6.1 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.
6.2 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.
6.3 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: mateo@ufl.edu), 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.