие для учащихся/ А. В. Михеев, К.В. Пашканг, Н.Н. Родзевич. Просвещение 1983.

3. Библиотека «РОДНИЧКА» – приложение к газете «Родник» №3,4 – 1997г. серия «Биолог».

4. Город и природа (городские природные насаждения) Ав. Л.О. Машинский стройиздат Москва 1973г.

5. Наука об окружающей среде: как устроен мир: в 2 томах. Т 1. Ав. Б. Небель. «Мир»1993г.

6. Экологические очерки о природе и человеке «прогресс» – 1988.

7. Ч. Дарвин «Действие перекрёстного опыления и самоопыления».

8. Bellemar, D., "What is a Megawatt?" http://www.utilipoint.com/issuealert/article.asp?id=1728, 2003, retrieved 7-13-2006.

9. Price, Mike, and Ronny Coleman, "Taming TIGER Data: Create Emergency Management Maps Using Census 2000 Data" ArcUser, January–March, pp. 52–55, Redlands, California, 2003.

10. Price, Mike, and Jennifer Price, "Coverage Assessment Using Census 2000 TIGER Roads" ArcUser, July–September, pp. 54–58, Redlands, California, 2000.

11. Wiltsee, G., "Urban Wood Waste Resources Assessment," National Renewable Energy Laboratory, Golden, Colorado, November 1998.