[发明专利]一种基于经济发展变化预测评估生物质能发展适宜性的方法

权利要求书

1.一种基于经济发展变化预测评估生物质能发展适宜性的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

步骤1：根据国家及地方历年统计年鉴中的人口数据、生产总值以及工业体系、农业体系和服务业体系三大产业发展数据，将区域人口总数作为中间值，通过人均GDP数值对研究区域人口以及经济发展情况进行预测；

步骤2：基于步骤1的研究区域人口，统计年鉴中的居民生活用电用热情况，获取研究区域范围内人均电能及人均热能需求量，确定生物质原料需求量；

步骤3：根据研究区域的农业统计年鉴数据确定农作物类型种类、单位产量及种植面积，结合复种指数对农作物总产量以及秸秆资源量进行测算；

步骤4：结合步骤2的原料需求量与步骤3的测算结果，确定各类生物质载体类型及热值，根据热值对研究区域的生物质潜能进行计算；

步骤5：运用ArcGIS分析工具将步骤2到步骤4进行综合分析，对研究区域生物质能的发展适宜性进行评估；

所述步骤1具体包括以下步骤：

步骤1.1：运用Logistic曲线模型法对研究地区人口进行模拟预测；

步骤1.2：依托统计年鉴数据，通过多元线性回归模型对研究区域过往10年的第一、第二、第三产业数据建立多元线性回归模型；

步骤1.3：依托统计年鉴中显示的近十年的人均GDP和人口数据，建立研究区域生产GDP发展模型；

所述步骤2具体为：

步骤2.1：依托统计年鉴数据，依据人均用电量和人均用热量建立研究区域内年用电量和年用热量模型：

E_e＝Z·a

E_h＝Z·b

其中，E_e为研究区域内年用电量，单位为kw·h；Z为居民总人数；a为年均人用电量，单位为kw·h；E_h为研究区域内年用热量，单位为kj；b为年均人用热量，单位为kj；

步骤2.2：依据年用电量以及年用热量，计算区域内能源需求总和：

其中，为能源需求总量，单位为kj；c为电波动系数；d为热量损耗系数；

所述步骤3具体为：

步骤3.1：利用地方农业统计年鉴中记录的单位面积的作物产量与种植面积，得到研究区域的农作物产量发展趋势，所述农作物产量发展趋势模型如下：

其中，为所述研究区域未来n年后的农作物产量，单位为kt；i为农作物类型；F_i为单位面积的i作物产量，单位为t/hm²；S_i为i作物的种植面积,单位为hm²；a_i为i作物的复种指数；

步骤3.2：根据上述步骤3.1中所测算出的未来n年的农作物总产量，对研究区域的农作物秸秆产量进行计算，计算公式如下：

其中，E_a为农作物秸秆产量；Q_i为i类农作物产量；k_i为第i类农作物的草谷比系数；

所述步骤4具体为：

步骤4.1：根据农作物秸秆总重量模型获取研究区域的全部作物类型未来n年产生的农作物秸秆总重量，测算模型为：

其中，为所述未来n年农作物秸秆总重量，单位为kg；w_r为作物秸秆含水量；t_r为作物秸秆灰分含量；R₁为作物秸秆的可收集率；U₁为农作物秸秆的利用率；P₁为作物面积与耕地总面积之比；F为单位面积的作物产量，单位为t/hm²；J为草谷比；S为作物种植面积，单位为hm²；a、b、c、d、e、f、g分别为甘薯、小麦、水稻、玉米、大豆、棉花、黑豆；

步骤4.2：使用热值检测仪对研究区域使用的生物质载体进行热值检测，确定不同生物质对应的热值；

步骤4.3，结合步骤4.1所测得的各类生物质原料对应热值，通过下列公式对研究区域的生物质潜能进行计算：

其中，M为区域生物质总潜能；为农作物秸秆总重量，单位为kg；K为生物质燃烧效率；C为秸秆可收集系数；H_a、H_b、H_c、H_d、H_e、H_f、H_g分别为甘薯、小麦、水稻、玉米、大豆、棉花、黑豆秸秆的热值；F_a、F_b、F_c、F_d、F_e、F_f、F_g分别为上述七类农作物秸秆预测单位面积产量；I_a、I_b、I_c、I_d、I_e、I_f、I_g分别为上述七类农作物种植面积；

所述步骤5具体为：

步骤5.1，针对前序能源需求模型和区域生物质潜能模型所得出的资源供需关系，根据生物质潜能盈亏模型对所述研究区域生物质能发展适宜程度进行计算，所述模型如下：

其中，R_a为研究区域生物质潜能盈亏，M为区域生物质总潜能；E^t为研究区域村镇未来t年的电能热能总需求；

步骤5.2：研究区域生物质潜能盈亏R_a根据步骤5.1获得的生物质潜能盈亏对研究区域发展生物质能适宜程度进行评价；

步骤5.3：将步骤5.1中研究区域生物质潜能盈亏R_a的结果与矢量地图数据导入ArcGIS软件中进行叠加分析，最终输出研究区域的生物质能发展适宜性分区图。